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¿Cuánto amonio tengo y cuánta agua requiero para eliminarlo?


Después de la falta de oxígeno, consideramos al amonio, como el más silencioso de los enemigos del cultivo intensivo de peces, y de una correcta medición de su concentración y su remoción del agua de cultivo, depende en gran medida la supervivencia de los ejemplares sometidos a cultivo.


Germán Robaina G.

robainag@gmail.com


En peces, como producto final del catabolismo de las proteínas que ingieren del alimento, se genera amoniaco (NH3). Inmediatamente después de ser expulsado al agua las moléculas de amoniaco atrapan protones (H+) que se encuentran libres y se convierten en moléculas de amonio (NH4+).

Así, dependiendo del pH del agua, el nitrógeno excretado por los peces puede presentarse bajo dos formas, una tóxica y otra menos tóxica. Cuando el pH está por debajo de 7 (ambiente ácido), el amonio adopta la forma ionizada, menos tóxica, la cual se la denota con la fórmula NH4+; y cuando está por encima de 7 (ambiente básico), adopta la forma no ionizada, NH3, que es altamente tóxica para los animales de cultivo.

Cada variación en el pH del agua, ocasionará cambios significativos en su concentración en el sistema, y éste sobre la salud y sobrevivencia de nuestros peces.

Si estimamos el contenido de amonio por medio de kits de análisis de agua o espectrofotometría, el amonio total vendrá dado por la sumatoria de la forma ionizada (NH4+) y la no ionizada (NH3).

Para saber quién es quién, consultamos la tabla del porcentaje de amonio no ionizado en el agua (varía entre agua dulce y salada) de acuerdo con la temperatura y el pH del agua de cultivo.

Así, para una concentración de amonio total de 2,9 mg/l, una temperatura 28°C y un pH igual a 7,5 (como ejemplo), tendremos una concentración de NH3 (amonio no ionizado) de 0,062 mg NH3/l, cifra que proviene de multiplicar 2,9 mg/l (medición) x 0,0217 en la tabla correspondiente (% de amonio no ionizado a 28 °C y 7,5 pH)

Porcentaje de amonio no ionizado (NH3) en agua dulce y función a la temperatura y el pH del agua.

Para conocer si la concentración de amonio presente en nuestro recipiente de cultivo se encuentra dentro de los rangos del “no efecto”, debemos conocer el CL50 (concentración letal capaz de matar 50 % de la población) que el amonio no ionizado tiene para la especie que estamos cultivando.

Aunque se citan diferentes valores para los niveles de amonio letales para tilapia (Oreochromis sp), utilizamos los reportados por Vinatea (2020) de 0,246 mg/l. A partir de esta concentración, sus efectos en los ejemplares pueden ser letales

Así, si la concentración de NH3 estimada se encuentra por debajo de este valor, nuestro sistema se encuentra seguro para los efectos de este parámetro, pero si la concentración de NH3 estimada se encuentra por encima de este valor, debemos de tomar rápidas acciones para removerlo y mantenerlo en rangos adecuados.

El cálculo del caudal de agua de recirculación necesario para una instalación acuícola se realiza además de coadyuvar en el óptimo aporte de oxígeno para la respiración de los peces y colaborar en el proceso de recolección del alimento no digerido y las heces, para una adecuada eliminación del amonio excretado en el sistema.

Aunque se debería realizar este cálculo para las diferentes etapas del ciclo de cultivo, generalmente se calcula para el momento más desfavorable del ciclo de cultivo, es decir cuando se espera que la biomasa de peces en la instalación alcance su máximo valor, y si la temperatura del agua fluctúa fuertemente durante diferentes épocas del año, pues una elevada temperatura del agua puede requerir mayores recambios de agua.

Considerando un estanque con peces en condiciones de equilibrio, el amoníaco excretado por los peces sometidos a cultivo, deberá ser eliminado por el caudal de agua que se logre aportar al sistema.

El aporte del nitrógeno total a nuestro sistema variara en función a la tasa de excreción de NH3 + NH4 (TAN), de los ejemplares según el contenido proteico de los alimentos suministrados. Mientras mayor sea el contenido proteico de la dieta, mayor será la tasa de excreción amoniacal.

A efectos referenciales y prácticos, se suelen recomendar los siguientes porcentajes (%) de recirculación para las diferentes tallas de los ejemplares y el pH predominante en el agua de cultivo, sin embargo, esto puede variar fuertemente según la densidad de siembra utilizada.

Si consideramos que el amonio excretado deba ser eliminado sólo por el caudal de agua que recircula en nuestros tanques, tenemos que estimar el volumen de amonio excretado, el cual dependerá de la biomasa de peces existente en nuestro recipiente y de la tasa de excreción (Te) estimada para la especie cultivada, que a su vez es función de su peso promedio de los ejemplares, y de la temperatura del agua según la siguiente formula:

A efectos del cálculo del caudal requerido para remover el amonio acumulado, únicamente se considera la fracción del amonio no disociado (Fnd), y el amonio eliminado vendrá determinado por el caudal (Q) y por la concentración máxima tolerable (CMT) de la especie sometida a cultivo.

Así:

Con estas fórmulas, estimamos la cantidad de NH3 excretado para un determinado volumen del recipiente de cultivo utilizado, a la capacidad de carga presente en el recipiente y a la tasa de promedio de excreción de los ejemplares sometidos a cultivo.

Así, por ejemplo, si requerimos estimar el amonio esperado en un recipiente de cultivo de 100.000 l de capacidad, con una biomasa estimada de 2.000 Kg y una tasa de promedio de excreción de los ejemplares de 20 mg/Kg/hora, el amonio excretado será de:

NH3 excretado = 2000 Kg x 20 mg/Kg/hora.

NH3 excretado = 40.000 mg/hora

La fracción no disociada de este amonio, a una temperatura promedio de 24°C y pH 8.0 según tabla de % de amonio no ionizado = 5,030 %.

Fnd = 40.000 x 0,0503

Fnd = 2.012 mg/hora

Con este valor, podemos estimar el caudal de agua requerido para el desplazamiento o eliminación de este amonio:

Fnd /CMT = 2.012 mg/h/0,246 mg/l (promedio)                                                

= 8.179 l/h = 196.292 l/día

Lo que equivale a decir que nuestro recipiente de cultivo requiere, para el momento de máxima biomasa (2.000 Kg), una tasa de recirculación no menor al 1,96 % del volumen del recipiente de cultivo al día, si se estima la renovación del agua como la única estrategia utilizada para su remoción, y la excreción metabólica como la única fuente de amonio (cero desechos internos).

Ilustración:

Modificado de Paraestanques.es

Referencia:

Robaina. G. 2019. El Cultivo de la tilapia: Teoría, Manual Técnico y Propuesta de Diseño y Manejo.

Vinatea. L. 2020. Principales Parámetros Físico Químicos del Agua. Webinar


Germán Robaina G. es colaborador destacado de Mundo Agropecuario

Este trabajo fue enviado por el autor o autores para Mundo Agropecuario, en caso que se desee reproducir le agradecemos se destaque el nombre del autor o autores y el de Mundo Agropecuario, redireccionando hacia el artículo original.

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