Brasil – Investigadores desarrollan propuesta para el tratamiento de efluentes de la piscicultura y la producción de lirios de agua.
Investigadores de Embrapa Instrumentação (SP) desarrollaron una miniestación para el tratamiento de los efluentes de estanques excavados con la finalidad de producir flores.
La miniestación denominada “Jardín Acuícola” trata los efluentes de los estanques de contienen los excrementos de los peces, restos de los alimentos no consumidos, algas y microorganismos, y reaprovecha los nutrientes del agua para la producción comercial de plantas ornamentales, como el lirio del agua.
Lirio del agua (Zantedeschia aethiopica)
Originario del sur de África, el lirio del agua es la segunda planta ornamental más exportada por Brasil y cuenta con una demanda mundial creciente, siendo capaz de contribuir para la sustentabilidad económica de la tecnología.
Jardín Acuícola
En el Jardín Acuícola se destacan de los métodos convencionales por presentar costos de construcción y operación relativamente bajos, fácil mantenimiento, bajo consumo de energía, además de eliminar la necesidad de productos químicos y reducir la materia orgánica disuelta y en suspensión.
El agua tratada puede ser reutilizada para diversas actividades. La tecnología ayuda a reducir la huella hídrica de la piscicultura, que es el volumen total de agua dulce utilizada en el ciclo completo de producción.
“La combinación de procesos físicos y biológicos que compone el sistema de tratamiento permite una mejoría acentuada en la calidad del agua a ser tratada, sin la utilización de productos químicos. Además permite el reuso del agua tratada en los mismos estanques de producción, apoyando el uso racional del recurso natural”, detalla el investigador Wilson Tadeu Lopes da Silva, quien lidera el proyecto.
El estudio contó con la participación de estudiantes de la Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
En la búsqueda de un socio
Con los resultados promisorios obtenidos en el experimento, la tecnología entra en la fase de prospección de un socio para la aceleración y la finalización del desarrollo de la solución para su posterior producción y exploración comercial.
La calidad del agua es fundamental
En los sistemas de acuicultura intensiva, los tanques de producción son poblados con grandes cantidades de peces, los mismos que son alimentados con alimentos artificiales.
Si el manejo de los peces no es realizado de manera correcta, puede resultar en problemas ambientales, como el aumento de los residuos orgánicos y la eutrofización.
La eutrofización ocurre debido al aumento de nutrientes, en especial fósforo y nitrógeno, que estimulan la producción primaria, por la multiplicación de microorganismos como algas y cianobacterias en el ambiente acuático.
Si el manejo no es el adecuado, el agua descargada del estanque, sin tratamiento, puede ser un problema de la piscicultura, porque es rica en materia orgánica que, al ser lanzada en un río, puede reducir la disponibilidad de oxígeno del agua y llevar a una reducción en las tasas de crecimiento o a la mortalidad de los peces nativos en aquel cuerpo de agua.
Además de esto, a medida que se descarga el agua rica en materia orgánica y sin el debido tratamiento, mayor presión se genera en las fuentes de abastecimiento.
La propuesta del Jardín Acuícola responde al encuentro de las recomendaciones de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), de que la adopción de buenas prácticas en la crianza de peces eviten los impactos ambientales. El reuso del agua es una de ellas.
Inspirado en la naturaleza
El desarrollo del Jardín Acuícola es un desdoblamiento del “Jardín Filtrante”, tecnología basada en áreas destinadas al saneamiento básico rural, específicamente en el tratamiento de las llamadas aguas negras.
De acuerdo con Wilson Tadeu, la idea básica era desarrollar una solución para el tratamiento de agua de los estanques de peces de una manera simple. Con el conocimiento que tenía del “Jardín Filtrante”, se volvió natural la propuesta de utilizar la tecnología de tratamiento de efluentes de la piscicultura.
“La utilización de las plantas para el tratamiento de los efluentes es esencial para el funcionamiento del jardín, debido a que las raíces de las macrófitas proporcionan una superficie para que las películas microbianas, principales responsables del tratamiento, puedan establecerse”, destaca el investigador.
La implementación del proyecto tuvo inicio en el 2018 y entró en operación en agosto del año siguiente en el sitio de São João, localizado en la Bacia do Ribeirão Feijão, responsable de cerca del 30% del abastecimiento de agua de la población de São Carlos (SP).
Se trata de un sistema construido tipo humedal (wetland) para el tratamiento de efluentes oriundos de un estanque de piscicultura.
El sistema piloto instalado, tiene una capacidad máxima de 400 litros por hora; sin embargo, el investigador comenta que trabaja mejor a cerca de 300 litros por hora, para aumentar un poco más el tiempo promedio de tratamiento, que es de aproximadamente diez horas, y, consecuentemente, proporcionar mayor eficiencia en el proceso.
¿Cómo funciona el Jardín Acuícola?
El tratamiento es realizado con flujo continuo vertical y subsuperficial distribuidos en tres cajas de retención, instaladas con un desnivel mínimo entre ellas, por donde pasa el efluente del estanque de piscicultura.
Tadeu explica que las cajas, construidas en madera e impermeabilizadas con geomembrana, están rellenas de arcilla expandida y saturadas de agua. Sobre los lechos, se plantan los lirios de agua, una planta acuática que ayuda a mejorar la calidad del agua.
Para proteger y mejorar el desarrollo de las plantas, el Jardín Acuícola recibió una cobertura con sombra.
De acuerdo con el investigador, el efluente del lago es recolectado por una tubería a través de la cual se bombea y se dirige a un reservorio de 10 mil litros, que almacena el agua a tratar y mantiene un flujo constante.
Con la pendiente del terreno y la presión del agua almacenada, el efluente se dirige a la primera caja del jardín, pasando por todas ellas en serie.
Sistemas naturales de tratamiento
Los llamados sistemas naturales de tratamiento de efluentes son proyectados para maximizar los procesos físicos, químicos y biológicos. Una interacción de estos elementos ocurre cuando el agua, el suelo, las plantas, los microorganismos y la atmósfera interactúan.
Al tratarse de un proceso natural, que busca asemejarse al funcionamiento de humedales naturales, como por ejemplo en los pantanos, la demanda de esta tecnología ha ido creciendo y es cada vez más reconocida a nivel internacional.
Su funcionamiento se basa en el principio del suelo húmedo cultivado, utilizando el suelo y las raíces de las plantas como medio para depurar el agua mediante procesos biológicos, físicos y químicos.
Más de 3,5 mil m3 de agua reutilizados
El cultivo de tilapias en estanques excavados es una de las actividades desarrolladas en São João, donde en 14 hectáreas, la propiedad administrada por la familia de Flávio y Ilso Marchesin también produce hortalizas.
El experimento del Jardín Acuícola es realizado en uno de los estanques excavados de 600 m3, impermeabilizado con las membranas de cloruro de polivinilo, conocido como PVC.
El tratamiento de reuso de más de 3,5 mil m3 de agua, registrado por medio de un hidrómetro instalado en una entrada del sistema, es visto por Marchesin como una ganancia significativa, principalmente para el medio ambiente.
“El mayor beneficio del Jardín Acuícola es el consumo racional del recurso hídrico. La gente deja de usar mucha agua del río, de los manantiales y preservar los recursos naturales”, dijo el piscicultor que, a partir de la entrada en operación del Jardín Acuícola, apenas repone el agua que evapora del sistema.
Los resultados de laboratorio obtenidos después del análisis de los principales parámetros indicativos de calidad de agua, como la turbidez, la temperatura, el oxígeno disuelto, el pH, el amoníaco y la demanda bioquímica de oxígeno, apuntan al Jardín Acuícola como una herramienta promisoria en el tratamiento de efluentes de la piscicultura.
Los emprendimientos de piscicultura necesitan de una licencia ambiental y, a veces, se le otorga el uso directo de los recursos hídricos, conforme el impacto ambiental, de la implementación de mecanismos de tratamiento y control de efluentes de acuerdo con los estándares legales ambientales.
Versatilidad del sistema
Wilson Tadeu destaca que es posible dimensionar el proyecto conforme a las necesidades de los diferentes emprendimientos y la producción de pescado.
El tamaño máximo a ser utilizado, además del volumen que se pretende tratar, va a depender del área disponible para la construcción, los materiales y los costos de construcción y gestión, del tipo de pez en producción, además del potencial de comercialización de las plantas.
Para el sistema piloto instalado en el São João, el costo fijo es de aproximadamente R$ 12 mil, además el investigador explica que los gastos con un proyecto experimental son siempre mayores de los implementados a escala comercial.
En tanto, las ventajas son muchas para el piscicultor debido a que permite reducir gastos y generar ingresos de la producción de plantas ornamentales. Entre ellas están la eficiencia en el tratamiento, con la posibilidad del reuso del agua tratada en el propio estanque de producción de peces, el bajo costo energético, siendo necesario solamente el uso de una bomba hidráulica para realizar la circulación del agua, la simplicidad en la construcción, bajo costo de instalación, con el uso de materiales fácilmente encontrados en el comercio local.
Otra ventaja destacada por el investigador es el hecho de que para la reutilización del agua, el Jardín Acuícola fue diseñado para recibir un sistema de oxigenación del agua tratada bastante simple, en forma de pequeñas cascadas en serie, una especie de cascada.
El investigador explica que en los estanques de piscicultura, con el aumento de la concentración de nutrientes en el agua, se acelera la productividad de las algas y el crecimiento de la producción orgánica, lo que se traduce en un aumento de la biomasa de fitoplancton y, en consecuencia, en la disminución de la penetración de la luz.
“Por lo tanto, la velocidad de descomposición de la materia orgánica y el consumo de oxígeno disuelto por los peces puede resultar en un aumento en la concentración de metano y sulfuro de hidrógeno en el medio. En esta fase puede haber mayor producción de materia orgánica de la que el sistema es capaz de consumir y descomponer, generando fuertes cambios en el metabolismo del ecosistema y en las concentraciones del oxígeno disuelto en las capas superiores, lo que representa altos riesgos para los peces”, dijo el investigador.
Según Tadeu, el oxígeno disuelto es una de las variables más importantes para la piscicultura y para los sistemas hídricos.
“Por eso, el problema de la deficiencia de oxígeno disuelto en estanques de crianza de peces de agua dulce es una gran amenaza y uno de los factores limitantes de la acuicultura intensiva, porque el agotamiento del oxígeno disuelto compromete el crecimiento y la producción de peces”, explicó el investigador.
Contacto:
Wilson Tadeu Lopes da Silva
Referencias:
Jardín Filtrante.
dos Brandao y W. da Silva. 2019. Desenvolvimento de área alagada construída (jardim filtrante) para tratamento de efluente da produção aquícola.
