Sistemas de Cultivo

Nanoburbujas: tecnología podría revolucionar la industria de la acuacultura

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By Milthon Lujan

Uso de nanoburbujas en la industria de la acuacultura. Fuente: Yaparatne et al., (2024); Science of The Total Environment, 931, 172687.
Uso de nanoburbujas en la industria de la acuacultura. Fuente: Yaparatne et al., (2024); Science of The Total Environment, 931, 172687.

La demanda cada vez mayor de productos del mar está empujando a la industria de la acuicultura a intensificar las producciones, en este sentido se necesita innovar. ¿La meta? Prácticas sostenibles que aumentan los rendimientos sin dañar el medio ambiente ni comprometer la salud animal. Una nueva y emocionante tecnología que está surgiendo como un punto de inflexión son las nanoburbujas (NB).

Un equipo de investigadores de la University of Maine (EE.UU) y de la Arizona State University (EE.UU) publicó una revisión científica en donde revisaron el uso de la tecnología de nanoburbujas en sistemas acuícolas en la aireación, la inactivación de microorganismos dañinos; y para reducir el estrés oxidativo y mejorar la salud animal.

¿Qué son las nanoburbujas?

La nanotecnología, la ciencia de la manipulación de materiales a nivel atómico y molecular, está emergiendo como un punto de inflexión en la acuicultura, para mejorar la producción, garantizar la protección contra enfermedades y permitir la reutilización del agua en circuitos cerrados.

Entre las nanotecnologías emergentes, las nanoburbujas (NB), pequeñas burbujas llenas de gas con propiedades únicas, podría impactar la industria acuícola a través de un mayor rendimiento de las cosechas, una mejor salud animal y un agua más limpia.

Las NB son cavidades llenas de gas de menos de 1 micrómetro, mucho más pequeñas que las macroburbujas (diámetro ∼ 100-2000 μm) y microburbujas (diámetro ∼ 1–100 μm). Algunas de las principales características de las nanoburbujas son:

  • Larga vida útil: A diferencia de las burbujas más grandes que suben rápidamente a la superficie y liberan gas, los NB pueden permanecer suspendidos durante días o incluso meses.
  • Suministro eficiente de gas: Los NB destacan en la transferencia de gas al agua, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren oxigenación u otros gases.
  • Propiedades únicas: Los NB pueden incluso producir radicales hidroxilo, potencialmente útiles para la desinfección.
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¿Cómo pueden los NB beneficiar a la acuicultura?

Los acuicultores tienen la necesidad de intensificar sus cultivos, tradicionalmente recurren a la aireación para incrementar las densidades de crianza. En este sentido las nanoburbujas son inmensamente prometedores para revolucionar las prácticas acuícolas en tres áreas clave:

Aireación mejorada

 * Los NB pueden suministrar oxígeno de manera más efectiva a peces y camarones, lo que lleva a:
     * Mayor rendimiento de cosecha y tasas de crecimiento.
     * Reducción del consumo de oxígeno.
     * Mejora de la salud general

Tratamiento de aguas residuales

 * Los NB pueden ayudar a descomponer los contaminantes en las aguas residuales de la acuicultura, contribuyendo a:
     * Sistemas de agua más limpios
     * Reducción del impacto ambiental

Control de enfermedades

 * La capacidad potencial de los NB para inactivar bacterias y virus dañinos podría provocar:
     * Tasas de supervivencia de peces mejoradas
     * Mayor resistencia a las enfermedades

Asimismo, las investigaciones han demostrado que las nanoburbujas tienen un impacto positivo en el funcionamiento de los biofiltros empleados en los sistemas de recirculación para acuicultura; y en el cultivo de microalgas.

La necesidad de realizar más investigaciones

La tecnología NB aún se encuentra en sus primeras etapas y se necesita más investigación para garantizar su implementación segura y efectiva en la acuicultura. Las áreas clave de enfoque incluyen:

  • Estudios comparativos: ¿Cómo se comparan los NB con los métodos de aireación tradicionales en términos de efectividad y costo?
  • Salud y seguridad: ¿Existe algún riesgo potencial asociado con el uso de NB en la acuicultura? En este sentido, se debe optar por la optimización de la aplicación NB para minimizar riesgos como la sobresaturación de oxígeno.
  • Viabilidad económica: ¿Los beneficios a largo plazo compensarán la inversión inicial y los costos de mantenimiento?
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Contacto
Onur G. Apul
5711 Boardman Hall, Room 306, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Maine
Orono, ME 04469, United States.
Email: onur.apul@maine.edu

Referencia
Yaparatne, S., Morón-López, J., Bouchard, D., Garcia-Segura, S., & Apul, O. G. (2024). Nanobubble applications in aquaculture industry for improving harvest yield, wastewater treatment, and disease control. Science of The Total Environment, 931, 172687. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172687