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"Sistemas Acucolas Sustentables: Recirculacin de Agua apoyada en

Biorremediadores y Probiticos"

ING. HERNAN ZAMBRANO QUIROZ MILBUR S.A BOYARDIN S.A.

GUAYAQUIL - ECUADOR

[email protected]

Ubicacin

Golfo de Guayaquil

Zona de Taura

Origen del sistema en Ecuador Inicialmente el Sndrome de Taura crea un gran problema de produccin para la zona, posteriormente la Mancha Blanca (WSSV) ataca al camarn ecuatoriano y se comienzan a crear los primeros cultivos intensivos tierra adentro. Los sistemas de cultivo en invernaderos bien manejados aseguran estabilidad en las condiciones fsico qumicas y biolgicas. La aplicacin con criterio de muchas tcnicas desarrolladas mundialmente en sistemas de produccin intensiva (Harbor Branch, Universidad de Cornell, Belice, Waddel Aquaculture, etc.) producen excelentes rendimientos en cosechas de camarn (Inlafa) La experiencia obtenida inicialmente en camarn es probada en engorde de tilapias y se obtienen los primeros buenos resultados Los problemas originados por las variaciones climticas ecuatorianas creando una marcada poca en la cual las salinidades altas y las bajas temperaturas merman considerablemente la produccin de alevines, nos hace pensar en aplicar todos estos conocimientos.

Por que la necesidad de recircular y desarrollar nuevas tecnologas

Necesidad de bajar capacidad de aireacin en cultivos intensivos.

Baja disponibilidad de agua.

Calidad de agua del invierno.

Embanques de reservorios

Contaminacin Industrial

Calidad de agua por cultivos aledaos y poblaciones.

Emanaciones con poca calidad de agua y riesgo de enfermedades.

Problemas externos varios (pesticidas, mareas rojas, cianofitas, etc.)

Control de parmetros.

Poca estabilidad a causa del canal de trasvase de CEDEGE

Necesidad de subir produccin con seguridad .

Costos elevados por adicin de bacterias en sistemas abiertos.

Salinidad para razas nuevas (caso policultivo con tilapia)

Renovacin de agua (sin tratamiento por los mayores costos que demanda usar agua nueva posiblemente polucionada)

Bajar costos de Produccin (FCA, insumos, energa)

Cambios estratgicos

De sistemas de renovacin continua con poco o

ningn control de bioseguridad pasamos a producir en Sistemas de Recirculacin de Agua de varios tipos.

BENEFICIOS OBTENIDOS: Estabilidad bacteriana (picos bacterianos en aguajes-quiebras, lluvias

fuertes, etc.)

Madurez del agua en piscinas recin sembradas.

Poqusimos tratamientos de desinfeccin por bacterias o parsitos

Mayor Velocidad entre siembras (disminucin del tiempo de preparacin)

Nulidad total de txicos forneos (contaminacin agrcola, acucola, urbana e industrial)

Salinidad y pH estable

Niveles de oxgeno altos y estables por causa del continuo movimiento del agua, dentro del sistemas. (desestratificacin, homogenizacin, suspensin y desgasificacin)

Disminucin de la aireacin suplementaria en los sistemas intensivos de niveles altos de 80hp a entre 20 y 30 hp/hectrea..

BENEFICIOS OBTENIDOS Estabilidad en las proyecciones econmicas

Muy poca zonas de embanque en los reservorios, al dejar de bombear agua con slidos en suspensin externas.

Ausencia de malos olores y sabores (exclusin de cianobacterias y hongos por exclusin competitiva)

Mayor eficiencia de bombas por menor nivel de bombeo (TDH)

Disminucin del DBO y DQO por la calidad de suelos mejorados y accin bacteriana.

No fertilizacin (componentes orgnicos que en un sistema tradicional se vierten al ambiente).

Estabilidad ambiental: 0 estrs y se reducen al mnimo las patologas conocidas.

No uso de antibiticos

Mejor cotizacin de venta del camarn (pigmentacin)..

Recirculacin en Larvicultura

Tanques redondos o rectangulares (lo que tenamos construidos) fueron adaptados con el sistema desarrollado por Michael Timmons (Universidad de Cornell)

Adecuacin de invernaderos para mantener las temperaturas constantes en el sistema y dar mayor control (bioseguridad)

Biofiltracin Construccin de

biofiltros para hacer el tratamiento de las aguas que retornaran a nuestros tanques de cultivo

Adecuacin de bombas de agua

Sistema de inyeccin de oxgeno puro como respaldo del sistema y para reducir el tiempo de nitrificacin

Recirculacin en salas: Manejo

Preparacin del agua (se requiere conocer bien la calidad de agua con la que se cuenta y lograr un balance inico ideal)

Mantenemos un riguroso control de los parmetros fsico qumicos, en caso de cualquier desbalance remediar con prontitud.

Aplicacin de biorreguladores y probiticos.

Hacemos siembras individuales en los tanques, los que nos permite inocular agua madura a las nuevas siembras, lo cual es permitido gracias a que manejamos siembras y cosechas alternadas.

MANEJO

Sistemas de recirculacin de agua

Desventajas

Tiene un costo inicial de construccin alto.

Requieren un alto nivel tcnico de operacin.

Depende de aireacin 24 horas

No es tan eficiente para controlar residuos orgnicos o

requieren de una filtracin mecnica adicional.

Ventajas Incrementar la productividad por unidad de rea al manejar altas cargas por m

Sobrevivencias elevadas y estables.

Alto ndice de control biolgico (bioseguridad)

Calidad superior de alevines y peces.

Estabilidad de los parmetros fsico-qumicos.

Mejora conversin alimenticia.

Sistema ambientalmente amigable, se minimiza la expulsin residuos a los efluentes..

Sistemas de Flculos Bacterianos

Infraestructura Estanques de tierra recubiertos con membrana

geotextil (liner)

Adecuacin de invernaderos para mantener las temperaturas constantes en el sistema y dar mayor control (bioseguridad)

Agua de buena calidad (inicialmente)

Aireacin de paletas de 6-8 HP/1000 m (pueden ser usados blowers en sistemas mixtos)

Sistemas de Flculos Bacterianos

Manejo

Preparacin de agua con la finalidad de mantener un sistema heterotrfico flocular cero recambio.

Monitoreo constante del sistema.

Recuperacin de agua (costos)

Aplicacin de biorreguladores y probiticos.

Objetivos

Intensificacin de rea (PC pasan a PE)

Velocidad de crecimiento

Sanidad del animal y uniformidad de tallas.

Facilidad para unificar tallas.

Seleccin de futuros reproductores.

Control de depredadores

Control de los parmetros Fsico-Qumicos y Biolgicos ..

Sistemas de recirculacin de agua Desventajas


Requieren un alto nivel tcnico de operacin.

Depende de aireacin 24 horas (cuando es intensivo)

Ventajas

Sistema biolgico supremamente estable.

Se puede trabajar con cero txicos, incluso a baja salinidad.

Fondos muy limpios (muy espordica necesidad de sifonear)

Alta rotacin con lucro cesante muy bajo.

Baja mano de obra

Los flculos bacterianos son una excelente fuente de protenas y aminocidos esenciales, estos pueden constituir + del 25% del floc, adems son fuente de minerales, vitaminas, cidos grasos por lo cual podramos reducir la protena y algunos otros nutrientes esenciales sin causar perdidas de crecimiento (Chamberlain y Hopkins)..

Ventajas Incrementar la productividad por unidad de rea al

manejar altas cargas por m

Muy buenas sobrevivencias


Calidad superior de alevines y peces.

Estabilidad de los parmetros fsico-qumicos.

Baja conversin alimenticia.

Sistema ambientalmente amigable, no se expulsan residuos con hormona a los efluentes..

RECIRCULACION DE AGUA EN PISCINAS DE TIERRA

ANTECEDENTES:

Muy baja disponibilidad de Agua. Recirculacin de agua (sin tratamiento) Problemas externos varios (WSSV,

pesticidas, mareas rojas, cianofitas, etc.)

Necesidad de subir produccin.

Azolla filiculoides

Modercorp S.A.

Sistemas de recirculacin de agua

Desventajas


Requieren un mediano nivel tcnico de operacin.

Depende de bombeo 24 horas.

Se debe invertir un porcentaje del rea de cultivo.

Ventajas Incrementar la productividad por unidad de rea (altas cargas por m)


Estabilidad de los parmetros fsico-qumicos, biolgicos, fisiolgicos.

Baja conversin alimenticia.

Disminucin de costos de preparacin de piscinas.

No hay desperdicio de probiticos.

Disminucin drstica de problemas por mal sabor y olor.

Sistema ambientalmente amigable (escapes, calidad de agua, CO2)

Niveles de los canales y eficiencia de bombas y decantadores

Decantadores (rio taura) SST 200mg/lt entrada a 80 cm en salidas

Calidad de suelos en recirculadores

Agua directa del

ro

Agua pasada por canales

Agua recirculad

a

MAXIMA altura de marea

MINIMA altura de marea

Rango de bombeo 12 H

12 H

Fondo

Bomba

Reservorio

SISTEMA ABIERTO

4 m

etro

s

MAXIMA nivel de agua


Fondo

Bomba

Reservorio

MINIMO nivel de agua

RECIRCULACION

Ro

MAXIMA nivel de agua


Fondo

Bomba

Reservorio

MINIMO nivel de agua

RECIRCULACION

Ro

Nivel de compuertas

de salida

59

HATCHERY Piscina A-10

Piscina A-09

60

HATCHERY Recircula

dor Piscina A-09

61

HATCHERY Recircula

dor

Estacin de bombeo

62

HATCHERY

Estacin de bombeo

Recirculador

ANTES..

DESPUES..

Recirculacin en modulos

Retornos tiempo de permanencia hidrulico

Bomba de flujo abierto

Flujo de Agua y manejo eficiente

Estacin de recirculacin Langosmar

Recirculacin Langosmar sistema sig sag

Medicin de flujos

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Limpieza de recirculadores

Limpieza del recirculador

Control biolgicos de los recirculadores

PROBIOTICOS Animales Terrestres: el aparato digestivo representa el hbitat en un ambiente

que est limitado en agua.

Acuicultura: el hospedero y los MO comparten el ecosistema. Los probiticos pueden estar activos en branquias, piel como en el medio ambiente.

A las bacterias Probiticas generalmente se les atribuye el poder mejorar la calidad del agua en acuicultura e inhibir los patgenos.

MEJOR DEFINICIN: un adjunto microbiano vivo que tiene un efecto beneficioso en el hospedero:

Modificando el ambiente en su comunidad microbiana.

Mejorando la calidad del alimento o la digestibilidad del mismo

Desarrollando una mejor respuesta del hospedero a enfermedades

Mejorando la calidad del ambiente en que se desarrolla.

Modificando el ambiente en su comunidad microbiana.

CEPAS DE PROBIOTICOS Bacillus: B. subtilis, B. cereus.

Lactobacilos: L. acidophillus (johnsonii), L. caseii, L. bulgaricus, L. reuteri, L. rhamnosus (G.G)

Bifidobacterias: B. bifidum, B. longum, B. breve, B. infantil, B. animalis

Estreptococcus: E. termophilus

Levaduras y mohos: Sacharomyces boulardi, S. cereviceae

Bacterias Biorremediadoras Para una rpida reduccin son usadas preferntemente especies falgeladas con

motilidad.

Bacillus amyloliquefaciens- NH3, N02y N2

Bacillus licheniformis- denitrificacin (NO2 TDS NO3, degradacin de almidn, protenas.

Bacillus pumilus- Fuerte actividad proteoltica, produce niveles altos de Proteasa.

Bacillus subtilis- amonio and urea uptake, nitrite

Bacillus megaterium- good waste degrader, phosphorus uptake

Bacillus pasteuri- denitrifying and good for saline applications :

Bacillus polymyxa - nitrogen fixers, can fix nitrogen in anaerobic conditions, degrades pectin and polysaccharides.

Bacillus halodenitrificans- NO2 and NO3 uptake within cellular biomass or conversion

Bacillus firmus- fats, oil and grease degradation

Cuanto aplicar? Manipulacin de la ecologa microbiana.

Piscinas: grandes biorreactores en que las especies cultivadas son un pequeo componente de la biomasa producida..

Debemos aplicar una cantidad suficiente de MO para poder tener una respuesta rpida y contundente.

Que cantidad se recomienda usar. De acuerdo a las experiencias del Dr Metchnikoff,1907, FULLER 2001, reporta que un tratamiento en sedimentos a travs de Bacillus que requiri de 10.000 UFC/ML . 1ha=10000 m x 1m = 10.000 m x 1000 Litros x 1000 ml.= 1 x 1010 ml. Los 10.000 x 1 x 1010 ml. = 1 x 1014 UFC Necesarias. 1 x 109 UFC/ml. = 1 x 1012 UFC/Litros. 1 x 1012 UFC/. 1 Litro 1 x 1014 UFC x 1 x 1014 UFC/L x 1 Litros = 1 x 102 Litros x Ha = 100 Litrost /Ha. 1 x 1012 UFC The Prolongation of Life. William Heinemann, London, UK. 2001

Mecanismos de activacin

Tipos de Fermentacin. Anaerbica.

Aerbica.

Anaerbica facultativa.

Medio de cultivo. Temperatura.

Tiempo.

Salinidad.

Concentracin del inculo.

Macro y Micronutrientes.

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Una vez que se ha agregado esta cantidad de bacterias, hay que mantenerlas de tal manera que contine el efecto benfico.

Los tipos de nutrientes que se usen y que hayan en la piscina, las renovaciones de agua, el sol, la temperatura, etc. pueden afectar esto.

Que hacemos?

Anlisis bacteriolgicos del agua.

Anlisis bacteriolgico de los organismos cultivados.

Anlisis cualitativo y cuantitativo de las cepas bacterianas.

Control de los procedimientos.

Mejorando la calidad del alimento y/o la digestibilidad del mismo

Bokashi.

Alimentos pre digeridos.

Alimentos enriquecidos con probiticos

Detoxificacin de alimentos (micotoxinas, histaminas, etc.)

Bokashi. Su significado viene de una

palabra japonesa que significa MATERIA ORGANICA FERMENTADA.

Sirve como vehculo para aumentar la cantidad de microorganismos benficos del suelo y el agua, pero a su vez nutre el medio y los organismos que en el viven.

Tipos de Bokashi. Las materias primas que se utilicen son muy variadas,

desde harinas de pescado de muy buena calidad hasta estircol de animales.

Para fincas comerciales es importante contar con una buena cepa bacteriana que cumpla a cabalidad el proceso de fermentacin.

La forma de prepararlo puede ser aerbico o anaerbico.

Bokashi Aerbico.

Se lo prepara generalmente sobre una cama de cemento y en capas de mximo 10 cm de espesor.

Es importante que se lo haga en un lugar limpio, fresco, techado y que se le de un volteo peridico para evitar el sobrecalentamiento.

Ventajas:

Se lo puede producir a gran escala El proceso de fermentacin es corto y los

azucares se convierten rpidamente en protena.

Desventajas:

La energa de las materias primas se puede perder si se elevan las temperaturas

Requiere mayor mano de obra y area de trabajo.

Bokashi Anaerbico. Se lo prepara generalmente en fundas plsticas selladas o

tanques que aseguren su caracterstica anaerbica.

Ventajas:

Se lo puede producir a gran escala No se eleva la temperatura, por tanto no hay riesgos de

perdida de nutrientes.

Un vez que se prepara, no requiere mano de obra en el proceso.

Desventajas:

Requiere de materias primas de mejor calidad. El proceso de fermentacin suele durar ms tiempo y no

es tan eficiente en subir protena (aunque si la digestibilidad).

Alimentos Pre-digeridos

Dietas pre-digeridas a travs de la accin enzimtica optimizan el uso de dietas balanceadas ya que desdoblan las protenas en aminocidos, lpidos en cidos grasos y almidones o fibra en azucares simples.

Estos prebiticos estabilizan a la protena de origen animal o vegetal para que no pierdan sus caractersticas nutricionales y las hacen mas asimilables.

Mejorando la conversin alimenticia y minimizando la acumulacin de material no asimilado en nuestros suelos.

Existen algunas casas comerciales que disponen de enzimas que cumplen todas estas funciones y facilitan el trabajo, sin embargo esta accin enzimtica se la logra tambin trabajando con

los microorganismos adecuados.

La ventaja principal de hacerlo con MO es que podemos poblar el intestino de micro organismos benficos que no solo cumplen una accin enzimtica, sino tambin de exclusin competitiva de bacterias patgenas.

Algunas enzimas y su origen

Desarrollando una mejor respuesta del hospedero a enfermedades

Inmunoestimulacin. Colonizacin de tracto intestinal y contribucin

enzimtica en la digestin.

Respuesta directa de probiticos a patgenos (bactericinas, qurum sensing, qurum quenching)

Ayuda a sntesis y liberacin de nutrientes esenciales

EFECTOS SOBRE LA ANATOMA Y LA FISIOLOGA

DEL SEGMENTO DIGESTIVO En lo que se refiere al

proceso de absorcin a nivel intestinal. La microflora interviene aumentando el volumen de los compartimientos digestivos, la superficie intestinal de absorcin, las dimensiones de las microvellosidades y su renovacin celular, y el trnsito digestivo y la motilidad intestinal.

Como nos pueden ayudar

-Bacterias intracelulares tipo NHP: Lactobacillus sp

-Virus, STV, BVP, WSSV : Lactobacillus sp.

-Amonio en las piscinas: Nitrificantes/Heterotroficas

-Nitritos en las piscinas: Desnitrificantes.

-M.O en suspensin: Heterotrficas.

-M.O descompuesta-acumulada: Levaduras/Heterotr.

-Mal sabor en el camarn: Heterotrficas.

-Bacterias patgenas en los animales: Lactobac.

-Ectoparsitos en branquias, Heterotrficas.

-Flexibacter en peces. Lactobacillus.

-Baja calidad de balanceados. Bacillus / levad.

-Falta de crecimiento: Bacillus + Lactobacillus.

-Calidad de agua: Heterotrficas + Lactobacillus.

-Dinoflagelados: Roseobacter clade.

Mejorando la calidad del ambiente en que se desarrolla

Suelos-Sustratos

Calidad de agua.

Nutrientes.

Productividad natural.

Suelos Aquanova

Recirculacin en Aquanova

Fin de canal y esquinas de viento Abril 2009

Esquinas de viento Noviembre 2009

Suelos recin secos

Tratamientos de suelos

Ing. Hernn Zambrano Quiroz

[email protected]

Buena disponibilidad durante todo el ao

Industrias Contaminantes

Entre las industrias que ms contaminan el agua estn la del papel, la del azcar y la del plstico. Los Contaminantes: El mercurio, el cromo, los metales pesados y los compuestos orgnicos derivados de los hidrocarburos, como el arsnico, el cianuro y el antimonio.

Agricultura

Efectos negativos: fumigacin, pesticidas, salinizacin. Efectos positivos: fincas integrales, diversificacin, etc.

Poblaciones

Aguas residuales y otros residuos que demandan oxgeno (en su mayor parte materia orgnica, cuya descomposicin produce la desoxigenacin del agua).

Agentes infecciosos. Por actividades domsticas son

todos los detergentes, jabones, suavizantes, champs, etc., que contienen potasio, sulfatos, etc.

Otras fincas de Acuicultura

Buena calidad

Oxgeno Disuelto Temperatura Salinidad pH Dureza Alcalinidad Amonio Nitritos Nitratos Sulfuros Bacteriologa Pesticidas y Metales pesados.

Libre de pesticidas y contaminantes

Inundaciones

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