Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
En los sistemas de recirculación, es necesario depurar el agua de manera continua para eliminar los desechos excretados por los peces y añadir el oxígeno que mantiene a los especímenes vivos y en buenas condiciones. Realmente, los sistemas de recirculación son bastante sencillos. El agua se canaliza desde el desagüe de los tanques en los que se encuentran los peces hacia un filtro mecánico y prosigue hacia un filtro biológico. A continuación, tras la desgasificación del agua y la eliminación del dióxido de carbono, el agua vuelve a los tanques. Este es el principio básico de la recirculación.
Pueden añadirse otras instalaciones, como sistemas de oxigenación con oxígeno puro, desinfección por luz ultravioleta (UV) u ozono, regulación automática del pH, intercambio de calor, desnitrificación, etc. en función de las necesidades.
Figura 2.1 Representación básica de un sistema de recirculación.
Tanques
Filtro mecánico
Biofilter
Desgasificadora
Desinfección por UV
Enriquecimiento de oxígeno
Un sistema básico de depuración de agua consiste en filtración mecánica, tratamiento biológico y desgasificación. Pueden añadirse más instalaciones, como un sistema de enriquecimiento de oxígeno o de desinfección por UV, en función de las necesidades.
Los peces que se encuentran en una explotación acuícola necesitan alimentarse varias veces al día. El metabolismo de los peces utiliza el pienso que consumen y digieren para obtener energía y nutrientes para su crecimiento y otros procesos fisiológicos. El oxígeno (O2) se captura a través de las branquias para producir
Figura 2.2 El consumo de alimento y el uso de oxígeno dan lugar al crecimiento del pez y a la excreción de materiales de desecho, como dióxido de carbono, amoniaco y heces.
energía y descomponer la proteína, produciendo dióxido de carbono (CO2) y amoniaco (NH3) como materiales de desecho. La parte no digerible del pienso es excretada al agua en forma de heces, sólidos en suspensión (SS) y materia orgánica disuelta. El dióxido de carbono y el amoniaco son excretados al agua a través de las branquias. Así, los peces consumen oxígeno y pienso y, en consecuencia, el agua del sistema se contamina con heces, dióxido de carbono y amoniaco.
En los sistemas de recirculación solamente se recomienda el uso de pienso seco. El uso de peces industriales debe evitarse, puesto que contamina el sistema y es muy probable que lo infecte con enfermedades. El uso de pienso seco es seguro y presenta la ventaja de que ha sido diseñado para cubrir las necesidades biológicas específicas de cada especie. El pienso seco se presenta en diferentes tamaños de pellet, adecuados al tamaño de los peces, y los ingredientes del pienso seco se pueden combinar para desarrollar piensos especiales para las crías, los reproductores, la fase de engorde, etc.
En los sistemas de recirculación, un índice alto de transformación del alimento es beneficioso, puesto que reduce la cantidad de materia excretada y, en consecuencia, minimiza su impacto sobre el sistema de depuración de agua. En un sistema gestionado a nivel profesional, todo el pienso añadido se consume, haciendo que la cantidad de pienso no consumido sea mínima. El índice de transformación del alimento (ITA) indica el peso del pienso necesario para cada kilogramo de pescado producido. Si se mejora, el acuicultor obtiene un mayor rendimiento de la producción, con un menor impacto sobre el sistema de filtración. El pienso no consumido constituye un derroche de recursos y de dinero y supone una carga innecesaria para el sistema de filtrado. Existen piensos especialmente diseñados para los sistemas de recirculación. La composición de estos piensos tiene como objetivo potenciar al máximo la ingesta de proteína por parte de los peces, reduciendo así la excreción de amoniaco al agua. El hecho de
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
que las heces producidas sean sólidas en lugar de solubles también supone una ventaja, dado que la mayoría de estos materiales de desecho se pueden eliminar en el primer paso de filtración mecánica. Las heces sólidas también reducen la cantidad de partículas finas suspendidas en el agua, fomentando un sistema de agua más limpia y transparente.
El ambiente del tanque de cultivo debe cubrir las necesidades de los peces, tanto en lo que respecta a la calidad del agua como al diseño del tanque. Elegir el diseño adecuado para el tanque, teniendo en cuenta su tamaño y su forma, la profundidad del agua, la capacidad de autolimpieza, etc. puede afectar en gran medida al rendimiento de las especies cultivadas.
Cuadro 2.1 Ingredientes y contenido del pienso para trucha adecuado para su uso en los sistemas de recirculación.
Fuente: BioMar.
Componentes de los sistemas de recirculación
Tanques de peces
Cuadro 2.2 Los distintos diseños de los tanques ofrecen diferentes ventajas y propiedades.
Escala del 1 al 5, donde 5 es la mejor valoración.
Si la especie habita en el fondo (rodaballo, lenguado u otros pescados planos), lo más importante es el área del tanque, mientras que la profundidad del agua y la velocidad de la corriente se pueden reducir. Las especies pelágicas, como los salmónidos, prefieren un mayor volumen de agua y su rendimiento mejora cuando la velocidad del agua es superior.
En los tanques circulares (o con forma cuadrada) el agua se mueve siguiendo un patrón circular, haciendo que toda la columna de agua del tanque se mueva en torno al centro. Las partículas orgánicas presentan un tiempo de permanencia corto, de unos minutos, que depende del tamaño del tanque, gracias a este patrón hidráulico que aporta un efecto de autolimpieza. El uso de una entrada vertical de ajuste horizontal constituye una manera eficiente de controlar la corriente en dichos tanques.
En los tanques rectangulares el sistema hidráulico no tiene un efecto positivo en la eliminación de las partículas. Por otro lado, si un tanque se llena de manera eficiente con peces, el efecto de autolimpieza del tanque dependerá más de la actividad de los peces que del diseño del tanque. La inclinación del fondo del tanque no afecta, o afecta poco, al efecto de autolimpieza, pero hará que el drenaje completo sea más sencillo cuando se vacíe el tanque.
Los tanques circulares ocupan más espacio que los rectangulares, lo cual añade costes a la construcción del edificio. Al recortar las esquinas de un tanque
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Figura 2.3 Ejemplo de un tanque de diseño octogonal en un sistema de recirculación. Se ahorra espacio y se siguen obteniendo los beneficios del efecto del sistema hidráulico del tanque circular.
Fuente: Grupo AKVA.
cuadrado se obtiene un tanque de diseño octogonal, que aportará un mejor uso del espacio que los tanques circulares, pero se mantendrán los efectos positivos del sistema hidráulico del tanque circular (véase Figura 2.3). Cabe indicar que, a la hora de construir tanques grandes, siempre va a primar el tanque circular, puesto que es el diseño más robusto y la manera más económica de construir un tanque de grandes dimensiones.
Los tanques rectangulares con bordes redondeados (véase Figura 2.4) son un híbrido entre un tanque circular y un tanque rectangular. Combinan la autolimpieza de los tanques circulares con el uso eficiente del espacio de los tanques rectangulares. No obstante, en la práctica, este tipo de tanque casi no se utiliza, probablemente porque el diseño e instalación del tanque y sus tomas de entrada y salida es más complejo.
Los niveles adecuados de oxígeno son importantes para el bienestar de los peces y suelen mantenerse altos a través del aumento del nivel de oxígeno en la entrada de agua al tanque. La mayor parte de las explotaciones acuícolas cuentan con sistemas para disolver el oxígeno puro en el agua y garantizar la disponibilidad de niveles de oxígeno suficientes. Los sistemas funcionan con una cámara, como un cono de oxígeno, en la que se mezclan el agua y el oxígeno bajo presión
Figura 2.4 Tanque circular, tanque rectangular con bordes redondeados y tanque regular.
para alcanzar una alta saturación de oxígeno. También existe la posibilidad de inyectar directamente oxígeno puro en el tanque a través de difusores, pero la eficiencia es menor y los equipos más caros. La inyección directa de oxígeno en los tanques se suele utilizar en casos de emergencia y suele conectarse a una válvula magnética que libera el oxígeno cuando falla la electricidad.
Controlar y regular los niveles de oxígeno en los tanques circulares, o similares, es relativamente sencillo, puesto que la columna de agua se mezcla de manera constante, haciendo que el contenido de oxígeno sea prácticamente uniforme en todas las zonas del tanque. Así, es bastante sencillo mantener el nivel de oxígeno deseado en el tanque. Colocando una sonda de oxígeno cerca de la salida del tanque se podrá obtener información sobre el oxígeno disponible. El tiempo que tarda la sonda en registrar el efecto del oxígeno que se está añadiendo al tanque circular es relativamente corto. La sonda no debe colocarse cerca del lugar en el que se está inyectando el oxígeno puro o allí donde se está añadiendo agua rica en oxígeno.
No obstante, en los tanques rectangulares, el contenido de oxígeno siempre va a ser superior en la entrada e inferior en la salida, lo cual también crea un entorno diferente en función de la manera en la que naden los peces. La sonda de oxígeno para medir el contenido de oxígeno del agua debería colocarse siempre en la zona con menor contenido de oxígeno, es decir, cerca de la salida del tanque. Este descenso del oxígeno hace que la regulación del mismo sea más complicada, puesto que el periodo de tiempo que puede pasar desde que se ajusta el oxígeno en la entrada hasta que se mide en la salida puede ser de hasta una hora. Esto puede hacer que el oxígeno suba y baje de manera continua en lugar de fluctuar en torno al nivel seleccionado. Sin embargo, la instalación de sistemas modernos para el control del oxígeno que utilizan algoritmos y constantes temporales permitirá evitar estas fluctuaciones no deseadas.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Los desagües de los tanques deben montarse de manera que se pueda realizar una eliminación óptima de las partículas de desecho y deberán estar equipados con filtros que cuenten con un tamaño de malla adecuado para que los peces no puedan escapar pero sí permitan que la suciedad pase por ellas. Asimismo, los desagües de los tanques deberían permitir la retirada de peces muertos durante el trabajo rutinario diario.
En líneas generales, todos los tanques deberían contar con un sensor de oxígeno que aporte información constante de la disponibilidad de oxígeno y que avise si los niveles caen a valores peligrosos. En situaciones de emergencia, debería ser posible inyectar oxígeno directamente en cada uno de los tanques, utilizando un difusor ubicado en el fondo del tanque.
La temperatura del agua se controla más a menudo con la sonda de oxígeno, puesto que suelen contar con un sensor de temperatura integrado. A consecuencia del alto índice de circulación del SRA, la temperatura del agua es más o menos la misma en todos los tanques.
Los tanques de peces también se pueden equipar con un sensor de nivel del agua para indicar, por ejemplo, si los niveles son demasiado bajos. Existen versiones sofisticadas de sensores de nivel del agua que controlan de manera exacta dichos niveles. Estos dispositivos se utilizan cuando se manipulan los peces para su clasificación, vacunación o recolección, momento en el que el nivel del agua tiene que reducirse de manera gradual. Se selecciona un punto y el sistema de bombeo ajusta el agua al nivel deseado.
Figura 2.5 Filtro de tambor.
El agua se filtra a través de un tambor rotatorio equipado con un microtamiz que cuenta con un filtro de tela (20-100 micras).
Fuente: CM Aqua.
iltración mec nica
La filtración mecánica del agua vertida desde los tanques ha demostrado ser la solución más práctica para la eliminación de los residuos de materia orgánica. En la actualidad, prácticamente todas las explotaciones acuícolas con sistemas de recirculación filtran el agua vertida desde los tanques a través de un microtamiz equipado con un filtro de tela de entre 20 y 100 micras. El filtro de tambor es, con creces, el tipo de microtamiz más utilizado. Su diseño garantiza la eliminación perfecta de las partículas.
Funcionamiento del filtro de tambor:
1. El agua que se va a filtrar entra en el tambor.
2. El agua se filtra a través del filtro de tela de tambor. La diferencia del nivel del agua dentro y fuera del tambor es la fuerza motriz que genera la filtración.
3. Los sólidos quedan atrapados en el filtro y se elevan a la zona de retrolavado gracias a la rotación del tambor.
4. Las boquillas de aclarado rocían agua desde fuera del filtro de tela. La materia orgánica rechazada se elimina de la tela con agua y cae en la Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso bandeja de lodos.
5. Los lodos salen del filtro con el agua por gravedad y abandonan el SRA para su posterior depuración (véase Capítulo 6).
La filtración con microtamiz cuenta con las siguientes ventajas:
•Reducción de la carga orgánica del biofiltro.
• El agua se vuelve más transparente, dado que las partículas orgánicas se eliminan del agua.
• Se mejoran las condiciones para la nitrificación del biofiltro, puesto que no se obstruye.
•Efecto estabilizador de los procesos de biofiltración.
Tratamiento biológico
No toda la materia orgánica se elimina con el filtro mecánico. Las partículas más finas lo traspasan junto con compuestos disueltos, como el fosfato y el nitrógeno. El fosfato es una sustancia inerte, sin efectos tóxicos, pero el nitrógeno en forma de amoniaco libre (NH3) es tóxico y debe ser transformado en el biofiltro para producir nitrato inocuo. La descomposición de materia orgánica y amoniaco es un proceso biológico que las bacterias llevan a cabo en el biofiltro. Las bacterias heterotróficas oxidan la materia orgánica consumiendo oxígeno y producen dióxido de carbono, amoniaco y sedimentos. Las bacterias nitrificantes convierten el amoniaco en nitrito (NO2 ) y finalmente en nitrato (NO3 ). La eficiencia de la biofiltración depende, principalmente, de:
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
•La temperatura del agua en el sistema
•El nivel de pH en el sistema
Para alcanzar un índice aceptable de nitrificación, la temperatura del agua debería mantenerse entre 10 °C y 35 °C (la temperatura óptima sería en torno a 30 °C) y los niveles de pH entre 7 y 8. Normalmente, la temperatura del agua de los SRA va a depender de las especies cultivadas, por lo que no se ajusta para alcanzar el índice de nitrificación óptimo en el biofiltro, sino para alcanzar un nivel óptimo para el crecimiento de los peces. La regulación del pH en relación con la eficiencia del biofiltro es importante, dado que un nivel de pH bajo reduce la eficiencia del biofiltro. Así, el pH debería mantenerse por encima de 7 para poder alcanzar un índice alto en el proceso de nitrificación bacteriana. Por otro lado, aumentar el pH incrementaría la cantidad de amoniaco libre (NH3), lo cual aumentaría el efecto tóxico. Por lo tanto, el objetivo consiste en encontrar el equilibrio entre estos ajustes opuestos del pH. El punto de ajuste recomendado se encuentra entre un pH de 7,0 y un pH de 7,5.
Son dos los factores principales que afectan al pH en los sistemas de recirculación acuícola:
•La producción de CO2 por parte de los peces y de la actividad biológica del biofiltro
• El ácido producido en el proceso de nitrificación
El CO2 se elimina a través de la aireación del agua, a través de la cual se produce la desgasificación. Este proceso puede llevarse a cabo de diferentes maneras, tal y como se explica en este capítulo.
El proceso de nitrificación produce ácido (H+) yel nivel de pH cae. Para estabilizar el pH, debe añadirse una base. Para ello, se añade al agua cal o hidróxido de sodio (NaOH) u otra base.
Los peces excretan una mezcla de amoniaco y amonio (nitrógeno de amoniaco total (TAN) = amonio (NH4 +) + amoniaco (NH3)) donde el amoniaco constituye la mayor parte de la excreción. No obstante, la cantidad de amoniaco en el agua depende del nivel de pH, como se puede observar en la Figura 2.8, que muestra el equilibrio entre el amoniaco (NH3) y el amonio (NH4 +).
Figura 2.6 Equilibrio entre el amoniaco (NH3) y el amonio (NH4 +) a 20°C.
El amoniaco tóxico no aparece cuando el pH es inferior a 7, pero aumenta rápidamente con el incremento del pH.
Figura 2.7 Relación entre el pH medido y la cantidad de TAN disponible para descomposición en el biofiltro, basada en una concentración tóxica de amonio de 0,02 mg/L a 15 °C.
Los niveles de TAN por encima de la línea son tóxicos para los peces.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
En general, el amoniaco es tóxico para los peces a niveles superiores a 0,02 mg/L. En la Figura 2.7 se observa la concentración máxima de TAN admisible a diferentes niveles de pH para garantizar un nivel de amoniaco inferior a 0,02 mg/L. Reducir los valores de pH minimiza el riesgo de superar este umbral tóxico de amoniaco de 0,02 mg/L, pero se recomienda mantener un valor mínimo de pH 7 para alcanzar una mayor eficiencia del biofiltro. Por desgracia, ello disminuye significativamente la concentración total de TAN indicada, tal como muestra la Figura 2.7. Por tanto, el pH consta de dos vectores contrapuestosqueelacuicultordebetenerencuentaalajustarsubiofiltro.
El nitrito (NO2 -) se forma en el paso intermedio del proceso de nitrificación, y es tóxico para los peces en cantidades superiores a 2,0 mg/L. Si los peces registran síntomas de asfixia en un sistema de recirculación y la concentración de oxígeno es adecuada, la causa puede ser una elevada concentración de nitrito. En concentraciones altas el nitrito pasa a la corriente sanguínea a través de las branquias, limitando los niveles de oxígeno en sangre. Añadiendo sal al agua, la absorción de nitrito se inhibe simplemente con un nivel de0,3‰(ppb).
El nitrato (NO3 -) es el producto final del proceso de nitrificación y, aunque se considera inofensivo, un alto nivel en la disolución (por encima de 100 mg/L) parece tener un impacto negativo sobre el crecimiento y la transformación de alimento. Si no se introduce suficiente agua nueva en el sistema, el nitrato se acumulará hasta llegar a niveles inaceptables. Una forma de evitar esta acumulación es añadir más agua, que diluirá la concentraciónanivelesmásbajosyaceptables.
Por otro lado, uno de los objetivos de la recirculación es el ahorro de agua, y en algunos casos puede ser el objetivo principal. En ese caso, la concentración de nitrato puede reducirse mediante el proceso de desnitrificación. En condiciones normales, un consumo de agua mayor de 300 litros por kg de pienso utilizados en los SRA es suficiente para diluir la concentración de nitrato. Si se consumen menos de 300 litros por kg de pienso, cabe considerarelusodeladesnitrificación.
La bacteria desnitrizante más generalizada es la Pseudomonas. Un proceso anaeróbico (sin oxígeno) convierte el nitrato en nitrógeno atmosférico. De hecho, este proceso elimina el nitrógeno del agua y lo expulsa a la atmósfera, lo que reduce la carga de nitrógeno en el medio acuático circundante. El proceso requiere una fuente orgánica (carbono), por ejemplo alcohol metílico (metanol), que se puede añadir a la cámara de desnitrificación. En términos prácticos, hacen falta 2,5 kg de metanol por cada kg de nitratodesnitrificado.
Normalmente,lacámaradedesnitrificaciónestáequipadaconbiofiltrosdiseñadosconun tiempo de permanencia de 2 a 4 horas. El flujo debe controlarse para mantener la concentración de salida de oxígeno aproximadamente a 1 mg/L. Si el oxígeno se agota completamente, el proceso de desnitrificación es menos efectivo y existe el riesgo adicional de exceso de sulfuro de hidrógeno (H2S), que huele a huevos podridos. El sulfuro de hidrógeno es extremadamente tóxico para los peces y debe evitarse en los SRA. La producción de sedimentos en el compartimento de desnitrificación puede ser bastante alta,ylaunidaddeberetrolavarsefrecuentemente.
Figura 2.8 Ejemplo de biofiltro de lecho móvil a la izquierda y biofiltro de lecho fijo a la derecha.
Los soportes en biofiltros de lecho móvil mostrados también pueden utilizarse en diseños de lecho fijo.
Los biofiltros suelen fabricarse utilizando medios plásticos con elevada superficie por metro cúbico (m³). Las bacterias formarán una fina biopelícula sobre el medio, ocupando así una superficie extremadamente grande (en comparación con el tamaño del medio biológico). El objetivo de un biofiltro bien diseñado es alcanzar una superficie lo más alta posible por m³ sin saturar el biofiltro con tanta materia orgánica que se obstruya el flujo. Por tanto, en los biofiltros de lecho fijo es importante contar con un elevado porcentaje de espacio libre para que pase el agua y se obtenga un buen flujo general, junto con un buen procedimiento de retrolavado. Estos procedimientos de retrolavado deben llevarse a cabo a intervalos suficientes; en función de la carga y el diseño del filtro, una vez a la semana o al mes. Se utiliza aire comprimido para crear leves turbulencias en el filtro, lo que arrancará la materia orgánica. El biofiltro se sortea en el procedimiento de lavado, y el agua sucia del filtro se drena y se desecha antes de volver a conectar el biofiltro al sistema.
Muchos biofiltros utilizados actualmente en la recirculación funcionan como unidades sumergidas (en todo momento bajo el agua). En el filtro de lecho fijo, el medio plástico es fijo y no se mueve; el agua pasa en forma de flujo laminar para entrar en contacto con la biopelícula. En el filtro de lecho móvil, los medios plásticos se mueven en el agua contenida en el biofiltro gracias a una corriente creada por inyección de aire. No hay diferencias significativas en el índice de renovación por metro cuadrado (m²) (superficie del filtro) entre el lecho fijo y el lecho móvil, ya que la biopelícula registra una eficiencia comparable en los dos tipos de filtro. No obstante, en el filtro de lecho fijo
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
las partículas orgánicas pequeñas también se eliminan, ya que se adhieren a la película bacteriana. Así, el filtro de lecho fijo también servirá de filtro mecánico fino —también llamado filtro de micropartículas—, eliminando el material orgánico microscópico y dejando el agua cristalina. El filtro de lecho móvil no tendrá el mismo efecto, dado que la constante turbulencia del agua imposibilitará la adherencia. Por otro lado, los filtros de lecho móvil son autolimpiables y no necesitan retrolavado.
2.9 Lecho móvil (arriba) y biofiltros de lecho fijo (abajo).
Ambos tipos de biofiltros pueden utilizarse en el mismo sistema, empleando el filtro de lecho móvil para evitar el problema del retrolavado, y el de lecho fijo para aprovechar la eliminación de micropartículas. Por tanto, existen varias soluciones para el diseño final de sistemas de biofiltro en función del tamaño de la explotación, las especies a cultivar, el tamaño de los peces y otros factores.
Figura
Desgasiicación y aireación
Antes de que el agua vuelva a los tanques de peces, hay que eliminar los gases acumulados para garantizar unas condiciones óptimas para los peces. Este proceso se lleva a cabo por aireación del agua recirculada, y suele denominarse desgasificación. El agua de los SRA contiene concentraciones elevadas de dióxido de carbono (CO2) producido por la respiración de los peces y por la actividad bacteriana en el biofiltro. En niveles supersaturados (más del 100%) también puede darse nitrógeno libre (N2), debido a la diferencia de presiones en el proceso de recirculación. Si no se controla, la acumulación de dióxido de carbono y nitrógeno perjudicará tanto el bienestar de los peces como su crecimiento.
El sulfuro de hidrógeno (H2S) es otro gas que debe eliminarse del agua. Como se ha mencionado, en condiciones anaeróbicas puede generarse sulfuro de hidrógeno. Esto es especialmente problemático en los sistemas de agua salada, que contiene mucho más sulfato que el agua dulce. Los peces resultarán afectados, y pueden incluso morir si se genera sulfuro de hidrógeno que circula por el sistema. Por lo tanto, es necesario diseñar el SRA para que se evite la acumulación de sedimentos y la formación de sulfuro de hidrógeno.
La desgasificación se puede lograr simplemente mediante la aireación, inyectando aire en el agua; el contacto violento entre las burbujas de aire y el agua expulsará los gases. Esta aireación subacuática permite mover el agua al mismo tiempo, por ejemplo mediante un sistema de aireación mecánica (véase Figura 2.10).
Figura 2.10 Sistema de aireación mecánica basado en el principio de bomba hidráulica de aire comprimido.
El aire inyectado en la parte inferior del pozo empuja el agua por la instalación. Al mismo tiempo el agua se airea y se desgasifica.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Figura 2.11 Fotografía y dibujo de un filtro percolador envuelto en un revestimiento de plástico azul para evitar salpicaduras de agua en el suelo.
Elprocesodeaireación/desgasificaciónseconocetambiéncomoextraccióndeCO2
Fuente: Billund Aquaculture, Dinamarca.
En lugar de una simple aireación de agua puede utilizarse un sistema de percolación. En el filtro percolador, los gases se eliminan por contacto físico entre el agua y los medios plásticos organizados en forma de columna. El agua se lleva hacia la parte superior del filtro sobre una placa perforada de distribución, y se descarga a través de los medios plásticos para maximizar la turbulencia y el contacto.
La desgasificación con tecnología de vacío puede complementar los métodos de desgasificación citados. Algunas especies de peces son menos tolerantes a niveles altos de CO2; los peces pequeños y las larvas pueden ser especialmente sensibles a la sobresaturación (más del 100 % de saturación) de nitrógeno. La desgasificación al vacío se utiliza para reducir el dióxido de carbono y el nitrógeno en un grado superior al resultado de la aireación simple o la percolación, donde es imposible la eliminación de gas con menos de un 100 % de saturación. El uso de vacío permite reducir los niveles de gas por debajo del 100 % de saturación. Normalmente se instala un desgasificador en vacío para manejar una parte más pequeña del flujo principal de SRA, por lo que el agua desgasificada al vacío se mezcla con el flujo principal, lo que generalmente produce una menor saturación de gas.
Figura 2.12 Se utiliza un desgasificador al vacío para alcanzar saturaciones de gas más bajas que con la tecnología de desgasificación tradicional. La desgasificación al vacío se emplea principalmente para peces juveniles/alevines, que suelen ser más sensibles a la sobresaturación de gas.
Oxigenación
El proceso de aireación del agua es el mismo proceso físico que la desgasificación, y satura el agua con oxígeno a través del simple intercambio entre los gases en el agua y los gases en el aire. El equilibrio perfecto de oxígeno en el agua se consigue con un 100% de saturación. Cuando el agua pasa por los tanques de peces, la tasa de oxígeno se reduce debido a su respiración, generalmente hasta un 70-80 %, y posteriormente se reduce todavía más en el biofiltro. En general, la aireación del agua en ese momento elevará la saturación de oxígeno hasta el entorno del 90 %, y en algunos sistemas puede incluso alcanzarse el 100 %. Sin embargo, normalmente es preferible una saturación de oxígeno superior al 100 % en el agua que entra en los tanques de peces, con el fin de contar con el suficiente oxígeno disponible para un crecimiento elevado y estable de los animales. Si se necesitan niveles de saturación por encima del 100 %, debe emplearse un sistema que utilice oxígeno puro.
Figura 2.13 Cono de oxígeno para disolver oxígeno puro a alta presión y un primer plano de un sensor (sonda) para medir la saturación de oxígeno del agua.
Fuente: Oxyguard International.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Normalmente el oxígeno puro se entrega en camiones y se almacena en tanques, en forma de oxígeno líquido (LOX); pero también se puede producir en la propia explotación utilizando un generador de oxígeno. Hay varias formas de hacer agua sobresaturada de oxígeno hasta un 200-300 %. Por lo general, se utilizan sistemas de conos de oxígeno de alta presión, o sistemas de oxigenación como plataformas de oxígeno. El principio es el mismo: el agua y el oxígeno puro se mezclan bajo presión, lo que diluye el oxígeno en el agua. En el interior del cono, esto se logra utilizando una bomba de agua que crea una alta presión en el cono, en torno a 1,4 bares. Pero inyectar agua a presión en el cono de oxígeno consume mucha electricidad. En la plataforma de oxígeno la presión es mucho menor, llegando generalmente al entorno de los 0,1 bares, y el agua se bombea mezclando agua y oxígeno. La solución de alta presión utiliza una parte del agua en un bucle separado para el enriquecimiento de oxígeno, mientras que la solución de baja presión utiliza toda el agua circulante en el SRA.
Independientemente del método de oxigenación que se emplee, el proceso ha de controlarse midiendo los niveles de oxígeno. Habitualmente se coloca en el tanque de peces una sonda de oxígeno que emitirá señales al sistema de control de la oxigenación, que en respuesta aumentará o reducirá el volumen de oxígeno inyectado en función de las necesidades.
Figura 2.14 Plataforma para disolver oxígeno puro a baja presión mientras bombea agua en la explotación. El sistema suele aumentar el nivel de oxígeno disuelto a poco más del 100 % dependiendo del flujo y del diseño de la explotación.
Fuente: FREA Aquaculture Solutions.
El tratamiento con luz ultravioleta (UV) funciona aplicando luz en longitudes de onda que dañan el ADN de los organismos biológicos. En la acuicultura se atacan bacterias patógenas y organismos unicelulares. Este tratamiento lleva décadas utilizándose con fines médicos, y no afecta a los peces. El agua se trata fuera del área de producción de peces, en un recinto protegido. En los SRA, la eficiencia del tratamiento UV se consigue con altas tasas de transmisión de rayos UV (UVT). Cuanto más clara sea el agua, más alta deberá ser la UVT. Se recomiendan unas tasas mínimas de UVT del 90 % para garantizar la calidad del agua, aunque también pueden ser eficaces con tasas menores. Una filtración mecánica con un filtro de tambor seguido de biofiltración de lecho fijo que incluya eliminación de micropartículas creará aguas suficientemente cristalinas (baja turbidez) para conseguir un tratamiento UV eficiente.
Luz ultravioleta
La dosis de UV puede expresarse en varias unidades diferentes. Una de los más comunes es el milijulio por centímetro cuadrado (mJ/cm².
Para acabar con la mayoría de las bacterias patógenas se requerirán hasta 20 mJ/cm², con una tasa de exterminio del 90 %. Para erradicar el Saprolegnia, el hongo más común en los SRA, hacen falta 40 mJ/cm² si el hongo se encuentra en suspensión en forma de hifa o esporas, y 230 mJ/cm² si está ya desarrollado. Para eliminar parásitos como el Ich, la Trichodina o la Costia harán falta niveles de 300 mJ/cm² o más.
La iluminación con rayos UV utilizada en acuicultura debe realizarse desde dentro del agua; las lámparas instaladas fuera tendrán poco o ningún efecto debido al efecto de reflexión de la superficie. También es esencial tomar precauciones para garantizar que los rayos UV no afecten a ninguna persona.
Figura 2.15 Sistemas de tratamiento UV.
Para su instalación en un sistema de tuberías cerradas y en un sistema de canal abierto, respectivamente. Fuente: ULTRAAQUA.
Ozono
Se ha criticado mucho el uso de ozono (O3) en acuicultura, porque una sobredosis puede provocar lesiones graves a los peces. En instalaciones interiores el ozono también puede ser perjudicial para los trabajadores, que pueden inhalarlo en exceso. Por lo tanto, para alcanzar resultados positivos y seguros es crucial una correcta dosificación y control de la concentración de ozono, junto con el adecuado diseño y ventilación de las instalaciones.
El tratamiento con ozono es una forma eficiente de destruir organismos patogénicos mediante la oxidación pesada de la materia orgánica y biológica. Durante el tratamiento del ozono, las micropartículas se descomponen en
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
estructuras moleculares que se unen de nuevo y forman partículas más grandes, como un tipo de coagulación. Estas partículas más grandes son filtradas con mayor facilidad por los sistemas de SRA, puesto que no pueden atravesarlos en forma de partículas microscópicas. Esta tecnología también se conoce como clarificación del agua, ya que la aclara y reduce los sólidos en suspensión y las bacterias adheridas a ellos. Esto es especialmente útil en incubadoras y sistemas que cultivan peces pequeños sensibles a las micropartículas y bacterias del agua. Este tipo de tratamiento también se está popularizando cada vez más en sistemas de crecimiento.
Figura 2.16 Generador de ozono.
Fuente: Wedeco/Xylem.
Regulación del pH
El proceso de nitrificación en el biofiltro produce ácido, mermando con el tiempo el nivel de pH. Para mantener un pH estable en el SRA hay que agregar una base al agua. En la mayoría de los SRA, el pH oscila entre 6,5 y 7,5; un pH superior a una media de 7,0 favorecerá la nitrificación en el biofiltro, y un pH inferior propiciará la eliminación de CO2 en el desgasificador. Normalmente el pH se regula utilizando hidróxido de sodio (NaOH), comúnmente conocido como lejía. Como alternativa se puede usar hidróxido de calcio (Ca(OH)2), también llamado cal hidratada. Si se utiliza hidróxido de calcio, es necesaria una planta de mezcla que produzca agua de cal para inyectar a través de un sistema de dosificación automático regulado por un medidor de pH a una bomba de dosificación. El mismo principio puede aplicarse utilizando hidróxido de sodio, más fácil de manejar y menos desestructurado; tiene además la ventaja de no necesitar una planta de mezcla, debido a su estado líquido. La lima y la soda cáustica son alcalinos que pueden ocasionar graves quemaduras en piel y ojos.
Figura 2.17 Bomba de dosificación para regular el pH mediante una dosificación preestablecida de NaOH. La bomba se puede conectar a un sensor de pH para una regulación totalmente automática del nivel de pH.
Por lo tanto han de extremarse las precauciones, y deben usarse gafas y guantes de seguridad para manipular ácidos y bases.
Alcalinidad y dureza
Es muy habitual confundir alcalinidad y dureza, debido a algunos aspectos similares: por ejemplo, ambos se miden en mg/L de carbonato de calcio (CaCO3), y en ocasiones una muestra de agua puede observar concentraciones casi idénticas de alcalinidad y dureza. Pues bien, la dureza representa la suma de iones metálicos en el agua, mientras que la alcalinidad es una medida de la capacidad de actuar como base y neutralizar el ácido.
En algunas zonas, el agua utilizada en los SRA es extremadamente dura (> 300 mg/L) y causa problemas de calcificación de válvulas, tuberías e intercambiadores de calor. En otros lugares el agua es muy blanda (0-75 mg/L) y debe "endurecerse" para su uso en los SRA, ya que la baja alcalinidad puede alterar la estabilidad del pH, la tasa de nitrificación y la eficiencia de extracción de CO2-. Es preferible que la alcalinidad en el agua de los SRA se mantenga entre 70 y 200 mg/L de CaCO3, para que el acuicultor tenga controlada el agua de forma segura. La alcalinidad puede aumentarse y controlarse añadiendo calcio al sistema. Para conseguirlo se utiliza, por ejemplo, bicarbonato de sodio (NaHCO3) o hidróxido de calcio (Ca(OH)2).
Cabe destacar que la nitrificación en el biofiltro consume alcalinidad. De hecho, cada gramo de amoniaco convertido en nitrato consume 7 g de alcalinidad; por contra, el proceso de desnitrificación produce aproximadamente 3,5 g de CaCO3 por gramo de nitrato convertido en nitrógeno molecular (N2).
La eliminación de CO2 en el desgasificador también consume alcalinidad, ya que el proceso elimina carbono del sistema continuamente.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Figura 2.18 El manejo eficaz y seguro de los productos químicos para el ajuste del pH y la alcalinidad es clave en el funcionamiento eficiente de la explotación acuícola. Se recomienda un vaciado sin polvo de envases que contengan alcalinos, como hidróxido de sodio, bicarbonato o lejía.
Fuente: Tekfa A/S.
La vigilancia y ajuste de la alcalinidad son cruciales para mantener un entorno hídrico estable. Algunos directores de SRA prefieren el hidróxido de calcio (Ca(OH)2) para poder regular el pH y la alcalinidad con la misma sustancia química, mientras que otros prefieren usar hidróxido de sodio (NaOH) para ajustar el pH y agregar bicarbonato (NaHCO3) o hidróxido de calcio como suplemento cuando sea necesario.
Control de la temperatura del agua
Es muy importante mantener una adecuada temperatura del agua en el sistema de cultivo, ya que la tasa de crecimiento de los peces se relaciona directamente con la temperaturadel agua. Ajustar el volumen de agua introducida es una forma bastante simple de regular la temperatura, pero recientemente se ha hecho más popular el uso de sistemas de calefacción y refrigeración. En un sistema de recirculación interior, el metabolismo de los peces y la actividad bacteriana en el biofiltro liberan energía en forma de calor, lo que tiende a elevar gradualmente la temperatura. La fricción en las bombas y el uso de otras instalaciones eléctricas también generan calor. Por estas razones, el exceso de temperatura suele ser un problema en los sistemas de recirculación.
El diseño y las dimensiones del sistema de calefacción/refrigeración depende de las condiciones climáticas locales, como la temperatura mínima y máxima del aire y la humedad. Además, merece la pena investigar si existen recursos locales
disponibles en forma de calor residual, energía geotérmica, agua salada fría o agua subterránea; su uso puede suponer un ahorro significativo en el proceso de calefacción/refrigeración. Si dichos recursos no están disponibles, deben utilizarse enfriadores, bombas de calor o calderas.
En muchos casos, las temperaturas en los SRA se mantienen mediante la instalación de un refrigerador de agua que utiliza energía eléctrica. El refrigerador lleva agua fría a un intercambiador de calor conectado al circuito.
En climas fríos puede ser necesario mantener una temperatura más alta con respecto al entorno, especialmente en sistemas que comienzan con una pequeña biomasa de peces que producen poca energía metabólica. Esto se consigue utilizando una caldera de petróleo o gas conectada a un intercambiador de calor para calentar el agua recirculada. Las bombas de calor son una solución de calefacción ecológica alternativa; pueden extraer energía de recursos de agua cercanos o del aire circundante.
Otra forma de reducir los costes de calefacción consiste en obtener energía de la descarga de agua, utilizando un intercambiador de calor. La energía se transfiere al agua nueva que entra fría. Esto se logra pasando ambas corrientes por el intercambiador de calor, donde la descarga de agua caliente calentará el agua fría entrante sin mezclar las dos corrientes.
Un refrigerador/calentador de agua está conectado a un intercambiador de calor que transfiere calor o frío al agua en los SRA. Además, puede conectarse un intercambiador de calor a la descarga de agua para su reutilización y para la transferencia de energía al agua entrante.
Figura 2.19 Esquema de la regulación de la temperatura del agua en un SRA.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Bombas de agua
Se utilizan diferentes bombas de agua para circular el agua en el sistema. Bombear agua suele requerir gran cantidad de electricidad; para minimizar los gastos de funcionamiento, es importante que exista poca diferencia de elevación, junto con la eficiencia y la correcta instalación de las bombas.
Es asimismo muy recomendable crear un sistema que aproveche la gravedad, de modo que las bombas sólo hagan falta para llevar el agua desde el último compartimento al primero. Las bombas deben colocarse después de la filtración mecánica para evitar romper los sólidos procedentes de los tanques de peces. Habitualmente, las bombas se colocan antes o después del área de biofiltración y desgasificación. De ese modo se consigue acumular presión antes de que el agua fluya hacia los tanques de peces y vuelva a la filtración mecánica cerrando el circuito.
El cálculo de la elevación total para el bombeo es la suma de la elevación real más las pérdidas de presión en las tuberías y otros elementos. Esto también se llama cabezal dinámico. Si se bombea agua a través de un biofiltro sumergido antes de que pase por el desgasificador, habrá que tener en cuenta la posible
Figura 2.20 Bombas de agua tipo KPL para la elevación eficiente de grandes cantidades de agua.
Elevación Estas bombas de agua suelen utilizarse para dirigir el flujo principal en el sistema de recirculación. Para mantener unos bajos costes de funcionamiento, es importante la correcta selección de la bomba. El control de frecuencia es una opción para regular el flujo exacto necesario en función de la producción de pescado. H es la altura de elevación y Q es el volumen de agua transportada.
NB, NBE, NK, NKE
Fig. 3 Performance range, KPL
3. Performance range
NB, 2-pole
Fuente: Grundfos.
Volumen de agua transportada
NB, NBE, NK, NKE
Figura 2.21 Bombas centrífugas tipo NB para bombear agua cuando se necesitan altas presiones o elevaciones.
NB, 4-pole
NB, NBE, NK, NKE 3
Volumen de agua transportada
NB, 6-pole
La gama de bombas centrífugas es amplia, por lo que también se utilizan eficientemente en elevaciones más bajas. Las bombas centrífugas se utilizan a menudo en sistemas de recirculación para manejar flujos secundarios como, por ejemplo, flujos a través de sistemas de rayos UV y para generar una alta presión en los conos de oxígeno. H es la altura de elevación y Q es el volumen de agua transportada.
Fuente: Grundfos.
contrapresión del biofiltro. Los detalles sobre la mecánica de fluidos y las bombas de agua exceden el alcance de esta guía.
Actualmente, la altura total de elevación en muchos sistemas de recirculación intensiva está en torno a 2-3 metros. Por lo tanto, se usan bombas de baja presión
Figura 2.22 Ejemplo de instalación en seco para una bomba de agua principal.
Fuente: Lykkegaard.
Elevación
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
para mantener el agua en movimiento de forma eficiente y barata. Sin embargo, el proceso de disolución de oxígeno puro en el agua suele requerir bombas centrífugas, que pueden crear la alta presión requerida en el cono de oxígeno. En algunos sistemas con muy baja elevación del flujo principal, el agua se conduce sin el uso de bombas, y el aire se mueve por sistemas de aireación mecánica. En estos casos, la desgasificación y el movimiento del agua se llevan a cabo en un solo proceso, merced a la reducida elevación. Sin embargo, la desgasificación y movimiento del agua en un mismo proceso no es necesariamente más eficiente que bombear y desgasificar agua por separado, porque cada uno de los procesos están muy perfeccionados individualmente.
Monitorización, control y alarmas
La acuicultura intensiva requiere un atento seguimiento y control de la producción para mantener condiciones óptimas en todo momento. Los fallos técnicos pueden resultar muy dañinos para la operación. Por lo tanto, las alarmas son vitales para aportar garantías de seguridad.
En muchas instalaciones modernas, un sistema de control central suele monitorizar y controlar los niveles de oxígeno, la temperatura, el pH y los niveles y bombas de agua. Si alguno de los parámetros sale de los valores deseados, el problema puede resolverse con un proceso de reinicio seguro; si esta medida no tiene éxito se activará una alarma. La alimentación automática también puede ser parte integrante del sistema central, lo que permite coordinar con gran
Figura 2.23 Una sonda de oxígeno (OxyGuard) se calibra antes de ser introducida en el agua para medir el contenido de oxígeno del agua (izquierda).
Un puesto de trabajo típico de un acuicultor moderno donde la vigilancia puede ser digitalizada con un gran número de medidas y alarmas (derecha).
precisión el momento de la alimentación con una dosis más alta de oxígeno, ya que el consumo de gas aumenta durante la alimentación. En sistemas menos sofisticados, el control y la seguridad no son completamente automáticos, y habrá que practicar ajustes manuales.
En cualquier caso, ningún sistema funcionará sin la vigilancia del personal que trabaja en la planta. Por lo tanto, el dispositivo de control debe estar equipado con un sistema de alarma, que se activará ante la inminencia de fallos importantes. Se recomienda un tiempo de reacción inferior a 20 minutos, incluso cuando existen sistemas adicionales de seguridad.
Sistema de emergencia
La precaución número uno es el uso de oxígeno puro como mecanismo de salvaguarda. La instalación es sencilla; consiste en un tanque de retención de oxígeno puro y un sistema de distribución con difusores instalados en todos los tanques. Si el suministro de electricidad falla, se activa una válvula magnética que hace fluir el oxígeno presurizado a cada uno de los tanques, salvando así la vida de los peces. El flujo enviado a los difusores debe ajustarse de antemano, de modo que en una situación de emergencia el oxígeno en el tanque de almacenamiento dure lo suficiente para solventar cualquier incidencia.
Para garantizar el suministro eléctrico es necesario contar con un generador de combustible. Las bombas de agua son la parte más esencial, ya que el amoníaco excretado de los peces se acumulará a niveles tóxicos cuando el agua no esté circulando por el biofiltro. Por lo tanto, es importante que las bombas no estén inactivas durante más de 1 hora.
Figura 2.24 Tanque de oxígeno líquido (LOX) y generador eléctrico de emergencia de diésel.
Capítulo 2: El sistema de recirculación, paso a paso
Agua entrante
El agua utilizada para la recirculación debe esterilizarse antes de entrar en el sistema para evitar la entrada o propagación de cualquier tipo de enfermedades. Si una enfermedad entra en el SRA, el proceso de recirculación llevará la enfermedad a todos los tanques, con efectos a menudo catastróficos sobre la mortalidad de los peces. En la mayor parte de los casos una enfermedad puede tratarse, pero lo más probable es que no se llegue a erradicar al 100 %, creando un posible ciclo patogénico recurrente. La única manera de eliminar una enfermedad por completo consiste en sacar a todos los peces y desinfectar todo el sistema.
Por las mismas razones, como fuente de agua entrante es más recomendable un manantial o un pozo que un río, lago o mar, donde las enfermedades están mucho más presentes. La mayor parte del agua subterránea está libre de enfermedades y también es más fácil de tratar, porque normalmente es más clara y puede desinfectarse eficientemente utilizando luz ultravioleta (UV). El agua procedente de ríos, lagos o mares requerirá procesos de limpieza y desinfección más exhaustivos, ya que contiene más material orgánico y otras sustancias. El uso de filtros mecánicos o filtros de arena, seguido de tratamiento de rayos UV u ozono, son formas típicas de garantizar un agua limpia y desinfectada para los SRA.
Figura 2.25 Ejemplo de desinfección del agua entrante para tratamiento antes de su uso en el SRA.
El agua pasa por un filtro mecánico en el lado izquierdo antes de la ozonización en una cámara central. El agua atraviesa dos sistemas de luz UV y finalmente entra en el tanque de retención.
Capítulo 3: Especies de peces en los sistemas de recirculación
La construcción y gestión de sistemas de recirculación es costosa. Todos los mercados compiten por el pescado y su producción debe ser eficiente para que sea rentable. Así, la selección adecuada de las especies que se van a producir y la construcción de un sistema eficiente son de vital importancia. El objetivo consiste en vender el pescado a un precio alto y, al mismo tiempo, mantener los costes de producción al nivel más bajo posible.
La temperatura del agua es uno de los parámetros más importantes a la hora de analizar la viabilidad de la explotación acuícola. Esto se debe a que los peces son animales de sangre fría. Por lo tanto, los peces presentan la misma temperatura corporal que la temperatura del agua en la que nadan. Al contrario que los cerdos, vacas y otros animales de sangre caliente, los peces no regulan su temperatura corporal.
Las diferentes especies de peces presentan diferentes temperaturas óptimas para su crecimiento. Los peces que habitan en climas templados, como la trucha y el salmón, presentan índices de crecimiento óptimo entre 15 °C y 20 °C, mientras que los peces que habitan en zonas tropicales, como la tilapia o el tinto, presentan índices de crecimiento óptimo a unos 30 °C. Los peces también presentan límites de temperatura letales
Figura 3.1 Ejemplo de índice de crecimiento del salmón atlántico a 8 °C y a 14 °C en función del tamaño del pez.
Índice de crecimiento (% peso co r poral / día)
4,0% 3,5% 3,0% 2,5% 2,0% 1,5% 1,0% 0,5% 0,0% 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 Peso del espécimen (g) 8 ° C 14 ° C
superior e inferior, y el acuicultor debe asegurarse de que los peces de la explotación acuícola se encuentren dentro de dichos límites para que no se mueran.
El coste que conlleva alcanzar y mantener una temperatura óptima del agua a lo largo de todo el año en un sistema de recirculación es dinero bien empleado. Al mantener a los peces en condiciones de cría óptimas, el índice de crecimiento va a ser mucho mayor que el alcanzado en las condiciones, a menudo subóptimas, que se encuentran en estado salvaje. Asimismo, cabe indicar que todas las ventajas que aporta el agua limpia, los niveles adecuados de oxígeno, etc. en un sistema de recirculación tienen un efecto positivo sobre el índice de supervivencia, la salud de los peces, etc., lo cual da lugar a un producto de alta calidad.
En un SRA, la viabilidad acuícola depende del tamaño de los peces cultivados. A cierta temperatura, los peces pequeños presentan mayores índices de crecimiento que los grandes. Esto quiere decir que los peces pequeños ganarán más peso que los grandes a lo largo del mismo periodo de tiempo (véase Figura 3.1).
Asimismo, los peces pequeños aprovechan mejor el alimento que los grandes (su índice de transformación del alimento (ITA) es inferior y, por lo tanto, más eficiente que el de los peces grandes (véase Figura 3.2). El crecimiento más rápido y el aprovechamientomáseficientedelalimentotendráunclaroefectopositivosobrelos costes de producción, puesto que se reducen al calcularlo por kilogramo de pescado producido. No obstante, la producción de peces pequeños es solo un paso más dentro del proceso de producción de especímenes comercializables. Obviamente, no todos los peces producidos en una explotación acuícola pueden ser peces pequeños, lo cual hace que el potencial de cría de peces pequeños se encuentre limitado. Sin embargo, al decidir qué tipo de peces producir en los sistemas de recirculación, elegiremos, ante todo, especies de peces pequeños. Lo que más sentido tiene es invertir en la producción de crías o alevines, dado que se obtiene una mejor relación calidad-precio al cultivar peces pequeños. Un buen ejemplo sería el sector del salmón, donde el cultivo en jaulas consiste en poblar jaulas de red en el mar con pequeños salmones (smolt) para criarlos hasta que alcanzan su tamaño de comercialización (en torno a 5 kg). El tamaño del smolt suele ser de unos 100 g a su llegada, pero, actualmente, las tallas de producción de smolt suelen ser de 400 g (o superiores) para aprovechar al máximo el potencial de crecimiento de los SRA. El cultivo de peces grandes en sistemas de recirculación, también conocido como engorde, suele ser más caro por kilogramo producido que la cría de peces pequeños. Aunque los peces de mayor tamaño requieren menos oxígeno por kilogramo, necesitan más alimento debido a su baja capacidad de aprovechamiento- El pienso es, con creces, el mayor coste de explotación de una explotación acuícola. Así, el pienso es el factor de coste más importante que se debe observar y controlar.
Porlotanto,cuandolospecesalcanzanuntamañomayor,sucrecimientoseralentiza, y realizan un aprovechamiento del pienso menos óptimo que los peces pequeños, al tiempo que ocupan una parte muy grande del volumen del sistema. Puede que el número de peces sea el mismo que cuando eran pequeños, pero ahora su tamaño es
Figura 3.2 Ejemplo de índice de transformación del alimento (ITA) del salmón atlántico en un SRA en relación con el peso del pescado a 14 °C.
considerablemente mayor y requieren más espacio en el tanque, más oxígeno y más pienso. En comparación con el cultivo de peces pequeños, cultivar peces grandes supone contar con una biomasa grande de especímenes de crecimiento lento en un sistema durante un tiempo considerable hasta que se pueden recolectar. Así, los costes de inversión y los costes de explotación son considerablemente superiores al cultivar peces hasta que alcanzan su tamaño de mercado.
En comparación con la cría de otros animales, como es el caso del ganado porcino, vacuno y aviar, la variedad de especies en acuicultura es muy amplia. El mercado porcino, vacuno o aviar no está tan diversificado como el del pescado. Los consumidores no demandan diferentes especies de cerdo, ternera opollo, sino que solicitan distintos cortes o tamaños de los cortes. En el caso del pescado, el abanico de especies es muy amplio y muchos consumidores están acostumbrados a elegir entre una gran gama de pescados diferentes. Esta situación hace que el acuicultor se vea atraído por muchas especies diferentes. En las últimas décadas, se han introducido cientos de especies acuáticas en la acuicultura. Aquí, la domesticación de especies acuáticas es mucho más rápida que la domesticación de plantas u otros animales.
No obstante, al analizar el volumen de producción mundial de peces cultivados, la balanza no parece inclinarse hacia la producción de múltiples especies. En la Figura 3.3 se observa que, dentro de las especies de peces de aleta, la carpa, la tilapia y otras especies de agua dulce representan el 47 % del pescado de acuicultura. El salmón y la trucha constituyen el siguiente mayor grupo de peces de aleta cultivados, pero esta categoría está compuesta por tan solo dos especies. El resto, incluidas en otros grupos, consiste en unas diez especies. Por lo tanto, cabe reflexionar en que aunque existen muchas especies que se pueden cultivar, solo unas pocas de ellas tendrán éxito real a escala mundial. Sin embargo,
Figura 3.3 Distribución de la producción mundial de productos pesqueros de acuicultura en 2018.
Fuente: FAO.
esto no quiere decir que todas las nuevas especies de peces introducidas en la acuicultura vayan a fracasar. Simplemente es necesario recordar que el volumen de producción mundial de nuevas especies de peces es limitado y que el éxito ofracaso a la hora de cultivar estas especies depende, en gran medida, de las condiciones del mercado.
La producción de un pequeño volumen de una especie valorada puede ser muy rentable si alcanza un precio alto, pero, dado que el mercado de especies de alto valor es limitado, el precio puede bajar rápidamente si la producción y, por lo tanto, la disponibilidad del producto aumenta. Ser el primero y el único del mercado que cultive una nueva especie de acuicultura puede ser muy rentable. Por otro lado, puede ser peligroso, debido a la incertidumbre tanto de la producción como de la evolución del mercado.
Al introducir nuevas especies de acuicultura debemos recordar que se trata de especies salvajes procedentes de la naturaleza. Estas especies se capturan y se reproducen en acuicultura para observar si se desarrollan bien y si son adecuadas para su domesticación. Son muchos los factores que influyen en el éxito de la domesticación, como el comportamiento general, el crecimiento, la variación genética en el índice de crecimiento, el índice de transformación del alimento, el índice de supervivencia, la maduración temprana y la propensión a contraer enfermedades. Por lo tanto, es muy probable que el rendimiento del pescado salvaje no se corresponda con las expectativas del acuicultor. Asimismo, las poblaciones salvajes pueden traer consigo virus, algunos de los cuales no aparecen hasta que han transcurrido varios años de cría, lo cual puede ser muy desmoralizante.
Capítulo 3: Especies de peces en los sistemas de recirculación
No es sencillo aportar recomendaciones generales sobre qué especies cultivar en un sistema de recirculación. Son muchos los factores que influyen en el éxito de una explotación acuícola. Por ejemplo, los costes de construcción locales, los costes y la estabilidad de la red eléctrica, la disponibilidad de personal cualificado, etc. No obstante, cabe plantearse dos preguntas importantes antes de seguir adelante: ¿La especie puede desarrollarse bien en un sistema de recirculación? y, en segundo lugar, ¿existe un mercado para esta especie en el que pueda alcanzar un precio lo suficientemente alto y con volúmenes lo suficientemente altos como para que el proyecto sea rentable?
La primera pregunta puede responderse de manera relativamente sencilla. Desde un punto de vista biológico, cualquier tipo de pez que se cultive con éxito en un sistema acuícola tradicional podrá cultivarse con la misma facilidad en un sistema de recirculación. Como ya se mencionó anteriormente, en un sistema de recirculación el ambiente se puede ajustar para cubrir las necesidades específicas de la especie cultivada. La tecnología de recirculación, por sí misma, no supone un obstáculo para la introducción de nuevas especies. Los especímenes crecerán igual de bien, o incluso mejor, en una unidad de recirculación. Lo que está menos claro es si su rendimiento económico será bueno, puesto que depende de las condiciones del mercado, la inversión, los costes de producción y la capacidad de la especie de crecer rápido. El cultivo de peces que suelen presentar índices de crecimiento bajos, como las especies de agua muy fría, hace difícil producir una cantidad anual que justifique la inversión realizada en las instalaciones.
La competencia con otros productores será la que establezca si las condiciones del mercado son favorables para cierta especie cultivada en un sistema de recirculación. Pero esto no se restringe a productores locales. El comercio del pescado es un negocio mundial y la competencia también lo es. La trucha cultivada en Polonia puede tener que competir con los siluriformes de Vietnam oel salmón de explotaciones noruegas, puesto que el pescado se distribuye con facilidad a lo largo y ancho de todo el mundo a un coste relativamente bajo.
Siempre se ha recomendado utilizar sistemas de recirculación para producir pescado de precio alto, dado que un precio de venta alto permite asumir mayores costes de producción. Por otro lado, existe una tendencia hacia el uso de sistemas de recirculación para especies de precios más bajos, como la trucha de ración, la tilapia o el tinto. A menudo, esto se debe a la escasez de aguas naturales y a la preocupación por el medio ambiente generada por los vertidos.
El concepto danés de recirculación acuícola para la trucha es un buen ejemplo de tecnología de recirculación dedicada a un segmento de precio bajo: la trucha de ración. No obstante, para ser competitivo, es necesario que dichos sistemas de producción sean enormes; con volúmenes de 1.000 toneladas en adelante. En el sector del salmón, suele observarse un gran interés por el desarrollo de ingentes explotaciones acuícolas para el cultivo de salmón en tierra, de unas 10.000 toneladas, como alternativa a la tecnología tradicional de cultivo en jaulas. Muchos de estos proyectos en tierra se basan en tecnología SRA, no solo
para ahorrar agua y reducir los vertidos, sino también con el objetivo de acercar la producción al consumidor. Los SRA de salmón cerca de grandes ciudades permitirán suministrar pescado fresco, reduciendo las emisiones de CO2 que se generan al trasladar el salmón por vía aérea desde el extranjero.
Son muchos los factores de los que depende la idoneidad de una especie para su cultivo en un sistema de recirculación, como la rentabilidad, el cuidado del medio ambiente y la adecuación biológica. En los siguientes cuadros se agrupan varias especies de peces en diferentes categorías, en función de la viabilidad comercial de cultivarlas en un sistema de recirculación.
Cabe indicar que el uso de sistemas de recirculación para especies pequeñas siempre es recomendable, dado que los peces pequeños crecen más rápido y, por lo tanto, son especialmente adecuados para un entorno controlado, hasta que alcanzan el tamaño para su engorde.
Las siguientes especies son interesantes para su producción en un sistema de recirculación hasta alcanzar la talla comercial, gracias a su buen rendimiento biológico y a las condiciones aceptables del mercado:
Especie Estado actual Mercado
Trucha alpina (Salvelinus alpinus)
14 °C
Salmón atlántico, smolt (Salmo salar)
14 °C
Anguila (Anguilla anguilla) 24 °C
Mero (Epinephelus spp.)
28 °C
Trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss)
16 °C
La trucha alpina o los cruces con salvelino han demostrado crecer bien en sistemas acuícolas de agua fría.
El salmón pequeño se conoce como smolt. Se cultiva en agua dulce y, a continuación, se traslada a agua salada para su engorde. Los smolt se crían, con mucho éxito, en sistemas de recirculación.
Se ha demostrado su éxito en sistemas de recirculación.
No puede reproducirse en cautividad. Es necesaria la captura de crías salvajes (anguila amarilla). Se trata de una especie en peligro de extinción, por lo que solo debería considerarse su cultivo si se puede justificar desde un punto de vista ético.
Pescado de agua salada que se cultiva, principalmente, en Asia. Existen muchas especies diferentes de mero. Requiere conocimientos sobre desove y cultivo de larvas. El engorde es relativamente sencillo.
Fácil de cultivar. La recirculación en agua dulce se utiliza mucho, desde el cultivo de crías hasta pescados de ración. La trucha grande también se puede cultivar en sistemas de recirculación, tanto de agua dulce como salada.
Se vende en mercados específicos a precios entre justos y buenos.
El mercado del smolt suele ser muy bueno. La demanda se encuentra en constante aumento y el mercado de smolt de mayor tamaño está subiendo.
Algunos compradores podrán negarse a comprar al considerarse una especie amenazada.
Se vende, fundamentalmente, en mercados locales a buen precio, en zonas donde la producción procede de muchos productores pequeños.
Competencia relativamente dura en la mayoría de los mercados. Es necesario diversificar los productos.
Capítulo 3: Especies de peces en los sistemas de recirculación
Lubina/dorada (Dicentrarchus labrax/Sparus aurata)
24 °C
Esturiones (Acipenser spp.)
22 °C
Rodaballo: (Scophthalmus maximus)
17 °C
Langostino vannamei (Penaeus vannamei)
30 °C
Medregal (Seriola lalandi)
22 °C
Pescado de acuicultura en agua salada en una industria de cultivo en jaulas muy desarrollada. Las fases larvarias requieren un buen conocimiento del proceso de cría. Han demostrado desarrollarse bien en sistemas de recirculación.
Grupo de peces de agua dulce compuesto por muchas especies relativamente fáciles de cultivar. Se requiere conocimiento de los diferentes estadios biológicos. El cultivo en sistemas de recirculación se encuentra en aumento.
Se requieren conocimientos relacionados con la gestión de los reproductores y el criadero. Crece muy bien en sistemas de recirculación.
Condiciones de mercado normalmente duras, pero el pescado fresco puede alcanzar buenos precios en algunas zonas locales.
Buenas condiciones de mercado para la carne. El mercado del caviar parece ampliarse a mercados de gama alta.
Condiciones de mercado internacional, en general, duras. Los precios del mercado local pueden ser superiores.
Especie de langostino muy común en acuicultura. El engorde en sistemas de recirculación ha demostrado tener mucho éxito. El método de producción se encuentra en desarrollo.
El medregal es una especie de agua salada que ha demostrado un buen rendimiento en jaulas y en SRA.
Los precios del langostino suelen ser buenos y altos en comparación con los precios del pescado.
Los precios de mercado son buenos. Se vende en mercados específicos.
Las siguientes especies son difíciles de producir obteniendo beneficios en sistemas de recirculación acuícola debido a sus bajos precios en el mercado. En estos casos, son necesarios un buen márquetin y campañas de venta.
Especie
Tinto (Clarias gariepinus)
28 °C
Barramundi (Lates calcarifer) 28 °C
Carpas (Cyprinus carpio)
26 °C
Panga (Pangasius bocourti)
28 °C
Perca (Perca fluviatilis)
17 °C
Tilapia (Oreochromis niloticus)
28 °C
Lavareto (Coregonus lavaretus)
15 °C
Estado actual
Pescado de agua dulce muy fácil de cultivar. Especie resistente y de crecimiento rápido que se comporta bien en recirculación. La producción debe ser muy rentable.
También conocido como perca gigante. Vive tanto en agua dulce como salada. Requiere conocimientos sobre cultivo de larvas. Engorde relativamente sencillo.
Todas las especies de carpa crecen muy bien en sistemas de recirculación acuícola. El principal reto consiste en mantener costes de producción bajos.
Este siluriforme se cría en grandes estanques de tierra, principalmente en Vietnam. Gran capacidad de supervivencia y crecimiento en condiciones subóptimas.
Pescado de agua dulce que ha demostrado desarrollarse bien en sistemas de recirculación, aunque no son los más utilizados.
Una de las principales especies de acuicultura, dura y de crecimiento rápido. Los costes de producción deben mantenerse en un mínimo para poder ser competitivo.
Los corégonos constituyen un grupo de peces de agua dulce que pueden cultivarse en acuicultura y en sistemas de recirculación.
Mercado
Precios de moderados a bajos. La mayor parte del pescado se vende vivo en mercados locales. Requiere un gran esfuerzo de márquetin.
Se suele vender en mercados locales a precios razonables. Se espera que el mercado internacional crezca a medida que aumente la comercialización global.
La carpa se considera una especie de precio bajo en la mayoría de los mercados, pero puede alcanzar precios altos en algunos mercados durante las fiestas.
Producto de gama baja en el mercado mundial del pescado que no margen para los costes de producción.
Mercado limitado con fluctuación de precios.
Se vende en el mercado mundial a precios moderados. Puede alcanzar mayores precios a nivel local.
Los precios son relativamente bajos, debido a la gran competencia de las especies salvajes.
Estas especies son muy difíciles de cultivar a una escala comercial viable en recirculación acuícola o en cualquier sistema acuícola en general, debido a la dificultad de su gestión biológica o/y debido a las duras condiciones del mercado:
Especie
Bacalao del Atlántico
(Gadus morhua)
12 °C
Salmón atlántico, grande
(Salmo salar)
14 °C
Atún rojo (Thunnus thynnus)
24 °C
Cobia (Rachycentron canadum)
28 °C
Mendo limón (Microstomus kitt)
17 °C
Lucioperca (Sander lucioperca)
20 °C
Estado actual
El cultivo de crías se ha demostrado con éxito en recirculación. El engorde de bacalao de mayor tamaño requiere mayor desarrollo y no es adecuado para recirculación.
El salmón de tamaño grande suele cultivarse en jaulas de red hasta que alcanza su talla comercial, de 5 kg en adelante. El engorde en grandes instalaciones en tierra con recirculación se está desarrollando muy rápido.
El engorde de peces de captura salvaje es, con creces, la única tecnología acuícola rentable.
El control de un ciclo completo a nivel comercial en acuicultura sigue en desarrollo.
Especie de acuicultura de agua salada relativamente nueva, con carne de buena calidad. Cultivo de engorde en jaulas. Parece que la producción se encuentra en aumento, pero siguen existiendo obstáculos al cultivo.
Nueva especie que aún no ha sido totalmente desarrollada en acuicultura debido a diferentes obstáculos, como genética, biología, alimentación. etc.
Pescado de agua dulce difícil de cultivar. El estadio larval es complicado, el engorde parece ser más sencillo. Son pocos los sistemas de recirculación para la lucioperca que tienen éxito.
Mercado
Los precios muestran fluctuaciones, dado que el mercado se ve especialmente afectado por las capturas salvajes.
El mercado mundial está dominado por el comercio noruego. Tendencia hacia productos certificados.
Se pueden alcanzar precios muy altos en un mercado mundial turbulento para el atún.
El mercado no está bien desarrollado y la especie no es conocida en la mayoría de los mercados.
Producto de gama alta que alcanza precios estables y altos.
Precios buenos y razonables. Se espera que la demanda aumente debido a la reducción de las poblaciones salvajes y al aumento del consumo.
Capítulo 4: Planificación y puesta en marcha del proyecto
A la hora de construir una explotación acuícola con un sistema de recirculación es importante pensar qué es lo que importa y lo que interesa. A menudo nos centramos en lo que ya sabemos o en cosas que pueden parecernos apasionantes, pero en el proceso olvidamos otros aspectos del proyecto.
Antes de embarcarnos en un proyecto, cabe analizar cinco asuntos importantes:
• Los precios de venta y el mercado de la especie en cuestión.
• La selección de la ubicación, incluyendo licencias de las autoridades.
• El diseño del sistema y de la tecnología de producción.
• El personal, incluyendo un director comprometido.
• La financiación para llevar a cabo el proyecto y convertirlo en un negocio que funcione.
Precios de venta y mercado
Antes de nada, es necesario averiguar si el pescado se puede vender aprecios aceptables y en volúmenes suficientes. Por lo tanto, es importante llevar a cabo un estudio de mercado adecuado antes de seguir con los siguientes pasos. Los precios del pescado en los puntos de venta son muy distintos a los precios que recibirás en la explotación. El traslado del pescado desde la explotación hasta el lineal del supermercado es un proceso largo que conlleva diferentes procedimientos de sacrificio, eviscerado, envasado y transporte. Los costes pueden ser considerables y deben incluirse a la hora de realizar los cálculos totales. El supermercado y los intermediarios deberán recibir su porcentaje de beneficio y la pérdida de peso que se produce en el proceso de eviscerado también marcará una clara diferencia sobre el peso final del pescado que te van a pagar.
Selección de la ubicación y licencias
Elegir una buena ubicación es de vital importancia. Aunque con la tecnología de recirculación se ahorra agua, la necesidad de este elemento en una explotación acuícola es obvia. El agua subterránea es, claramente, la fuente de agua preferida, gracias a su pureza y a su temperatura relativamente fría. El agua que procede directamente de ríos, lagos o del mar no se recomienda salvo que se depure rigurosamente para evitar enfermedades. Si se utiliza agua de mar, es aconsejable construir drenajes de arena o utilizar agua de perforaciones.
Figura 4.1 Diagrama desde la idea para el proyecto hasta el producto final.
La selección de la ubicación también supone mucho trabajo a la hora de obtener los permisos de las autoridades locales, regionales o nacionales para construir la explotación acuícola. Muy a menudo se subestima todo lo que se tarda y lo difícil que es obtener un permiso para verter agua desde una explotación acuícola. Aunque el agua de descarga se ha depurado cuidadosamente y se han eliminado todas las partículas, el agua de rechazo siempre supone una preocupación para las autoridades. Es aconsejable contar con un anteproyecto para poder abordar a las autoridades con tiempo suficiente y obtener los permisos de construcción, uso del agua, descarga, etc.
Diseño del sistema y de la tecnología
Muchos acuicultores tienden a diseñar y construir sus propios sistemas o soluciones. En un primer momento, es comprensible, puesto que suelen querer reducir los costes e incorporar sus propias ideas. No obstante, en muchos SRA el nivel de oxígeno, caudal de agua o el espacio para criar ciertos volúmenes de peces han sido dimensionados por debajo de las necesidades reales. A menudo, los acuicultores olvidan analizar las necesidades biológicas de los peces y, por lo tanto, la escala necesaria para el tratamiento de productos de desecho en el proceso de recirculación, por lo que muchos de los sistemas creados cuentan con dimensiones o tamaños que no son adecuados. Dichos proyectos son desafortunados, no solo para el acuicultor, sino también para la reputación de toda la industria. Lo mejor sería contratar a un proveedor de sistemas profesional para estudiar las ideas del proyecto y la tecnología necesaria y encontrar la solución óptima para construir, juntos, la explotación acuícola. El acuicultor debería dedicar su tiempo a gestionar y optimizar las operaciones de la explotación acuícola, en lugar de involucrarse en tan gran medida en las soluciones técnicas detalladas y en el diseño. La colaboración entre el acuicultor y el proveedor de tecnología es importante para el éxito del desarrollo del proyecto, pero la división de responsabilidades debe quedar clara. Los proveedores de sistemas suelen trabajar de manera muy sistemática, sacando el proyecto a flote desde un diseño básico de construcción y poniendo en marcha la explotación. Algunos proveedores de sistemas incluso contribuyen a la gestión
Capítulo 4: Planificación y puesta en marcha del proyecto
diaria y a los procedimientos operativos de la explotación acuícola para garantizar una transición adecuada y el éxito a largo plazo.
Fuerza de trabajo
Contar con trabajadores preparados es esencial para garantizar una gestión profesional del día a día de la explotación, incluyendo fines de semana y noches. Es de vital importancia encontrar un director operativo para la explotación que se comprometa totalmente con su trabajo y desee que la explotación tenga éxito al mismo nivel que los propietarios. Los peces son seres vivos y necesitan una gestión adecuada para crecer en un entorno sano y seguro. Cualquier error omala administración tendrá un impacto inmediato en la producción y en el bienestar de los peces. La necesidad de trabajadores bien formados resulta evidente a medida que la industria acuícola crece y se vuelve profesionaliza. La formación y la educación desempeñan un papel cada vez más importante en la acuicultura moderna.
Financiación
A menudo se subestima la financiación necesaria para llevar a cabo este tipo de proyecto. A la hora de construir y poner en marcha una nueva explotación acuícola, los gastos de capital son muy altos, especialmente cuando se trata de tecnología SRA. Los inversores también parecen olvidar que criar peces hasta que alcanzan el tamaño de mercado requiere paciencia. Desde que se inicia la construcción hasta que se obtiene el primer beneficio a partir de la venta de pescado pueden pasar entre dos y cuatro años, dependiendo del tamaño del proyecto, su ubicación y la talla de mercado de la especie. Con el fin de iniciar un flujo de caja lo antes posible, se recomienda poblar el sistema con más peces en la fase inicial y vender ese excedente de peces a un tamaño menor el primer año, hasta que la logística de la producción haya alcanzado la producción diaria prevista de volúmenes y tallas. También es importante tener en cuenta todos los costes a la hora de calcular la inversión total necesaria y el fondo de maniobra y para contar con un cojín de emergencia en caso de necesidades o fallos inesperados. En un sistema de recirculación, la tecnología y el funcionamiento biológico son interdependientes. Así, si alguna de las soluciones tecnológicas no se ha instalado, se ha infradimensionado o no funciona, el principio de recirculación se verá seriamente afectado. En consecuencia, esto afectará al bienestar de los peces y a su crecimiento, dando lugar a peces de mala calidad y una producción inferior a la prevista. En otras palabras, escatimar no te llevará al éxito en acuicultura.
Es necesario elaborar un plan de negocio para obtener una visión sistemática de todo el proyecto. La redacción de un plan de negocio o la elaboración de un estudio de mercado quedan fuera del ámbito de esta guía. Deberá buscar información sobre dichos temas en otro lugar. No obstante, se aportan un borrador de plan de negocio y ejemplos de presupuestos y cálculos financieros para guiar al lector a la hora de crear un proyecto para una explotación acuícola.
En Internet podrá encontrar información básica para montar una empresa y ejemplos de planes de negocios con una sencilla búsqueda, o a través de recursos como: www.bplans.com
Figura 4.2 Principales puntos de un plan de negocio (modificad de Palo Alto Software Ltd.).
1.Resumen ejecutivo:
Objetivo, misión y claves para el éxito
2.Resumen empresarial:
Propiedad de la empresa, socios
3.Productos:
Análisis de los productos
4.Análisis de mercado:
¿Cómo es la segmentación del mercado?
¿Cuál será el mercado objetivo?
¿Cuáles son las necesidades del mercado?
¿Competencia?
5.Estrategia y plan de aplicación
Ventaja competitiva
Estrategia de venta
Previsiones de venta
6.Plan de gestión
Planificación de personal y organización de la empresa
7.Financiación
Asunciones importantes
Análisis de rentabilidad
Resultado previsto
Flujo de caja y balance de situación
Capítulo 4: Planificación y puesta en marcha del proyecto
De manera resumida, los presupuestos necesarios para el plan de negocio son:
• Gastos de capital (CAPEX)
(Inversiones en bienes de capital, costes de capital totales)
• Gastos operativos (OPEX) (Gastos de funcionamiento de la empresa)
• Caja (Liquidez, empresa en funcionamiento)
Siempre se recomienda consultar a un asesor financiero profesional a la hora de elaborar presupuestos detallados para tener en cuenta todos los gastos. También es necesario contar con un presupuesto buen documentado para convencer a los inversores, obtener un préstamo bancario o abordar a las instituciones financieras.
Planificación de la producción
También es importante planear de manera detenida la producción biológica de los peces e incluir el plan en los presupuestos. El plan de producción es la herramienta básica para calcular cuántas toneladas de pescado estará listas para recolectar en un momento dado. El acuicultor deberá poblar la explotación acuícola con varios lotes de huevos o pequeños peces a lo largo del año para garantizar una producción constante de especímenes comercializables. Estos se clasificarán en diferentes tamaños a medida que crezcan hasta alcanzar su tamaño final. El plan de producción se basa en el crecimiento de los peces en cuestión y puede describirse como una curva de crecimiento.
Figura 4.3 Curva de crecimiento prevista para el salmón atlántico cultivado en un SRA a 14 °C.
Recolección
La curva se basa en datos de los cuadros de alimentación y se ajusta en función de la experiencia de los acuicultores de salmón de un SRA.
El plan de producción debería revisarse a lo largo de la producción, dado que los peces de acuicultura suelen responder mejor (o peoren la práctica que en la teoría. Desarrollar un plan de producción consiste, básicamente, en calcular el crecimiento de la población de peces, normalmente de un mes al siguiente. No obstante, a la hora de finaliza el plan, deberían tenerse en cuenta la experiencia práctica y las conversaciones con otros acuicultores.
Existen varios programas de software para calcular y planificar la producción. Todos se basan en el cálculo del interés utilizando el índice de crecimiento en porcentaje por día del espécimen. El índice de crecimiento depende de la especie, el tamaño del pez y la temperatura del agua. Las distintas especies de peces presentan diferentes temperaturas óptimas en función de su hábitat natural, y los peces de menor tamaño presentan mayores índices de crecimiento que los grandes.
La ingesta de alimento, y el índice de transformación del alimento (ITA, son fundamentales para estos cálculos. Una buena manera de abordar el plan de producción consiste en obtener un cuadro de alimentación para los peces en cuestión. Dichos cuadros están disponibles en las fábricas de pienso y tienen en cuenta la especie, el tamaño del pez y la temperatura del agua (Figura 4.3).
Cuadro 4.1 Ejemplo de tasa de alimentación recomendada para diferentes tamaños de esturión en función del porcentaje de peso del pescado a diferentes temperaturas del agua.
La alimentación debería adaptarse a la estrategia de producción y a las condiciones de cría, al igual que la elección del pienso. Al adecuar la alimentación al nivel recomendado se obtendrá un ITA óptimo, ahorrando costes a la hora de adquirir pienso y reduciendo las excreciones. Llevar el índice de alimentación a un nivel superior incrementará el crecimiento en detrimento de un mayor ICA. Fuente: BioMar.
El índice de crecimiento del espécimen se calcula dividiendo el índice de alimentación por el ICA. A partir de ahí, puede calcularse el incremento de peso de un día a otro utilizando la siguiente fórmula:
Kn = K0(1+r)n
Capítulo 4: Planificación y puesta en marcha del proyecto
donde "n" es el número de días, "K0 " es el peso del pez en el día 0, "Kn " es el peso del pez en el día "nth" y "r" es el índice de crecimiento. Un espécimen de 100 g que crezca un 1,2 % al día pesará dentro de 28 días:
K28 días = K100 g (1+0,01228 días = 100 (1,01228 = 139,7 g
Independientemente del tamaño o del número de especímenes, esta ecuación puede utilizarse para calcular el crecimiento de la población de peces, elaborando así un plan de producción preciso y sabiendo cuándo clasificar y dividir los peces entre más tanques. Asimismo, es importante recordar restar las bajas de la población a la hora de preparar el plan de producción. Es recomendable calcularlas mensualmente, utilizando un factor de mortalidad de aproximadamente un 1 % al mes, en función de la experiencia. Los meses no deben calcularse como periodos de 30 días, dado que habrá días del mes en los que no se alimente a los peces por cuestiones de gestión. Por esta razón, en el ejemplo anterior se considera que un mes tiene 28 días.
Costes e inversión
Los costes de inversión dependen en gran medida de la construcción de la planta de recirculación, que dependerán del país y las condiciones locales de la zona de construcción. En el Cuadro 4.2 se observa un ejemplo de un presupuesto de inversión con cifras estimadas en porcentajes. No se incluye la compra del terreno.
Cuadro 4.2 Ejemplo de presupuesto de inversión para un sistema completo de recirculación con cifras estimadas en porcentajes. El coste de distribución variará en función del tipo de sistema, especie y ubicación.
Presupuesto de inversión
Obras: Explotación del terreno, edificios, trabajos de cemento y construcción, cañerías, electricidad, pasarelas
Porcentaje de los costes de capital
46 %
SRA: Diseño y equipamiento, transporte e instalación 33 %
Tanques para los peces, incl. entradas y salidas
12 %
Sistemas de alimentación e iluminación 2 %
Calefacción, refrigeración, ventilación 3 %
Gestión de los peces, incl. tuberías
3 %
Equipo operativo 1 %
Los costes también dependen en gran medida de si el sistema acuícola se utiliza para la cría a lo largo de todos los estadios o solamente para el engorde de los peces y de si el sistema debe instalarse dentro del edificio o no. Estas decisiones dependerán del clima, las especies, el objetivo de la producción, etc. Cuanto mayor sea el índice de recirculación, mayor será la necesidad de instalar el sistema dentro de un edificio.
En el caso de las explotaciones acuícolas con SRA interior completo que incluyan todas las instalaciones (sistemas para huevos, alevines y engorde), con sistemas de alimentación, soluciones de clasificación, entrada de agua y depuración de aguas residuales, etc., el coste de inversión total, con todo incluido, (CAPEX) sería de entre 12 y 20 EUR (o superior) por kg producido al año.
Figura 4.4 Ejemplo de distribución de los costes para una unidad de producción con SRA para el cultivo de trucha de ración (2.000 toneladas/año) en la que entran alevines y se engordan hasta 300-500 g.
El coste de producción total por kilogramo de pescado vivo producido es ligeramente superior a 2 EUR/kg.
Cuanto mayor sea el tamaño de recolecta del pescado cultivado, mayor será el coste de inversión, dado que engordar peces de mayor tamaño requiere un mayor espacio en los tanques y en el sistema para producir el mismo tonelaje que en el caso de peces más pequeños. Así, los sistemas utilizados para producir peces de tamaño grande, como el salmón con una talla comercial de 4-5 kg, se situarán en torno a los 20 EUR por kg producido al año para todo el sistema, con todo incluido. Por otro lado, un proyecto de SRA completo para la producción de trucha de ración será más económico, puesto que la eficiencia de producción
Capítulo 4: Planificación y puesta en marcha del proyecto
por m3 de volumen del tanque será mucho mayor, debido al alto índice de crecimiento de los peces pequeños.
Las inversiones más bajas serán las realizadas en módulos de cultivo al aire libre dedicados a la producción de peces de talla comercial pequeña en sistemas de recirculación menos avanzados, utilizados solamente para el engorde final, como es el caso de la tilapia, los siluriformes o la trucha. El coste de inversión para estos módulos de engorde con SRA, sin incluir los costes de los edificios, la depuración del agua, etc., diseñados solamente para engordar alevines hasta que alcanzan su talla de comercialización por ración se estima en torno a los 6 EUR/kg producidos al año, diseñados para 1.000 toneladas o más.
La acuicultura moderna requiere una economía de escala. A la hora de preparar los presupuestos, se observa que construir una explotación mayor reducirá los costes de inversión y los costes de explotación por kg de pescado producido en comparación con la construcción de una explotación pequeña. En general, la producción en los proyectos de SRA para especies de talla comercial oscila entre 500 toneladas y 10.000 toneladas al año. Los proyectos de menor tamaño suelen dedicarse a especies de mayor valor, como el lucio o el rodaballo, y los de mayor tamaño suelen dedicarse a especies de menor precio, como la tilapia y los siluriformes. La excepción que confirma la regla son los SRA para el cultivo de salmón grande en tierra, donde los proyectos son ingentes, aunque el precio de mercado es relativamente bueno. No obstante, esto también se debe a que estos SRA de salmón producen peces grandes de crecimiento lento en comparación con otras especies más pequeñas de crecimiento más rápido, como los siluriformes y la tilapia.
En lo que concierne a la compra del terreno, la huella de una planta de recirculación también depende de las especies y de la intensidad de la producción. En general, la huella de una planta de recirculación suele encontrarse en torno a 1.000 m2 por 100 toneladas de pescado. Cuanto mayor sea la producción total, menor será el área necesaria para producir 100 toneladas, porque los tanques son más grandes y se pueden construir con mayor profundidad. Así, una explotación acuícola grande, de 1.000 toneladas, solamente requerirá unos 7.000 m2 . Normalmente, será necesario más terreno para los trabajos que se llevan a cabo en torno a la exploración, como la captura de agua, la depuración de aguas residuales, llegadas del pescado, carreteras, etc.
En el ejemplo de la Figura 4.4 cabe destacar el consumo de energía como un 7% de los costes. Siempre es importante centrarse en el consumo de electricidad, aunque no es un coste preponderante. De hecho, el coste energético de muchos tipos de SRA no es muy superior al de muchas explotaciones acuícolas tradicionales, en las que el uso de ruedas hidráulicas, bombas de retorno, conos de oxígenos y otras instalaciones requiere una cantidad importante de energía.
Como se observa en la Figura 4.4, el coste del pienso es, claramente, el mayor coste, por lo que una buena gestión del mismo supone un factor importantísimo.
Mejorar el ITA tendrá un efecto muy positivo en la eficiencia de la producción, dado que los peces ganarán más peso por kg de pienso utilizado y la carga sobre los filtros biológicos y mecánicos del SRA será inferior.
En el anexo se aporta una lista de aspectos biológicos y técnicos que pueden afectar a la puesta en marcha de un sistema de recirculación. Esta lista es ideal para identificar detalles y posibles obstáculos cuando el proyecto esté a punto de comenzar.
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
Pasar de la acuicultura tradicional a la recirculación cambia mucho los procedimientos y métodos de gestión cotidiana de la explotación acuícola. Ahora el acuicultor tiene que gestionar también el agua, además de los peces. Tanto esta tarea, como mantener la calidad del agua, cobra tanta importancia –si no más– como el cuidado de los peces. El trabajo diario de la explotación acuícola tradicional de flujo abierto se ha transformado en la puesta a punto de una máquina que funciona sin interrupción, las 24 horas del día. La supervisión automática de todo el sistema garantiza que el acuicultor tiene en todo momento acceso a la información de la explotación, con un sistema de alarma que avisa en caso de emergencia.
Figura 5.1 Hay que vigilar con frecuencia la calidad y caudal de agua en filtros y tanques
Por ejemplo, la aireación del biofiltro de lecho fijo (primer plano) debe ser estable y uniforme.
Procedimientos y métodos
A continuación se enumeran los principales métodos y procedimientos de trabajo. En la práctica será mucho más complejo, pero la pauta general debe estar clara. Es esencial hacer una lista con todas las comprobaciones de rutina que hay que hacer cada día, y listas de comprobación con intervalos más largos.
Diaria o semanalmente:
•Examinar visualmente el comportamiento de los peces
•Examinar visualmente la calidad del agua (transparencia/turbidez)
•Comprobar la hidrodinámica (flujo) en los tanques
•Comprobar el alimento distribuido automáticamente
•Retirar y registrar el pescado muerto
•Expulsar el residuo de los tanques si tienen tubos verticales
•Quitar la membrana de las sondas de oxígeno
•Registro de la concentración real de oxígeno en los tanques
•Comprobar los niveles de agua en los sumideros de las bombas
•Comprobar las boquillas de los filtros mecánicos
•Registro de temperatura
•Pruebas de amoniaco, nitrito, nitrato, pH
•Registro del volumen de agua nueva
•Comprobar la presión en los conos de oxígeno
•Comprobar el NaOH o la cal de regulación del pH
•Controlar que la dosificación de ozono y/o luces UV
•Registro de la electricidad (kWh)
•Lectura del tablón de información compartida
•Comprobar el sistema de alarma antes de salir de la planta.
Semanal o mensualmente:
•Limpiar biofiltros según el manual y la situación observada
• Comprobar residuos en sumideros y otras piezas (puede ser útil utilizar cámaras)
• Drenar el agua de condensación del compresor
• Comprobar el nivel de agua y la alarma en el tanque pulmón
• Comprobar la cantidad de O2 restante en el tanque de oxígeno
• Calibración del medidor de pH
• Calibración de los alimentadores
• Calibrar sondas de O2 en tanques y en todo el sistema
• Comprobar las alarmas - hacer pruebas de alarma
• Comprobar el oxígeno de emergencia en todos los tanques
• Comprobar bombas y motores para ver si hay errores o disonancias
• Comprobar generadores y hacer prueba de arranque
• Comprobar que funcionan los ventiladores de los filtros de goteo
• Engrasar rodamientos de los filtros mecánicos
• Aclarar las boquillas de la barra de pulverización en los filtros mecánicos
• Buscar "agua muerta" en el sistema y tomar precauciones
• Comprobar sumideros de los filtros: no debe haber lodos.
6-12 meses:
•Limpiar esterilizador UV, cambiar lámparas anualmente
•Cambiar aceite, filtros de aceite y filtro de aire del compresor
•Comprobar limpieza interna de las torres de refrigeración
•Comprobar y limpiar, en su caso, el desgasificador
•Limpiar a fondo el biofiltro si es necesario
•Mantenimiento de sondas de oxígeno
• Aclarar las boquillas de la barra de pulverización en los filtros mecánicos
• Cambiar las placas de los filtros mecánicos.
Figura 5.2 Generador de oxígeno. Hay que ocuparse del control y mantenimiento de las instalaciones especiales. Esto suele garantizarse firmando un contrato de mantenimiento con una empresa especializada.
Calidad del agua
La gestión del sistema de recirculación requiere registros y ajustes continuos para alcanzar un medio perfecto para los peces. Para cada parámetro hay unos márgenes de aceptabilidad biológica. En todo el ciclo de producción, si es posible, hay que cerrar y volver a arrancar cada una de las secciones de la planta para cada nuevo lote de peces. Los cambios en la producción afectan a todo el sistema, pero sobre todo el biofiltro es sensible a la desecación u otras alteraciones. La figura 5.3 muestra el efecto sobre la concentración de compuestos de nitrógeno que sale de un biofiltro recién iniciado. Se producirán fluctuaciones en muchos otros parámetros; los más importantes se muestran en la figura 5.4. En algunas situaciones, los parámetros pueden aumentar hasta niveles desfavorables o incluso tóxicos para los peces; no es posible ofrecer datos precisos sobre estos niveles, ya que la toxicidad depende de múltiples factores, tales como la especie, temperatura y pH. Lo más frecuente es que los peces se adapten a las condiciones ambientales del sistema y toleren mayores niveles de ciertos parámetros, como el dióxido de carbono, el nitrato y/o el nitrito. Lo esencial es evitar cambios bruscos en los parámetros físicos y químicos del agua.
Figura 5.3 Fluctuaciones en la concentración de diferentes compuestos de nitrógeno al poner en marcha y madurar un biofiltro.
Cuadro 5.1 Niveles aconsejables y desaconsejables de distintos parámetros físicos y químicos de la calidad del agua en un sistema de recirculación de agua dulce.
Desconocido
Sólidos en suspensión
Demanda química de oxígeno (DQO) DQO mg/L 25-100 Desconocido
Demanda biológica de oxígeno (DBO)
Sulfuro de hidrógeno H2S μg < 5 (pH influencia) >5
Calcio Ca++ mg/L 5-50 Desconocido
Si el entorno es de agua salada, algunos de estos niveles cambian: la lista es solo a título orientativo. La salinidad del agua varía con la especie, y los alevines y peces pequeños siempre necesitarán agua más dulce que los más grandes.
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
La toxicidad del máximo de nitrito puede eliminarse añadiendo sal al sistema. Con una concentración de sal en el agua de 0,3 o/oo (ppt) es bastante para inhibir esta toxicidad. En el cuadro 5.1 se muestran los niveles sugeridos para diversos parámetros físicos y químicos de calidad del agua en un sistema de recirculación.
Mantenimiento del biofiltro
El biofiltro debe funcionar de forma óptima en todo momento para garantizar una calidad de agua elevada y estable en el sistema. A continuación se presenta un ejemplo de protocolo para el mantenimiento del biofiltro.
Figura 5.4 Biofiltro prefabricado de polietileno (PE).
Cámara de biofiltro/ microfiltro
Entrada de aqua
Placa superior
Normalmente, los biofiltros de PE se colocan por encima del nivel del suelo y están equipados con una válvula de descarga de lodos para facilitar su lavado y limpieza. El agua de los lodos pasa al sistema de tratamiento de aguas residuales, fuera del sistema de recirculación acuícola. La imagen de la derecha muestra el tamaño de un biofiltro grande de PE. Fuente: Grupo AKVA.
Mantenimiento del biofiltro:
• Cepillado de la placa superior cada dos semanas para evitar que las bacterias y algas obstruyan las perforaciones de la placa superior.
• Cepillado y limpieza de los difusores de microburbujas en el tubo de tratamiento de agua desde la última cámara del biofiltro hasta el filtro de micropartículas, cada dos semanas.
• Controles periódicos y calendario de limpieza.
Figura 5.5 El flujo del biofiltro de PE multicámara va de izquierda a derecha y aguas arriba en cada una de las cámaras.
La mayor parte de la materia orgánica es eliminada por bacterias heterótrofas en la primera cámara. La baja carga orgánica de las últimas cámaras garantiza una fina biopelícula nitrificante que convierte el amoniaco en nitrato. La última cámara, denominada filtro de micropartículas, está concebida para la eliminación de partículas muy finas no retiradas por el filtro mecánico. Este tipo de filtro también puede ser de hormigón.
Hay que revisar periódicamente los siguientes parámetros:
• Comprobar distribución de las burbujas de aire en cada una de las cámaras del biofiltro. El biofiltro acaba acumulando materia orgánica, lo que afecta a la distribución de las burbujas y aumenta su tamaño.
• Comprobar la altura existente entre la superficie del agua en el biofiltro y el borde superior de la pared del cilindro de PE, para identificar los cambios de flujo en el biofiltro y el filtro de micropartículas.
• Medir regularmente los parámetros de calidad del agua más relevantes para el biofiltro.
• Supervisar estrechamente el volumen restante de base o ácido utilizado para la dosificación.
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
Limpieza y eliminación de lodos en el biofiltro
Bajo el medio biológico del biofiltro puede acumularse una mezcla de materia inorgánica, biopelículas desprendidas y materia orgánica difícil de descomponer para los microorganismos. Esto debe eliminarse mediante el sistema de retirada de lodos instalado en las cámaras.
Protocolo de eliminación de lodos:
• Desviar biofiltro de PE a limpiar
• Abrir válvula de descarga durante unos segundos (aprox. 10 seg.)
• Si está instalada la bomba de lodos: bombear los lodos del biofiltro PE y comprobar que el agua no tiene una coloración marrón
• Repetir el procedimiento para todos los biofiltros y filtros de micropartículas (y apagar dispositivo de lodos al terminar). Comprobar que la bomba de lodos no deja pasar pérdidas procedentes de las cámaras del biofiltro. Si existe la posibilidad de perder agua de esta manera, cerrar todas las válvulas de descarga.
Limpieza sencilla del biofiltro con aire
Se recomienda aplicar un sencillo protocolo de limpieza dos veces por semana. En este procedimiento, los biofiltros de PE se limpian con aire.
Protocolo de limpieza sencilla del biofiltro:
• No dirigir el flujo hacia el biofiltro
• Abrir válvulas de limpieza de aire en el primer biofiltro de PE
• Comprobar ventilador. Encender ventilador
• Dirigir todo el chorro de aire al biofiltro nº 1 durante 10-15 minutos. El chorro de agua que atraviesa el biofiltro llevará a la siguiente cámara los materiales orgánicos desprendidos
• Dirigir todo el chorro de aire al siguiente biofiltro de PE durante 1015 minutos. Repetir procedimiento hasta el último biofiltro. Excluir el filtro de micropartículas
• Toda la materia orgánica desprendida llega al filtro de micropartículas.
Limpieza del filtro de micropartículas
La periodicidad de la limpieza del filtro de micropartículas depende de la carga del sistema. A título orientativo, se recomienda limpiar el filtro de micropartículas todas las semanas.
Protocolo de limpieza sencilla del filtro de micropartículas:
• Detener el chorro que atraviesa los biofiltros de PE
• Reducir el nivel de agua a 100 mm por debajo de la placa superior del filtro de micropartículas utilizando la válvula de descarga de lodos (si es posible, utilizar bomba de lodos)
• Cerrar válvulas de limpieza de aire de todas las cámaras del biofiltro de PE. Abrir válvula de limpieza de aire de la cámara del filtro de micropartículas.
• Comprobar ventilador de limpieza con el ingeniero/a. Encender ventilador
• Dirigir todo el chorro de aire al filtro de micropartículas durante 30 minutos. Este volumen de aire sube el nivel del agua hasta situarlo cerca de las cajas de salida. El agua sucia no debe salir de la caja de salida
• Tras la limpieza, descargar todo el filtro de micropartículas siguiendo el protocolo descrito para la eliminación de lodos
Limpieza profunda del biofiltro
Si aumenta la diferencia de carga entre las cámaras del biofiltro y/o del filtro de micropartículas, y la limpieza habitual no logra restablecer la diferencia de carga normal, hay que practicar un procedimiento de limpieza profunda del biofiltro. Para detectar problemas de flujo por el biofiltro y por el filtro de micropartículas, haga mediciones periódicas de todas las cámaras del biofiltro, entre la superficie de agua y el borde superior del cilindro de PE.
Antes de aclarar en profundidad, apague la aireación de la cámara afectada durante dos horas antes de terminar la limpieza. La cámara afectada actuará como filtro de micropartículas durante este breve período, recogiendo los residuos adicionales a descargar el procedimiento de limpieza. A título orientativo, se recomienda limpiar en profundidad todos los meses todas las áreas de los biofiltros.
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
Protocolo de limpieza profunda del filtro biológico:
• Detener el chorro que atraviesa los biofiltros de PE
• Aplicar aireación fuerte durante 30 minutos en los filtros a limpiar. A continuación, vaciar totalmente los filtros afectados con el procedimiento de eliminación de lodos.
Limpieza con hidróxido de sodio (NaOH)
Si se identifica una obstrucción grave en el sistema de biofiltro, practique una limpieza con hidróxido de sodio. Este tipo de atasco puede detectarse si se observan continuos problemas con la diferencia de altura entre las cámaras, signos de aireación desequilibrada en la parte superior de la cámara y/o reducción del rendimiento del biofiltro.
Protocolo de limpieza con hidróxido de sodio:
• Vaciar la sección del filtro
• Rellenar con agua dulce y una solución de hidróxido de sodio (NaOH, ajustada a pH 12)
• Dejar funcionar durante una hora con aireación y vaciar nuevamente el filtro con el procedimiento de eliminación de lodos.
Este tratamiento sólo debería ser necesario si no se ha practicado el mantenimiento periódico del biofiltro. Pasarán varios días (20-40) hasta que la cámara limpiada con hidróxido de sodio vuelva a estar a pleno rendimiento.
Cuadro de soluciones de problemas del biofiltro:
Cuadro 5.2 Lista de problemas con motivos y posibles soluciones.
Problema
Aumento de la turbidez
Aumento del nivel de TAN
Motivo
Aumento de niveles de nitrito y TAN
Disminución del nivel de nitrato
Producción de sulfuro de hidrógeno (H2S) (olor a huevos podridos en la limpieza)
Aumento de alcalinidad
Reducción de flujo al biofiltro
Solución
Demasiada aireación Disminuir aireación
Reducción de flujo hacia el biofiltro
Demasiada aireación, menor rendimiento de la nitrificación debido a daños en la biopelícula
Carga orgánica demasiado alta
Abrir válvula entre desgasificador y biofiltro, aumentar flujo
Disminuir aireación
Comprobar que la alimentación no supera las especificaciones del sistema. Comprobar el funcionamiento del filtro mecánico.
Actividad anaeróbica Aumentar aireación, limpiar biofiltro
Actividad anaeróbica Aumentar aireación, limpiar biofiltro
Reducción o ausencia de aireación
Actividad anaeróbica Aumentar aireación, limpiar biofiltro
Válvulas de entrada parcialmente cerradas
Obstrucción del biofiltro, limpieza insuficiente del biofiltro
Abrir válvula entre desgasificador y biofiltro, aumentar flujo
Limpiar biofiltro según calendario y exigencias específicas de la producción
Fallo del ventilador Comprobar ventilador, filtro de aire de admisión, fusible y potencia
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
Medidas de precaución
El agua sometida a aireación tiene menos densidad que el agua normal, por lo que es imposible nadar.
El operario no debe ir sin arnés de seguridad por las placas superiores del biofiltro. Debe utilizarse calzado adecuado y tener cuidado con la superficie, extremadamente resbaladiza.
¡Seguir rigurosamente todos los procedimientos de seguridad para el uso de herramientas, productos químicos, máquinas y otros!
Control de oxígeno
El oxígeno disuelto (OD) es uno de los parámetros más importantes en la acuicultura, y es importante entender la relación entre porcentaje de saturación y mg/L. Cuando el agua está saturada de aire tiene una DO del 100% de saturación. Un correcto control de los niveles de oxígeno en la explotación acuícola es vital para su funcionamiento general.
El contenido de oxígeno en miligramos de oxígeno por litro de agua depende de la temperatura, salinidad y presión barométrica. A una presión barométrica de 1013 mbar, el 100% de saturación en agua dulce equivale a 12,8 mg/L a 5°C, pero sólo a 7,5 mg/L a 30°C. Esto significa que el agua fría tiene mucho más oxígeno disponible para los peces que el agua caliente. Por lo tanto, la cría de peces en aguas cálidas requiere una vigilancia y un control del oxígeno aún más intensos que en aguas frías. En el caso del agua salada, la saturación es más reducida que en el agua dulce.
Figura 5.6 Concentración en mg/L al 100% de saturación de oxígeno disuelto (OD) en agua dulce y en agua salada.
Agua dulce gua
Agua salada
(mg/L)
La concentración es mayor en agua fría que en agua caliente.
Cuadro 5.3 Oxígeno disuelto en agua dulce en mg/L al 100% de saturación de oxígeno. Oxígeno disuelto en agua dulce
El cuadro 5.4 muestra el efecto de la salinidad sobre el contenido de oxígeno en la columna coloreada.
Cuadro 5.4 Oxígeno disuelto en agua salada en mg/L al 100% de saturación de oxígeno.
Oxígeno disuelto en agua salada (a 760 mm Hg)
También hay diferencia entre el agua dulce y la salada en la disponibilidad de oxígeno en disolución. En el agua dulce la disponibilidad de oxígeno es mayor que en la salada (véanse cuadros 5.3 y 5.4).
Los equipos modernos disponen de sensores de temperatura y presión barométrica para dar siempre valores correctos. Al medir el oxígeno en agua
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
salada, basta con escribir el nivel de salinidad en el menú del medidor de oxígeno, que se ajustará automáticamente.
Esto significa que, por ejemplo, la calibración de un medidor de oxígeno manual es bastante sencilla.
Para medir con precisión hace falta una calibración exacta, que a su vez requiere unas condiciones estables
Figura 5.7 Medidor de oxígeno Handy Polaris para medir el contenido de oxígeno del agua en mg/L y % de saturación.
Fuente: Oxyguard International.
Formación
Tan importante es tener la tecnología como saber gestionarla. Sin un personal bien formado, la eficiencia de la explotación acuícola nunca será satisfactoria. La acuicultura exige una amplia gama de saberes, como gestión de reproductores e incubadoras, cuidado de larvas y alevines, producción de alevines o crecimiento del pescado a un tamaño comercial.
Existen muchos tipos de formación, desde cursos prácticos hasta estudios universitarios. Una justa combinación de teoría y práctica es la mejor receta para comprender cabalmente cómo se gestiona un sistema acuícola de recirculación.
Estos son los ámbitos que deben integrarse en cualquier programa de formación:
Química básica del agua
Comprender los hidroparámetros básicos químicos y físicos relevantes para la explotación, como amonio, amoníaco, nitrito, nitrato, pH, alcalinidad, fósforo, hierro, oxígeno, dióxido de carbono y salinidad.
Tecnología y gestión de sistemas en general
Comprender los distintos diseños de sistemas, flujos de agua primarios y secundarios. Planificación de la producción, regímenes alimentarios, índice de transformación del alimento, tasas específicas de crecimiento, registro y cálculos de tamaño, número y biomasa de los peces. Conocimiento de las instalaciones y procedimientos de emergencia.
Alimentos y otros consumos
Comprender las composiciones de los alimentos para peces, los cálculos y distribuciones de la alimentación, niveles y fuentes de consumo de agua, electricidad y oxígeno, ajustes de pH mediante el uso de hidróxido de sodio y cal.
Interpretación de parámetros y calibración
Saber leer los sensores de oxígeno, dióxido de carbono, pH, temperatura, salinidad, presión, etc. Saber analizar y calcular niveles de amoniaco, nitrito, nitrato y TAN, y comprender el ciclo del nitrógeno. Saber calibrar los medidores de oxígeno, pH, temperatura, dióxido de carbono, salinidad, flujo de agua, etc. Ajustes de PLC y PC para alarmas, niveles de emergencia, etc.
Maquinaria e instalaciones técnicas
Conocer la mecánica del sistema y su mantenimiento en elementos como por ejemplo el filtro mecánico, sistema de biofiltro, –de lecho fijo y de lecho móvil–desgasificadores, filtros percoladores y filtros de desnitrificación. Conocimiento operativo de los sistemas de todo tipo, incluidos UV, bombas, compresores, control de la temperatura, calefacción, refrigeración, ventilación, inyección de oxígeno, oxígeno de emergencia, generación y reserva de oxígeno, regulación del pH, conversión de frecuencia de las bombas, generadores eléctricos, PLC y PC o alimentación automática.
Conocimiento operativo
Experiencia práctica del trabajo en una explotación acuícola, incluida la manipulación de reproductores, huevos, larvas, alevines, crías y cultivo de peces más grandes para el mercado. Experiencia en manipulación, clasificación, vacunación, recuento y pesado de peces, en gestión de la mortalidad, planificación de la producción y otras tareas diarias de la planta. Comprensión de la importancia de las medidas de bioseguridad, higiene, bienestar animal, enfermedades de los peces y tratamiento correcto.
Apoyo a la gestión
Cuando se pone en marcha un sistema de recirculación hay muchas cosas que atender, y puede ser difícil priorizar y centrarse en los factores adecuados. En la mayoría de los casos, tener en pie un sistema que funcione a un nivel óptimo y a plena producción es un gran desafío.
La supervisión o el apoyo a la gestión diaria por parte de un acuicultor profesional y experimentado puede ser una forma de superar la fase inicial y evitar problemas
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
de gestión. El apoyo puede reforzarse mediante formación continua e in-house del personal de la explotación acuícola.
El acuicultor debe conformar un equipo cualificado para llevar la explotación acuícola las 24 horas del día, los 7 días de la semana. El equipo trabaja por turnos para cubrir noches, fines de semana y festivos.
El equipo debe estar formado por:
• Un encargado responsable de la gestión diaria de la explotación acuícola
• Asistentes dependientes del encargado, con responsabilidad sobre el trabajo práctico de la planta, especialmente la cría de los peces
• Uno o varios técnicos responsables del mantenimiento y reparación de las instalaciones técnicas
• Es muy habitual tener que contratar a otros trabajadores para trabajos diversos.
Es importante garantizar que el equipo tiene realmente el tiempo necesario para recibir formación in-house, que le permita optimizar sus capacidades. Es frecuente descuidar la formación porque el trabajo diario tiene prioridad, y parece que no hay tiempo para aprender. Pero esta no es forma de crear una nueva empresa: debe otorgarse la máxima prioridad a cualquier posibilidad de saber más y de trabajar con mayor eficiencia y profesionalidad.
Mantenimiento y reparaciones
Debe elaborarse un programa de mantenimiento y reparaciones del sistema de recirculación, para garantizar el funcionamiento constante de todos sus componentes. Al principio del capítulo se han enumerado los procedimientos, y debe prestarse atención a saber resolver cualquier problema. Se recomienda firmar contratos de mantenimiento con los proveedores de los equipos, para tener a mano un servicio profesional con carácter periódico.
Dentro de los contratos de mantenimiento, también es importante garantizar el eficaz suministro de repuestos. La planta debe tener en las instalaciones un set completo de repuestos para los elementos más importantes, junto con maquinaria de reserva como bombas de agua y ventiladores.
Alimentación de los peces
La alimentación es una de las tareas más importantes en cualquier explotación acuícola, ya que el alimento es, con mucho, el mayor coste en la producción de peces; una correcta alimentación es vital para el éxito. En un SRA, la alimentación requiere una atención especial en comparación con otros sistemas de acuicultura. El motivo es que el derramamiento de alimento y/o unas tasas malas de conversión tendrán un efecto directo sobre la capacidad real del biofiltro. Todo alimento no consumido o mal digerido aumentará la carga del biofiltro y reducirá la capacidad productiva del acuicultor. Si se desperdician piensos o si hay índices de conversión deficientes, la suciedad crece, y con ella el riesgo de sedimentación en diversas partes del sistema.
Figura 5.8 Esquema de un sistema de alimentación automática.
En los silos (arriba a la derecha) se almacenan pellets de pienso de distintos tamaños, que se distribuyen en un sistema de tubos de transporte para llenar las tolvas contiguas al tanque. Desde la tolva, un dispositivo de alimentación distribuye el pienso uniformemente en el tanque. Un software controla los intervalos, dosificación y cantidad total diaria de alimento.
5.9 Ejemplo de sistema de alimentación automatizado.
Hoy en día, en los sistemas de recirculación acuícola la alimentación suele ser automática, con dispositivos que consisten en tolvas colocadas en los tanques, que se llenan diariamente a mano o automáticamente. Una buena distribución del alimento en toda la superficie del agua mejora el rendimiento de la alimentación y garantiza a todos los peces un fácil acceso al alimento. El tradicional alimentador por péndulo, que se activa cuando los peces golpean un péndulo que cuelga de la tolva, es una solución sencilla y fiable, aunque es fácil que beneficie más a los peces más fuertes. Los sistemas de alimentación totalmente automáticos distribuyen el alimento mediante una rueda giratoria o aire a presión, y algunos están equipados con un sifón de alimentación en todo el tanque, para garantizar una distribución más eficiente.
Se han desarrollado piensos especiales para la tecnología de recirculación, tanto en lo que respecta a la composición nutricional como a la estructura física del pellet. Es esencial evitar la formación de polvo o la rotura de los pellets al distribuir el pienso. El polvo equivale a pérdida de pienso, y los pellets rotos son ineficientes. Por tanto, hay que tener cuidado a l ahora de diseñar e instalar un sistema de alimentación fiable.
Fuente: FREA Aquaculture Solutions.
Figura
Figura 5.10 La bomba de vacío bombea a los peces desde el tanque a la clasificadora.
Los peces se clasifican por tamaños, se cuentan utilizando luz infrarroja y se devuelven a los tanques por gravedad.
Fuente: IRAS A/S.
Manipulación del pescado
Los peces de acuicultura se manipulan y se pasan de unos tanques a otros varias veces durante el periodo de producción, desde la fase de alevines hasta el producto final. En acuicultura, la eficiencia consiste en hacer el mejor uso posible de los tanques y sus volúmenes. Según van creciendo los peces, hay que trasladarlos a nuevos tanques, normalmente más grandes, para dejarles más espacio para crecer. Cuando se traslada a los peces, lo más frecuente es clasificarlos por tamaño para poder gestionar el flujo de peces hasta la recogida. La clasificación también evita agresiones, y la población crece mejor entre peces de tamaño uniforme.
Hay que contar los peces cuando se manipulan para saber cuántos hay en cada tanque y cuál es la biomasa. El recuento se realiza automáticamente mediante un contador instalado en la clasificadora o colocado en el extremo del tubo de transporte antes de que los peces entren en el tanque. La mayoría de los contadores funcionan mediante una luz infrarroja que detecta el paso de los animales. Para calcular la biomasa en un tanque, el número de peces contados se multiplica por el peso medio. Esto significa que hay que sacar una muestra de peces para calcular el peso medio. Los más pequeños pueden contarse en un cubo con agua y pesarse, mientras que los más grandes requieren otros métodos, como contar una muestra en una red más grande colocada en el agua, que se levanta y se pesa.
Capítulo 5: Funcionamiento de un sistema de recirculación
estión de la mortalidad
En acuicultura siempre va a haber mortalidad. Hasta en el más perfecto entorno SRA habrá algunos peces muertos, que habrá que recoger de los tanques; para mantener la instalación limpia e higiénica es fundamental hacerlo todos los días. Dejarlos en el agua creará un entorno perjudicial de bacterias y hongos que aumentará el riesgo de infección de los peces sanos. En un SRA bien gestionado la mortalidad no debería suponer un problema, pero una enfermedad o un accidente pueden generar una gran cantidad de peces muertos, y los métodos y formas de eliminación deben estar prefigurados.
La cría de alevines se asocia a una mayor mortalidad que la de peces grandes. Cuando los huevos eclosionan y los alevines empiezan a nadar y a alimentarse son muy susceptibles a las infecciones, y con frecuencia es necesario limpiar y eliminar animales muertos dos veces al día para mantener un alto nivel de higiene. Los alevines muertos se eliminan con una red manual o por succión mediante un sifón manual, o a través de un tubo de salida de mortalidad instalado permanentemente en el tanque.
Figura 5.11 Eliminación de la mortalidad a través del tubo de salida desde el centro del fondo del tanque hasta la caja de salida en el lateral del tanque.
La caja está provista de una rejilla que retiene los residuos para su eliminación. El tubo de salida que se muestra puede ajustarse hacia el fondo para alcanzar la mejor altura de succión posible.
Retirar los peces muertos de los tanques se va haciendo cada vez más difícil según van creciendo los animales, y con ellos el tamaño del tanque, que puede alcanzar diámetros mayores de 20 m y profundidades superiores a los 6 m. En lugar de recoger los peces muertos con una red, se ha inventado un sistema para sacarlos a través de un orificio o un tubo situado en el centro del tanque. Algunos sistemas utilizan aire para crear momentáneamente una corriente más rápida, y otros utilizan la simple gravedad para aspirar los peces.
Cuando los peces crecen, generalmente se hacen más resistentes a las infecciones, pero gestionar peces muertos será siempre una parte del funcionamiento de una explotación acuícola. Con el crecimiento de los peces, los muertos suponen un mayor coste debido a su mayor tamaño; como es obvio, perder un pez de 2 kg supone un coste mayor que un alevín de 2 g. Pero, independientemente del coste, una de las reglas básicas de la acuicultura es: No deje que sus peces mueran. Lo ha invertido usted todo en esos peces que nadan en su explotación acuícola: pienso, oxígeno, mano de obra, electricidad, tipo de interés, etc. Por tanto, evitar que los peces mueran es la clave de la gestión de la explotación acuícola.
Antiguamente los animales muertos se incineraban o se eliminaban en vertederos, o se utilizaban los residuos nutritivos para la producción de harina de pescado o como ingrediente de alimentos para mascotas. Pero ahora, las normativas y otras consideraciones obligan a abordar otras soluciones, como por ejemplo, la digestión anaeróbica, también llamada producción de biogás. En función de la ubicación de la explotación acuícola, los residuos se recogerán en planta o habrá que trocearlos y procesarlos antes de recogerlos.
Capítulo : Tratamiento de aguas residuales
En un sistema de recirculación, con una reutilización constante del agua, los residuos de la producción acuícola no desaparecen por arte de magia. En alguna parte tienen que acabar la suciedad y las excreciones de los peces. Para limpiar estos desechos, es necesario implantar un sistema de tratamiento de aguas residuales (TAR).
Figura 6.1 Excreción de nitrógeno (N) y fósforo (P) de los peces de cultivo. Obsérvese la gran cantidad de N excretado como materia en disolución.
Fuente: Biomar y Agencia de Protección del Medio Ambiente, Dinamarca.
En un SRA, las heces de los tanques deben fluir inmediatamente hacia el filtro mecánico,sinaplastarseenelcamino.Cuantomásintactasysólidassepresenten, mayor será el nivel de sólidos y otros compuestos eliminados, y menor será el vertido del SRA. El cuadro 6.1 muestra la eliminación estimada de nitrógeno, fósforo y sólidos en suspensión (materia orgánica) en un filtro mecánico de 50 micras.
Cuadro 6.1 Eliminación de nitrógeno (N), fósforo (P) y sólidos en suspensión (SS) en filtros mecánicos con distintos tamaños de malla y formas de tanque.
% Eficiencia, % Eficiencia, % Eficiencia, % Eficiencia, % Eficiencia, %
Total P 50-75 40-70 35-65 65-84 50-80 45-75
Total N 20-25
Fuente: Estación de Investigación Pesquera de Baden-Württemberg, Alemania.
Cuanto mayor sea la tasa de recirculación, menos agua nueva se utilizará y menos agua de vertido habrá que procesar. En algunos casos no se descargará nada de agua al entorno; pero construir este tipo de explotación acuícola de "vertido cero" es caro, y el tratamiento de residuos puede entrañar altos costes operativos. Además, para ser eficaz, la gestión del tratamiento de residuos requerirá una atención considerable. Las autoridades y el acuicultor deben acordar un permiso de vertido que permita proteger el medio ambiente sin menoscabar la viabilidad económica del negocio acuícola.
Los procesos biológicos internos al sistema de recirculación (SRA) reducirán hasta cierto punto la cantidad de compuestos orgánicos, debido a la actividad bacteriana y a la degradación biológica dentro del sistema. Pero seguirá existiendo una carga importante de lodos orgánicos procedentes del SRA.
Capítulo 6: Tratamiento de aguas residuales
Figura 6.2 Esquema de flujos con origen y destino en un sistema de recirculación acuícola.
del biofiltro
Tratamiento de aguas residuales (TAR)
Entrada agua
Agua de descarga (fracción limpia
La mayoría de los SRA tendrán un desagüe para el de agua de tratado con el fin de equilibrar el agua que entra y la que sale. Esta agua es la misma en la que nadan los peces y es un contaminante limitado, salvo que la cantidad de agua vertida por el desagüe sea excesiva y aumente el vertido anual por este punto. Cuanto más intensiva sea la tasa de recirculación, menos agua se descargará por el desagüe. Si las autoridades lo exigen, el agua que sale por el desagüe puede dirigirse a la TAR antes de su vertido.
Las aguas residuales que salen del proceso de recirculación suelen proceder del filtro mecánico, donde las heces y otras materias orgánicas se "limpian" en la salida de lodos del filtro. La limpieza de los biofiltros también se suma al volumen total de aguas residuales del ciclo de recirculación.
El tratamiento de las aguas residuales que salen del SRA puede realizarse de varias formas. Es frecuente instalar un tanque pulmón antes del TAR, también llamado sistema de tratamiento de lodos, donde los lodos se separan del agua de descarga. Los lodos van a una planta acumuladora para su sedimentación oposterior deshidratación mecánica antes de ser diseminados por la tierra –normalmente, como abono y mejora del suelo en explotaciones agrícolas–, o pueden utilizarse en la producción de biogás para generar calor o electricidad. La deshidratación mecánica también facilita la gestión de los lodos y minimiza su volumen, lo que permite reducir los costes de eliminación o las tasas a pagar.
Lodos
Lodos del filtro mecánico
Figura 6.3 Vías de lodos y agua dentro y fuera de un sistema de recirculación.
Sistema de recirculación
Entrada de agua nuevo
Estanque de oxidación
Sistema de acuaponía
Agua de desecho
mecánico
Sedimentación tanque y/o deshidratación
Tratamiento de aguas residuales (TAR):
Floculación Filtro de banda Geo Tubo
Lodos concentrados
Corriente, río, costa
Cultivos, biogás, hidroponía
Cuanto mayor sea la tasa de recirculación, menos agua saldrá del sistema (línea punteada) y menos aguas residuales habrá que tratar. Fuente: Hydrotech.
Figura 6.4 Filtro de banda Hydrotech utilizado como tratamiento secundario del agua para deshidratar los lodos.
Las aguas residuales limpias procedentes del tratamiento de los lodos suelen tener una alta concentración de nitrógeno, mientras que el fósforo puede eliminarse casi por completo en el proceso. En la mayoría de los casos, estas aguas de descarga se vierten al entorno, al río o al mar, etc. junto con el agua
Tanqu es Agua Lodos
Biofiltro
Filtro
Capítulo 6: Tratamiento de aguas residuales
Figura 6.5 El agua de descarga de una explotación acuícola de truchas de recirculación (al fondo) se dirige a un estanque de oxidación para su posterior limpieza antes de verterse al río.
La laguna se ha creado utilizando los estanques de la antigua explotación de flujo abierto. Fuente: Lisbeth Plesner, Danish Aquaculture.
del desagüe del SRA. Puede eliminarse el contenido en nutrientes del agua de descarga y del desagüe orientándolas a un estanque de oxidación, a una zona de raíces o a un sistema de filtración, donde se pueden seguir reduciendo los compuestos de fósforo y nitrógeno restantes.
Como alternativa, el agua de descarga –y hasta cierto punto también los lodos–puede utilizarse como abono en sistemas hidropónicos, que son mecanismos que utilizan los residuos de los peces para cultivar verduras, plantas o hierbas, y suelen encontrarse en invernaderos. En otros sistemas hidropónicos, la explotación acuícola
Figura 6.6 El proyecto EcoFutura ha explorado la posibilidad de cultivar tomates con tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus).
Fuente: Priva (Países Bajos).
y los invernaderos están separados, una combinación de horticultura y acuicultura en la que el flujo de nutrientes dirigidos al invernadero puede ajustarse.
Hay que tener en cuenta que los peces no expulsan desechos de la misma forma que otros animales como cerdos o vacas. Excretan el nitrógeno principalmente por la orina, a través de las branquias, y una cantidad menor con las heces, por el ano. El fósforo sólo se excreta con las heces. Por lo tanto, la mayor parte del nitrógeno se disuelve completamente en el agua, y el filtro mecánico no puede eliminarlo. En el caso de las heces, este filtro capturará una parte menor del nitrógeno fijado en ellas, y en mayor medida el fósforo. El nitrógeno restante disuelto en el agua se convertirá sobre todo en nitrato en el biofiltro. De esta manera, el nitrógeno es fácilmente absorbido por las plantas y puede ser utilizado como fertilizante o eliminarse en las lagunas de oxidación o en las zonas de raíces.
La eliminación de nitratos supone un reto importante en el tratamiento de aguas residuales, y ha ido cobrando una relevancia creciente, con un marco normativo cada vez más estricto en materia de vertidos. Esto ha alimentado el interés por la eliminación eficiente de los nitratos y el desarrollo de tecnologías hacia un concepto de acuicultura de vertido cero.
La eliminación de los nitratos puede llevarse a cabo tanto dentro del circuito SRA como fuera del proceso de TAR. Los métodos pueden combinarse para lograr una
Figura 6.7 Tecnología de biorreactores de virutas de madera utilizada para la eliminación de nitratos en el agua de descarga de un sistema de recirculación acuícola al aire libre para la trucha.
El filtro mostrado contiene 6 000 m3 de astillas para limpiar 100 L/s de agua de descarga. Las astillas actúan como fuente de carbono para las bacterias desnitrificantes que transforman el nitrato en nitrógeno libre en un entorno anaeróbico.
Fuente: Mathis von Ahnen, DTU Aqua.
Capítulo 6: Tratamiento de aguas residuales
mayoreficienciaengeneral.Ambosprocesosdeeliminaciónsebasanenlatecnología de desnitrificación anaeróbica con una fuente de carbono como el metanol, pero la desnitrificación dentro del SRA se centra sobre todo en reducir el uso de agua nueva, mientras que el TAR se basa en la limpieza de los nitratos antes del vertido. El resultadodeestacombinaciónesqueel volumendeaguaqueseviertedesdeelSRA es menor y, por tanto, más fácil de manejar en el TAR. Además, la desnitrificación en el SRA se suma a la tasa global de eliminación de nitratos.
La desnitrificación en el SRA se llama también uso cero de agua, aunque el uso de agua nueva no es totalmente nulo. El proceso sí reduce la necesidad de agua nueva en un factor de 10 frente a la tecnología normal de SRA intensivo. En la práctica, esto conlleva la reducción desde unos 300 L por kg de alimento utilizado hasta unos 30-40 L.
En el SRA tradicional, el agua nueva se emplea para diluir el nivel de nitrato en el agua de tratado, hasta un nivel que permita a los peces prosperar y crecer. La reducción del nivel de nitrato sin dilución requiere un bucle de desnitrificación que convierte el nitrato en gas nitrógeno libre (N2) liberado a la atmósfera. Por desgracia, la reducción del consumo de agua aumenta el riesgo de que se acumulen en el sistema compuestos como el fósforo o los metales disueltos. Por tanto, el bucle ha de integrar un paso de eliminación de fósforo por precipitación química para eliminar los componentes iónicos (véase figura 6.8)
Figura 6.8 Bucle de desnitrificación en un SRA que lleva el agua de los lodos del filtro mecánico a través de un sistema de sedimentación antes de entrar en una cámara de desnitrificación.
El proceso debe ir seguido de una fase de precipitación antes de ser reutilizado en el SRA para evitar la acumulación de fósforo y metales disueltos. La tecnología reduce considerablemente el consumo de agua.
Combinar la acuicultura intensiva –ya sea de recirculación o tradicional– con sistemas de acuicultura extensiva, como el cultivo tradicional de carpas, puede ser una forma sencilla de gestionar los residuos biológicos. Los nutrientes del sistema intensivo se utilizan como abono en los estanques extensivos cuando
Cuadro 6.2 Comparación del vertido de nitrógeno con distintas intensidades de recirculación.
roducción de trucha toneladas
Tipo de explotación y tipo de tratamiento
Flujo con estanque de asentamiento
SRA con tratamiento de lodos y estanque de oxidación
SRA intensivo con tratamiento de lodos y desnitrificación TAR
SRA de vertido cero con eliminación de N y P y desnitrificación TAR
Consumo de agua nueva por kg de pescado producido al año
Consumo de agua nueva por metro cúbico y hora
Consumo de agua nueva por día del volumen total de agua del sistema
Vertido de nitrógeno, kg por año
toneladas de N
Los cálculos se basan en un ejemplo teórico de un sistema de 500 toneladas/año con un volumen total de agua de 4 000 m3, donde 3 000 m3 es el volumen del tanque. Lo que reduce el vertido de nitrógeno no es el grado de recirculación en sí mismo, sino la aplicación de la tecnología de tratamiento del agua. Cuanto menor sea el consumo de agua en el SRA, menor será el agua que tratar en el TAR.
Figura 6.9 Sistemas combinados de acuicultura intensiva-extensiva en Hungría Las posibilidades parecen no tener fin.
Fuente: Laszlo Varadi, Instituto de Investigación de Pesca, Acuicultura y Riego (HAKI), Szarvas, Hungría.
Capítulo 6: Tratamiento de aguas residuales
el exceso de agua de la explotación acuícola intensiva fluye hacia la zona de estanques de carpas. El agua de la zona de estanques extensivos puede reutilizarse en la planta intensiva como agua de tratado. El crecimiento de las algas y plantas acuáticas en los estanques extensivos será consumido por las carpas herbívoras, que al final se recogen y se utilizan para el consumo. En el sistema intensivo se obtienen unas condiciones de cría eficientes, y se ha tenido en cuenta el impacto medioambiental en combinación con la amplia zona de estanques.
Para el empresario innovador, este tipo de acuicultura reciclada ofrece una plétora de posibilidades. El ejemplo de la combinación de diferentes sistemas de cultivo puede desarrollarse en negocios recreativos, en los que la pesca deportiva de carpas o la pesca de truchas para su devolución inmediata al agua pueden formar parte de una atracción turística mayor que incluya hoteles, restaurantes especializados en pescado y otras instalaciones.
Capítulo 7: Enfermedades
Existen muchos ejemplos de SRA sin problemas de enfermedades; se puede aislar completamente de patógenos una explotación acuícola con sistema de recirculación. Lo más importante es garantizar que tanto los huevos como los peces de la instalación no presentan ningún tipo de enfermedad y que preferiblemente proceden de una cepa certificada en tal sentido. Es necesario cerciorarse de que el agua no contiene enfermedades, o de que ha sido esterilizada antes de entrar en el sistema; es mucho mejor utilizar agua de una perforación, pozo o similar, que del mar, de un río o de un lago. Asimismo, hay que asegurarse de que las personas que entran en la planta –sean visitas o personal del centro–no introducen ninguna enfermedad. De manera específica, las personas que trabajan con peces en otros lugares (si entran en la instalación poco después) deben pasar por un proceso de desinfección/descontaminación con todo rigor para evitar la posible propagación de enfermedades a la instalación.
Siempre que sea posible, debe practicarse una desinfección completa del sistema. Esto incluye toda instalación nueva ante de su primer funcionamiento, así como cualquier sistema existente que se haya vaciado de peces y esté listo para un nuevo ciclo de producción. Cabe tener presente que la propagación de enfermedades entre los tanques de un sistema de recirculación se producirá en un 100% de los casos, a pesar incluso del uso de UV y ozono en la instalación. Por este motivo son tan
Figura 7.1 Esterilla para la limpieza de calzado con solución desinfectante para evitar la propagación de enfermedades.
Fuente: Virkon Aquatic/Syndel.
importantes las medidas preventivas. En los sistemas de recirculación que utilizan huevos salvajes, por ejemplo para repoblar, no es posible obtener huevos de cepas sin enfermedades certificadas. En estos casos, siempre existirá el riesgo de introducir enfermedades presentes en el interior del huevo, como la NPI (necrosis pancreática infecciosa), la ERB (enfermedad renal bacteriana) y, posiblemente, el virus del herpes, que no pueden eliminarse desinfectando los huevos. En el cuadro 7.1 se muestra un ejemplo de sistema de prevención.
Una buena manera de prevenir la contaminación con patógenos dentro del sistema es separar físicamente las diferentes etapas de la producción. Así, la incubadora ha de funcionar como un sistema cerrado, al igual que la unidad de alevines y la unidad de engorde. Si hay reproductores, también deben estar aislados en su propia unidad. De este modo es más fácil erradicar las enfermedades.
Algunas explotaciones acuícolas siguen el principio de "todo lo que entra, sale", es decir, cada una de las unidades se vacía por completo y se desinfecta antes de poner huevos o peces nuevos. En el caso de los huevos y los peces más pequeños, que se crían durante un menor periodo de tiempo antes de pasar a la siguiente fase, esto constituye ciertamente una buena gestión, y debería hacerse
Cuadro 7.1 Ejemplo de sistema de prevención.
Lista de comprobación
Limpiar fuente de agua nueva
Desinfección del sistema
Desinfección de equipos y superficies
Desinfección de huevos
Personal
Visitas
¿Cómo se hace?
Utilizar preferentemente agua subterránea. Desinfectar con UV. En algunos casos, utilizar filtro de arena y ozono.
Llenar el sistema de agua y elevar el pH a 11-12 con hidróxido de sodio (NaOH). Aproximadamente 1 kg por m3 de agua, en función de la capacidad del búfer. Neutralizar con ácido clorhídrico (HCl) antes del vertido.
Sumergir o rociar con desinfectante, por ejemplo Virkon S, según las instrucciones. Tener en cuenta que la sal puede inhibir el efecto.
Dejar el lote de huevos en una solución de 3 dl de yodo al 1 % por 50 litros de agua durante 10 minutos. Cambiar la solución por cada 50 kg de huevos desinfectados.
Cambiarse de ropa y calzado al entrar en las instalaciones. Lavarse o desinfectarse las manos.
Cambiarse de calzado o utilizar la alfombrilla para desinfección de calzado (desinfectante). Lavarse o desinfectarse las manos. Las visitas no podrán tocar nada dentro de la instalación. Las personas de otras explotaciones acuícolas, incluidos veterinarios/as, deben seguir un protocolo específico.
Figura 7.2 Disección de trucha arcoíris con inflamación de la vejiga natatoria. Síntoma probablemente debido a la sobresaturación de gases en el agua.
siempre. También es recomendable en el caso de los peces de mayor tamaño, pero es fácil que resulte poco eficaz: cuando hablamos de grandes volúmenes, es difícil sacar todos los peces de una unidad de cría antes de repoblar un nuevo lote. Además, es probable que no sea rentable debido al uso ineficiente de la capacidad del sistema.
El tratamiento de las enfermedades de los peces en un sistema de recirculación es diferente al de las explotaciones acuícolas tradicionales, que utilizan una sola vez el agua antes de su descarga. En un sistema de recirculación, es necesario otro enfoque, debido al uso de biofiltros y al constante reciclaje del agua. Si se echan medicamentos en el agua, esto afectará a todo el sistema; no sólo a los peces, sino también al biofiltro. Es necesario tener mucho cuidado con el tratamiento; es muy difícil establecer una dosis precisa para curar enfermedades en un sistema de recirculación, donde los efectos de la medicación dependen de una multiplicidad de parámetros, tales como la dureza del agua, la materia orgánica en suspensión, la temperatura y los caudales. Por tanto, la única manera de avanzar es acumular experiencia práctica. Las concentraciones deben aumentarse cuidadosamente de un tratamiento a otro para evitar la muerte de los peces y/o del biofiltro. Cabe recordar siempre el dicho: "más vale prevenir que lamentar". En caso de brote, los medicamentos han de ser prescritos por un veterinario local o un patólogo de peces, que explicarán además cómo utilizarlos. También es importante leer atentamente el prospecto, ya que algunos medicamentos pueden causar lesiones graves a las personas si se utilizan de forma inadecuada.
Los ectoparásitos (parásitos que se asientan en el exterior de los peces, en la piel y en las branquias) pueden tratarse añadiendo sustancias químicas al agua. Las infecciones por hongos deberán tratarse de la misma manera que las infestaciones por ectoparásitos. En los sistemas de agua dulce, el uso de sal común (NaCl) es una forma eficaz de acabar con la mayoría de los parásitos, incluida la enfermedad bacteriana de las branquias. Si la cura con sal no funciona, el uso de formaldehído (HCHO) o agua oxigenada (H2O2) suele ser suficiente para curar cualquier infección parasitaria restante. Bañar a los peces en una solución de praziquantel y flubendazol también ha demostrado ser muy eficaz contra los ectoparásitos.
La filtración mecánica también es bastante eficaz contra la propagación de ectoparásitos. El uso de una tela filtrante de 70 micras erradicará determinados estadios de Gyrodactylus, y una tela filtrante de 40 micras puede eliminar los huevos de la mayoría de los parásitos.
La forma más segura de llevar a cabo un tratamiento sería sumergir a los peces en agua con una solución del producto químico. Pero este método no es viable en la práctica, dado el enorme volumen de peces que hay que manipular habitualmente. Así que se mantiene a los peces en el tanque con la entrada de agua cerrada, y el propio tanque se oxigena o se airea mediante difusores. Se añade al tanque una solución del producto químico y se deja que los peces naden en la mezcla durante un periodo de tiempo determinado. Posteriormente vuelve a abrirse la entrada de agua, y la mezcla se va diluyendo despacio a medida que se va intercambiando el agua del tanque. El agua que sale del tanque será diluida por el resto del sistema de recirculación, de modo que la concentración que va al biofiltro será considerablementeinferioraladeltanquetratado.Deestamanerapuedeobtenerse una concentración relativamente alta del producto químico en un tanque individual para eliminar el parásito, pero se restringe el posible efecto negativo de la sustancia en el biofiltro. Tanto peces como biofiltros pueden adaptarse al tratamiento con sal,
Figura 7.3 Huevos de trucha arcoíris.
Para evitar enfermedades , es aconsejable desinfectar los huevos antes de introducirlos en el sistema de recirculación. Fuente: Torben Nielsen, AquaSearch Ova.
formaldehído y peróxido de hidrógeno, aumentando lentamente las concentraciones de un tratamiento a otro. Cuando se ha tratado un tanque lleno de peces, esta agua también puede bombearse a un compartimiento aparte para su degradación, en lugar de ser recirculada en el sistema.
El uso de la técnica de inmersión para los huevos es una manera fácil de tratar millones de individuos en poco tiempo, por ejemplo cuando se desinfectan huevos de trucha en yodo (cuadro 7.1). Este método también puede utilizarse para tratar los huevos infectados con hongos (Saprolegnia), simplemente sumergiéndolos en una solución de sal (7‰) durante 20 minutos.
En los criaderos, donde los alevines se retiran en cuanto pueden alimentarse solos, la eficacia del biofiltro es menos importante, ya que los huevos y alevines excretan muy poco amoniaco. Por tanto el tratamiento es más fácil, ya que sólo hay que centrarse en la supervivencia de los huevos y los peces. Además hay que tener en cuenta que el criadero contiene relativamente poca agua, y se puede cambiar íntegramente por agua nueva con rapidez. Por lo tanto, en un criadero, todo el sistema puede tratarse con seguridad de una sola vez.
Más delicado es el tratamiento de un sistema completo en instalaciones de recirculación más grandes. La regla básica consiste en mantener bajas las concentraciones durante el tratamiento, y prolongarlo durante más tiempo: esto requiere minuciosidad y experiencia. La concentración debe aumentarse lentamente de cada tratamiento al siguiente, dejando varios días en medio, en los que el tratamiento se interrumpe para controlar con todo rigor los efectos sobre la mortalidad de los peces, el comportamiento y la calidad del agua. Normalmente,
Figura 7.4 La sal puede utilizarse de forma profiláctica para prevenir ciertas enfermedades en un SRA o puede utilizarse para el tratamiento cuando se ha producido una infección.
También puede utilizarse sal para evitar un efecto tóxico repentino del nitrito si el biofiltro no está completamente maduro (véase el capítulo 5). Muchos SRA utilizan dosificación automática de sal en el flujo principal para ajustar la salinidad del sistema.
tanto los peces como el biofiltro se adaptan, por lo que la concentración puede aumentarse sin efectos adversos y la probabilidad de acabar con el parásito es mayor. La sal es excelente para periodos de tratamiento más largos, pero el formaldehído también se ha utilizado con éxito con intervalos de 4 a 6 horas. El biofiltro simplemente se adapta al formaldehído y digiere la sustancia igual que cualquier otro carbono procedente de los compuestos orgánicos del sistema.
Como se ha señalado anteriormente, no es posible dar concentraciones y recomendaciones exactas sobre el uso de productos químicos en un sistema de recirculación. Es necesario tener en cuenta las especies de peces, su tamaño, la temperatura y dureza del agua, la cantidad de sustancias orgánicas, los índices de intercambio de agua, la adaptación, la salinidad, etc. Por lo tanto, las directrices ofrecidas a continuación son muy aproximadas.
Sal (NaCl): El uso de sal es relativamente seguro; esta sustancia puede emplearse en agua dulce para tratar el Ich (Ichthyophthirius multifilis o "punto blanco") y el hongo común Saprolegnia. El Ich en fase pelágica puede matarse al 10 ‰, y hay nuevas investigaciones que sugieren la erradicación de las fases vivas demersales al 15 ‰. Los fluidos corporales de los peces presentan un contenido aproximado de sal al 8 ‰, y la mayoría de los de agua dulce toleran salinidades en torno a este nivel durante varias semanas. En los criaderos, una concentración del 3-5 ‰ evitará las infecciones por hongos. Téngase en cuenta que un aumento en la concentración de sal del SRA puede llevar al exceso la saturación de gas; por ejemplo, una tendencia hacia la sobresaturación de nitrógeno puede, de repente, representar un problema.
Formaldehído (HCHO): El uso de formaldehído en bajas concentraciones (15 mg/L) durante largos periodos (4-6 horas) ha mostrado buenos resultados en el tratamiento del Ichthyobodo necator (Costia), Trichodina sp. , Gyrodactylus sp., ciliados sésiles e Ich. El formaldehído se degrada con relativa rapidez en el biofiltro a unos 8 mg/h/m2 del área de biofiltro a 15°C. No obstante, ha de tenerse en cuenta que el formaldehído puede reducir las tasas de conversión del nitrógeno bacteriano en el biofiltro.
Peróxido de hidrógeno (H2O2): No se utiliza de forma generalizada, pero los experimentos han mostrado resultados prometedores como sustituto del formaldehído a concentraciones de entre 8-15 mg/L durante 4-6 horas. El rendimiento del biofiltro puede verse inhibido durante el tratamiento y durante al menos 24 horas después del tratamiento, pero la eficacia volverá a la normalidad en pocos días.
No se recomienda el uso de otras sustancias químicas, como el sulfato de cobre o la cloramina T; aunque que son muy eficaces en el tratamiento de patologías tales como la enfermedad bacteriana de las branquias, lo más probable es que sean perjudiciales para el biofiltro. Así, los procesos de recirculación y producción pueden verse fácilmente comprometidos. En el caso de infecciones bacterianas como la furunculosis, vibriosis o NPI, el usode antibióticos es la única forma de curar
a los peces. En algunos casos, los peces pueden infectarse con parásitos que viven en su interior; la forma de eliminarlos es también con antibióticos.
Los antibióticos se mezclan con el alimento de los peces y se administran varias veces al día, durante por ejemplo 7 o 10 días. La concentración de antibióticos debe ser suficiente para eliminar las bacterias, y hay que seguir cuidadosamente laconcentracióndemedicamentoprescritayladuracióndeltratamiento,aunque los peces dejen de morir durante el mismo. Si se interrumpe el tratamiento antes del periodo prescrito, existe un alto riesgo de recaída.
El tratamiento con antibióticos en un sistema de recirculación tendrá un ligero efecto sobre las bacterias del biofiltro. Sin embargo, la concentración de antibióticos en el agua es relativamente baja comparada con la que hay en el interior de los peces tratados con piensos medicados, y el efecto sobre las bacterias del biofiltro será mucho menor. En cualquier caso, es importante vigilar cuidadosamente los parámetros de calidad del agua para detectar cualquier cambio, que podría indicar un efecto en el biofiltro. Puede ser necesario ajustar la tasa de alimentación, utilizar más agua nueva o cambiar el flujo de agua en el sistema.
Pueden utilizarse varios antibióticos, como la sulfadiazina, la trimetoprima o el ácido oxolínico, según lo prescriba el veterinario local.
No existe tratamiento contra la NPI, la SHV (septicemia hemorrágica viral) o cualquier otro virus. Sin embargo, los virus tienen una temperatura óptima, y se puede mitigar el efecto de los virus menos patógenos, como el IPN, aumentando
Figura 7.5 Suele vacunarse a los alevines cuando los peces salen del SRA para evitar enfermedades cuando los peces se cultivan en jaulas de red en el mar o en sistemas de flujo abierto.
La vacunación por inyección manual, como se muestra en la imagen, también puede hacerse automáticamente utilizando una vacunadora.
la temperatura del agua. En el caso de los virus altamente patógenos, como la SHV, la pérdida de peces puede reducirse disminuyendo la tasa de alimentación. Pero no es bueno gestionar una explotación acuícola infectada por un virus, y la única manera de deshacerse de los virus es vaciar toda la explotación, desinfectar el sistema a fondo y empezar de nuevo.
Capítulo 8: Casos prácticos
Pioneros en el cultivo de la lucioperca
La empresa AquaPri cultiva lucioperca en un moderno sistema de recirculación acuícola que produce entre 400 y 500 toneladas anuales de alta calidad, dirigido al mercado europeo. Este pescado de agua dulce es conocido por su carne blanca y pura y su suave sabor. Tradicionalmente, la lucioperca ha formado parte del menú de muchos restaurantes de pescado, y ahora ha entrado en los restaurantes de sushi, por su especial y delicado sabor. No obstante, el cultivo de lucioperca está reservado a las pocas empresas capaces de gestionar las delicadas fases larvarias y la cría de los alevines para iniciar el proceso de engorde. No son muchos los que se han atrevido a invertir en este tipo de negocio; la empresa familiar danesa Aquapri, con conocimientos acuícolas transmitidos de generación en generación, ha demostrado que la cría de lucioperca en SRA es posible.
Figura 8.1 El sistema de recirculación acuícola de lucioperca construido por AquaPri en 2016 tiene una producción de 600 toneladas anuales.
Fuente: AquaPri A/S.
Medregal
El medregal (Seriola lalandi) es un pez de agua salada de alta calidad que se introdujo en sistemas de recirculación acuícola hace unos 20 años.
En aquella época, el medregal ya era conocido como una especie de acuicultura que se cultivaba en jaulas de red en el mar, y pronto se comprobó que se adaptaba bien a la recirculación, con buenos índices de productividad. No obstante, la producción comercial no se desarrolló con rapidez.
Pero esto cambió cuando The Kingfish Company inició la producción en su planta de Kingfish Zeeland, en los Países Bajos. Hoy, la empresa es líder en la cría sostenible a gran escala en SRA, con una capacidad de producción anual de 1.500 toneladas de medregal de alta calidad y un volumen de recolecta y ventas de más de 900 toneladas en 2021. La expansión se encuentra en marcha y la capacidad de las instalaciones neerlandesas alcanzará las 3.500 toneladas a finales de 2022. También está previsto el salto a Estados Unidos, con una planta de 8.500 toneladas de capacidad; los planes avanzan viento en popa.
Figura 8.2 La explotación de Kingfish Zeeland está certificada y aprobada como sostenible y respetuosa con el medio ambiente, con seguridad alimentaria y garantía de calidad, por el Aquaculture Stewardship Council (ASC), Best Aquaculture Practices (BAP) y el British Retail Consortium (BRC).
La planta de Kingfish Zeeland ganó el Seafood Excellence Award de 2019 y está recomendada como opción ecológica por la Fundación Good Fish. Fuente: Kingfish Zeeland.
Producción de smolt de salmón en Noruega
El sector de la cría de salmón mejora constantemente su eficacia acelerando el tiempo de producción y minimizando los riesgos; por ejemplo criando smolt de salmón hasta un tamaño superior al normal antes de soltarlos en jaulas de red en el mar. Esto reduce el tiempo de permanencia en el mar y con ello el riesgo de contraer infecciones en el medio natural.
La empresa Tytlandsvik AQUA, de Hjelmeland (Noruega), ha hecho una importante inversión en sistemas de recirculación acuícola para la producción de smolt extragrande. En el cultivo de smolt, los peces pesaban tradicionalmente unos 100 g antes de ser trasladados a las jaulas de red en el mar, pero ahora está cobrando cada vez más popularidad el smolt más grande, de 200 a 400 g. Tytlandsvik AQUA ha dado un paso más y está cultivando smolt grande, de 800-1 000 g, para sacar aún más partido de las altas tasas de crecimiento en el entorno del SRA.
Figura 8.3 Vista aérea de los dos primeros SRA construidos en Tytlandsvik (Noruega) para la producción de smolt de tamaño grande, de 800-1.000 g, antes de trasladar a los peces a jaulas de red en el mar para su crecimiento final ,hasta los 5-6 kg.
Fuente: Tytlandsvik AQUA.
Además, la empresa mejora su logística acuícola general perfeccionando el uso de la capacidad de producción de sus jaulas. Las tasas de mortalidad han sido extremadamente bajas, en torno al 0,5 %, desde que los peces pasan de 100 g a 800-1.000 g. En la actualidad la empresa explota tres de estos SRA, cada uno con una capacidad alimentaria de unos 6.500 kg al día, lo que supone un aumento diario de la biomasa de 8.000 kg, con un ITA de aproximadamente 0,8.
El volumen de producción de cada SRA es de 8.000 m3 divididosencuatrotanques de 2.000 m3 cada uno. Pronto se añadirá un cuarto módulo, lo que arrojará una capacidad total de 26.000 toneladas de alimento y 32.000 m3 de volumen de producción en el centro. La producción de smolt grandes será entonces de aproximadamente 8.000 toneladas al año.
El consumo de energía es actualmente de unos 4-5 kWh por kg de pescado producido, y se espera que baje a 3 kWh cuando se haya alcanzado la plena capacidad de la planta.
Cultivo de camarón y langostino en recirculación acuícola
Durante décadas, el camarón y el langostino se han cultivado al aire libre en grandes sistemas acuáticos o en estanques, con frecuente éxito gracias a la tecnología de bajo coste y a los buenos rendimientos de las recolectas. Por desgracia, la cría de este marisco también es conocida como una industria inestable con muchos riesgos, como inundaciones, contaminación, brotes de enfermedades,etc. Los métodos de producción han recibido críticas y la creciente concienciación de los consumidores ha obligado a los productores a replantearse
Figura 8.4 SwissShrimp AG creó en 2018 esta planta cerrada de camarón y langostino, que explota actualmente con gran éxito.
El camarón y langostino se cultiva hasta alcanzar un tamaño de entre 10 y 50 gramos, y se vende a un precio que va de 80 a 150 euros el kg. Fuente: SwissShrimp AG.
la forma de trabajar. El cultivo de camarón y langostino en plantas de interior con tecnología SRA se ha convertido en una nueva y emocionante parte de la era de la cría de estos animales. El camarón y langostino producido en recirculación acuícola no presenta enfermedades y crece muy bien, en condiciones óptimas de limpieza, constituyendo un producto excelente para el mercado de gama alta. La demanda de este tipo de camarón y langostino de producción sostenible está creciendo, y se espera que los precios se mantengan fuertes.
Plantas modelo de trucha en Dinamarca
Sin duda, Dinamarca es el país precursor en la cría ecológica de truchas. Las estrictas normas medioambientales han obligado a los criadores a introducir nuevas tecnologías para minimizar los vertidos de sus explotaciones acuícolas. La recirculación se implantó mediante el desarrollo de las llamadas explotaciones acuícolas modelo, para aumentar la producción reduciendo al tiempo el impacto ambiental. En lugar de utilizar enormes cantidades de agua fluvial, se bombea a la explotación una cantidad limitada de agua subterránea de las capas superiores, y se recircula. El efecto es significativo; una temperatura hídrica más constante durante todo el año, junto con una explotación moderna y más fácil de gestionar, redunda en mayores tasas de crecimiento y una mejor eficiencia con menores costes de producción, amortización incluida. El efecto positivo sobre el medio ambiente puede verse en el Capítulo 6.
Figura 8.5 Planta modelo danesa.
Fuente: Kaare Michelsen, Danish Aquaculture.
Sistemas de recirculación acuícola de interior de bajo coste
Las plantas modelo danesas suelen ser instalaciones al aire libre y, por lo tanto, corren cierto riesgo ante los cambios climáticos, las enfermedades y los depredadores. La construcción de sistemas de recirculación acuicultura en interiores suele aumentar los costes y centrarse en la cría de especies de alto valor, lo que no interesa a los acuicultores que producen peces más económicos. Esto ha abierto la vía a soluciones técnicas más sencillas, más baratas de construir y con menores costes de funcionamiento.
La empresa FREA Solutions ha construido en Dinamarca un ejemplo de este tipo de SRA para producir trucha arcoíris, en parte alevines y peces pequeños para su engorde y en parte truchas de ración de 300-400 g para procesado. La tecnología se mantiene en mínimos, con bombas de hélice de baja altura para el flujo principal de agua, ventiladores de baja presión para la desgasificación y sopladores de raíces para los biofiltros de lecho móvil. El oxígeno puro se disuelve mediante un sistema pasivo de gravedad (véase la plataforma de oxígeno descrita en el capítulo 2) y eliminación de partículas basada en la sedimentación y en la filtración de lecho fijo. Además de una inversión relativamente baja, está documentado que el consumo de energía es inferior a 2 kWh por kg de pescado producido.
Figura 8.6 La explotación acuícola de FREA Solutions produce 25 millones de trucha arcoíris al año; se vende en tamaños desde 4 g hasta 400 g para engorde o procesado.
El agua nueva que se utiliza en el sistema, también llamada agua de reposición, se bombea desde los desagües del suelo arenoso inferior, y el agua de descarga se libera para su filtración en la misma zona. La explotación no tiene salida directa a ningún río. Fuente: FREA Solutions.
Recirculación y repoblación
Disfrutar de ríos, lagos y faunas limpios se ha convertido en un importante objetivo medioambiental en muchos países. La conservación de la naturaleza mediante la restauración de los hábitats y la repoblación de especies o cepas de peces en peligro es solo una de múltiples iniciativas en este sentido.
El reo es un pez muy popular para la pesca deportiva, que llena los ríos de Dinamarca, donde casi cada río tiene su propia población. La cartografía genética realizada por los científicos ha permitido distinguir entre las distintas cepas. Cuando el reo madura, migra desde el mar a su río de origen para desovar. En la localidad danesa de Funen, se han restaurado los ríos y se han salvado las cepas salvajes que existen, mediante un programa de repoblación que incluye la acuicultura de recirculación. Los peces maduros se capturan con pesca eléctrica, y se recogen los huevos de las hembras, para criarlos en una planta de recirculación. En torno a un año más tarde, las crías se utilizan para repoblar el mismo río en que se capturó a sus padres.
Se han salvado distintas cepas y, a su debido tiempo, se espera que el reo pueda sobrevivir solo en este hábitat.
Y lo que es más importante, este programa ha mejorado mucho las probabilidades de capturar reo pescando en las costas danesas. Con ello, el turismo pesquero se ha convertido en una buena fuente de ingresos para los negocios locales, como hoteles, campings, restaurantes, etc. En definitiva, una situación en la que ganan tanto la naturaleza como los comercios locales.
Figura 8.7 El reo maduro que ha remontado el río para desovar se captura mediante pesca eléctrica y se transporta a una planta de recirculación donde se fecundan los huevos. Un año después, los juveniles se destinan a repoblar el mismo río en el que fueron capturados sus padres.
Fuente: Linda Bollerup, FGU Fyns Laksefisk, Dinamarca.
Hidroponía
El cultivo conjunto de plantas y peces ya se conocía hace mil años en la antigua China. Las plantas crecen nutriéndose de las sustancias excretadas por los peces, y ambos pueden recolectarse para su consumo. En la acuicultura moderna se denomina "hidroponía" a la combinación del cultivo de peces en un sistema de recirculación y de plantas hidropónicas de invernadero, utilizando agua con nutrientes y sin tierra. Esta tecnología se ha comercializado con éxito en países como Estados Unidos, pero aún no es económicamente viable en zonas más frías, como el norte de Europa.
Figura8.8Investigación sobre sistemas hidropónicos en el Instituto deAlimentación y Agricultura Global, cerca de Copenhague (Dinamarca).
El sistema se construye en un invernadero ya existente e incluye tanques para la cría de peces y mesas de cultivo, junto con un sistema de recirculación acuícola con dos bucles hídricos independientes. Uno de los bucles pasa por un sistema de filtrado de agua, y puede dirigirse a las mesas de cultivo o a los tanques de peces. El otro circuito suministra agua directamente a las mesas de cultivo de lechugas o hierbas como la salvia, albahaca o tomillo.
Fuente: Paul Rye Kledal, Instituto para la Alimentación y la Agricultura Mundial.
Cultivo de salmón en tierra
El tamaño de las explotaciones acuícolas crece constantemente según va aumentando la producción acuícola mundial. Hoy en día, una explotación acuícola con jaulas en el mar de Noruega produce, de media, unas 5.000 toneladas de salmón por instalación. Los sistemas en tierra de este tamaño se están poniendo al día, y están surgiendo nuevos proyectos de recirculación con estos volúmenes.
La combinación de explotaciones acuícolas en tierra con la cría en jaulas es un medio de producción muy eficaz y probablemente, hoy día, la configuración más competitiva para los salmónidos. Los peces pequeños se producen en tierra en sistemas eficientes y controlados, antes de ser soltados en grandes jaulas de red en el mar, para su crecimiento. En algunas zonas, la cría en jaulas no es popular, y las instalaciones terrestres de recirculación se perciben como la acuicultura del futuro. Su huella es baja, al igual que el consumo de agua. Aunque los costes de producción siguen siendo más elevados que en las jaulas, estos sistemas tienen una alta seguridad alimentaria y un completo control de todos los parámetros (oxígeno, amonio, nitrito, dióxido de carbono, niveles de sólidos en suspensión, temperatura, pH, salinidad, etc.), y la producción es constante y previsible. Además, estas plantas pueden construirse cerca de las grandes ciudades para la producción y el suministro local, ahorrando así costes de transporte y reduciendo las emisiones de CO2
El futuro de la recirculación
El número de sistemas de recirculación acuícola para la producción de juveniles de muchas especies de peces diferentes seguirá creciendo, ya que la necesidad
Figura 8.9 La empresa Danish Salmon fue una de las primeras pioneras en la cría comercial de salmón en tierra.
Esta planta de salmón de 2.000 toneladas en Hirtshals (Dinamarca) se construyó en 2013. El sistema se basa en la tecnología de recirculación y está cubierto por un edificio para controlar la temperatura y para una alta bioseguridad. El salmón se cría desde los huevos hasta un tamaño de unos 4-5 kg en 2 años, en grandes tanques de casi 1.000 m3 cada uno. Los "bigbags" blancos mostrados en la parte inferior están llenos de biomedios listos para ser introducidos en las cámaras de biofiltro. Fuente: Axel Søgaard/AKVA group.
- 101 -
de contar con crías sanas y fuertes durante todo el año es la base para mejorar la eficacia de la acuicultura. El suministro de la pesca comercial ha tocado techo, y ahora más de la mitad del consumo humano de pescado y productos pesqueros procede de la acuicultura. La brecha de suministro en el mercado del pescado y los productos pesqueros sólo puede llenarse con productos acuícolas.
En el sector del salmón asistiremos a un importante incremento del traslado de las grandes instalaciones de cría a jaulas terrestres en la primera parte del cultivo, para que los peces crezcan más deprisa en un entorno más seguro. De este modo, surgirán en todo el mundo enormes explotaciones acuícolas en tierra para cultivar salmones hasta su talla comercial.
La producción depescado ensistemasderecirculación cercadelosconsumidores de las grandes ciudades proporcionará pescado fresco de alta calidad, reducirá las emisiones de CO2 al eliminar las largas rutas de transporte y mejorará la autosuficiencia de los países afectados. Los proyectos de este tipo ya alcanzan volúmenes por encima de las 5.000 toneladas anuales, y no todos son salmones. El medregal es el siguiente en la lista, y cabe esperar que otras especies se sumen a esta tendencia, incluido el camarón y langostino.
Los proyectos del futuro también se beneficiarán de una mayor automatización, como el lavado de los biofiltros y el control constante de las bombas y otra maquinaria para ahorrar energía. Aumentará el uso de la digitalización, la visión por ordenador (obtención de información significativa a partir de imágenes y vídeos) y el aprendizaje automático, y la inteligencia artificial formará parte de la mejora del rendimiento, como la supervisión del nado para alertas tempranas o la predicción de patrones de apetito.
Figura 8.10 La construcción de grandes sistemas SRA junto a las grandes ciudades de todo el mundo es una tendencia creciente que garantizará el pescado fresco para los consumidores y mejorará la autosuficiencia de los países afectados.
Fuente: Nordic Aqua Ningbo.
Bibliografía
Aquaetreat. 2007. Manual on Effluent Treatment in Aquaculture: Science and Practise (Informe). Resultado del proyecto Aquatreat.org, con apoyo de la UE.
Avault J. W. Jr. 1996. Fundamentals of Aquaculture, A Step-by-Step Guide to Commercial Aquaculture, Baton Rouge, USA, AVA Publishing Company Inc., 1996, ISBN 0-9649549-0-7
Barnabé, G., eds. 1990. Aquaculture, Vols 1 y 2, Chichester, Inglaterra, Ellis Horwood Limited, ISBN 0-13-044108-2.
Brock, T., D., Smith, D., W. y Madigan M., T. 1984. Biology of Microorganisms, USA, Prentice-Hall International, ISBN 0-13-078338-2.
Brown, L. 1993. Aquaculture for Veterinarians: Fish Husbandry and Medicine, Oxford, Reino Unido, Pergamon Press Ltd., ISBN 008-040835.
FAO. 2020. El estado mundial de la pesca y la acuicultura 2020. La sostenibilidad enacción. Roma. FAO. https://doi.org/10.4060/ca9229es.
Jokumsen, A. & Svendsen, L. M. 2010. Farming of Freshwater Rainbow Trout in Denmark, DTU Aqua, National Institute of Aquatic Resources. Informe DTU nº 219-2010. ISBN 978-87-7481-114-5.
Lekang, O. 2020. Aquaculture Engineering, Norwegian University of Life Sciences, Drobakveien, Noruega. Tercera edición, John Wiley & Sons Ltd, 2020.
Remmerswaal, R.A.M. 1997. Recirculating Aquaculture Systems, INFOFISH Technical Handbook 8, ISBN 983-9816-10-1.
Timmons, M.B., & Ebeling, J.M. 2002. Recirculation Aquaculture, NRAC Publication No. 01-007, USA, Cayuga Aqua Ventures, ISBN 978-0-9712646-2-5
Wheaton, F. W. 1993. Aquacultural Engineering, Malabar, Florida, USA, Krieger Publishing Company, 1993, ISBN 0-89464-786-5.
Anexo
Lista de comprobación para la implantación de un sistema de recirculación
1.0
Datos del proyecto
1.01 Describa el sentido, objetivos y propósito del proyecto
1.02 Especies para cultivar
1.03 Producción anual, en toneladas, en cifras
1.04 Tamaño de los peces entrantes/salientes − plan de producción
1.05 Número de lotes al año
1.06 Estimación del índice de transformación del alimento (ITA)
1.07 Planos existentes u otra información disponible
1.08 ¿Se ha concedido el permiso de vertido? Restricciones, niveles de autorización, etc.
1.09 Disponible gestor de planta o ictiólogo experto
1.10 Otros datos importantes, problemas específicos, etc.
2.0
Datos de la planta
2.01 ¿Agua salada o dulce? Salinidad del agua de mar
2.02 Fuente de agua disponible. Agua de mar, río, pozo, agua subterránea, pozo de sondeo
2.03 Cantidad de agua disponible litros/segundo
2.04 Temperatura del agua. Verano/invierno Fluctuaciones día/noche
2.05 Análisis del agua Resultados
pH
2.06 Condiciones meteorológicas, temperatura máx./mín. del aire Inviernos duros, calor extremo en verano, etc.
2.07 Condiciones del terreno
2.08 Temperatura del suelo, máx./mín.
2.09 Superficie de suelo disponible Forma de la superficie de construcción
2.10 Espacio disponible para el tratamiento de aguas residuales Balsas de asentamiento, zona de infiltración, etc.
2.11 Referencia cero (nivel del suelo)
2.12 Fuente de energía local (especificar)
3.0 Contenido de la planta
3.01 Criadero
3.02 Cría/primera alimentación
3.03 Pre-engorde/Alevines
3.04 Engorde
3.05 Reproductores
3.06 Producción de alimentos
3.07 Unidad de purga
3.08 Unidad de cuarentena - dentro Unidad de aclimatación - fuera
3.09 Tratamiento de la toma de agua
3.10 Tratamiento de aguas residuales
3.11 Clasificación/recogida/entrega en vivo
3.12 Procesado/envasado Almacén frigorífico/máquina de hielo
3.13 Laboratorio/taller oficina/comedor
3.14 Generador de emergencia
3.15 Generador de oxígeno/ tanque de oxígeno de emergencia
3.16 Sistema de calentamiento de agua/ enfriamiento de agua
3.17 Requisitos para la construcción, aislamiento
3.18 Arquitectura, entorno
Esta guía se centra en las técnicas para la conversión de los métodos de cultivo tradicionales a la acuicultura de recirculación, y tiene como objetivo:
•Ayuda a los acuicultores a adoptar la recirculación acuícola
•Presenta la tecnología y los métodos de gestión
•Asesora sobre buenas prácticas para pasar a la recirculación acuícola
•Especifica el funcionamiento, gestión y formación del personal
•Ofrece casos prácticos de diversos proyectos de recirculación
El autor, Jacob Bregnballe (grupo AKVA), ha trabajado más de 40 años en la recirculación acuícola en todo el mundo, tanto en el campo de la investigación como en la práctica. Dirige su explotación acuícola en Dinamarca desde hace 25 años, y ha tomado parte en múltiples innovaciones tecnológicas para mejorar los sistemas de recirculación de una amplia gama de especies acuícolas diferentes.
Esta guía es una publicación conjunta de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y la Organización Internacional Eurofish.
Organización Internacional Eurofish
Sede Andersens Boulevard 4446 DK-1553 Copenhague V Dinamarca
Tel.: (+45) 333 777 55 info@eurofish.dk www.eurofish.dk
Oficina Regional de la FAO para Europa y Asia Central 20 Kalman Imre utca H-1054 Budapest, Hungría
Tel.: (+36) 1 4612000
FAO-RO-Europe@fao.org www.fao.org/europe
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura
