Gestión del oxígeno disuelto en la acuicultura

Los conductores razonables miden la concentración de oxígeno disuelto por la noche

El monitoreo regular permite la detección de cambios en los niveles de OD y evita efectos estresantes en los animales de granja.

Aunque el oxígeno molecular contiene alrededor del 21 por ciento de los gases atmosféricos, su concentración en las aguas de las instalaciones de acuicultura puede ser inaceptablemente baja para la buena supervivencia y el crecimiento de los cultivos. Como otros gases atmosféricos, el oxígeno tiene una solubilidad característica y su solubilidad en agua es directamente proporcional a su composición porcentual y presión parcial en la atmósfera.

La presión de oxígeno sobre la superficie del agua en el aire fuerza a las moléculas de oxígeno a entrar en el agua hasta que la presión del oxígeno en el agua es igual a la presión en el aire. Esta condición se conoce como saturación de oxígeno. El oxígeno molecular en el agua se llama oxígeno disuelto (OD).

Concentracion en agua

La concentración de OD, generalmente expresada como una relación peso / volumen, por ejemplo en miligramos por litro, disminuye con la saturación con el aumento de la temperatura y la salinidad del agua (Tabla 1), así como con la disminución de la presión atmosférica. La siguiente ecuación se puede utilizar para convertir las concentraciones de OD de presión estándar a la concentración saturada de otras presiones atmosféricas.

Solubilidad del oxígeno (mg / l) en función de la temperatura y la salinidad, Cuadro 1

Temperatura
(° C) salinidad (ppt)
0Sal (ppt)
5Sal (ppt)
10 Salinidad (ppt)
15 Salinidad (ppt)
20 Salinidad (ppt)
25 Salinidad (ppt)
30 Salinidad (ppt)
35Sal (ppt)
40

0 14.602 14.112 13,638 13.180 12,737 12.309 11,896 11,497 11.111
5 12,757 12,344 11,944 11,557 11.183 10.820 10,470 10.131 9.802
10 11,277 10,925 10.583 10.252 9,932 9,621 9.321 9.029 8.747
15 10.072 9,768 9.473 9.188 8,911 8.642 8.381 8.129 7.833
20 9.077 8.812 8.556 8,307 8.065 7.831 7.603 7.832 7.167
25 8.244 8.013 7.788 7.569 7.357 7.150 6,950 6.754 6.565
30 7.539 7.335 7.136 6,943 6.755 6.572 6.394 6.221 6.052
35 6,935 6.753 6.577 6.405 6.237 6.074 5.915 5.761 5.610

Tabla 1. Solubilidad del oxígeno (mg / l) según temperatura y salinidad en aire húmedo a 760 mm de presión atmosférica. De Benson y Kraus, 1984.

Por ejemplo, suponga que la temperatura del agua en un estanque de agua dulce es de 20 grados C y la presión del aire es de 710 mm. La concentración de saturación de OD es de 8,48 mg / l, aproximadamente 0,6 mg por litro a una presión de menos de 760 mm.

Los cambios diarios en la presión barométrica son relativamente pequeños y afectan las concentraciones de oxígeno disuelto en solo 0,1 o 0,2 mg por litro. La presión del aire difiere mucho de los cambios de altitud. La solubilidad del OD a 20 grados C en agua dulce es de 9,08 mg por litro al nivel del mar, pero solo de 7,19 mg por litro a 2000 metros, con una presión media de 608 mm.

La concentración de OD en saturación aumenta al aumentar la profundidad del agua, ya que la presión hidrostática aumenta la presión atmosférica que actúa sobre la superficie del agua.

Variaciones de concentración

Las aguas no alcanzan la saturación de OD y permanecen en este estado. La principal razón de la variación del OD en las aguas naturales es la fotosíntesis de las plantas acuáticas y la respiración de todos los organismos acuáticos. Estos procesos hacen que la concentración de OD cambie más rápido de lo que la difusión de oxígeno entre el aire y el agua puede mantener un estado saturado. Por lo general, la concentración de OD del agua en los estanques de acuicultura es más alta que la saturada durante la mayor parte del día, que luego cae por debajo de la saturación durante la noche.

El oxígeno molecular se difunde del agua al aire cuando el nivel de OD supera la saturación y del aire al agua cuando la concentración es menor que la saturación. La diferencia en la concentración y saturación de OD es la deficiencia de OD. Cuanto mayor sea el déficit, mayor será la tendencia del oxígeno a intercambiarse sobre la superficie del agua. Además, la turbulencia en la superficie del agua con el viento o las sacudidas de las rocas provocan un intercambio de oxígeno más rápido.

A veces, la cantidad de oxígeno disuelto en el agua se expresa como un porcentaje de saturación de acuerdo con la siguiente ecuación.

Impacto en las especies acuícolas

En los estanques, el agua superficial a menudo está saturada de OD temprano en la mañana y por encima del 200% a media tarde. DO La sobresaturación rara vez es dañina para los peces o camarones. Sin embargo, la sobresaturación de agua puede ser un problema importante para las truchas u otros criaderos, causando un trauma por burbujas de gas.

Los efectos de la concentración de OD en las especies acuícolas se presentan generalmente sobre la base del rango de temperatura óptimo de las especies consideradas en términos de concentración (Tabla 2). En la práctica, los animales acuáticos responden a la presión del oxígeno en el agua en lugar de a la concentración de OD.

Boyd, Efectos de la concentración de oxígeno disuelto, Tabla 2

Oxígeno disuelto (mg / l) Saturación aproximada a 20 ° C

0-0,3 0-4 Los peces pequeños sobreviven a exposiciones breves
0,3-1,0 4-13 Mortal si la exposición es prolongada
1.0-5.0 13–64 Los peces sobreviven, pero el crecimiento es lento con una exposición prolongada
5.0 saturación 64-100 Rango recomendado

Cuadro 2. Efecto de la concentración de oxígeno disuelto en peces de estanque de agua caliente.

DO gestión

En estanques con agua estática, el OD es difícil de manejar, ya que se utiliza más OD para plancton, bentos y otros organismos que para las especies de cultivos. Los operadores de estanques que no funcionan generalmente limitan el almacenamiento y la alimentación de los animales a aquellos que previamente han demostrado ser seguros. Por ejemplo, en el caso de la cría de bagres, la alimentación de estanques no carbonatados se limita a 30-40 kg por hectárea (ha) por día.

Los conductores razonables deben medir la concentración de oxígeno disuelto por la noche y, si es necesario, aplicar aireación de emergencia con aireadores de emergencia accionados por tractor. La ventilación de los estanques de bagres con un canal con aireadores eléctricos permite alimentar más de 100 kg / ha por día y hasta cuatro veces más que en los estanques no carbonatados.

Cuando se utilizan aireadores durante el día, aumentan la pérdida de oxígeno atmosférico cuando el agua del estanque está sobresaturada con OD. Los aireadores suelen ser más eficaces para transferir oxígeno al agua durante la noche. En los estanques, las especies de cultivos tienen que competir con otros organismos para obtener OD adicional. Los estudios de los estanques de bagres de canal han demostrado que las especies de cultivos utilizan solo entre el 15 y el 25 por ciento del OD proporcionado por los aireadores.

Flujo, sistemas de jaulas

En los sistemas de acuicultura fluidos, el flujo rápido de agua evita el crecimiento de plancton y elimina los desechos. Casi todo el OD en el agua de entrada está disponible para los peces. Las tasas de establecimiento y alimentación de las redes de arrastre de truchas se han establecido de modo que la concentración de OD no caiga por debajo de 5 mg por litro y la carga sobre los peces.

Suponga que el agua que contiene 10 mg de OD por litro ingresa al hipódromo a una velocidad de 10 metros cúbicos por minuto. El suministro de agua contiene 5 mg por litro de OD libre o 72 kg de OD por día (5 gramos / m3 × 10 m3 / min × 1440 minutos / día × 10-3). Por lo general, es posible utilizar 5 kg de alimento por kilogramo de OD, por lo que se pueden administrar 360 kg de alimento por día. La biomasa de peces necesaria para aprovechar al máximo el OD existente a una tasa de alimentación del 3% del peso corporal por día sería de 12.000 kg (360 kg de pienso por día ÷ 0,03).

Para calcular la capacidad de carga de los sistemas descritos anteriormente, los pasos de cálculo anteriores se pueden agregar a la siguiente ecuación.

La aireación también se puede utilizar para aumentar la capacidad de carga de los sistemas de flujo. Casi todo el DO aireado estaría disponible para pescar en las pistas de competición, ya que se utilizan pocos otros organismos.

Las concentraciones de oxígeno disuelto en el agua en jaulas y cultivos de redes o cultivos de moluscos bivalvos son el resultado de condiciones naturales y normalmente no pueden ser influenciadas por el manejo. Las áreas para tales proyectos de acuicultura deben proporcionar agua de calidad y buena circulación. Muchas operaciones de jaulas han provocado graves pérdidas de oxígeno disuelto debido a la desestratificación térmica de los lagos eutróficos.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de enero / febrero de 2008 de ).

Deja un comentario