Sistema de recirculacin y tratamiento de agua

IntroduccinEl agua constituye uno de los elementos fundamentales para la vida, es seguramente un recurso vital, que hoy en da por su escasez y deterioro adquieren caractersticas muy graves y preocupantes a escalas mundiales (Martnez, 1997). Las necesidades de agua, como elemento vital para el ser humano, han ido aumentando conforme lo ha hecho la civilizacin y el crecimiento de la poblacin. El desarrollo de las actividades del hombre relacionadas con el agua han dejado un elemento contaminado que representa una variable crtica para el crecimiento, desarrollo y permanencia de la poblacin. Como ejemplo de la contaminacin del agua, las lagunas de la cuenca alta del Ro Lerma, Estado de Mxico, presentaban aos atrs actividad econmica como cultivo de peces y daphnia; actualmente, la produccin de animales acuticos ha decado drsticamente, al grado de ya no estar el recurso disponible para su uso. El problema de la contaminacin del agua ha sido atacado de diferentes maneras. Antiguamente, la eliminacin de las aguas residuales era resuelto mediante la construccin de sistemas de conduccin de agua, sistemas de recoleccin y conduccin de aguas residuales hacia una corriente natural de agua, generalmente un arroyo o canal a cielo abierto, localizado en las partes bajas y alejadas de las comunidades (Garca, 1999). Posteriormente, al incrementarse la cantidad de las aguas residuales fueron un problema de contaminacin de las mismas corrientes naturales, por lo que, surge la necesidad de tratar esta agua, llegando a tener sistemas de tratamiento y desinfeccin de agua. Una vez tratadas, se incorporaban de nuevo a las corrientes naturales. Esta contaminacin, sin embargo, sigue trayendo como consecuencia que algunas actividades del ser humano, como la acuicultura, se vean afectadas significativamente, debido a que la calidad del agua es un factor limitante de desarrollo dentro de esta actividad. La produccin en las granjas acucolas depende directamente de la cantidad de agua y su calidad, es decir, la capacidad de carga de una granja es el balance entre los factores biticos (animales acuticos) y los factores abiticos (agua). Para un desarrollo ptimo (crecimiento, salud y conversin alimenticia) de un determinado cultivo, la produccin estar en funcin de un buen soporte de vida (calidad de agua) y la cantidad de agua que puede ser administrada (Klontz, 1991). Los problemas que actualmente se tienen en granjas acucolas relacionados con la cantidad de agua son: bajo tiempo de recambio, baja velocidad del agua y sobrepoblacin de los espacios de cultivo (Klontz, 1991). Los problemas relacionados con la calidad del agua, generalmente, derivan en enfermedades o en estrs, que no permite el buen desarrollo de los animales acuticos. Por ejemplo, en los cultivos de ranas (Hiplito, 1999), la mala calidad del agua permite la propagacin de enfermedades como lesiones en la piel de las ranas, infecciones bacterianas, envenenamiento por sustancias txicas o exceso de nutrientes, lento o nulo desarrollo de los animales, lesiones en las patas y dedos, etc. Otro problema frecuentemente encontrado en algunas granjas es el uso de la misma agua a travs de diferentes estanques, esto ha trado como consecuencia que los animales que reciben esta agua, tengan problemas sanitarios o de supervivencia, debido a la baja cantidad de oxgeno disuelto, la alta concentracin de slidos suspendidos, ocasionando generalmente la muerte (Hiplito, 1999; Klontz, 1991). Una de las soluciones que han encontrado los acuicultores para aumentar la produccin, o para disminuir los riesgos de una mala calidad de agua en estanques subsecuentes, es el sistema de reuso del agua, entendiendo esto como: un conjunto de procesos que mejoran la calidad del agua, que permiten una mayor produccin (Mayo, 1991). Sin embargo, el sistema de reuso del agua solamente se ha utilizado cuando el costo del agua tratada es muy inferior al beneficio o al costo del producto, es decir, esto solo se aplica a proyectos acucolas como los financiados por el gobierno o instituciones educativas, proyectos pequeos como laboratorios de desove o de acuicultura fina (peces de ornato).

La razn de esto es que los costos de tratamiento y recirculacin de agua son altos y, muchas veces, el cultivo de los animales acuticos no aporta un beneficio social o econmico mayor al del sistema de reuso. Por lo que, es de suma importancia, el desarrollo de la investigacin que tienda a encontrar sistemas de reuso del agua en acuicultura de bajo costo, que permita un mayor beneficio social y econmico. Por lo anterior, se considero trabajar con la seccin de alevinaje, ya que en sta, los sistemas de reuso son caros y no accesibles para el productor acucola en el pas, adems de necesitar, los alevines, alta calidad y una cantidad grande de agua.

En un sistema de recirculacin, la cantidad de agua nueva a agregar, depender directamente del grado de reutilizacin de la misma. Existen varias razones para volver a utilizar el agua nuevamente y entre ellas se mencionan la disminucin en cuanto a su demanda y el volumen reducido de los efluentes (aguas de desecho) a tratar. Esta es una de las ventajas de los sistemas de recirculacin, especialmente cuando se necesita producir peces fuera de su rea de distribucin climtica. En orden de importancia, el factor ms relevante, que limita el cultivo de peces, se refiere a la concentracin de oxgeno disponible en el agua para los animales. En menor grado y a continuacin, los factores ms importantes a considerar son los niveles de amonaco y de anhdrido carbnico disuelto; estando estos dos ltimos parmetros interrelacionados (debido a la accin del anhdrido carbnico sobre los niveles del pH y la relacin del pH con la toxicidad del amonaco). Al respecto, como cada especie posee lmites diferentes de seguridad frente a una exposicin prolongada de estas variables, los sistemas a emplear debern mantener los niveles necesarios de oxgeno disuelto en el agua y asegurar asimismo que las cantidades de anhdrido carbnico y los valores de pH se mantengan por debajo de los lmites mximos, segn la especie bajo cultivo. El agua de abastecimiento deber ser de excelente calidad a la entrada al sistema (previamente determinada por anlisis) y con suficiente caudal como para futuras ampliaciones del cultivo (en este sentido, el agua subterrnea de profundidad sin contaminacin, es la que presenta mejores condiciones iniciales, siempre que su abastecimiento sea cierto en cuanto a trminos de volumen y continuidad). Por otra parte, la ventaja principal de esta agua (adems de su calidad), est representada por el hecho de que su temperatura se mantiene constante a lo largo del ao (en general 18C en clima clido y templado) a su salida. La calidad de este agua ser diferente de acuerdo a la geologa del terreno y podr tratarse de aguas ms o menos duras (segn su contenido en calcio) y que contienen abundante anhdrido carbnico. Las pruebas sobre sus contenidos en minerales y sales (hierro y otros elementos qumicos), debern obtenerse de los anlisis previos (el exceso de hierro o sales por ejemplo, es daino para los peces). La mayor desventaja del agua subterrnea es que carece de oxgeno, pero el mismo puede agregarse al bombearse hacia la superficie y al ingresar a los cerramientos utilizados.

Parmetros de calidad de agua:

Oxigeno: es la variable qumica considerada crtica en el cultivo de peces y por lo tanto la ms importante y sus concentraciones requieren de un monitoreo continuo en acuicultura en varios tipos de sistemas. El oxgeno disuelto (OD) en el agua se encuentra relacionado ntimamente a la temperatura (segn la ley de gases) de tal forma que a mayor temperatura, este gas ser menor y a menor temperatura, su concentracin ser mayor. La presin baromtrica y la altura tambin influyen directamente sobre su concentracin. En general, los peces de aguas clidas se alimentan y crecen mejor y ms rpidamente, mostrndose ms sanos cuando las concentraciones de oxgeno superan los 5 mg/litro. Sin embargo, concentraciones mayores no aumentan estos parmetros. En el caso de los peces de aguas fras, es a la inversa, necesitando mayor cantidad de oxgeno, entre 7-9 mg/litro, para mejorar sus condiciones de vida. Temperatura: la temperatura del agua es la siguiente variable en importancia en los cultivos y determina la viabilidad econmica de los mismos. Esta variable fsica del agua influye en forma directa sobre todos los procesos fisiolgicos (respiracin, alimentacin, aprovechamiento del alimento, crecimiento, reproduccin y comportamiento). En forma tradicional, los organismos acuticos se agrupan (segn su cultivo) en organismos de aguas fras, templadas y clidas. Los peces de aguas fras, por ejemplo, tendrn necesidad de temperaturas dentro del ptimo de los 15-17 C; mientras que aquellos de aguas clidas, necesitarn temperaturas por encima de los 20 C y ptimas entre 24 y hasta 30 C, segn la especie que se trate. La tolerancia de las diferentes especies de organismos hacia este factor depender adems del tamao, edad, etc. Es importante considerar que los organismos acuticos de cultivo, no regulan su temperatura corporal (vulgarmente conocidos como animales de sangre fra), lo que significa que la temperatura de su cuerpo es similar a la del medio. Cada especie tiene un rango ptimo de temperatura que maximizar su crecimiento y rentabilidad, con un lmite inferior y superior, por debajo y por encima del cual no vivirn. Por ejemplo, la tasa de crecimiento de una especie, aumentar a medida que aumente la temperatura hasta que se alcance su ptima. A temperaturas ms altas que las ptimas, la conversin de alimento en los peces ser ms baja. Los aumentos por encima de la temperatura ptima pueden llegar a ser fatales, o bien pueden estresar a los peces, disminuyendo su buen funcionamiento metablico y su respuesta en crecimiento. Por

todas estas razones, la temperatura en un sistema cerrado de cultivo, deber mantenerse lo ms cercana posible al ptimo de la especie. Amoniaco/nitrito/nitrato: se trata de elementos qumicos derivados del Nitrgeno. Todos ellos debern presentarse en condiciones. El nitrato es el producto final de la nitrificacin y el menos txico de los productos nitrogenados. En recirculacin se controla por medio del intercambio diario de agua en el sistema, eliminndolo. pH: este valor, expresa la concentracin de iones hidrgeno en el agua y es la expresin de las caractersticas cidas o bsicas que esta presenta. Su escala vara entre 0 y 14, siendo el punto 7, el denominado neutro. Por debajo de 7, los valores sern cidos y por encima de dicho valor, bsicos. En su gran mayora, el pH de las aguas se equilibra por medio de un sistema de carbonato-bicarbonato y abarca valores que van desde 5,0 hasta 9,0, existiendo sin embargo, algunas excepciones. Para la mayor parte de los animales acuticos, el valor ptimo de pH en referencia a su crecimiento y salud, se sita en el rango de 6,5 a 9,0. La exposicin a un pH extremo puede ser estresante o letal. El pH controla una gran variedad de reacciones de equilibrio (por ejemplo, las reacciones de amonaco y nitritos e influye tambin en la toxicidad de metales como el cobre, cadmio, zinc y aluminio) Alcalinidad/dureza: para los productores no avezados en qumica del agua, la alcalinidad es una medida de la capacidad de neutralizacin del pH o de la capacidad de neutralizar la acidez del agua (aguas ms alcalinas mantendrn el pH alrededor del neutro de la escala). A esta alcalinidad contribuyen los iones carbonato y bicarbonato (CO3 y HCO). En trminos prcticos, la alcalinidad del agua dulce flucta entre 5 mg/litro en aguas blandas hasta ms de 500 mg/litro en aguas duras y estar determinada por la geologa donde est insertado o atraviese el acufero que se utilice. Su concentracin se determina por mtodos qumicos en laboratorio y estar ligada directamente al pH del sistema y a la concentracin de anhdrido carbnico existente. La dureza del agua natural abarca un rango que, en general, es de menos de 5 hasta ms de 10.000 mg/litro. Las aguas se clasifican en moderadamente duras (75100 mg/l), duras (150-300 mg/l) y muy duras (ms de 300 mg/L). La recomendacin para su empleo en cultivos es aquella que abarca entre 20 y 300 mg/l. Salinidad: se define qumicamente como la concentracin total de iones disueltos en el agua y se expresa en general en partes por mil de gramos

de sal por kilo de agua. Cada una de las especies acuticas poseen rangos ptimos de salinidades para su reproduccin y crecimiento, aunque la tolerancia es bastante amplia en la mayora de las especies acucolas. Por ejemplo, los salmones se cultivan en agua dulce y deben trasladarse al agua de mar (por su fisiologa) al llegar al tamao de smolt; mientras las truchas se cultivan inicialmente en agua dulce y luego pueden trasladarse para el engorde (aclimatndolas) al agua de mar, con salinidades de hasta 32 ppm. La mayora de los especies de agua dulce se reproducen y crecen bien a salinidades de entre 4 y 5 ppm. Los peces mantienen su concentracin de sales disueltas internas mediante un proceso denominado de osmoregulacin por el cual, cuando estn expuestos a concentraciones mayores que sus rangos ptimos, deben gastar una considerable energa para ello a expensas de otras funciones, como el crecimiento, por ejemplo. Anhdrido carbnico y el ciclo del carbonato: el anhdrido carbnico es un gas muy soluble en agua, aunque su concentracin pura sea baja. La mayor parte de su produccin en un sistema acucola, proviene de la respiracin de los propios animales en cultivo y de la descomposicin de la materia orgnica que existe en el sistema. Su medida se efecta qumicamente en laboratorio. La exposicin a altas concentraciones de este elemento, disminuye la tolerancia a concentraciones bajas de oxgeno disuelto y niveles altos en el agua reducen su excrecin por las branquias. Su concentracin en sangre produce una enfermedad respiratoria. El lmite superior recomendado para cultivos, es de 15-20 mg/litro, ya que concentraciones ms altas producen un efecto narctico en los peces (60-80 mg/l) que puede ser utilizado como anestsico temporal, para reducir el estrs de manejo o en la aplicacin de tratamientos. Slidos sedimentables, suspendidos y disueltos: el alimento no ingerido, las partculas finas de alimento, las heces de los organismos bajo cultivo, las algas o pelculas bacterianas desprendidas de los biofiltros, se acumulan en cualquier sistema de acuicultura, constituyendo los desechos slidos. En un sistema de recirculacin, estos desechos pueden influir sobre todos los dems procesos del sistema, constituyendo una fuente importante de empleo o demanda de oxgeno e incorporacin de nutrientes al agua y pueden afectar la salud de los peces actuando sobre su sistema branquial y aumentando su exposicin a los patgenos. Para una operacin normal de cultivo de peces, el lmite de slidos totales admitidos, suele ser de 10 mg/litro, alcanzando un

lmite superior de 25 mg/l. Por ello, la remocin de los slidos totales (sedimentables, suspendidos y disueltos) es crtico para los sistemas de recirculacin. Los ms difciles de extraer son los slidos disueltos y los finos. MONITOREOS: existen equipos sensibles que pueden ser utilizados en las mediciones de oxgeno disuelto (denominados oxmetros) que hoy en da se encuentran disponibles en el mercado. La mayora de los medidores de oxgeno y pH, disponen adems de registros de temperatura (los digitales suelen ser tiles y registran las tres variables mencionadas). En el caso de la temperatura, existen los termmetros tradicionales que tambin permiten un registro fcil y diario de esta variable. Los medidores de pH son conocidos como peachmetros y estn disponibles tambin en el mercado. El resto de semanal o peridica y por medio de kits de medicin.s aceptables en cuanto a sus concentraciones dentro de un sistema de acuicultura. El nitrgeno es uno de los elementos qumicos ms importantes para la vida de los seres acuticos. Este elemento forma parte de las protenas, los cidos nucleicos, los pigmentos y otros compuestos. Las necesidades fisiolgicas de los peces son satisfechas en pequesimas cantidades y los excedentes son convertidos en desechos nitrogenados que es forzoso retirar del sistema debido a su alta toxicidad. Los peces en particular, producen y excretan varios desechos por difusin (a travs de las branquias) y tambin por la orina y las heces. En los sistemas cerrados de recirculacin de agua, es muy importante descomponer todos estos elementos, debido a su toxicidad hacia los animales; en especial si se trata del amonaco y los nitritos, y en menor escala de los nitratos. Todos estos compuestos son altamente solubles en el agua de cultivo y el amonaco se presenta bajo dos formas: ionizado y noionizado. La concentracin del amonaco estar en funcin del pH del medio, de la salinidad y de la temperatura. El amonaco total (TAN) es la suma de los productos mencionados anteriormente. Como el amonaco es el ms txico de estos compuestos, la concentracin de la forma noionizada del mismo, es la principal a determinar. Existen al respecto, tablas apropiadas para conocer las concentraciones del amonaco en funcin de las diferentes temperaturas y del pH del agua. A bajas concentraciones, este elemento es txico para los peces y vara segn la especie cultivada (puede variar desde 0,08 mg/litro para peces como los Salmnidos hasta 2,2 mg/litro para las carpas). En general los peces de aguas clidas soportan mayores concentraciones con respecto a los de

agua fra y los de agua dulce son ms tolerantes que los de agua salada. El nitrito responde a una fase intermedia del proceso qumico denominado de nitrificacin, que abarca desde la descomposicin del amonaco hasta alcanzar la forma de nitrato. El ozono y las bacterias nitrificantes de un biofiltro equilibrado por ejemplo, transforman rpidamente el nitrito en nitrato, pero es importante tener en cuenta que este producto se produce en forma continua dentro del cultivo, por lo que se considera imprescindible su continuo monitoreo y es importante, adems, corregirlo cuando excede los lmites aceptables de la especie bajo cultivo. Este parmetro qumico, afecta el transporte de oxgeno por la hemoglobina de la sangre (produciendo la enfermedad denominada de la sangre color caf). Esta enfermedad fue detectada en el bagre del canal en Estados Unidos. Konikoff (1975) trabaj con este bagre y esta variable qumica fue bien estudiada por este autor en el bagre del canal, en Estados Unidos; comprobando que los animales envenenados mueren presentando la boca abierta, aletas pectorales y dorsales erectas y cuerpo relajado, mientras que su sangre es muy caracterstica, de un color marrn chocolate fuerte, que persiste an despus de varias horas de su muerte. El nitrato es el producto final de la nitrificacin y el menos txico de los productos nitrogenados. En recirculacin se controla por medio del intercambio diario de agua en el sistema, eliminndolo. pH: este valor, expresa la concentracin de iones hidrgeno en el agua y es la expresin de las caractersticas cidas o bsicas que esta presenta. Su escala vara entre 0 y 14, siendo el punto 7, el denominado neutro. Por debajo de 7, los valores sern cidos y por encima de dicho valor, bsicos. En su gran mayora, el pH de las aguas se equilibra por medio de un sistema de carbonato-bicarbonato y abarca valores que van desde 5,0 hasta 9,0, existiendo sin embargo, algunas excepciones. Para la mayor parte de los animales acuticos, el valor ptimo de pH en referencia a su crecimiento y salud, se sita en el rango de 6,5 a 9,0. La exposicin a un pH extremo puede ser estresante o letal. El pH controla una gran variedad de reacciones de equilibrio (por ejemplo, las reacciones de amonaco y nitritos e influye tambin en la toxicidad de metales como el cobre, cadmio, zinc y aluminio) Alcalinidad/dureza: para los productores no avezados en qumica del agua, la alcalinidad es una medida de la capacidad de neutralizacin del pH o de la capacidad de neutralizar la acidez del agua (aguas ms

alcalinas mantendrn el pH alrededor del neutro de la escala). A esta alcalinidad contribuyen los iones carbonato y bicarbonato (CO3 y HCO). En trminos prcticos, la alcalinidad del agua dulce flucta entre 5 mg/litro en aguas blandas hasta ms de 500 mg/litro en aguas duras y estar determinada por la geologa donde est insertado o atraviese el acufero que se utilice. Su concentracin se determina por mtodos qumicos en laboratorio y estar ligada directamente al pH del sistema y a la concentracin de anhdrido carbnico existente. La dureza del agua natural abarca un rango que, en general, es de menos de 5 hasta ms de 10.000 mg/litro. Las aguas se clasifican en moderadamente duras (75100 mg/l), duras (150-300 mg/l) y muy duras (ms de 300 mg/L). La recomendacin para su empleo en cultivos es aquella que abarca entre 20 y 300 mg/l. Salinidad: se define qumicamente como la concentracin total de iones disueltos en el agua y se expresa en general en partes por mil de gramos de sal por kilo de agua. Cada una de las especies acuticas poseen rangos ptimos de salinidades para su reproduccin y crecimiento, aunque la tolerancia es bastante amplia en la mayora de las especies acucolas. Por ejemplo, los salmones se cultivan en agua dulce y deben trasladarse al agua de mar (por su fisiologa) al llegar al tamao de smolt; mientras las truchas se cultivan inicialmente en agua dulce y luego pueden trasladarse para el engorde (aclimatndolas) al agua de mar, con salinidades de hasta 32 ppm. La mayora de los especies de agua dulce se reproducen y crecen bien a salinidades de entre 4 y 5 ppm. Los peces mantienen su concentracin de sales disueltas internas mediante un proceso denominado de osmoregulacin por el cual, cuando estn expuestos a concentraciones mayores que sus rangos ptimos, deben gastar una considerable energa para ello a expensas de otras funciones, como el crecimiento, por ejemplo. Anhdrido carbnico y el ciclo del carbonato: el anhdrido carbnico es un gas muy soluble en agua, aunque su concentracin pura sea baja. La mayor parte de su produccin en un sistema acucola, proviene de la respiracin de los propios animales en cultivo y de la descomposicin de la materia orgnica que existe en el sistema. Su medida se efecta qumicamente en laboratorio. La exposicin a altas concentraciones de este elemento, disminuye la tolerancia a concentraciones bajas de oxgeno disuelto y niveles altos en el agua reducen su excrecin por las branquias. Su concentracin en sangre produce una enfermedad respiratoria. El lmite superior recomendado para cultivos, es de 15-20

mg/litro, ya que concentraciones ms altas producen un efecto narctico en los peces (60-80 mg/l) que puede ser utilizado como anestsico temporal, para reducir el estrs de manejo o en la aplicacin de tratamientos. Slidos sedimentables, suspendidos y disueltos: el alimento no ingerido, las partculas finas de alimento, las heces de los organismos bajo cultivo, las algas o pelculas bacterianas desprendidas de los biofiltros, se acumulan en cualquier sistema de acuicultura, constituyendo los desechos slidos. En un sistema de recirculacin, estos desechos pueden influir sobre todos los dems procesos del sistema, constituyendo una fuente importante de empleo o demanda de oxgeno e incorporacin de nutrientes al agua y pueden afectar la salud de los peces actuando sobre su sistema branquial y aumentando su exposicin a los patgenos. Para una operacin normal de cultivo de peces, el lmite de slidos totales admitidos, suele ser de 10 mg/litro, alcanzando un lmite superior de 25 mg/l. Por ello, la remocin de los slidos totales (sedimentables, suspendidos y disueltos) es crtico para los sistemas de recirculacin. Los ms difciles de extraer son los slidos disueltos y los finos. MONITOREOS: existen equipos sensibles que pueden ser utilizados en las mediciones de oxgeno disuelto (denominados oxmetros) que hoy en da se encuentran disponibles en el mercado. La mayora de los medidores de oxgeno y pH, disponen adems de registros de temperatura (los digitales suelen ser tiles y registran las tres variables mencionadas). En el caso de la temperatura, existen los termmetros tradicionales que tambin permiten un registro fcil y diario de esta variable. Los medidores de pH son conocidos como peachmetros y estn disponibles tambin en el mercado. El resto de semanal o peridica y por medio de kits de medicin. Sistemas de tratamiento del agua: El tratamiento del agua en Acuicultura persigue la eliminacin de substancias inertes, la destruccin de grmenes patgenos y facilitar intercambios de gas entre la fase lquida y la gaseosa. Aireadores y Oxigenadores: Para la acuicultura intensiva es prudente mantener el agua entrante tan prxima como sea posible a la saturacin total de OD (100 %), quiere decir a su mxima solubilidad a una dada temperatura (Egna y Boyd 1997). Sin duda la aireacin

es el tratamiento del agua mas empleado en acuicultura. La eleccin del material de aireacin y de oxigenacin se har de acuerdo: - a las instalaciones existentes (superficie de agua, superficie de estanques, tiempo de renovacin, altura del agua, bombas, etc.) - al tiempo de utilizacin por ao (amortizacin) - finalmente en funcin de su eficacia, de la cantidad de oxigeno disuelto por hora y del rendimiento energtico. La transferencia del O2 del aire (20.946% en la atmosfera) con el agua estn en un equilibrio con el oxigeno atmosfrico. Cuando el agua se encuentra insaturada de OD, el oxigeno atmosfrico se trasfiere al agua y a la inversa si el agua se encuentra sobresaturada de OD.Sistemas de Recirculacin y Tratamiento de agua 3

La solubilidad del oxgeno en agua a 15 oC es de 47ppm (suponiendo una atmsfera de oxigeno). Las concentraciones obtenidas en los tanques, por ejemplo, son bastantes mas bajas generalmente entre 3 a 12 ppm (Barnab, 1991). Filtracin La utilizacin de los filtros en la acuicultura, tiene como objetivo la eliminacin de sustancias y organismos indeseables en el agua de cultivo. Existen cientos de filtros diferentes en el mercado mundial. La seleccin del tipo correcto para un uso especfico, requiere del conocimiento de los diferentes tipos de filtros y sus principios bsicos de operacin. Clasificacin de los Filtros Filtros mecnicos Se utilizan para eliminar partculas en suspensin, estos emplean las diferencias en el tamao de la partcula en solucin. Cribas fijas: la forma ms simple consiste en una criba fija puesta cruzando la trayectoria del flujo, de tal forma que el fluido pasa a travs de ella (figura14). Las partculas ms

grandes que los orificios de la criba no pueden pasar a travs de ella, acumulndose. Generalmente las cribas se utilizan para partculas mayores a 1.5 mm de dimetro. Filtros de arena por gravedad: el agua que contiene al material particulado entra por la parte superior y pasa hacia abajo a travs de las capas del filtro. Un tubo perforado o un suelo simplemente perforado proporciona el sistema de conexin del agua limpia. La gravedad proporciona la energa necesaria para inducir el flujo a travs del filtro. Filtros de arena por presin: son similares a los filtros de arena por gravedad, excepto que el filtro esta recubierto en un contenedor a presin y la presin se aplica por medio de una bomba (ver figura 18). Filtros de tierra de diatomeas: estos se utilizan principalmente donde la claridad del agua debe ser alta y/o donde la poblacin de bacterias en el agua es baja, por lo que, en ocasiones, es preciso que el agua pase primero por un filtro de arena (figura 18). Existen cientos de tipos de tierras de diatomeas o aditivos de filtros de la misma, el ms fino es capaz de remover partculas de hasta 0,1m. Filtros de gravedad Utilizan la fuerza de gravedad para extraer partculas de un fluido (separacin gravitacional). Existen tres tcnicas de separacin gravitacional: sedimentacin, centrifuga y el hidroclona. Sedimentacin: es el proceso de permitir que el material particulado, que tenga una mayor densidad que el lquido que lo rodea, se asiente, bajo la fuerza gravitacional en un lquido esttico o lentamente mvil. Centrifugacin: se usan para incrementar la fuerza gravitacional experimentada por las partculas durante su asentamiento, existen de muchos tipos. En el mercado se encuentran centrifugas de flujo continuo e intermitente, las

primeras se utilizan en los sistemas acuticos. Hidroclona: El agua entra tangencialmente por la parte superior de la unidad, creando un espiral lquido (figura, 19). El flujo rotacional hace que el material particulado ms pesado se desplace hacia afuera a las paredes de la hidroclona.

Filtros qumicos Son principalmente unidades de adsorcin, esta se define como un proceso de acumulacin o concentracin de sustancia en una superficie o interfase. Filtros de Carbono: Se emplean para eliminar productos orgnicos de excrecin (Coll Morales, 1991). Son de dos tipos: de flujo continuo e intermitente. El de tipo intermitente consiste en un tanque de tamao apropiado que se llena con carbono activado granulado. El agua se bombea al tanque, comnmente la mezcla agua-carbn se bate para incrementar la razn de adsorcin. Se deja reposar la mezcla y el agua purificada se drena y el carbono se puede desechar o regenerar, es til en sistemas pequeos, alto costo y mano de obra. En los sistemas continuos de contacto puede haber uno de, al menos, dos tipos: el primero similar al anterior con la diferencia que el agua ingresa continuamente por un extremo del tanque, pasa por el carbono y sale por el extremo opuesto (figura 20). Por lo tanto el tiempo de contacto es una funcin de la razn del flujo y el volumen de la capa de carbono. Antes de entrar al filtro de carbn

activado el agua deber pasar por un filtro mecnico. El segundo sistema continuo de contacto aplica carbono molido a un flujo de agua. Despus de un tiempo de contacto suficiente, el carbono con los materiales adsorbidos se separa del agua, este sistema elimina los grandes tanques de contacto. El carbn puede volver a activarse por calentamiento o mediante lavado con disolventes orgnicos.

filtro de carbn activado

Filtros biolgicos (Biofiltracin) Para el rea ambiental de la acuicultura, el Nitrgeno es de central preocupacin como componente de los residuos generados en la crianza de peces. En particular, los peces excretan varios productos nitrogenados residuales por difusin e intercambio inico a travs de las branquias, orina y heces. La descomposicin de estos compuestos nitrogenados es especialmente importante en sistemas de recirculacin de acuicultura debido a la toxicidad del amonaco, nitrito y en algn grado el nitrato (Wheaton, 1985). El proceso de la remocin de nitrgeno amoniacal en un filtro biolgico se denomina nitrificacin, y consiste en la sucesiva oxidacin del amonaco primero a nitrito y finalmente a nitrato. Tambin existe un proceso de reduccin anaerbica de nitrato a nitrgeno molecular gaseoso denominado desnitrificacin.Sistemas de Recirculacin y Tratamiento de agua 18

Nitrificacin: El amoniaco es el principal producto final del catabolismo de la protena y es excretado por los peces como amoniaco no ionizado (NH3) a travs de las branquias. El amoniaco, nitrito y nitrato son todos altamente solubles en

agua. El amoniaco existe en dos formas: no ionizado y ionizado (NH4+ amonio), la concentracin relativa de estas formas en la columna de agua es principalmente una funcin del pH, temperatura y salinidad (Anthonisen et al., 1976). La suma de las dos formas se denomina amoniaco total o simplemente amoniaco (NAT). Un aumento del pH o la temperatura aumenta la proporcin de la forma no ionizado del NAT. Para exposiciones de largo plazo, las concentraciones permisibles de NH3 dependen de la especie y de la temperatura de cultivo, pero como regla general este debe mantenerse bajo 0.05mg/l. El nitrito es un producto intermedio en el proceso de nitrificacin del amoniaco a nitrato. A pesar que es usualmente convertido en nitrato tan pronto como se produce, la falta de oxidacin biolgica del nitrito resultar en niveles elevados de este que pueden ser txicos para los peces; debe ser constantemente monitoreado ya que los altos niveles podran indicar una inminente falla del biofiltro. La toxicidad del nitrito se debe a su efecto en la capacidad de transporte del oxigeno de la hemoglobina de la sangre. Cuando este penetra en la corriente sangunea, oxida al hierro en la molcula de la hemoglobina desde el estado ferroso (Fe++) al estado frrico (Fe+3). El producto resultante se denomina metahemoglobina, la que tiene un caracterstico color marrn, llamada comnmente enfermedad de sangre marrn (Tomasso et al., 1979). El nitrato es el producto final de la nitrificacin y es el menos toxico de los compuestos. En sistemas de recirculacin, los niveles de este son corrientemente controlados por recambiosSistemas de Recirculacin y Tratamiento de agua 19

diarios de agua. En sistemas con bajo recambio o altas tasas de retencin hidrulica, la desnitrificacin se ha tornado cada vez ms en una medida importante de control. La filtracin biolgica puede ser una medida efectiva para controlar el amoniaco; en comparacin con el recambio del agua para controlar sus niveles. Existen dos tipos de bacterias las que colectivamente ejecutan la nitrificacin. Estas son generalmente catalogadas como bacterias quimioauttrofas, ya que obtienen la energa de la oxidacin de compuestos inorgnicos a diferencias de las bacterias

hetertrofas que obtienen energa oxidando compuestos orgnicos (Hagopian y Riley, 1998). Las bacterias de oxidacin del amoniaco obtienen su energa oxidando amoniaco no ionizado a nitrito como: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus Y Nitrosovibrio. Las bacterias de oxidacin del nitrito al nitrato son: Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira y Nitrospina. Las bacterias nitrificantes son principalmente autotrficas obligadas, que consumen dixido de carbono, y aerbicas obligadas, Que requieren oxigeno para desarrollarse. Las bacterias heterotrficas crecen significativamente mas rpido que las bacterias nitrificantes y prevalecen por sobre estas compitiendo por espacio y oxigeno en los biofiltros cuando las concentraciones de materia orgnica disuelta y particulada son altas. Por ese motivo, es imperativo que la fuente de agua para los biofiltros sea mantenida tan limpia como sea posible con la mnima concentracin de slidos totales. Etapas de la nitrificacin: Es un proceso de dos etapas, donde primero el amoniaco se oxida a nitrito y luego el nitrito se oxida a nitrato. Los dos pasos de la reaccin normalmente se llevan a cabo secuencialmente, ya que el primer paso tiene una tasa de reaccin cintica mas alta que el segundo paso, el proceso es normalmente controlado por la oxidacin delSistemas de Recirculacin y Tratamiento de agua 20

amoniaco y como resultado no existe una apreciable acumulacin de nitrito. Equilbrio Acido/Base: NH3 + H2O NH4+ + OHNitrosomonas NH4+ + 1,5 O2 NO2- + 2 H+ + 84 kcal/mol amonaco Nitrobacter NO2- + 0,5 O2---> NO3- + 17,8 kcal/mol nitrito Total NH4+ + 2 O2 ---NO3- + 2 H+ + H2O + Energa

Sistemas de Recirculacin para la Acuicultura Es la tecnologa que permite el cultivo de peces a mayor intensidad. En el SRA, el ambiente es totalmente controlado, el agua circula a travs del sistema, y solamente un pequeo porcentaje de agua es reemplazado diariamente. La temperatura, salinidad, pH, alcalinidad, composicin qumica y el oxigeno son monitoreados y continuamente controlados. Los residuos slidos son filtrados y removidos, se incorpora oxigeno para mantener concentraciones suficientes para la densidad de peces en cultivo, Y por ultimo el efluente es tratado en biofiltro para la conversin biolgica del nitrgeno amoniacal a nitrato.

Conclusin:

Un sistema de recirculacin consiste en los siguientes componentes: una cierta cantidad de depsitos de agua para los peces, una unidad de tratamiento del agua, unas bombas y unas tuberas para el suministro de agua as como para su retorno. El corazn del sistema es la unidad de tratamiento de agua. Disear y operar un sistema de recirculacion de agua requiere de una solida comprensin de las operaciones unitarias y procesos incluidos; la falla de cualquiera de estas operaciones puede ocasionar que falle la totalidad del sistema, usualmente resultan en la muerta de los peces en el proceso (Timmons, 2002).

Por lo expuesto en este trabajo, consideramos que el tratamiento del agua en toda su dimensin tiene un rol ms significativo en cultivos con tendencias intensivas, debido a que el control y monitoreo de la calidad del agua es de vital importancia en el xito o fracaso de un cultivo con fines comerciales.

Respecto al sistema de recirculacin en acuicultura, en la actualidad cada vez es ms utilizado, ya que el agua es un recurso de vital importancia no solo para la acuicultura mismaSistemas de Recirculacin y Tratamiento de agua 36

sino para las dems actividades productivas, por esa razn el concepto de reutilizacin va de la mano con un concepto ms abarcador, el del uso sustentable del recurso. Cabe destacar que tanto en el sistema de tratamiento de agua como en el SRA se debe contar con el conocimiento y la capacitacin que estos requieran. Para la utilizacin y diseo de estos se requiere manejar ciertos conceptos, lo ms amplio posible como: construcciones hidrulicas, fsicoqumica del agua, etc.

Bibliografa:1.-http://www.infogranja.com.ar/sistemas_de_recirculacion_en_acuicultura.htm 2.-http://www.minagri.gob.ar/site/pesca/acuicultura/01=cultivos/03otros_sistemas/_archivos/000003Sistemas%20de%20recirculaci%C3%B3n%20y%20tratamiento%20de%20agua.pdf?PHPSESSID=537 80e686fdd2fd28d7d0f611a595fc5 3.-http://issuu.com/capmike/docs/name4048f4