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Estrategias para la purificación de agua en acuicultura


21/04/2025

Equipos y soluciones
Estrategias para la purificación de agua en acuicultura

 

  • Uno de los objetivos actuales de aprovechamiento del agua en sistemas de acuicultura RAS es la reincorporación del efluente en el sistema, de forma que la demanda de agua externa sea mínima
  • Para ello, el tratamiento del agua reciclada debe ser intensivo y minucioso, centrado en la eliminación efectiva de sólidos en suspensión, algas, virus, patógenos, materia orgánica, nitrógeno y amoniaco, grasas y aceites
 
Uno de los mayores desafíos para la humanidad es el aumento productivo y distributivo de las necesidades alimentarias para una población en crecimiento. Esto implica un deterioro ambiental que exige soluciones proporcionadas por la ingeniería ambiental y el desarrollo tecnológico. La cantidad y también la calidad de los alimentos son los factores base para el desarrollo de tecnologías y procesos.
 
La acuicultura es uno de los principales sistemas de producción alimentaria a nivel mundial. En este se utilizan dos fuentes principales de agua: i) captación de agua de mar aplicando un tratamiento adecuado y ii) reciclaje o recirculación de efluentes de la propia acuicultura con un tratamiento intensivo.
 


Agua de mar: Tratamiento y uso en acuicultura

 
El tratamiento aplicado al agua de mar tiene como objetivo eliminar patógenos, algas y sólidos en suspensión residuales, dejando el agua apta para su uso en acuicultura.
 
El tratamiento utilizado generalmente es el siguiente:
 
Primero, prefiltración con filtros multimedia o sistemas mecánicos/gravitatorios para eliminar sólidos en suspensión; a continuación, desinfección UV o mediante ozono para inhibir el desarrollo de patógenos y prevenir el crecimiento de algas; finalmente, se utilizan membranas de ósmosis inversa para la desalinización, con el fin de cumplir con las condiciones de salinidad y pH que requieren cada una de las especies de animales.
 


RAS: Sistemas cíclicos o recirculados de acuicultura

 
En un sistema RAS (Recirculating Acuaculture Systems), el efluente se trata, purifica y recicla -hasta un 90%- en los tanques o piscinas de cultivo animal (peces y mariscos en climas moderados a fríos, preferiblemente en interiores). Antes de reintroducirse al sistema de cultivo, el agua debe saturarse con oxígeno y tratarse para eliminar los contaminantes o transformarlos en productos inocuos.
 
Parámetros de control
 
Los principales parámetros y contaminantes que se deben controlar para evaluar la calidad del agua reciclada (así como del agua fresca procedente del mar) son los siguientes:
 
  • pH: debe ajustarse entre 7,5 y 8,5.
     
  • Temperatura: debe mantenerse acorde a las especies.
     
  • Sólidos en suspensión: son generados por las heces y están compuestos principalmente por proteínas y lípidos, deben eliminarse antes de reciclarlos a los estanques.
     
  • Algas, virus y otros patógenos: Las floraciones de algas y la presencia de virus, bacterias y otros patógenos —provenientes del agua de mar o de los efluentes del cultivo— pueden causar enfermedades o mortalidad en los peces. Es indispensable aplicar tecnologías de desinfección tanto al agua captada como a la reciclada.
     
  • Contenido orgánico: la alta demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda biológica de oxígeno (DBO5) se originan a partir de compuestos carbonados y nitrogenados.
     
  • Nitrógeno y fósforo: contiene altas concentraciones debido a las proteínas presentes en las heces y los desechos animales, así como en los restos de alimento.
     
  • Acumulación de amoníaco: este se genera al degradar compuestos nitrogenados; es una sustancia química tóxica para la mayoría de las especies de los ecosistemas acuáticos. El amoníaco se puede transformar y eliminar mediante un tratamiento adecuado centrado en la eliminación de nitrógeno.
     
  • Grasas, aceites y grasas: las concentraciones dependen directamente de las especies cultivadas. Comúnmente, se pueden eliminar de forma sencilla mediante arrastre superficial del agua.
     
  • Salinidad: esta debe mantenerse estable y acorde a la especie cultivada.

Tecnologías para el tratamiento de efluentes en sistemas RAS
 
Para garantizar la calidad y la seguridad del agua cuando se aplican sistemas RAS en acuicultura, se deben implementar varias etapas de tratamiento: son la eliminación de sólidos, la eliminación de nitrógeno y la inhibición de patógenos.
 
A continuación, se muestra una lista de las tecnologías más utilizadas, con su función indicada entre paréntesis:
 
  • Filtros mecánicos (eliminación de sólidos): filtros de sedimentación (por gravedad), filtros de tambor, filtros de canales, filtros de lecho fijo o filtros de malla. Retienen sólidos en suspensión, grasas y compuestos orgánicos y nitrogenados.
     
  • Filtros multimedia (eliminación de sólidos): son filtros comúnmente presurizados, rellenados de elementos adsorbentes para retener sólidos, compuestos orgánicos, grasas y parte de los patógenos.
     
  • Proceso físico-químico con flotación (eliminación de sólidos): este método aplica coagulantes y floculantes y presenta una alta eficiencia en la eliminación de sólidos, eliminando también compuestos orgánicos, nitrogenados, coloidales, grasas y parte de los patógenos. Los flóculos generados se flotan eficazmente mediante un sistema DAF de flotación por aire disuelto.
     
  • Reactores biológicos (eliminación de compuestos orgánicos y amoníaco): existen diversas tecnologías disponibles en el mercado: MBR (reactor biológico de membrana, con membrana de ultrafiltración para la separación de biomasa), MBBR (biorreactores de lecho móvil, con crecimiento de biomasa adherida a carriers y espacio reducido) y biorreactores con sedimentación convencional, como tecnologías principales.
     
  • Lámparas UV (desinfección): neutralizan patógenos como algas, bacterias y virus actuando sobre su ADN.
     
  • Sistema de ozono (desinfección): inhibe el crecimiento y la reproducción de patógenos. Unido al tratamiento de ozono, se emplea carbón activado para purificar los subproductos.
     
  • Ósmosis inversa (desalinización): tecnología para la separación de sales de la matriz acuosa mediante una membrana semipermeable que aplica una presión superior a la presión osmótica.
 
 

Procesos para el tratamiento de agua marina y efluentes RAS

 
Algunos ejemplos que se pueden considerar son los siguientes diagramas de tratamiento para agua de mar y agua reciclada de RAS:
 
 
 
 

Conclusiones

 
Uno de los objetivos actuales de aprovechamiento del agua en sistemas de acuicultura RAS es la reincorporación del efluente en el sistema, de forma que la demanda de agua externa sea mínima. Para ello, el tratamiento del agua reciclada debe ser intensivo y minucioso, centrado en la eliminación efectiva de sólidos en suspensión, algas, virus, patógenos, materia orgánica, nitrógeno y amoniaco, grasas y aceites.
 
Por otra parte, la salinidad no debe sobrepasar los límites saludables para las especies cultivadas. Para lograr esto, se proponen diversos trenes de tratamiento entre los cuales, uno de los más efectivos consiste en la prefiltración mecánica o multimedia, coagulación- floculación y flotación DAF para eliminación de sólidos en suspensión, reducción de la salinidad y formas del nitrógeno mediante membranas de ósmosis inversa, tratamiento biológico para la eliminación de materia orgánica y nutrientes y un paso exhaustivo de desinfección para la eliminación de patógenos.
 
Cuando sea necesario, se tomará agua de mar que también tendrá su propio tratamiento de prefiltración, desinfección y eliminación de salinidad mediante ósmosis inversa.
 
 
 

Fuente sigmadafclarifiers.com


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