La industria de la acuicultura está creciendo rápidamente como un método clave para la producción sostenible de alimentos, pero enfrenta desafíos importantes con el manejo de enfermedades y la calidad del agua. A medida que la industria se esfuerza por encontrar soluciones ecológicas y efectivas, un compuesto ha surgido como la mejor opción: el ácido peracético (PAA).
Conocido por sus poderosas propiedades desinfectantes, el PAA es cada vez más popular en la acuicultura. En este artículo, exploraremos qué es el ácido peracético, su estructura, fórmula y múltiples aplicaciones, al mismo tiempo que abordaremos consideraciones de seguridad críticas como los límites de exposición al ácido peracético, la descomposición y la compatibilidad con varios materiales.
¿Qué es el ácido peracético?
Sintetizado por primera vez en 1902, el PAA cuenta con una larga historia como desinfectante confiable en diversas industrias (Liu et al., 2024). Ahora, su potencial en la acuicultura está ganando una merecida atención. A diferencia de los métodos tradicionales como la formalina (cancerígeno) o el cloro (subproductos nocivos), el PAA ofrece una alternativa más segura y sostenible.
El ácido peracético (PAA), conocido químicamente como C2H4O3, es un líquido incoloro con un olor fuerte, similar al del vinagre. Su estructura química consiste en un enlace de peróxido (-O-O-) entre el ácido acético y el peróxido de hidrógeno. La fórmula del ácido peracético se escribe comúnmente como CH3CO3H. Debido a sus potentes capacidades oxidativas, el PAA actúa como un agente antimicrobiano de amplio espectro eficaz contra bacterias, virus y hongos.
PAA como desinfectante
Las propiedades desinfectantes del ácido peracético lo hacen muy deseable en entornos que necesitan un control microbiano estricto, como hospitales, instalaciones de procesamiento de alimentos y, en particular, sistemas de acuicultura. A diferencia de algunos desinfectantes químicos agresivos, el PAA se descompone en subproductos inofensivos: agua, oxígeno y ácido acético, que son benignos para el medio ambiente.
Según Liu et al., (2024) desde el año 2014 el uso del PAA está aprobado en la Unión Europea (UE) para la acuicultura ecológica; y en los EEUU, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) aprobó el uso del producto PAA VigorOx® SP-15 para desinfectar equipos y superficies de cultivo cuando no hay peces presentes y para reducir los patógenos en el sistema de recirculación de acuicultura (RAS) y el agua del estanque cuando hay peces presentes.
La ciencia detrás del PAA
La estructura del ácido peracético le permite penetrar y alterar las paredes celulares microbianas. Su fuerte naturaleza oxidante conduce a la inactivación de patógenos sin dejar residuos dañinos. El proceso de descomposición garantiza un impacto ecológico mínimo, en buena sintonía con los principios de sostenibilidad.
Entendiendo PAA
- Nombre químico: Ácido etanoperoxoico (IUPAC), comúnmente conocido como PAA o ácido peroxiacético.
- Composición: Los productos comerciales de PAA son mezclas que contienen ácido acético, peróxido de hidrógeno, el propio PAA y agua. Los estabilizadores garantizan la estabilidad del producto.
- Seguridad: A diferencia del formaldehído, el PAA no presenta riesgos cancerígenos conocidos. Su fuerte olor disuade la exposición prolongada, a diferencia del ozono.
¿Por qué PAA es una buena alternativa?
- Más seguro para las personas: A diferencia de la formalina, un carcinógeno conocido, el PAA no presenta ningún riesgo cancerígeno para los humanos (Liu et al., 2024). Asimismo, Schoeb et al., (2017) indica que Agencia de Protección Ambiental, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional o el Programa Nacional de Toxicología no consideran que el ácido peracético sea carcinógeno y no es genotóxico ni mutagénico.
- Amigable con los peces: El PAA se descompone rápidamente, lo que minimiza el daño a los peces. Los estudios muestran una fuerte recuperación y adaptación fisiológica en peces expuestos a concentraciones apropiadas de PAA (generalmente por debajo de 2 mg/L).
- Elimina patógenos: PAA ataca y elimina eficazmente los patógenos en todo el agua de cultivo, a diferencia de métodos como la radiación UV o el ozono que solo desinfectan el agua corriente.
- Responsable con el medio ambiente: El PAA se descompone rápidamente en subproductos inofensivos, lo que representa un riesgo mínimo para el medio ambiente.
Aplicaciones del ácido peracético en la acuicultura
El objetivo principal de la acuicultura es mantener entornos saludables y libres de enfermedades para los peces y otros organismos acuáticos. Los usos del ácido peracético en este contexto son diversos y van desde la desinfección del agua hasta el control de patógenos en equipos y superficies.
Gestión de patógenos
Uno de los usos más críticos del ácido peracético en la acuicultura es la regulación de la calidad del agua. Las piscifactorías suelen sufrir altas cargas de patógenos y enfermedades transmitidas por el agua. Al agregar pequeñas cantidades controladas de ácido peracético, los acuicultores pueden reducir significativamente las poblaciones microbianas, lo que garantiza un entorno de vida más saludable para los organismos acuáticos. Good et al., (2022) informó que el ácido peracético (PAA) ha demostrado una gran eficacia contra patógenos clave de peces como Yersinia ruckeri, Weissella ceti y Flavobacterium columnare.
Liu et al., (2024) reportan que la concentración efectiva de PAA contra muchos patógenos de peces suele ser inferior a 2 mg L−1, lo que es tolerable para la mayoría de los peces, y tiene un riesgo ambiental muy bajo debido a la rápida degradación. Por su parte, Gamal et al., (2024) reportó que la aplicación regular de 1 mg/L PAA y de 20 mg/L peróxido de hidrógeno (H2O2) puede reducir temporalmente la carga bacteriana en el agua y el músculo de las tilapias, regular las respuestas al estrés y mejorar la salud de los peces al reducir las infecciones inducidas por A. hydrophila y mejorar la supervivencia.
Mota et al., (2022) identificó que la concentración de PAA sin efectos observados es inferior a 1,6 mg/L en el caso de los salmones parr del Atlántico y brindó información sobre su uso como estrategia profiláctica del agua en los sistemas de acuicultura con baja alcalinidad.
Desinfección de huevos de especies acuáticas
El ácido peracético se usa comúnmente para esterilizar huevas de peces, que son vulnerables a infecciones bacterianas y fúngicas. La eficacia del compuesto en bajas concentraciones lo hace adecuado para proteger las primeras etapas de vida sensibles sin causar daños. Redman et al., (2022) determinó que lo valores de concentración sin efecto observado (NOEC) para las ovas con ojos del salmón del Atlántico tratados con ácido peracético durante 5 y 10 minutos fueron 500 y 300 mg/L PAA, respectivamente. En el caso del bagre, Straus (2015) informó que el tratamiento seguro fue de 2.2 parte por millón (ppm) de ácido peracético para las larvas con saco vitelino de dos días de edad y de 1.3 ppm para los alevines de 7 días de edad.
Zoral et al., (2024) reportó que el ácido peracético (PAA) ha demostrado eficacia en la inhibición y eliminación del copépodo parásito Ikanecator primus, tanto in vitro como in vivo, que infecta los huevos del calamar Sepioteuthis lessoniana.
Eliminación de parásitos
El ácido peracético (PAA) también puede ser empleado para tratar los parásitos en las especies acuícolas. Farmer et al., (2024) determinó que un régimen de tratamiento con 2 mg/L de PAA puede reducir el 75% de los parásitos (Trichodina spp.) en juveniles de lubina rayada (Morone saxatilis) infestados naturalmente.
Esterilización de equipos
Otra aplicación importante es la esterilización de tanques, redes y otros equipos. El proceso de esterilización con ácido peracético garantiza que todas las superficies estén libres de patógenos, lo que reduce el riesgo de contaminación cruzada y brotes de enfermedades.
Rutala y Weber (2015) reportaron que el ácido peracético inactivará bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos y levaduras en menos de 5 minutos a menos de 100 ppm; sin embargo, en presencia de materia orgánica, se requieren de 200 a 500 ppm, y para los virus, el rango de dosis es amplio (12 a 2250 ppm).
Por su parte, Liu et al., (2018) destaca que la desinfección periódica del agua de cultivo en un Sistema de Recirculación para acuicultura (RAS) para el carpa espejo (Cyprinus carpio) con PAA podría reducir transitoriamente la densidad de bacterias suspendidas, modular la respuesta al estrés de los peces y tener un efecto beneficioso general sobre la salud de los peces a largo plazo.
¿Por qué elegir el ácido peracético en lugar de otros desinfectantes?
Los desinfectantes tradicionales, como los compuestos a base de cloro, plantean riesgos tanto para el medio ambiente como para los organismos que se cultivan. La compatibilidad química del ácido peracético y su descomposición no tóxica lo convierten en una alternativa más segura. Además, el ácido peracético no contribuye a la acumulación de resistencia en los microbios, una preocupación creciente en la acuicultura y la salud pública.
Liu et al., (2024) reportó que los productos comerciales de PAA son mezclas que contienen ácido acético (CH3COOH), peróxido de hidrógeno (H2O2), PAA (CH3COOOH) y agua (H2O); y destaca que el PAA rara vez se obtiene como sustancia pura.
Un aspecto importante del ácido peracético es que no afecta los procesos de nitrificación de los biofiltros empleados en los RAS. Lepine et al., (2023) informó que el PAA, cuando se aplica en concentraciones terapéuticas (1,0-2,5 mg/L) para tratar patógenos oportunistas, tuvo un impacto insignificante en la función de los biofiltros de arena fluidizada.
Datos de seguridad y compatibilidad química
Al implementar el ácido peracético, es fundamental comprender sus interacciones químicas y las pautas de seguridad. La hoja de datos de seguridad (SDS) del ácido peracético proporciona información crucial sobre la manipulación, el almacenamiento y las medidas de emergencia.
Compatibilidad química
El ácido peracético es altamente reactivo y debe usarse con cuidado con materiales específicos. El ácido peracético puede corroer el cobre, el latón, el bronce, el acero simple y el hierro galvanizado, pero estos efectos pueden reducirse con aditivos y modificaciones del pH (Rutala y Weber, 2015). Sin embargo, generalmente es compatible con el acero inoxidable y ciertos plásticos, lo que lo hace versátil para su uso en infraestructura de acuicultura.
Exposición y medidas de seguridad
Los límites de exposición al ácido peracético se definen para prevenir efectos adversos para la salud del personal de las granjas acuícolas. La exposición prolongada o de alto nivel puede provocar irritación de la piel, los ojos y el sistema respiratorio. El equipo de protección personal (EPP), incluidos guantes y gafas, es esencial al manipular soluciones concentradas.
Manipulación y descomposición
La descomposición del ácido peracético se produce de forma natural y se transforma en subproductos no tóxicos. Esta descomposición es ventajosa desde el punto de vista medioambiental, pero requiere una manipulación cuidadosa para evitar una descomposición prematura durante el almacenamiento y la aplicación.
Consideraciones sobre salud y seguridad
A pesar de sus beneficios, el ácido peracético plantea ciertos riesgos para la salud si se manipula de forma incorrecta. El contacto directo con la piel puede provocar quemaduras por ácido peracético, caracterizadas por enrojecimiento, ampollas o irritación grave. Se requiere lavado inmediato y atención médica si entra en contacto con el ácido peracético.
Además, la inhalación de vapores puede causar dificultad respiratoria, lo que enfatiza la importancia de una ventilación adecuada y el uso de protección respiratoria en espacios confinados.
Ácido peracético en la piel
Las salpicaduras accidentales deben enjuagarse inmediatamente con abundante agua. La naturaleza corrosiva de la sustancia hace que incluso un contacto breve sea peligroso. Los acuicultores deben cumplir estrictos protocolos de seguridad para prevenir lesiones.
Primeros auxilios y protocolos de emergencia
Consulte la hoja de datos de seguridad del ácido peracético para obtener medidas de respuesta de emergencia detalladas. En caso de exposición de la piel, es fundamental enjuagar con agua, mientras que los incidentes de inhalación requieren trasladar a la persona afectada al aire fresco.
Impacto ambiental y sostenibilidad
Una de las principales ventajas del ácido peracético es su baja huella ambiental. A diferencia de los desinfectantes a base de cloro, el ácido peracético no genera subproductos nocivos ni contribuye a la eutrofización. Su rápida descomposición en oxígeno y ácido acético ayuda a mantener la calidad del agua, lo que favorece la salud de los ecosistemas que rodean las instalaciones de acuicultura.
Desinfección ecológica
El respeto al medio ambiente del ácido peracético radica en su descomposición. A medida que las instalaciones de acuicultura se enfrentan cada vez más al escrutinio sobre los impactos ambientales, el uso de un desinfectante sostenible como el ácido peracético puede mejorar el cumplimiento normativo y la percepción pública.
Los resultados de la investigación de Pedersen y Lazado (2020) mostraron que el PAA se degrada rápidamente en agua de mar, y que la salinidad y la temperatura afectaron significativamente la descomposición del PAA, mostrando una tasa de descomposición 4 veces más rápida en agua de mar en comparación con el agua dulce.
Promoción de prácticas sostenibles
El uso de ácido peracético en la acuicultura representa un cambio hacia prácticas acuícolas más sostenibles. Al reducir la carga ambiental de los tratamientos químicos, el ácido peracético ayuda a garantizar que la acuicultura siga siendo una fuente de alimentos viable para las generaciones futuras.
Ventajas y desventajas del uso del ácido peracético
En la tabla 01 resumimos las principales ventajas y desventajas del uso del ácido peracético como desinfectante.
Tabla 01. Ventajas y desventajas del uso del ácido peracético.
| Ventajas del Ácido Peracético (PAA) | Desventajas del Ácido Peracético (PAA) |
|---|---|
| Amplio Espectro Antimicrobiano: Eficaz contra bacterias, virus, hongos y esporas, proporcionando una desinfección completa. | Corrosividad: Puede dañar ciertos materiales, como metales no resistentes a la corrosión, lo que limita su compatibilidad. |
| No Deja Residuos Tóxicos: Se descompone en agua, oxígeno y ácido acético, lo que lo hace ecológico y seguro para el medio ambiente. | Peligro para la Salud: En altas concentraciones, es irritante y corrosivo para la piel, los ojos y el sistema respiratorio, requiriendo precauciones de seguridad. |
| Rápida Acción: Actúa rápidamente contra microorganismos, lo que lo hace ideal para procesos de desinfección donde el tiempo es crucial. | Costo Elevado: Puede ser más caro en comparación con otros desinfectantes, especialmente cuando se requieren grandes volúmenes. |
| Versatilidad: Útil en diversas aplicaciones, como la desinfección de equipos, superficies, y tratamiento del agua en acuicultura. | Inestabilidad: Tiene una vida útil limitada y puede descomponerse rápidamente, lo que requiere un almacenamiento adecuado y controlado. |
| Bajo Impacto Ambiental: No contribuye a la resistencia microbiana ni deja subproductos perjudiciales, favoreciendo prácticas sostenibles. | Requiere Equipos de Protección: Se necesitan guantes, gafas y ventilación adecuada durante su manipulación para prevenir daños por exposición. |
| Eficaz a Baja Temperatura: Mantiene su eficacia incluso en ambientes fríos, siendo útil en diversas condiciones. | Potencial de Corrosión de Equipos: A largo plazo, el uso continuo puede afectar la integridad de los equipos metálicos si no se emplean materiales resistentes. |
| Mínimo Impacto en la Calidad del Agua: Ideal para acuicultura, ya que su descomposición no altera significativamente el entorno acuático. | Olor Irritante: Tiene un olor fuerte y penetrante que puede resultar molesto y causar incomodidad durante su aplicación. |
Investigación y perspectivas futuras
Estudios recientes continúan arrojando luz sobre el potencial del ácido peracético para mejorar los sistemas de acuicultura. Los investigadores están explorando estrategias de dosificación optimizadas para maximizar el control microbiano y minimizar los costos y los efectos adversos sobre la vida acuática.
Innovaciones en los sistemas de suministro de ácido peracético
Se están desarrollando nuevos métodos para mejorar la eficacia y precisión de la aplicación de ácido peracético. Los sistemas de dosificación automatizados, por ejemplo, pueden ajustar los niveles de PAA en tiempo real en función de los parámetros de calidad del agua, lo que garantiza una desinfección óptima con un mínimo de residuos.
Optimizar las estrategias de aplicación del PAA, incluidas las consideraciones sobre la dosis, el tiempo de exposición y la calidad del agua, es esencial para maximizar sus beneficios y minimizar los posibles impactos negativos. Por ejemplo, Zhang et al., (2024) reportó que las concentraciones calculadas de PAA de 0,1 mg/L y 1 mg/L en el sumidero de la bomba contribuyeron a un aumento de bacterias, mientras que no se encontraron diferencias detectables en la salud y el bienestar de los salmones parr
Estudios comparativos
La comparación del ácido peracético con otros desinfectantes destaca sus ventajas y limitaciones únicas. Si bien el PAA es muy eficaz, requiere una gestión cuidadosa para evitar el uso excesivo y garantizar la seguridad. Al respecto, Good et al., (2022) reportó que la eficacia del PAA puede verse influenciada por parámetros de calidad del agua, como la dureza y los niveles de nutrientes; en este sentido, las investigaciones deben tener en consideración estos aspectos para determinar las dosis adecuadas de acuerdo con la especie criada, el sistema de cultivo, parámetros químicos del agua, entre otros factores.
Por otro lado, se deben investigar el potencial de los patógenos para desarrollar resistencia al ácido peracético para determinar la eficacia a largo plazo del compuesto.
Conclusión
El ácido peracético se destaca como un desinfectante seguro y sostenible, muy adecuado para los desafíos de la acuicultura moderna. Su control eficaz de patógenos, su impacto ambiental mínimo y su adaptabilidad lo convierten en una herramienta invaluable para los piscicultores. Sin embargo, los beneficios conllevan responsabilidades: los acuicultores deben mantenerse informados sobre las propiedades del PAA, las medidas de seguridad y la compatibilidad química. A medida que avanza la investigación, el futuro de la acuicultura parece más brillante con el ácido peracético liderando el camino en prácticas de desinfección seguras y ecológicas.
Comprender todo el potencial del PAA requiere un compromiso con la educación continua y el cumplimiento de las mejores prácticas. Al adoptar estas innovaciones, la industria de la acuicultura puede satisfacer de manera sostenible las demandas mundiales de alimentos y, al mismo tiempo, salvaguardar los ecosistemas acuáticos.
Referencias
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