El papel clave de las bacterias para el éxito de la acuicultura de recirculación
La acuicultura es uno de los sectores de producción de alimentos de más rápido crecimiento a nivel mundial. Este crecimiento motiva el uso de sistemas ecológica, económica y socialmente sostenibles para la acuicultura, lo que ha provocado la necesidad de nuevas técnicas de cultivo de peces.
Los sistemas de recirculación en la acuicultura
Los sistemas de recirculación de la acuicultura, tecnología que recicla y ahorra agua, se ha expandido en los últimos años.
La tecnología aún no ha alcanzado la viabilidad económica, principalmente debido a los altos costos de inversión y operación. Además, la operación y manejo de biorreactores ha sido uno de los mayores temas de investigación.
Los biorreactores utilizan bacterias en el proceso de purificación del agua. En los biorreactores, el amoníaco tóxico excretado por los peces es convertido por los microorganismos en nitratos más inocuos en el proceso de nitrificación.
Jani Pulkkinen investigador de la University of Jyväskylä menciona que “Aunque los biorreactores están diseñados para la descomposición de compuestos nitrogenados, las principales funciones de las bacterias en los biorreactores eran la descomposición de carbohidratos, aminoácidos y grasas. El impacto de los biorreactores en su conjunto sobre la calidad del agua es mucho más diverso de lo que se pensaba anteriormente. Una comunidad bacteriana diversa y estable puede mantener una buena calidad del agua, no solo en términos de compuestos nitrogenados, sino también de materia orgánica”.
Se usaron 10 unidades de recirculación
La investigación se realizó en las instalaciones experimentales de recirculación acuícola de la piscifactoría de Laukaa del Instituto de Recursos Naturales de Finlandia (Luke) y fue financiada por Luke, la Unión Europea y el Ministerio de Agricultura y Silvicultura del Fondo Europeo Marítimo y de Pesca.
En resumen, las instalaciones constan de 10 unidades o sistemas de recirculación individuales que utilizan tecnologías generalmente usadas en granjas comerciales.
Los principales pasos del tratamiento del agua son la eliminación de partículas utilizando un separador de remolino y un filtro de tambor, la filtración biológica utilizando un biorreactor de lecho fijo o un biorreactor de lecho móvil, o ambos, y un filtro de goteo que actúa principalmente como una columna de aireación ventilada forzada
Entre los principales resultados se puede mencionar que la nitrificación se puede iniciar rápidamente agregando amoníaco y sales de nitrito al sistema. Sin embargo, esto no aumenta el rendimiento nitrificante de los biorreactores.
Los géneros de bacterias involucrados y sus roles
En los sistemas de agua dulce, Nitrospira y Candidatus nitrotoga fueron los géneros nitrificantes más abundantes, mientras que en los de agua salada Nitrosomonas fue el más abundante. Nitrospira comammox mostró un papel importante en la nitrificación en los sistemas de agua dulce.
Las bacterias de la familia Rhodobacteriaceae pueden jugar un papel clave en la degradación de la materia orgánica en los biorreactores. Además, las bacterias de la familia Saprospiraceae pueden degradar los aminoácidos no digeridos. La familia Burkholderiaceae es importante en los biorreactores para degradar los lípidos de las heces de los peces.
Las comunidades microbianas en los biorreactores de agua dulce y salada no se estabilizaron en los primeros seis meses de operación, y los cambios observados en la composición de la comunidad fueron mucho más lentos en el ambiente de agua salada.
Los Biorreactores de lecho fijo y móvil
El biorreactor de lecho fijo atrapa sólidos y material orgánico en el reactor, pero también puede especializar el microbioma para la degradación de la materia orgánica. Las fuerzas de cizallamiento del medio portador del biorreactor de lecho móvil pueden liberar el exceso de biomasa bacteriana en el agua y cortar las partículas sólidas. También puede mantener limpia la biopelícula, lo que también puede mantener el microbioma funcionalmente versátil.
Otros factores involucrados
El ácido peracético se puede dosificar en el agua para mejorar químicamente su calidad a largo plazo, esto no altera la composición del microbioma, ya que las comunidades son capaces de adaptarse a las condiciones operativas.
Aumentos relativamente pequeños de la salinidad (de 0 a 7 ppt) puede disminuir el rendimiento de la nitrificación, el metabolismo potencial de carbohidratos, lípidos y xenobióticos.
Fuente: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/70995
