Diseño de tanques en RAS: el impacto crucial de la hidrodinámica

Los sistemas de recirculación en acuicultura (RAS) representan una de las vías más prometedoras para el desarrollo sostenible del sector. Su capacidad para ahorrar agua, controlar el ambiente y minimizar el impacto ambiental los convierte en una herramienta poderosa. Sin embargo, dentro de estos sistemas de alta tecnología, existe un factor silencioso pero decisivo: la hidrodinámica.

El movimiento del agua dentro de un tanque de cultivo es mucho más que una simple circulación; es el motor que garantiza la limpieza, la calidad del agua y, fundamentalmente, el bienestar y crecimiento de los peces. Este artículo publicado por investigadores del Beijing Academy of Agriculture and Forestry, de la Zhejiang Ocean University y del Zhoushan Fisheries Research Institute basado en una reciente revisión científica, desglosa por qué entender y optimizar la hidrodinámica es crucial para cualquier operación acuícola moderna.

Conclusiones clave

• La hidrodinámica, o el comportamiento del agua, es un factor determinante para el éxito de un Sistema de Recirculación en Acuicultura (RAS), ya que impacta directamente en la eliminación de desechos sólidos.
• El diseño del tanque (circular, rectangular, octogonal) define la eficiencia del flujo de agua para concentrar y evacuar residuos como heces y alimento no consumido.
• Un flujo de agua adecuado no solo limpia el tanque, sino que también estimula a los peces, mejora su comportamiento, reduce el estrés y puede optimizar su crecimiento y conversión alimenticia.
• La investigación actual utiliza modelos físicos y simulaciones computacionales (CFD) para predecir y optimizar los patrones de flujo, mejorando el diseño de los tanques antes de su construcción.

¿Por qué es tan importante cómo se mueve el agua?

En un RAS, los peces dependen por completo de las condiciones del tanque. La acumulación de alimento no consumido y heces puede deteriorar rápidamente la calidad del agua al descomponerse y producir amoníaco y nitritos. Aquí es donde la hidrodinámica juega su papel estelar.

Un diseño de tanque eficaz utiliza la energía del propio flujo de agua para crear un mecanismo de autolimpieza. Un patrón de flujo uniforme y bien dirigido puede arrastrar los desechos sólidos hacia el drenaje central, facilitando su eliminación y reduciendo la carga sobre los sistemas de filtración. Esto no solo mantiene el agua más limpia, sino que asegura un ambiente estable y saludable para los organismos cultivados.

El diseño del tanque: una decisión fundamental para el flujo

No todos los tanques se comportan igual. La estructura del tanque es el principal factor que define las características hidrodinámicas. Los tipos más comunes en la industria son:

• Tanques circulares: Son los más estudiados y utilizados. Su principal ventaja es que facilitan la creación de un flujo circular uniforme que, gracias al «efecto taza de té», genera un flujo secundario que empuja los sólidos hacia el drenaje central de manera muy eficiente. Sin embargo, su aprovechamiento del espacio es menos óptimo.
• Tanques tipo «runway» (pista de carreras): De estructura rectangular alargada con extremos semicirculares, son fáciles de gestionar y muy utilizados en el cultivo de camarón. Suelen requerir una inversión considerable y un alto consumo energético para mantener el flujo circulante.
• Tanques rectangulares: Ofrecen un excelente aprovechamiento del espacio (superior al 95%) y son de construcción sencilla. Su gran desventaja es la mala uniformidad del flujo de agua, lo que crea múltiples «zonas muertas» donde los desechos se acumulan y no son evacuados correctamente.
• Tanques de esquinas cortadas (octogonales): Buscan combinar lo mejor de dos mundos: la alta utilización del espacio de los rectangulares con la eficiente hidráulica de los circulares. Al cortar las esquinas, se genera un patrón de flujo pseudo-circular que dirige los sólidos al centro. Aun así, los ángulos pueden crear zonas de baja velocidad que dificultan la limpieza total.

Factores que afinan la hidrodinámica del sistema

Además de la forma del tanque, otros elementos son clave para optimizar el flujo de agua:

• Parámetros operacionales: La configuración de la entrada de agua (el número de tuberías, su ángulo y posición) y el tiempo de retención hidráulico son determinantes. Por ejemplo, estudios han demostrado que un ángulo de chorro de 40° puede optimizar la consolidación de sedimentos, y que el uso de dos entradas de agua mejora la uniformidad del flujo respecto a una sola.
• Equipos de impulsión hidrodinámica: Dispositivos como las tuberías de chorro, los aireadores de paletas o los propulsores sumergibles son esenciales para generar y mantener el movimiento del agua, especialmente en tanques grandes. Su correcta elección y posicionamiento no solo mejora la autolimpieza, sino que también eleva los niveles de oxígeno disuelto.

El impacto directo del flujo de agua sobre los peces

La hidrodinámica no solo limpia el tanque, sino que crea el hábitat donde viven los peces, afectando directamente su comportamiento, salud y crecimiento.

• Comportamiento y bienestar: El flujo de agua estimula a los peces, que por naturaleza tienden a nadar contra la corriente. Un flujo moderado (generalmente entre 0.5 y 2.0 longitudes corporales por segundo) promueve la cohesión del cardumen, reduce las agresiones al desviar energía hacia la natación constante y mejora la respuesta inmune.
• Crecimiento y desarrollo: El ejercicio constante en un flujo adecuado puede mejorar el crecimiento y la eficiencia en la conversión del alimento. Por ejemplo, se ha observado que el salmón del Atlántico se beneficia de flujos moderados durante todo su ciclo de desarrollo, y la carpa común muestra una ganancia de peso significativamente mejor en condiciones de flujo controlado. Sin embargo, un flujo excesivo puede ser perjudicial, aumentando el gasto energético y reduciendo la tasa de crecimiento.
• Ambiente de cultivo: Un buen flujo garantiza la distribución homogénea de parámetros clave como el oxígeno y la temperatura, evitando la estratificación y asegurando que todos los peces tengan acceso a condiciones óptimas.

Conclusión: hacia sistemas más inteligentes y eficientes

La investigación en hidrodinámica demuestra que el diseño y la operación de un SRA deben ir más allá de la simple contención de agua. La interacción entre la estructura del tanque, el flujo de agua y el comportamiento de los peces es un campo de estudio fundamental para el futuro de la acuicultura.

Optimizar la hidrodinámica se traduce en sistemas más eficientes, con menores costos operativos, mejor calidad de agua y, sobre todo, peces más saludables y productivos. Para el productor, prestar atención a cómo se mueve el agua es, en definitiva, una inversión directa en la rentabilidad y sostenibilidad de su cultivo.

Referencia (acceso abierto)
Wu, Y., Chen, J., Jia, C., Gui, F., Xu, J., Yin, X., Feng, D., & Zhang, Q. (2025). Recent Advances in the Hydrodynamic Characteristics of Industrial Recirculating Aquaculture Systems and Their Interactions with Fish. Sustainability, 17(17), 7946. https://doi.org/10.3390/su17177946

Milthon Lujan

Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.