La acuicultura es uno de los sectores de producci贸n de alimentos de m谩s r谩pido crecimiento a nivel mundial. Este crecimiento motiva el uso de sistemas ecol贸gica, econ贸mica y socialmente sostenibles para la acuicultura, lo que ha provocado la necesidad de nuevas t茅cnicas de cultivo de peces.
Los sistemas de recirculaci贸n en la acuicultura
Los sistemas de recirculaci贸n de la acuicultura, tecnolog铆a que recicla y ahorra agua, se ha expandido en los 煤ltimos a帽os.
La tecnolog铆a a煤n no ha alcanzado la viabilidad econ贸mica, principalmente debido a los altos costos de inversi贸n y operaci贸n. Adem谩s, la operaci贸n y manejo de biorreactores ha sido uno de los mayores temas de investigaci贸n.
Los biorreactores utilizan bacterias en el proceso de purificaci贸n del agua. En los biorreactores, el amon铆aco t贸xico excretado por los peces es convertido por los microorganismos en nitratos m谩s inocuos en el proceso de nitrificaci贸n.
Jani Pulkkinen investigador de la University of Jyv盲skyl盲 menciona que “Aunque los biorreactores est谩n dise帽ados para la descomposici贸n de compuestos nitrogenados, las principales funciones de las bacterias en los biorreactores eran la descomposici贸n de carbohidratos, amino谩cidos y grasas. El impacto de los biorreactores en su conjunto sobre la calidad del agua es mucho m谩s diverso de lo que se pensaba anteriormente. Una comunidad bacteriana diversa y estable puede mantener una buena calidad del agua, no solo en t茅rminos de compuestos nitrogenados, sino tambi茅n de materia org谩nica”.
Se usaron 10 unidades de recirculaci贸n
La investigaci贸n se realiz贸 en las instalaciones experimentales de recirculaci贸n acu铆cola de la piscifactor铆a de Laukaa del Instituto de Recursos Naturales de Finlandia (Luke) y fue financiada por Luke, la Uni贸n Europea y el Ministerio de Agricultura y Silvicultura del Fondo Europeo Mar铆timo y de Pesca.
En resumen, las instalaciones constan de 10 unidades o sistemas de recirculaci贸n individuales que utilizan tecnolog铆as generalmente usadas en granjas comerciales.
Los principales pasos del tratamiento del agua son la eliminaci贸n de part铆culas utilizando un separador de remolino y un filtro de tambor, la filtraci贸n biol贸gica utilizando un biorreactor de lecho fijo o un biorreactor de lecho m贸vil, o ambos, y un filtro de goteo que act煤a principalmente como una columna de aireaci贸n ventilada forzada
Entre los principales resultados se puede mencionar que la nitrificaci贸n se puede iniciar r谩pidamente agregando amon铆aco y sales de nitrito al sistema. Sin embargo, esto no aumenta el rendimiento nitrificante de los biorreactores.
Los g茅neros de bacterias involucrados y sus roles
En los sistemas de agua dulce, Nitrospira y Candidatus nitrotoga fueron los g茅neros nitrificantes m谩s abundantes, mientras que en los de agua salada Nitrosomonas fue el m谩s abundante. Nitrospira comammox mostr贸 un papel importante en la nitrificaci贸n en los sistemas de agua dulce.
Las bacterias de la familia Rhodobacteriaceae pueden jugar un papel clave en la degradaci贸n de la materia org谩nica en los biorreactores. Adem谩s, las bacterias de la familia Saprospiraceae pueden degradar los amino谩cidos no digeridos. La familia Burkholderiaceae es importante en los biorreactores para degradar los l铆pidos 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 operaci贸n, y los cambios observados en la composici贸n de la comunidad fueron mucho m谩s lentos en el ambiente de agua salada.
Los Biorreactores de lecho fijo y m贸vil
El biorreactor de lecho fijo atrapa s贸lidos y material org谩nico en el reactor, pero tambi茅n puede especializar el microbioma para la degradaci贸n de la materia org谩nica. Las fuerzas de cizallamiento del medio portador del biorreactor de lecho m贸vil pueden liberar el exceso de biomasa bacteriana en el agua y cortar las part铆culas s贸lidas. Tambi茅n puede mantener limpia la biopel铆cula, lo que tambi茅n puede mantener el microbioma funcionalmente vers谩til.
Otros factores involucrados
El 谩cido perac茅tico se puede dosificar en el agua para mejorar qu铆micamente su calidad a largo plazo, esto no altera la composici贸n del microbioma, ya que las comunidades son capaces de adaptarse a las condiciones operativas.
Aumentos relativamente peque帽os de la salinidad (de 0 a 7 ppt) puede disminuir el rendimiento de la nitrificaci贸n, el metabolismo potencial de carbohidratos, l铆pidos y xenobi贸ticos.
Fuente: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/70995