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Cómo la cloración combate las bacterias dañinas en las piscifactorías

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By Milthon Lujan

Resumen gráfico del estudio. Fuente: Cho et al., (2024); ACS ES&T Engineering
Resumen gráfico del estudio. Fuente: Cho et al., (2024); ACS ES&T Engineering

La salud de nuestras piscifactorías es vital, no sólo para nuestra seguridad alimentaria sino también para el medio ambiente. Desafortunadamente, bacterias dañinas como Edwardsiella tarda y Vibrio harveyi pueden causar estragos y causar enfermedades e incluso la muerte entre las poblaciones de peces.

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¡Pero hay buenas noticias! Un método de desinfección común llamado cloración resulta eficaz para controlar estos patógenos.

Recientemente, los investigadores de la Seoul National University (República de Corea) profundizaron en cómo la cloración afecta a bacterias específicas en ambientes de agua de mar. Su estudio exploró cómo factores como los niveles de pH, la concentración de cloro, el contenido de materia orgánica y la temperatura del agua influyen en la eficacia de la cloración.

Dos patógenos temidos por los piscicultores

Edwardsiella tarda es una bacteria Gram negativa que afecta a los peces de agua dulce y marina, y causa una enfermedad sistémica llamada edwardsielosis, caracterizada por síntomas de ascitis, hernia, exoftalmia y lesiones graves de los órganos internos (Xu y Zhang, 2014). Las investigaciones han demostrado que los fitobióticos pueden ser empleados para combatir estas bacterias.

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Por su parte, Vibrio harveyi es un patógeno que afecta a peces e invertebrados. Según reporta Zhang et al., (2020) los peces enfermos pueden presentar una variedad de lesiones, incluidas lesiones oculares/ceguera, gastroenteritis, necrosis muscular, úlceras cutáneas y enfermedad de pudrición de la cola; mientras que en los camarones, V. harveyi se considera el agente etiológico de la vibriosis luminosa en la que los animales afectados brillan en la oscuridad.

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Ciencia en acción: Revelando el poder de la cloración

El estudio investigó cómo diferentes condiciones físicas o químicas del agua afectan la capacidad de la cloración para inactivar E. tarda y V. harveyi en agua de mar. Examinaron el impacto de:

  • Dosis de cloro: Una mayor concentración de cloro condujo a una mejor inactivación.
  • PH del agua: Un pH más bajo (alrededor de 7,1) resultó en una desinfección más fuerte en comparación con un pH más alto (alrededor de 8,2).
  • Materia orgánica natural (NOM): La presencia de NOM dificultó la efectividad de la cloración.
  • Temperatura: El agua más cálida facilitó una inactivación más rápida.

El poder de los oxidantes producidos por cloro (CPO)

El cloro por sí solo no ataca directamente a las bacterias. En cambio, reacciona con el agua para formar CPO, que son los “verdaderos héroes” de esta historia. El tipo de CPO formado depende del pH y de la presencia de otros elementos como bromuro e iones de amonio, que se encuentran comúnmente en el agua de mar.

El estudio encontró que a un pH ligeramente ácido (7,1), se formaba una mezcla de CPO potentes como HOBr (ácido hipobromoso) y NH2Cl (monocloramina). El HOBr es una superestrella cuando se trata de matar bacterias, mientras que el NH2Cl es menos eficaz. Esto explica por qué la cloración tuvo más éxito a este nivel de pH.

Optimización de la cloración para un impacto máximo

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Los resultados del estudio reveló algunas ideas fascinantes:

  • Poder del cloro: Dosis más altas de cloro provocaron una mayor inactivación bacteriana, lo que la convierte en un arma potente.
  • El rompecabezas del pH: Curiosamente, un ambiente ligeramente ácido (pH 7,1) resultó más eficaz que uno más alcalino (pH 8,2). Esto se debe a que el tipo de oxidantes producidos por cloro (CPO) que se forman depende del pH. A un pH de 7,1, dominaba una mezcla de CPO bactericidas más fuertes, mientras que a un pH de 8,2, un CPO más débil ocupaba un lugar central.
  • Obstáculos orgánicos: NOM, si bien es natural, puede obstaculizar la eficacia de la cloración. El estudio encontró que el aumento de la concentración de NOM reducía la tasa de destrucción de bacterias.
  • La temperatura importa: Las temperaturas más cálidas del agua mejoraron la eficiencia de la cloración, destacando otro factor ambiental en juego.
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Ct: Un valor crucial para salvaguardar los peces

El estudio estableció valores Ct cruciales, una medida que considera tanto la concentración de cloro como el tiempo de exposición. Estos valores de Ct indican la cantidad mínima de cloración necesaria para lograr un nivel específico de reducción bacteriana (por ejemplo, 99%).

Por ejemplo, a un pH de 7,1, se necesitaba un valor de Ct de 0,0978 mg∙min/L para reducir E. tarda en un 99 %. Este valor aumentó significativamente a 0,3644 mg∙min/L cuando el pH aumentó a 8,2, lo que resalta la importancia de mantener un ambiente ligeramente ácido para una cloración óptima.

Conclusión: Guía para prácticas efectivas de cloración

“Los valores de Ct determinados en este estudio proporcionan pautas esenciales para protegerse contra contaminantes microbianos en el agua de mar, proponiendo así protocolos de cloración efectivos en la acuicultura”, concluyen los investigadores.

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En este sentido, esta investigación proporciona información valiosa para la industria de la acuicultura. Al comprender los factores que influyen en la eficacia de la cloración y la importancia de los valores de Ct, los piscicultores pueden implementar protocolos de desinfección más específicos y eficientes. Esto no sólo salvaguarda la salud de los peces sino que también contribuye a una industria acuícola más sostenible y productiva.

Referencia
Cho, J., Kim, T., Cha, D., Lee, J. C., & Lee, C. (2024). Inactivation of Edwardsiella tarda and Vibrio harveyi by Chlorination in Seawater. ACS ES&T Engineering.

Otras referencias

Xu, T., & Zhang, X. (2014). Edwardsiella tarda: An intriguing problem in aquaculture. Aquaculture, 431, 129-135. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.12.001

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Zhang, H., He, X., & Austin, B. (2020). Vibrio harveyi: A serious pathogen of fish and invertebrates in mariculture. Marine Life Science & Technology, 2(3), 231-245. https://doi.org/10.1007/s42995-020-00037-z