Sistemas de Cultivo

Tecnología de nanoburbujas para la acuicultura sostenible

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By Milthon Lujan

Muchos productores acuícolas están buscando intensificar la producción acuícola de forma sostenible. Existen límites físicos impuestos por la capacidad de carga de cualquier sistema de producción acuícola y la calidad del agua en la unidad de producción, siendo el oxígeno disuelto como un parámetro clave en la calidad del agua.

Nanoburbujas para la producción acuícola sostenible
Nanoburbujas para la producción acuícola sostenible

Para intensificar la producción, los acuicultores airean el agua en los sistemas de producción usando water splash, ruedas de paletas, bombas venturi, piedras difusoras, bombas de aires, etc. Los sistemas más intensivos emplean la inyección directa de oxígeno.

La importancia de la saturación de oxígeno

La mayoría de los sistemas de aireación mecánica agitan la superficie del agua para aumentar los niveles de oxígeno y, como resultado, los niveles de oxígeno disuelto son más altos cerca de la superficie del agua y los animales acuáticos pueden concentrarse en áreas donde los niveles de oxígeno son más altos.

La distribución eficiente del oxígeno disuelto en la unidad de producción es importante para evitar el estrés y el hacinamiento.

Debido a la importancia de la saturación de oxígeno en todo momento y una distribución uniforme del oxígeno dentro de los sistemas de producción para reducir los efectos de aglomeración, las empresas han desarrollado y están comercializando sistemas mejorados de aireación y suministro de oxígeno que permiten una intensificación del sistema de producción.

Técnica y enfoque usado

El típico sistema de aireación mecánica usado en la unidad de producción acuícola produce burbujas grandes de aire u oxígeno de aproximadamente 0.3 cm de diámetro; debido a la flotabilidad positiva, suben rápidamente a la superficie del agua donde estallan.

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Incluso cuando se utilizan microburbujas, que suelen tener un diámetro de 0,01 cm, para proporcionar oxígeno al agua, las burbujas normalmente solo duran unos minutos, lo que significa que la transferencia de oxígeno desde el aire al agua de cultivo en los sistemas de producción acuícola es ineficiente.

Algunos sistemas pueden usar inyección de oxígeno suplementario para aumentar la concentración de oxígeno que se entrega a través del sistema de aireación.

Para mejorar la eficiencia de la transferencia de oxígeno del aire o las burbujas de oxígeno, las empresas han desarrollado la tecnología de nanoburbujas.

Nanoburbujas para la acuicultura

Los generadores de nanoburbujas pueden inyectar cualquier gas en cualquier líquido que fluya rápidamente para crear nanoburbujas, pero para las operaciones de acuicultura normalmente se usa aire comprimido u oxígeno.

Las burbujas de aire u oxígeno que se producen tienen un diámetro promedio de menos de 200 nanómetros, lo que hace que las nanoburburjas tengan un tamaño de una quinientosima y una diezmilésima parte del tamaño de las microburbujas y las macroburbujas, respectivamente.

Las nanoburbujas son tan pequeñas que tienen una flotabilidad neutra y no suben a la superficie del agua, sino que se mueven en las corrientes dentro del agua en la unidad de producción.

La flotabilidad neutra de las nanoburbujas proporciona una distribución homogénea de burbujas de oxígeno con niveles de oxígeno disuelto cerca de la superficie y en el fondo de la unidad de producción acuícola casi iguales, lo que significa que la población puede distribuirse y alimentarse activamente en toda la columna de agua de la unidad de producción.

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Los investigadores reportan que las nanoburbujas de aire y oxígeno puro pueden permanecer suspendidas en el agua durante 10 a 15 días, respectivamente, hasta disolverse y, por lo tanto, son un método más eficiente para aumentar el contenido de oxígeno disuelto en el agua.

Además, el colapso de las nanoburbujas da como resultado la producción de radicales libres químicamente reactivos, que oxidan los compuestos orgánicos y que pueden mejorar la calidad del agua en los sistemas cerrados de producción acuícola.

Ámbito y escala de aplicación

Los generadores de nanoburbujas son modulares y fácilmente pueden ser escalados, con capacidad de bombeo de 50 L/minuto a 4 000 L/minuto.

El sistema es particularmente relevante para las especies de salmónidos, que tienen requerimientos altos de oxígeno disuelto, a diferencia de muchas especies acuáticas tropicales.

Las nanoburbujas vienen siendo usados en los sistemas de recirculación en acuicultura por los productores de salmón, en donde trabajan con densidades poblacionales altas para que las operaciones sean económicamente viables.

El sistema de nanoburbujas es más apropiado para sistemas cerrados de producción como los hatcheries, pero también puede ser usado efectivamente en sistemas de producción semi-cerrados como las jaulas de salmón.

A pesar del hecho de que la aireación con nanoburbujas no es eficiente en agua con un alto contenido de sólidos suspendidos, los fabricantes reportan que los generadores de nanoburbujas trabajan bien en los sistemas biofloc para especies como los camarones y la tilapia.

Beneficios del uso de nanoburbujas en acuicultura

Los fabricantes de generadores de nanoburbujas destacan que la aireación con nanoburbujas permite una distribución de oxígeno homogéneo dentro de las unidades de producción acuícola, permitiendo una mejor utilización del espacio desde el fondo a la superficie del tanque de cultivo, jaulas y estanques; además, facilita el incremento de la capacidad de carga en las unidades de producción sin causar estrés a los peces.

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La mezcla homógenea de las nanoburbujas a través de la columna de agua permanece por días y semanas, asegurando que los niveles de oxígeno disuelto son óptimos para las especies acuícolas que se cultivan.

Algunas investigaciones reportan que con la aireación de nanoburbujas se puede duplicar la producción de camarones y reducir la conversión del alimento, en comparación con la aireación por difusores.

Referencia (acceso libre)
FAO. 2022. Sustainable intensification of aquaculture using efficient nanobubble technology. Bangkok.

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