Sistemas de aireación para Raceways con enfoque en...
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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