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Los aireadores de rueda de paletas se han utilizado durante décadas

Básicamente, los mismos aireadores se han utilizado durante décadas. ¿Es porque los aireadores actuales son tan buenos?

El fomento de los estanques de acuicultura, especialmente los estanques intensivos, es un requisito importante. Se requiere una ventilación adecuada para obtener la producción esperada, mientras que es un componente importante de los costos de producción.

Un sistema de ventilación adecuado debe desempeñar varias funciones al tiempo que reduce el consumo de energía. La aireación debe proporcionar suficiente oxígeno para exceder los límites de oxígeno y permitir altos niveles de almacenamiento y producción. Debe distribuir el oxígeno en el estanque tanto horizontal como verticalmente y mezclar agua en el borde agua-sedimento. La aireación adecuada también minimiza las acumulaciones de sedimentos en el fondo del estanque y facilita el drenaje del estanque.

Al observar tanto las publicaciones técnicas como la práctica, es sorprendente que se hayan utilizado esencialmente los mismos aireadores durante décadas. Durante este período, la producción de la acuicultura aumentó drásticamente, la alimentación mejoró significativamente y se cultivaron nuevas especies. ¿Es porque los aireadores actuales son tan buenos?

Estratificación de oxígeno

Uno de los principales factores que influyen en la eficiencia de la aireación es el desarrollo de la estratificación térmica y de oxígeno en las presas de acuicultura. La radiación solar térmica es absorbida por las capas de agua de la superficie, elevando la temperatura y formando una capa estable de agua cálida y ligera. Además, la fotosíntesis y la liberación de oxígeno de las algas tienen lugar preferiblemente en esta capa superficial. Por lo tanto, durante el día, y a menudo temprano en la mañana, la capa superior del agua del estanque está relativamente enriquecida con oxígeno, mientras que la capa inferior y la interfaz agua-sedimento tienen restricciones de oxígeno.

Por ejemplo, los perfiles de oxígeno de un estanque comercial de camarones se muestran en la Figura 1. Se observaron al otro lado del estanque en un día soleado alrededor de las 11 a.m. cuando era probable que el suministro de oxígeno fuera óptimo. A 6-8 mg / l, las concentraciones de oxígeno en las capas superficiales eran muy altas, de hecho sobresaturadas. Sin embargo, a unos 10 cm por encima del fondo del estanque, las concentraciones de oxígeno eran muy bajas, oscilando entre 2 y 3 mg / l. El oxígeno es prácticamente nulo en el suelo y el agua. Es importante mencionar que el acuífero es la zona donde los camarones viven y recolectan piensos y alimentos naturales.

Figura 1: Perfil de oxígeno a última hora de la mañana en un estanque comercial de camarones.

Esta estratificación de oxígeno típica es una limitación significativa en la productividad del estanque, no solo debido a la limitación de oxígeno de los camarones y peces en el agua del fondo del estanque, sino también debido a las condiciones anaeróbicas en la interfaz sedimento-agua. Para minimizar esto, se debe maximizar la mezcla de esta capa y el lodo orgánico acumulado debe dirigirse hacia la abertura de drenaje del estanque.

Aireadores de remo

Los diferentes tipos de aireadores son los aireadores más utilizados. Con estos diseños, la aireación se logra rociando agua en los 20 cm superiores de agua. Como se mencionó, esta capa es la más rica en concentraciones de oxígeno.

La eficiencia de la oxigenación del agua superficial rica en oxígeno es muy baja en comparación con la posible aireación del agua subterránea pobre en oxígeno. Suponiendo un estanque de agua dulce con una concentración de oxígeno en el agua superficial de 5 mg / ly una concentración de agua subterránea de 2 mg / l, el agua superficial debe tener aproximadamente un 45 por ciento de aireación normal y un 70 por ciento de aireación del agua subterránea. Un equipo de aireación de agua subterránea es mucho más eficiente, proporcionando casi el doble de oxígeno para el mismo consumo de energía.

Además de la baja eficiencia del aire, los aireadores de rueda aireados entregan agua enriquecida con oxígeno a la capa superficial, mientras que las capas de agua subterránea tienen una gran necesidad de oxígeno. Los aireadores de remo hacen un mal trabajo al mezclar agua vertical. Las paletas dan impulso al agua empujándola horizontalmente sobre el estanque. Sin embargo, este impulso se da a las aguas superficiales y solo se utiliza parcialmente para mover y mezclar acuíferos.

Se necesita un enfoque diferente para aumentar la eficiencia de la aireación y la aireación del agua subterránea. El Dr. John Colt hizo una propuesta simple para convertir un aireador en un volante de inercia. Al instalar una barrera de plástico o metal corriente arriba de la hoja, el agua se extrae desde la parte inferior.

Mezcla vertical

Algunos aireadores disponibles comercialmente están diseñados para mezcla vertical, extrayendo agua de capas más profundas. Sin embargo, se libera agua oxidada en la superficie del estanque. Los aspiradores aplican oxígeno al agua en la capa de agua superior, pero tienen la ventaja de dirigir el chorro carbonatado hacia abajo. Sin embargo, el efecto de la cascada se limita a una parte del fondo del estanque.

Los sistemas de aire distribuido como tales no tienen un potencial de mezcla efectivo y, si no se colocan en las partes profundas del estanque, su eficiencia es pobre debido al rápido aumento de las burbujas dispersas. Parece posible utilizar la tecnología del transporte aéreo para mejorar los sistemas de ventilación.

Mejorando el transporte aéreo

Los elevadores de aire se realizan inyectando burbujas de aire en tuberías insertadas en el agua. La densidad del agua con burbujas de aire es menor que la del agua del estanque, por lo que el agua fluye desde el exterior del ascensor y bombea el agua hacia arriba (Figura 2a). El dispositivo de elevación de aire bombea agua desde el fondo del estanque, lo cual es una ventaja importante. Cuando se utilizan tuberías de entrada y salida de 90 grados, el mismo dispositivo induce el movimiento horizontal del agua tanto en la capa inferior como en la superficie (Figura 2b). Estos dispositivos pueden ser muy útiles para airear y mezclar tanques intensivos relativamente pequeños.

En 2012, William Wurts recomendó el uso de equipo de elevación de aire modificado que incluye un soplador disponible comercialmente para estanques. El diseño del elevador de aire se puede desarrollar aún más para bombear agua desde la capa inferior, dejar que el agua carbonatada ingrese a la capa inferior y crear un flujo horizontal en el fondo del estanque (Figura 2c).

Figura 2: Perfil de oxígeno a última hora de la mañana en un estanque comercial de camarones.

La unidad está hecha de una palanca de admisión, aproximadamente un elevador de aire normal. Se coloca un estrangulador controlable en la sección horizontal, seguido de una palanca de escape. El estrangulador libera algunas de las burbujas de aire ascendentes y, por lo tanto, el agua en la palanca de escape es más pesada que el brazo de entrada. Cuando la válvula de liberación de aire está completamente abierta y libera la mayoría de las burbujas de aire, el flujo de agua a través del sistema es máximo. Por otro lado, con una liberación limitada, el flujo disminuye, pero las burbujas que se mueven hacia abajo liberan oxígeno aún más en el agua.

La unidad puede funcionar de manera eficiente como un transporte aéreo doble, lo que casi duplica la eficiencia de la absorción de oxígeno. El sistema tiene varias ventajas: airea el agua con deficiencia de oxígeno cerca del fondo del estanque, libera agua enriquecida con oxígeno al fondo del estanque e induce un flujo de agua que interfiere con la capa del fondo del estanque. Tampoco hay componentes corrosivos para el agua.

Las bombas de circulación, que a menudo se usan para destruir lagos, son equivalentes a los ventiladores que usamos a menudo en casa. Estos dispositivos mueven el agua con una carga hidráulica muy baja, por lo que consumen muy poca energía para mover una gran cantidad de agua a través del estanque.

La Figura 3 muestra el efecto de un circulador de 2.5 hp sobre los filamentos redox en el fondo de un estanque de tilapia altamente equipado. Los sulfuros, que muestran el predominio de las condiciones anaeróbicas, son muy bajos en la mayoría de las muestras hasta 60 m aguas abajo del circulador.

Figura 3: Efecto del riego en el fondo de un estanque de arcilla con equipamiento intensivo.

Perspectivas

Los aireadores, especialmente las aspas, se utilizan a menudo para mezclar agua y resolver la estratificación del oxígeno en estanques. Estos dispositivos consumen energía para rociar agua superficial en el aire, lo que a menudo resulta en la pérdida de oxígeno de la capa superior de agua sobresaturada.

Actualmente, la mayoría de los aireadores no brindan el servicio más eficiente y consciente de la energía. La mezcla del agua se puede hacer de una manera más eficiente utilizando los polipastos neumáticos modificados descritos anteriormente o utilizando unidades de circulación de agua.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de julio / agosto de 2015 de ).

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