Aireación en Acuicultura

Todos los que alguna vez hemos hecho acuicultura estamos de acuerdo en que el oxígeno disuelto es uno de los factores más limitantes para poder obtener mayor biomasa en cultivos semi-intesivos e intensivos. Pero igualmente sabemos, que lo que realmente marca la diferencia entre fracaso y éxito en un cultivo, no es la biomasa cosechada, sino la rentabilidad.

Para poder obtener mayor biomasa en una piscina de cultivo se necesita consumir mayores recursos, sin embargo la biomasa óptima a producir es aquella en que la diferencia entre entradas y salidas de dinero en el sistema sea la máxima. Este nivel óptimo de producción varía entre países, zonas o incluso a lo largo del tiempo. A pesar de que existe la tecnología para producir niveles altísimos de biomasa por metro cuadrado, en el Ecuador casi la totalidad de la producción de engorde de camarón se la realiza de forma semi-intensiva.

Es mi opinión que somos un país que produce camarón de forma semi-intensiva debido a que esta es la manera más conveniente en los actuales momentos, con los costos del dinero, terrenos, equipos, materiales, y mano de obra del país; así como las características de agua, suelo e infraestructura existentes en las camaroneras. Esto no quiere decir que no puede ser rentable hacer cultivos intensivos, pero para hacerlo, se necesita algo más que poner aireadores en la piscina.

Es importante notar que arriba hablo de cultivo de engorde, ya que larvicultura, “raceways” y precría suele hacerse en sistemas intensivos. Recordemos que incluso una pecera es considerada un sistema intensivo. Dicho esto, entraré a hablar de los sistemas de aireación.

A pesar de que en algunas ocasiones se cree que la aireación en acuicultura es una tecnología complicada, y hasta arcana, en realidad es un proceso bastante sencillo: el oxígeno gaseoso del aire se transmite por difusión (transporte pasivo que no necesita energía), desde zonas de alta concentración (presión) hacia zonas de menor concentración. Este proceso está sucediendo en todo momento, entre el aire y el agua, dentro del cuerpo de agua, y entre el agua y el suelo, la aireación mecánica únicamente lo acelera.

Una piscina es como a una familia con un presupuesto: tiene sus ingresos de oxígeno, y sus gastos de oxígeno. Los ingresos de oxígeno provienen de la difusión desde el aire, fotosíntesis y entrada de agua fresca.  Entre los gastos tenemos: difusión al aire (cuando existe saturación), respiración de algas, respiración de bacterias y respiración de camarones y peces. Los peces y camarones que viven en la piscina tienen un nivel mínimo de oxígeno bajo el cual se estresan o mueren, pero no necesariamente son los que gastan más oxígeno, se estima que en un sistema semi-intensivo ellos consumen menos del 20% del oxígeno.

Con el ingreso natural de oxígeno, el presupuesto alcanza hasta determinados niveles de producción. Sin embargo, a medida que aumentamos la biomasa de organismos en la piscina, se necesita de mayor cantidad de alimento, y se producen más desechos. Estos desechos se descomponen, aumentando la respiración de bacterias, y actúan como fertilizante aumentando la concentración de algas y su respiración durante la noche. La producción de oxígeno por fotosíntesis también aumenta, pero esta se da solo durante el día, por lo que si se llega a niveles críticos, se necesita nivelar el presupuesto aumentando el ingreso de oxígeno por entrada de agua, o aumentando la difusión, lo que se conoce como aireación.

La principal función de la aireación por lo tanto es añadir oxígeno al agua, pero debemos recordar que estamos añadiendo oxígeno principalmente para que respiren las bacterias y algas, y que lo que sobre sea suficiente para que el camarón o pez no se estrese o muera. Si los niveles de oxígeno en la piscina son buenos, también previene la formación de compuestos reducidos, como amonio y sulfuros, y oxida la capa superior del suelo evitando el escape de compuestos reducidos desde el mismo. Como efecto secundario, también circula el agua de la piscina, rompiendo la estratificación, llevando agua superficial oxigenada a las partes más profundas y trayendo agua sin oxígeno a la superficie para que se airee.

Existen dos estrategias básicas de aireación: aireación de emergencia y aireación suplementaria continua. En la primera, existen los equipos disponibles para airear eventualmente, en caso de que los niveles de oxígeno bajan de un nivel predeterminado, que generalmente se lo considera entre 2 y 4 mg/l de O.D. Es mi opinión que toda granja de cultivo debería tener un plan de contingencia para esta eventualidad. Este plan puede ser con aireadores, recambio de agua, bombas o alguna otra forma, pero debe de existir el plan de emergencia.

La aireación suplementaria por otro lado, provee oxígeno de forma continua para incrementar la capacidad de carga de la piscina, y permitir niveles de alimentación continuos de más de 50 kilogramos por hectárea por día. Bien manejado, este tipo de cultivo es rentable. Determinar si es más o menos rentable que un cultivo semi-intensivo, dependerá de las condiciones específicas del productor, el país y el mercado.

liebig

Existe una tercera estrategia utilizada por ciertos productores, y que a mi parecer no es conveniente. Esta consiste en mantener los mismos sistemas semi-intensivos de producción, agregando una cantidad de aireación sub-óptima, con la esperanza que el ligero incremento en aireación logre de manera misteriosa beneficiar la producción. Esto se contrapone a la ley de Liebig del mínimo, que dice que un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil en su cadena ecológica de requerimientos. De tal forma que si el pez o camarón tiene cubierto su requerimiento de oxígeno, este ya no será el limitante, y existirá otro factor limitante. Esto se puede apreciar en el barril de la figura 1. En este sistema, la aireación representa únicamente un costo extra.

Los sistemas de aireación utilizados en acuicultura funcionan aumentando la velocidad de difusión. Una forma de lograr esto es aumentar el área de contacto entre el agua y el aire, que se lo hace formando burbujas de agua en aire o viceversa. La otra es aumentar la diferencia en concentración de oxígeno entre el agua y el aire, que se puede obtener utilizando oxígeno puro, o moviendo el agua sin oxígeno del fondo para que entre en contacto con el aire. Entre los sistemas de aireación más utilizados en acuicultura se tienen:

Aireadores de gravedad.-

Aprovechan energía cinética para disolver oxígeno en el agua. Consisten en rejas, mallas, desniveles, cascadas, muros o cualquier otra estructura que pueda romper el chorro de agua, aumentando el área de contacto del agua con el aire. Generalmente son utilizadas de forma pasiva, después de una salida de agua.

Difusores de aire.-

Aumentan el área de contacto formando burbujas. Entre estos tenemos a las piedras difusoras, mangueras porosas, tubos perforados, etc. Deben de ser utilizados en conjunto con una fuente de aire u oxígeno, como por ejemplo un blower o un tanque de oxígeno. Tienen una baja eficiencia de transferencia de oxígeno por HP. Y se taponan y ensucian fácilmente, por lo que requieren de alto mantenimiento. Su eficiencia es mayor cuando el tamaño de burbuja es pequeño, pero esto hace que se tapen más rápido, requiriendo mayor mantenimiento. Proveen poca circulación de agua. Su eficiencia aumenta con el tiempo de contacto de la burbuja con el agua. Aunque es poco recomendable su uso en piscinas de tierra, es el método más utilizado en tanques, raceways y acuarios, ya que causa bajo disturbio en el agua, con menor estrés en animales pequeños.

Las bombas de aire (air-lift) son un tipo especial de este tipo de aireador, pero que utilizan burbujas grandes dentro de tubos, para de esta forma maximizar y canalizar el movimiento de agua. Son muy útiles para crear flujos suaves de agua, pero son incluso menos eficientes en transferencia de oxígeno.

Bombas rociadoras.-

Consisten en distintos tipos de bombas, que se utilizan para mover agua y crear un chorro que al golpear con el agua o una superficie aumenta la difusión de oxígeno. A pesar de su apariencia, y de ser espectaculares visualmente, tienen una bajísima eficiencia de transferencia de oxígeno y para circulación de agua. No la recomiendo como sistema principal de oxigenación suplementaria, sin embargo son una excelente alternativa para aireación de emergencia. Toda finca acuícola necesita de una bomba para movilizar agua, y esta puede ser utilizada también en momentos de emergencia para evitar la muerte de los organismos en cultivo. Es conveniente utilizarlas en conjunto con un aireador de gravedad, para aumentar su eficiencia.

 

Inyección de hélice.-

helice

Consiste en una cámara dentro de la cual gira un eje, creando una caída de presión por venturi, y luego el agua es propulsada por una hélice (figura 2). Es uno de los dos sistemas más eficientes y prácticos para uso en piscinas de acuicultura, teniendo una eficiencia similar a la de paletas. Sin embargo, cómo están diseñadas para mayor profundidad, pueden causar problemas en los fondos de piscinas muy bajas. Tienen un excelente efecto de circulación.

 

Paletas.-

Es el método más utilizado, y junto con los de inyección de hélice es uno de los dos sistemas más eficientes y prácticos para uso en piscinas de acuicultura. Es muy eficiente para para oxigenar, romper estratificación y circular agua. Generalmente son más baratos que los de inyección de hélice, pero tienen un mayor mantenimiento. Existen versiones eléctricas y a diésel. Por experiencia propia se determinó que el rendimiento comparado de los de los de diésel con respecto a los eléctricos es de alrededor del 60%. La cantidad y tipo de paletas, así como su relación a la potencia del motor es muy importante para determinar el rendimiento.

 

Oxígeno puro.-

El uso de oxígeno puro generalmente tiene un costo bastante alto, y en el país su uso está limitado al transporte de larvas y adultos vivos en fundas, así como alternativa portátil cuando no se dispone de blowers. La ventaja que tiene es que permite transferir más oxígeno que utilizando únicamente aire. Sin embargo, por esta misma razón hay que usarlo con cuidado, para evitar problemas de la enfermedad de la burbuja.

La recomendación del tipo aireador, cantidad de aireación, y manejo de los mismos es algo que depende de muchos más factores de los que se pueden tratar en este artículo, pero es importante tomar en cuenta que no existe una única metodología a aplicar. Todo depende del objetivo que se quiera lograr, de las condiciones del medio, y de las limitantes que se posean.

Un buen sistema de aireación es indispensable para aumentar la capacidad de carga de un estanque y producir mayor cantidad de biomasa por unidad de área o volumen, pero antes de decidirse a implementar cualquier cambio en su sistema de cultivo, debe preguntarse si esto le va a llevar a aumentar su rentabilidad.