Sistemas de Cultivo

Mejora los niveles de oxígeno RAS con aireación difusa por tubería (PDA) de bajo costo

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By Milthon Lujan

RAS de smolt de salmón. Cortesía: Nofima
RAS de smolt de salmón. Cortesía: Nofima

Mantener niveles óptimos de oxígeno es crucial para un sistema de acuicultura de recirculación (RAS) saludable y productivo. Tradicionalmente, la aireación difusa con sopladores y piedras difusoras ha sido el método preferido, pero pueden resultar complejos y costosos.

Una investigación realizada por científicos de la Huzhou University (China) y de la Zhejiang University estudia los efectos del caudal de oxígeno (OFR) o del oxígeno disuelto de entrada (IDO) combinado con la longitud de la tubería (PL) en el rendimiento de la aireación difusa por tubería (PDA), y construyeron un modelo matemático referenciable de oxígeno disuelto de salida (ODO) con IDO y tiempo de contacto gas-líquido (CT) para el agua de acuicultura en recirculación real.

Limitaciones de los sistemas tradicionales de aireación

Las limitaciones de los sistemas de aireación tradicionales incluyen:

  • Tiempo de contacto corto con las burbujas: Las burbujas se elevan rápidamente en tanques poco profundos, lo que limita la transferencia de oxígeno al agua.
  • Recolección de desechos interrumpida: Las burbujas de aire pueden interrumpir el flujo de agua, dificultando la eliminación de desechos sólidos.
  • Ineficiente para reactores de biopelículas: Si bien la aireación se utiliza para el contacto de biopelículas, tiene un impacto mínimo en el aumento del oxígeno disuelto.
  • Alto consumo de energía: Los sopladores utilizados en aireación difusa pueden consumir mucha energía, lo que aumenta los costos operativos.
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¿Qué es PDA?

PDA es un sistema simple, de bajo costo y fácil de mantener para aumentar los niveles de oxígeno disuelto en RAS utilizando oxígeno puro. Utiliza componentes fácilmente disponibles como una piedra de aireación difusa, una unión en T y una junta de tapón interior.

La ciencia detrás de PDA

Este estudio investigó el impacto de varios factores en el rendimiento del PDA. Los investigadores examinaron cómo el caudal de oxígeno (OFR), el oxígeno disuelto de entrada (IDO) y la longitud de la tubería (PL) influyen en la eficacia del sistema para aumentar el oxígeno disuelto de salida (ODO).

Resultados clave

Los investigadores reportan los siguiente resultados:

  • La longitud de la tubería importa: Para el agua del grifo, el aumento de la longitud de la tubería (PL) condujo a una tasa de incremento de oxígeno y una tasa de utilización de oxígeno más altas.
  • El agua RAS es diferente: En el agua de acuicultura en recirculación real, una IDO más baja resultó en una tasa de incremento de oxígeno más alta.
  • Ideal para tuberías largas: PDA es particularmente adecuado para RAS con tuberías largas, ya que la longitud de la tubería en sí influye significativamente en el rendimiento.
  • Niveles de OD predecibles: El estudio desarrolló un modelo matemático para predecir el OD de salida en función de factores como el IDO y el tiempo de contacto gas-líquido. Esto permite un control preciso sobre los niveles de OD en estanques de acuicultura.

Resultados prometedores para RAS

En condiciones de prueba específicas, el PDA logró una tasa de incremento de oxígeno significativa (149,02%) y una buena tasa de utilización de oxígeno (11,60%). Esto demuestra el potencial de la PDA como solución confiable y rentable para la oxigenación de los sistemas de recirculación para acuicultura.

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¿Por qué elegir PDA para su RAS?

PDA ofrece una solución prometedora para mantener niveles óptimos de OD en RAS. Su simplicidad, asequibilidad y eficacia la convierten en una herramienta valiosa para los operadores de acuicultura que buscan:

  • Mejorar la salud y el crecimiento de los peces.
  • Reducir los costos operativos
  • Incrementar la eficiencia energética
  • Simplifica las rutinas de mantenimiento.

Beneficios de PDA para operadores RAS:

  • Rentable: El diseño simple y los componentes fácilmente disponibles hacen de la PDA una solución económica.
  • Bajo mantenimiento: El sistema requiere un mantenimiento mínimo, lo que reduce los costos operativos.
  • Eficaz para tuberías largas: Ideal para RAS con redes de tuberías extensas.
  • Niveles de OD predecibles: El modelo matemático permite un control preciso sobre el oxígeno disuelto en estanques de cultivo.

Conclusión

El equipo de investigación planea explorar la integración de PDA con sistemas de suministro de oxígeno líquido, con el objetivo de mejorar aún más su aplicabilidad y eficiencia en las operaciones RAS.

PDA ofrece una alternativa prometedora para mantener niveles óptimos de OD en RAS. Su simplicidad, asequibilidad y eficacia lo convierten en una opción atractiva para los productores acuícolas. A medida que continúa la investigación, PDA tiene el potencial de convertirse en un punto de inflexión para la gestión sostenible y eficiente de RAS.

Los resultados de esta investigación se suman a otros desarrollos como el “perforated pooled circular stepped cascade aerator (PPCSC)”, tecnologías de nanoburbujas, y el uso de la inteligencia artificial para mejorar la gestión de los RAS.

El estudio fue financiado por Rural Revitalization Project of Huzhou y el Open Subject of Key Laboratory of Equipment and Informatization in Environment Controlled Agriculture (Ministry of Agriculture and Rural Affairs).

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Contacto
Haijun Li
College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University
Hangzhou 310058, China.
Email: lhjahau@zju.edu.cn

Referencia
Ji, M., Ye, Z., & Li, H. (2024). Performance evaluation and mathematical model of pipeline diffused aeration for recirculating aquaculture system. Aquacultural Engineering, 105, 102410. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2024.102410