Sistemas de Cultivo

Monitoreo de la calidad de agua en los RAS

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By Milthon Lujan

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

Los sistemas de recirculación para la acuicultura (RAS) son sistemas intensivos donde el agua es re-usada vía tratamiento mecánico y biológico, con la finalidad de reducir el consumo de agua y mantener una buena calidad. La buena calidad del agua es un aspecto esencial para asegurar el crecimiento y la supervivencia de las especies acuícolas criadas en RAS.

Tradicionalmente los parámetros de calidad del agua han sido medidos a ciertos intervalos de tiempo con sensores manuales y análisis de laboratorio, que requiere de personal técnico capacitado.

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En la actualidad, existe una variedad de sensores y equipos de monitoreo disponibles, para el monitoreo en tiempo real de los parámetros de calidad del agua. Sin embargo, estos sistemas modernos requieren de usuarios competentes y mantenimiento y calibración de forma regular.

La investigadora Petra Lindholm-Lehto del Natural Resources Institute Finland (Luke) publicó una revisión científica en donde resume los parámetros de calidad del agua, la variedad de sensores y las tecnologías de monitoreo para brindar una descripción general de los sistemas de monitoreo actuales para la calidad del agua.

Parámetros de calidad del agua

En la industria acuícola, varios parámetros necesitan ser monitoreados y medidos para conocer las condiciones del cuerpo de agua. Esto incluye el pH, la temperatura, el oxígeno disuelto, la salinidad y la turbidez.

La fluctuación de los parámetros de calidad del agua afecta directamente la salud, el crecimiento y la utilización de los alimentos de las especies criadas. Por ejemplo, el oxígeno disuelto afecta el consumo del alimento, la eficiencia de la alimentación, el metabolismo y el crecimiento en los peces.

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Por su parte, las fluctuaciones de la temperatura afecta el uso del alimento e induce estrés que puede conducir a brotes de enfermedades. Asimismo, el pH puede ser afectado por las bacterias, contenido de CO2 y químicos en el sistema. Un pH bajo del agua puede ser peligroso para las especies acuáticas.

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Mediciones de la calidad del agua

La acuicultura intensiva exitosa requiere el monitoreo de varios parámetros de calidad del agua. En los últimos años, se ha desarrollado la instrumentación, la automatización y los sistemas de monitoreo, que se han vuelto comunes y sirven para medir parámetros básicos.

El desarrollo de la tecnología de la información y los sensores de bajo costo han incrementado la factibilidad del monitoreo vía redes inalámbricas de sensores (WSN).

El monitoreo eficiente y en tiempo real de la calidad del agua es esencial para garantizar una gestión rentable de RAS; y existe la tendencia en la industria de la acuicultura en el monitoreo automático remoto y el control computarizado de los sistemas.

Frecuencia de monitoreo

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El monitoreo de la calidad del agua debe incluir muchos parámetros. Algunos de ellos requieren de monitoreo constante (por ejemplo: oxígeno disuelto, CO2, pH) para evitar alteraciones perjudiciales en el RAS, mientras que otros pueden controlarse con menos frecuencia (p. ej., sabores extraños, oligoelementos y metales).

Sin embargo, los sistemas efectivos de monitoreo en línea no están disponibles para todos los parámetros, especialmente a un costo razonable.

Registros en tiempo real

Se han reportado varios métodos para el monitoreo de calidad del agua. Típicamente, pueden medir los factores básicos de la calidad del agua (p. ej., OD, pH, temperatura) que afectan en gran medida la supervivencia de las especies criadas.

En los últimos años, se ha informado sobre una variedad de sistemas de monitoreo, como un sistema de monitoreo remoto para acuicultura; y se han logrado largas distancias de transmisión, comunicación rápida y alta calidad de distancia de transmisión con la tecnología 4G. En el futuro, se aplicará la tecnología 5G para mejorar aún más la transferencia de datos.

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Internet de las cosas en la acuicultura

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En los últimos años, la Internet de las Cosas (IoT) se ha vuelto algo común. En la acuicultura, el IoT se ha aplicado en el monitoreo y ajuste en tiempo real de los niveles de agua y bombeo.

Los sistemas de internet de las cosas en la industria acuícola típicamente emplean WSN con una amplia área de cobertura y una buena escalabilidad. Estas tecnologías incluyen Zigbee, Bluetooth y General Packet Radio Services (GPRS)/CDMA/long-term evolution.

La fusión de tecnologías digitales y el uso de IoT puede transformar un modelo tradicional de cultivo en un modelo de cultivo inteligente. En la acuicultura inteligente, la integración de la inteligencia artificial y los sistemas de IoT pueden controlar los riesgos y mejorar la calidad de la producción acuática y asegurar la supervivencia de las especies en crianza.

Conclusión

“Aunque hay varias opciones avanzadas disponibles para monitorear los parámetros básicos de calidad del agua, las mediciones en tiempo real de parámetros más avanzados aún requieren un mayor desarrollo”, concluyó la investigadora.

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Ella listo las siguientes conclusiones:

  • En los últimos años, el desarrollo de tecnologías de la información y sensores de bajo costo ha permitido el monitoreo a través de WSN, sistemas de monitoreo en línea y aplicaciones de IoT que permiten el monitoreo en tiempo real, la recolección y el almacenamiento automático de datos.
  • Los sistemas inteligentes pueden incluir la predicción de problemas de antemano en función de los cambios en la calidad del agua. Las señales de alerta temprana son valiosas para que los agricultores detecten anormalidades y actúen antes de que ocurran problemas importantes. Sin embargo, muchos de los sensores y sistemas de monitoreo modernos necesitan usuarios competentes y mantenimiento y calibración regulares.
  • Todos los nuevos sistemas de monitoreo basados en IoT pueden monitorear los parámetros básicos de calidad del agua (OD, pH, temperatura, turbidez y salinidad), que pueden ser suficientes para fines de monitoreo regulares. Sin embargo, los análisis más avanzados (p. ej., sabores desagradables, niveles de cortisol) aún deben realizarse en un laboratorio y no pueden realizarse en tiempo real.
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El estudio fue financiado por el NordForsk: Sustainable Aquaculture – Research and Innovation Projects.

Contacto
Petra Lindholm-Lehto
Natural Resources Institute Finland (Luke), Aquatic Production Systems,
Survontie 9A, FI-40500 Jyväskylä, Finland.
Email: petra.lindholm-lehto@luke.fi

Referencia (acceso libre)
Lindholm-Lehto, P. (2023) Water quality monitoring in recirculating aquaculture systems. Aquaculture, Fish and Fisheries, 3, 113–131. https://doi.org/10.1002/aff2.102

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