sistemas de aireación para raceways con enfoque en...

Sistemas de aireación paraRaceways con enfoque encalidad de agua y evaluación dela capacidad de carga para precria y engorde con Biofloc

Dariano Krummenauer, PhDLuis H. Poersch, Geraldo Foes, Alessandro

Cardozo & Wilson Wasielesky Jr.

Universidad Federal do Rio Grande,Brasil

GAA prevé que la acuicultura conseguirá doblar su producción hasta 8 millones de toneladas métricas por año en 2020.

Fuente: GAA – ver más en http://www.worldfishing.net

Nuestra expectativa: La producción de camarón

se duplicara en una década, responsablemente

Sistemas amigables con el

medio ambiente

(Environmental friendly

systems)

Evolución para sistemas alternativos

En un cultivo tradicional de

camarones el sistema de

aireación es esencial para:

•Suminstrar oxígeno a los

animales

•Distribuir oxígeno en los

estanques

•Mezclar el agua

(Avnimelech, 2009)

Biofloc Raceways en la Univ. Rio Grande - Brasil

En el sistema de cultivo con tecnológia de bioflocs

(BFT) la demanda de oxígeno es más elevada debido

a la respiración de la comunidad de microrganismos

Sistema BFT

• Sin recambio de

agua

• Sin efluente.

• Bioseguro.

• Altas densidades

Sistema BFT

El amonio (tóxico) es transformado en proteína microbiana, aumentando la

relación C:N

¿Como obtener los bioflocsmicrobianos?

• Aireación super-intensa (micro-burbujas)

• Fertilización organica (C:N > 15:1) - (Alfafa, melaza, dextrosa,

harina de trigo, piensos, etc...)

• Disminuición de la intensidad luminica

• Siembra de organismos (auxilia en el ciclo microbiano)

Zooplancton

M.O.D.

Bacterias

Ciliados

Flagelados

Zooplâncton

Camarón

(Herbívoro) (Carnívoro)

Fitoplancton

El Papel de los Microrganismos en el Ciclo del nitrógeno en Sistema BFT

Excreción

CO2

Nitrógeno

Fósforo

Excreción

Cianobacterias

Adaptado de Azam et al, (1982).

Microbial Loop

Excreción

Excreción

Excreción

Formación de los Bioflocos envuelve diferentes procesos

Físicos x Biológicos

(diferentes teorias)

Procesos de Formación de los Bioflocos

- Burbujas de aire

- Floculación de sales

- Actividad microbiana

- Sedimentación del fitoplancton

Procesos Biológicos:

Agregación de microrganismos muertos (materiaorganica), bacterias y fitoplâncton (mucosas)

=

Biofloc

Procesos físicos en la formación de agregados

• Baylor y Sutaliffe, 1963:

-Producción de particulas por la mezcla de matéria orgánicadisuelta con las burbujas de aire. (La Artemia salina fuealimentada con estas particulas)

• Johnson, 1976

-Descripción de los agregados desarrollados en las burbujas

Capacidad de carga

(K)

Capacidad de carga (K)

Krummenauer

JOHN A. HARGREAVES

JOHN A. HARGREAVES

ES EL PESO DEL CAMARÓN EN UNA

DETERMINADA UNIDAD DE AGUA EN LA CUAL

PARA EL CRECIMENTO. (KG/HA, KG/M3, ….)

EL PRINCIPAL LIMITANTE DE LA

CAPACIDAD DE CARGA

DE LAS UNIDADES DE CULTIVO

ES EL OXIGENO DISUELTO

Factores que Afectan las Necesidades del

Oxigeno

TAMAÑO DEL INDIVÍDUO

CALIDAD DEL AGUA

CANTIDAD DIÁRIA DE

BALANCEADO OFERTADA

CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS

BIOMASA SEMBRADA

SISTEMAS DE AIREACIÓN

Marine Station of Aquaculture – Fed. Univ. Rio Grande - Brazil

Los diferentes tipos de aireación puede establecer

diferentes crecimientos en la comunidad

microbiana (biofloc) y consecuentemente

diferentes procesos de aireación y redimiento de

los diferentes cultivos.

Estanques: 7 - 8 semanas Raceways: 3 - 5 semanas

EFECTO DE DIFERENTES TIPOS DE AIREADORES EN LA FORMACIÓN DE

BIOFLOCS Y SUS CONSECUENCIAS EN LA SOBREVIVENCIA Y EN EL

CRECIMENTO DE Litopenaeus vannamei CULTIVADO EN SISTEMA BFT

(Piedra de aire x Aireador propulsor x Chafariz)

RACEWAYS

AIREADOR PROPULSOR

AIREADOR DE IMPULSO

VERTiCAL

(CHAFARIZ)

DIFUSOR DE AIRE

(BLOWER)

✓9 tanques de 35m²;

✓3 tratamientos con 3 repeticiones

✓Densidad 140 camarones/m²;

✓35 dias;

SOLIDOS EN SUSPENSIÓN & VOLUMEN DE FLOCO

En el tratamientoblower, la formación

de flocos fuesignificativamente

mayor

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

Salinidade

SO

TR

(K

g O

2/h

)

Propulsor em diferentes salinidades

29

0

SOTR

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33

Tempo (dias)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

[N-A

T] m

g/l

Blower

Propulsor

Chafariz

AMONIO TOTAL

Supervivencia fuesignificativamente menor en eltratamiento propulsor que en

los otros tratamentos.

✓ La mejor formación de agregados en eltratamiento Blower posibilitó mejor rendimientozootécnico de los camarones

PIEDRAS DE AIRE – 1/m²

AEROTUBE – 1 - 2½ / m2

• Dos tipos de difusores:Piedras porosas y aerotubes;

• 6 tanques de 35.000 L(raceways)

• Peso inicial: 0.03 g

• Densidad de siembra: 400camarones.m¯²/m¯³

• tiempo: 120 dias

Tratamiento Piedras porosas Tubos de aireación

Temp (C°) 27.8 (±1.72) 28.00 (±1.54)

D.O. (mg.L¯¹) 5.45 (±0.66) 5.60 (±0.62)

pH 7.60 (±0.27) 7.65 (±0.28)

Salinidad 33.50 (3.40) 34.80(2.67)

Solidos suspendidos

totales(mg.L¯¹)

204.9 (145.6) 216.0 ( 141.3)

Transparencia 20.2 ( 13.7) 20.2 ( 10.4)

Sin diferencias significativas entre los tratamientos

Tratamiento Piedras porosas aerotube

Peso inicial (g) 0.0324 ± 0.02 0.0324 ± 0.02

Peso final(g) 10.96 ± 0.59 10.50 ± 0.23

Sobrevivencia (%) 79.76 ± 4.12 86.80 ± 3.72

Biomasa final(kg.m¯²) 3.50 ± 0.20 3.65 ± 0.10

FCR 1.54 ± 0.08 1.37 ± 0.01

Sin diferencias significativas entre los tratamientos

❖ Aerotubes son más baratos;❖ La manipulación de los aerotubes es más fácil;

❖ Vida útil mayor de los aerotubes;❖ Aerotubes no se obstruyen

AEROTUBES MEJOR COSTO-BENEFICIO

Inyectores de aire

Comúnmente confundido con Venturi

Venturi Nozzle a3 Nozzle

• Opera encima de la

superficie del agua

• Relación aire / agua 0.5 : 1

• Disminuye cuando se

sumerge

• Propensos a obstruir

• Opera desde el fondo del

tanque

• Relación aire / agua 3 : 1

• Cuanto más fondo este

posicionado mayor eficiencia

• No obstruye

Inyector de aire (nozzle)Aumenta la solubilidadde oxigeno en el agua

Aireación

Nano burbujas

Alta tasa de transferencia

Reducción en el costo de

energia de más de 50%

Elimina la necesidad de

colocar O2 puro

Circulación y

Mezcla

Crea flujo horizontal

Mantiene los sólidos en

suspensión

Auxilia en la alimentación

de los animales

Costos de energia

reducidos a la

mitad

Comparando:

Paddlewheels

Blowers

Difusores

Tubes

Venturis

FURG a3

global aquaculture advocate September/October 2015

Local de Estudio✓ Estación Marina de Acuicultura✓ Instituto de Oceanografia Rio Grande, RS, Brasil✓ Invernadero rectangular✓ 2 Raceways 237 m2 (Pré cria y engorde)

Nursery (cria)

✓ 2 tratamientos - 3 repeticiones (a lo largo del tiempo)

✓ Densidad de siembra: 2000 camarones/m-2

✓ PL 20 L. vannamei

✓ Tiempo: 30 dias

✓ Inyectores x Aerotube

X

MÉ

TO

DO

S

X

a3 X AEROTUBE

a3 X AEROTUBE

a3 X AEROTUBE

Engorde:

Inyector

X

Aerotube

X

Mix

• Tres tipos de difusión de aire:

Inyector, mangueras microperforadas

y mezcla (inyector de aire y

mangueras microperforadas);

• Nueve tanques de 35.000 L en linea

en forma de raceways dentro de un

invernadero;

• Peso inicial: 0.83 gr;

• Densidad de siembra: 300

juveniles/m²;

• Periodo: 77 dias;

Engorde experimental

A – Mangueras de aire microperforadas

N – Inyectores (a³ nozzle)

N + A – Mangueras de aire microperforadas

e Inyectores de aire (a³ nozzle)

Resultados

A – Mangueras de aire microperforadas

N – Inyectores (a³ nozzle)

N + A – Mangueras de aire microperforadas

e Inyectores de aire (a³ nozzle)

A – Mangueras de aire microperforadas

N – Inyectores (a³ nozzle)

N + A – Mangueras de aire microperforadas

e Inyectores de aire (a³ nozzle)

Manguera

microperforada

Inyectores Manguera

microperforada

e inyectores

Sobrevivencia(%) 80.90

(±5.4)

82.94

(±7.22)

86.70

(±9.43)

Peso final(g) 10.41

(±2.98)

10.06

(±2.19)

10.59

(±3.20)

Biomasa final

(kg/tank)

88.46

(±7.34)

87.61

(±5.22)

96.41

(±10.30)

Biomasa/m³ (kg) 3.16

(±0.37)

3.13

(±0.51)

3.44

(±0.72)

FCR 1.32 1.24 1.21

Cultivo de L. vannamei en dieferentes sistemas de aireación

* No fueron detectadas diferencias significativas

Manguera

microperforada

Inyectores Manguera

microperforada

e inyectores

Sobrevivencia(%) 80.90

(±5.4)

82.94

(±7.22)

86.70

(±9.43)

Peso final(g) 10.41

(±2.98)

10.06

(±2.19)

10.59

(±3.20)

Biomasa final

(kg/tank)

88.46

(±7.34)

87.61

(±5.22)

96.41

(±10.30)

Biomasa/m³ (kg) 3.16

(±0.37)

3.13

(±0.51)

3.44

(±0.72)

FCR 1.32 1.24 1.21

Cultivo de L. vannamei en dieferentes sistemas de aireación

Test piloto

Empezando desde PL20

14 semanas

2 raceways 237m2

Densidad de siembra: 530m2

Empezando desde PL20

14 semanas

Densidad de siembra: 530m2

Densidad final: 510 m2

Empezando desde PL20

14 semanas

Densidad de siembra: 530m2

Densidad final: 510 m2

Empezando desde PL20

14 semanas

Densidad de siembra: 530m2

Densidad final: 510 m2

Empezando desde PL20

14 semanas

Densidad de siembra: 530m2

Densidad final: 510 m2

Empezando desde PL20

14 semanas

Densidad de siembra: 530m2

Densidad final: 510 m2

50

toneladas

/ hectaria

Hasta el momento los resultadospresentados por los inyectores de aire sonpropicios, en consecuencia, nuevosestudios estan siendo realizados

CONCLUSIONES

AGRADECIMIENTOS

Muchas gracias por la atencion

darianok@gmail.com