Descubra las categorías de sistemas de cultivo que ayudan a emplear los recursos disponibles para el productor y el entorno regulatorio de la ubicación.
Existen numerosas opciones para el diseño de sistemas de engorde, y las decisiones sobre las que emplear se derivan de los recursos disponibles para el productor y el entorno regulatorio de la ubicación. En general, los sistemas de engorde se pueden agrupar en las siguientes categorías:
Sistemas de flujo continuo
Sistemas de recirculación de acuicultura (RAS)
Sistemas de estanques cerrados
Sistemas de jaulas
Los sistemas de flujo continuo se caracterizan por la captura de agua ya sea a través del bombeo de un acuífero o la recolección de aguas superficiales que fluyen naturalmente y direccionar estas aguas a través de unidades de cría en una sola pasada. Como la calidad del agua disminuye naturalmente durante el paso del agua a través de un sistema de producción, se utilizan métodos como las caídas, las cuencas de sedimentación y, en algunos casos, la filtración mecánica para mejorar los parámetros críticos de las concentraciones de metabolitos de pescado y gas disuelto. Los sistemas de flujo continuo requieren medidas de mejora de la calidad del agua menos intensivas al depender de una abundancia de agua dulce que fluye constantemente hacia el sistema, lo que hace que la re-purificación del agua sea innecesaria. Los sistemas de flujo continuo son a menudo los más fáciles de administrar debido a su relativa simplicidad, ya que solo requieren que se mantenga la infraestructura y que las pantallas o entradas se mantengan libres de escombros que obstaculicen el flujo.
Figura 1. Fuente de agua que abastece a la granja por gravedad versus bombeo. (Lekang, 2007, pág. 296)
Históricamente, los sistemas de flujo continuo comenzaron como estructuras de tierra, moviéndose gradualmente hacia unidades de cría de forma más regular (canales, tanques circulares, etc.) para permitir un manejo y cosecha más fáciles. El estilo de la unidad de cría puede depender de factores como la topografía local, los recursos hídricos disponibles y el capital disponible para usar en nuevas construcciones.
Las canaletas rectangulares "raceways" de hormigón han sido una opción de diseño popular en los EE. UU. y en otros lugares debido a su relativa facilidad de manejo. En este diseño, el agua de un canal principal se distribuye equitativamente entre una serie de canales, también llamados piscinas, piletas o raceways de primer uso designados para el stock de tamaño medio más pequeño. A medida que el agua se mueve a través del raceway, los niveles de oxígeno disuelto disminuyen y las concentraciones de metabolitos / estiércol aumentan, lo que disminuye la calidad del agua y hace que la mayor parte de la población ocupe los dos tercios superiores del raceway. En muchos casos, la pantalla trasera se coloca muy por delante del final real del raceway o pileta para crear una zona inactiva para el asentamiento y la eliminación final de los sólidos generados en el raceway. A medida que el agua pasa de una serie a otra, se implementa alguna medida de mejora de la calidad del agua para recuperar la capacidad productiva de la serie siguiente. Un método común y simple de mejora de la calidad del agua es permitir que el agua se hunda o caiga en cascada en la siguiente serie de raceways o piletas. Una inmersión directa puede arrastrar burbujas de aire más profundamente en el canal receptor, lo que permite la infusión de oxígeno a mayor presión, mientras que la instalación de una placa de salpicadura u otro dispositivo para difundir el agua sobre un área más grande antes de entrar en el canal receptor puede aumentar el área de la superficie de caida del agua con respecto a su volumen, lo que permite una mayor difusión de gases perjudiciales a la atmósfera y la infusión de oxígeno en el agua receptora. Las aguas pueden ser aprovechadas y recargadas de esta manera a través de sucesivas series de canales hasta que su capacidad productiva ya no pueda incrementarse adecuadamente, momento en el que se someten a un tratamiento (sedimentación de biosólidos, reoxigenación, etc.) antes de ser descargadas a un agua receptora. .
Las principales ventajas de los conductos de raceways son la capacidad de ver, gestionar y cosechar stock de pescado con facilidad. A diferencia de las jaulas marinas o los embalses de tierra, los peces pueden ser examinados en busca de signos de enfermedad, anomalías en el comportamiento y nivel de apetito. Si se presentan signos clínicos de enfermedad, un miembro atento del equipo de producción puede detectarlos rápidamente y comenzar el proceso de recuperación del stock.
Aunque son más populares en los Sistemas de Recirculación en Acuicultura (RAS) por sus siglas en ingles, los tanques circulares también se pueden incorporar a la acuicultura de flujo continuo si las circunstancias locales lo permiten o requieren. Los tanques circulares tienen muchas de las mismas ventajas de gestión que los raceways (facilidad de observación del stock de pescado, aplicación de tratamientos y recolección) tambien brindan los beneficios de las características de autolimpieza y una mayor uniformidad de la calidad del agua a través de la unidad. El agua de entrada generalmente se introduce en paralelo a la pared del tanque, lo que ayuda a crear un efecto de giro o remolino a medida que el agua se mueve a través del tanque y concentra los sólidos más hacia el desagüe central con el tiempo. A medida que el agua se arremolina en el tanque, se mezclará con el agua afluente, lo que evitará el desarrollo de un gradiente de calidad del agua y permitirá que el material se distribuya de manera más uniforme por toda la unidad.
Los sistemas de recirculación de la acuicultura (RAS) por sus siglas en ingles, se gestionan con la intención de reutilizar la mayor cantidad de agua posible en el proceso de producción para evitar la descarga de cualquier efluente al medio ambiente y reducir el costo de bombeo de agua de forma continua. Para lograr esto, el agua utilizada en la instalación debe filtrarse y tratarse entre usos en las unidades de cría para eliminar biosólidos, destruir patógenos, eliminar el dióxido de carbono, agregar oxígeno disuelto y purificar cualquier metabolito tóxico disuelto. Las siguientes secciones discutirán qué tecnologías se aplican al tratamiento del agua en RAS.
Las partículas generadas en los sistemas de producción acuícola varían en tamaño, por lo que se utilizan diferentes métodos para separar estas partículas. Las partículas gruesas y densas se pueden eliminar eficazmente de un sistema mediante la manipulación física del agua (separación de flujo radial, separación por remolino, depósitos de sedimentación) o filtración mecánica (filtro de tambor, pantallas parabólicas, filtración de arena). La selección de qué sistema es el más apropiado debe realizarse teniendo en cuenta las consideraciones específicas del sitio.
Figure 2. Sistema de recirclacion centralizado que sirve a varios tanques.
Cuando se logra la eliminación de desechos gruesos, puede ocurrir una esterilización ultravioleta (UV). Los esterilizadores UV utilizan un suministro intenso y constante de luz ultravioleta dirigida al agua a medida que pasa a través de un sistema de tuberías para matar cualquier patógeno presente en el agua. Es importante que esta tecnología se use solo después de que se hayan eliminado los sólidos gruesos del agua, ya que cualquier turbidez en el agua limitará la penetración de las ondas UV a través de todo el volumen de agua, desperdiciando el esfuerzo de la esterilización UV.
Después de la esterilización UV, los metabolitos disueltos como el amoníaco (NH3 / NH4) y el nitrito (NO2) deben convertirse mediante la nitrificación en la forma mucho menos tóxica de nitrógeno en el agua: el nitrato (NO3). La biofiltración es una técnica común utilizada para realizar esta transición, en la que las bacterias nitrificantes se cultivan en un ambiente aeróbico a través del cual el agua pasa constantemente. La cantidad de agua que requiere tratamiento, así como su carga de nitrógeno, determinarán el tamaño apropiado del biofiltro y su huella requerida en la instalación.
Una vez que se han procesado los metabolitos tóxicos del agua del efluente, se deben eliminar los gases disueltos dañinos restantes, como el dióxido de carbono y el nitrógeno disuelto, que puedan permanecer en el sistema, mientras que se debe agregar oxígeno. Las técnicas para despojar el agua de los gases disueltos generalmente implican el bombeo a la parte superior de una columna llena de medios a través de los cuales cae el agua para permitir la difusión. El mismo efecto de difusión se puede generar a través de cualquier número de medios que causan agitación del agua y, por lo tanto, un aumento en el área de la interfaz agua-aire, pero la columna empaquetada sigue siendo un método simple y pasivo que requiere una pequeña huella en la instalación RAS.
Los sistemas de estanques cerrados son aquellos que no tienen afluentes y efluentes constantes, ni sistemas de tratamiento de agua. Los sistemas de estanques cerrados casi siempre son de naturaleza terrestre y, por lo general, poseen una superficie de agua más grande que otros sistemas de producción. Estos sistemas dependen de la productividad natural del cuerpo de agua de muchas maneras, desde brindar oportunidades de alimentación temprana a los alevines / juveniles hasta permitir que el fitoplancton oxigene el agua durante el día. Los sistemas de estanques cerrados necesitan un manejo menos intensivo que los sistemas de recirculación, pero aún requieren la diligencia del productor para mantener las condiciones en equilibrio (sobre todo durante las horas nocturnas).
Una necesidad fundamental para establecer un sistema productivo de estanques cerrados es el cultivo de una población de plancton controlada y estable (zooplancton durante la cría temprana y fitoplancton durante todas las etapas). Al establecer una población de fitoplancton bien administrada, el agua mantendrá fuertes niveles de oxígeno disuelto durante las horas de sol sin consumir demasiado este oxígeno durante la noche. Los productores de sistemas de estanques cerrados confían en varias tecnologías de aireación durante la noche con poco oxígeno, más comúnmente uno de los varios diseños de ruedas de paletas y otros como la difusión de aire comprimido.
Debido a las poblaciones de algas típicamente altas en estos sistemas, la observación de la población es extremadamente limitada. Los eventos de enfermedades generalmente solo se reconocen cuando cesa la alimentación, aparecen muertes en la superficie o el comportamiento de los peces cambia drásticamente y los empuja a la superficie. Esta incapacidad para observar las poblaciones de manera eficaz plantea un desafío importante para la gestión de la salud de los peces y, debido a la gran superficie de estos sistemas, la aplicación de terapias es en muchos casos un recurso antieconómico incluso si una enfermedad se identifica temprano.
A pesar de estos desafíos, los sistemas de estanques cerrados ofrecen varias ventajas al productor. En estanques bien equilibrados, gran parte del manejo de la calidad del agua y la producción de forraje de zooplancton se realiza mediante procesos naturales, lo que significa que un productor solo necesitará monitorear las condiciones ambientales y permitir que la naturaleza haga el trabajo. El tamaño generalmente mayor de estas unidades ofrece a los productores la capacidad de sembrarlas con una cantidad de alevines equivalente a la cantidad que planean cosechar, considerando las pérdidas de mortalidad en el ínterin. Mientras que los productores en canales o raceways, tanques y otros sistemas a menudo se ven obligados a dividir y transferir su stock de pescado a diferentes unidades de cría a medida que crecen para ahorrar espacio, los productores de estanques cerrados evitan este esfuerzo almacenando para la cosecha, reduciendo su esfuerzo de mano de obra por kilogramo cosechado.
La acuicultura en sistema de jaulas, popular para muchos de los productores de peces más grandes y avanzados del mundo, se caracteriza por la cría de stock de pescado en jaulas de red ubicadas en aguas abiertas o cercanas a la costa favorables a los requisitos especificos de la población. Las jaulas ofrecen la oportunidad de utilizar el flujo natural de un cuerpo de agua abierto para reemplazar el agua en el corral de la red, y siempre que se realice una buena selección del lugar, los productores pueden beneficiarse de una buena calidad constante del agua sin el esfuerzo de tratar o monitorear constantemente la calidad del agua que Los productores de RAS y sistemas de estanques cerrados se enfrentan. Siempre que los sitios se seleccionen correctamente, los productores de sistemas de jaulas pueden beneficiarse de la capacidad de utilizar jaulas muy grandes para la producción, lo que aumenta la capacidad de producción de una granja sin tener que realizar un costoso movimiento de tierras u otra instalación de infraestructura.
La selección adecuada del sitio es primordial para la productividad y el éxito de una operación de producción de jaulas. Los productores a menudo buscan sitios que sean profundos, mantengan patrones de corriente de agua predecibles y suaves, y ofrezcan un fácil acceso desde la costa para permitir el transporte de alimentos y personal al sitio, así como la biomasa cosechada desde el sitio. La profundidad del cuerpo de agua es importante para las jaulas, ya que las heces se depositarán muy por debajo del stock de pescado que se está cultivando. Si se produce una corriente apreciable debajo de las jaulas, las heces se depositarán en una amplia zona del fondo, lo que evitará la acumulación de heces en un área concentrada. Esta concentracion puede conducir al desarrollo de un montículo anóxico de material orgánico debajo de las jaulas. Un nivel apreciable de corriente predecible a través del sitio, a menudo como resultado del movimiento de las mareas en ambientes marinos y patrones de viento en cuerpos de agua dulce, permite una reposición constante de agua dentro de la jaula.
