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¿Que es un sistema de producción RAS?


Nuevas tecnologías de producción acuícola en sistemas de recirculación constituyen una de las mejores alternativas al cultivo de organismos acuáticos, basado en la reutilización del agua previamente tratada de manera física, química y biológica, y la reducción de la utilización de grandes volúmenes del agua para obtener rendimientos similares, proporcionar un ambiente adecuado para promover el crecimiento de los ejemplares, además de presentarse como una alternativa de solución para las cuestiones de índole ambiental.


Germán Robaina G.

robainag@gmail.com


La acuicultura tradicional requiere de grandes cantidades de agua y grandes extensiones de terreno. En muchas regiones del mundo el agua es un recurso que escasea cada vez más por el crecimiento poblacional y el cambio climático, entre otras, mientras que la producción mundial de la acuicultura continúa incrementándose constantemente.

Según la FAO, entre las principales cuestiones que deben abordarse al tratar el tema acuícola, son los aspectos tecnológicos, los recursos financieros, las enfermedades, y el impacto ambiental de la actividad sobre el medio ambiente.

La producción en sistemas de recirculación acuícola es una alternativa al cultivo de organismos acuáticos que, por medio de la reutilización y tratamiento del agua de manera física, química y biológica, se reduce significativamente el volumen de agua requerida para lograr una misma producción.

Los sistemas de producción acuícola en sistemas de recirculación adecuadamente diseñados y manejados, proporcionan un ambiente favorable para promover el crecimiento de los cultivos acuáticos, controlando parámetros tales como la concentración de oxígeno disuelto, nitrógeno amoniacal, nitritos, dióxido de carbono, temperatura, pH y los niveles de alcalinidad en el sistema, presentando además una alternativa de solución a problemas relacionados con la prevención de escape de especies exóticas y el control de las enfermedades.

Desde hace más de tres décadas, se han utilizado sistemas de recirculación acuícola (RAS) en la investigación y cerca de una década en la producción acuícola.

Aunque tradicionalmente los sistemas de recirculación se utilizaban a nivel industrial principalmente para la producción de semillas de peces y moluscos marinos, así como en la producción de animales de aguas cálidas en regiones de clima templado, actualmente representa una apuesta en el cultivo de diferentes especies y locaciones en pro de una acuicultura responsable con el medio ambiente.

Componentes

Los peces de una granja piscícola requieren ser alimentados varias veces al día. El alimento es digerido por el pez y se utiliza en el metabolismo para suministro de energía, crecimiento y otros procesos fisiológicos. 

El oxígeno (O2) entra a través de las branquias, y es necesario para producir energía y descomponer las proteínas, produciendo como residuos el dióxido de carbono (CO2) y el amoníaco (NH3) que se excretan por las branquias en el agua.

Los piensos no digeridos se excretan en el agua como heces, sólidos suspendidos y materia orgánica que se depositará en el sustrato. 

Así, los peces consumen oxígeno y alimento, y como resultado el agua en el sistema está contaminada con heces, dióxido de carbono y amoníaco, por lo que en un sistema de recirculación es necesario tratar el agua continuamente para retirar estos desechos y añadir oxígeno para mantener a los organismos cultivados vivos y sanos. 

Los principales procesos que se suceden en un sistema de circulación cerrada de agua se ejemplifican (Cortesía de Masser, M.P et al, 1999) en la siguiente ilustración.

Como funciona

El agua que sale del recipiente de cultivo fluye hacia un filtro mecánico y a un filtro biológico antes de que se airee y se despoje de dióxido de carbono para retornar al recipiente de cultivo nuevamente.

Aunque pueden añadirse otras instalaciones, como la oxigenación, desinfección (ultravioleta u ozono), regulación automática de la temperatura y el pH, intercambio de calor, desnitrificación, etc., dependiendo de los requisitos exactos de cada sistema, este es el principio básico de la recirculación.

Así, para que un sistema de recirculación sea eficiente y provea un ambiente adecuado suele contemplar cinco procesos o características básicas:

 a) Remoción de los desechos producidos en los sistemas.

b) Controlar los compuestos nitrogenados producto del metabolismo de los organismos.

c) Adicionar aire u oxígeno al agua.

d) Eliminar el dióxido de carbono acumulado en el sistema, y

e) Reutilización del agua tratada.

La remoción de lo sólidos es uno de los procesos de mayor importancia y complejidad. Los sólidos a remover son sólidos sedimentables, solidos suspendidos y solidos finos. Los primeros de ellos se deben eliminado del tanque de cultivo con la mayor rapidez posible, lo que se logra fácilmente dando pendiente suave a un desagüe central con un modelo de flujo circular por lo menos una vez al día. Para los sólidos suspendidos se recurre a la filtración mecánica, mientras que los sólidos finos se remueven con la ayuda de fraccionadores de espuma.

La Biofiltración tiene como fin la regulación del proceso de nitrificación, cuya función es controlar el nitrógeno amoniacal total (NAT) a ser removido del sistema para mantener niveles seguros para el crecimiento de los organismos.

Como proceso aeróbico se lleva a cabo en dos partes. En la primera, el amonio es oxidado a nitrito mediante la acción de bacterias del género Nitrosomonas, y en la segunda se oxida el nitrito a nitrato, por parte de las bacterias del género Nitrobacter.

La aireación, es considerada como el principal factor limitante en la calidad de agua, y contribuirá para facilitar la extracción del exceso de dióxido de carbono del agua de cultivo (desgasificación) y reducir el estrés en las especies cultivadas, mejorando las tasas de crecimiento.

Finalmente, se procede a la reutilización del agua recuperada, que se realizará entre un 10 % (reposición de aguas perdidas por limpieza y/o evaporación) y el 100% del volumen total del sistema (sistema totalmente cerrado), según nuestros requerimientos, intenciones y disponibilidades.

Potencial productivo:

Como ejemplo de su utilización a escala global, destacan las experiencias desarrolladas en el cultivo de tilapias realizadas en Vietnam bajo la tutoría holandesa, experiencias que reportaron haber logrado una productividad 3.8 veces mayor por hectárea que en los estanques operados por agricultores locales utilizando prácticas tradicionales, con una supervivencia promedio 79.3 % superior que en los estanques de control y un índice de conversión de alimento promedio (FCR) 8.2 por ciento más bajo.

Nuevos sistemas acuícolas de recirculación terrestres (RAS) han comenzado recientemente sus operaciones en Japón, en donde los sistemas de salmón RAS no solo tienen un precio competitivo en comparación con el producto fresco enviado a Japón desde Noruega o Chile, sino que el costo de producción de estas instalaciones se estima un 40 por ciento más bajo que el de un productor tradicional de salmón en Noruega, eliminando además los altos costos del flete aéreo, los productos químicos y los antibióticos.

Empresas Noruegas laboran tratando de mejorar la calidad del agua y la salud de los peces en las plantas del sistema de recirculación acuícola (RAS), mediante la utilización de ozono, como agente de tratamiento sostenible que produce la oxidación, lo que hace que las micropartículas se agrupen, y se facilite su eliminación con la ayuda de microburbujas para empujar las micropartículas a la superficie como una capa de espuma o lodo.

La empresa Aquaco apunta a producir un millón de libras por año de pámpanos en su planta de producción con tecnología RAS en Ft. Pierce, Florida y afirma que su vivero piloto y sus instalaciones de crecimiento es práctica, eficiente y confiable, con capacidad de una producción actual estimada en 2,000 libras por semana, contando con un mercado excepcional.

Acuícola del Norte S.A. está en fase de construcción e implementación del primer centro de cultivo de engorda de Seriola lalandi (pez marino) en tierra a peso final de cosecha en Chile, una experiencia única en pleno desierto de Atacama, con ingeniería cien por ciento nacional, bajo un modelo de producción continuo con cosechas semanales y disponible todo el año para el mercado local e internacional.

Esta iniciativa es liderada desde hace trece años por la empresa Acuícola del Norte S.A. (Acuinor), que ha desarrollado el cultivo de Seriola lalandi con capitales propios y el apoyo de Corfo mediante la ejecución de una serie de proyectos de desarrollo tecnológico, como lo fueron el Programa de Diversificación de la Acuicultura Chilena y el Programa Tecnológico Estratégico para el desarrollo de tecnologías de engorda mediante sistemas de recirculación y ambientes controlados.

El cultivo de esta especie desde huevos hasta ejemplares de talla comercial (5 kilos), estiman tomará entre 14 a 15 meses en estos sistemas de recirculación y ambiente controlado en estanques en tierra.

Ventajas de los sistemas de recirculación en acuicultura.

  • Reduce la transmisión y propagación de enfermedades.
  • Disminuye en forma considerable los contaminantes al medio ambiente.
  • Optimiza el uso de recursos, tales como agua, alimentos, energía, terrenos, personal, etc.
  • Favorece la obtención de un mejor Factor de Conversión Alimenticia.
  • Permite una eficiente programación del proceso productivo.
  • Disminuye en forma sostenible la necesidad de uso de fármacos y drogas para el tratamiento de patologías.
  • Permite un mejor control sobre variables que influyen en el desarrollo, como son temperatura, fotoperiodo, así como mayor eficiencia en la ingesta de alimento.
  • Se puede implementar sobre instalaciones acuícolas pre existentes.
  • Sirve para organismos de agua dulce y salada.
  • Se puede utilizar tanto para peces, como moluscos y crustáceos.

Desventajas de los sistemas de recirculación en acuicultura.

  • Inversión inicial de alto costo.
  • Requiere personal más calificado
  • Más complejo que los sistemas convencionales.
  • Se pueden generar efectos crónicos subletales por exposición a amonio y dióxido de carbono.
  • Requiere de eficientes procesos de filtración de agua.

Conclusiones

Aunque en términos generales los sistemas de cultivo desarrollados con el sistema RAS han demostrado ser viables en lo que a producción y protección ambiental se refiere, estos no representan la panacea para la actividad acuícola tradicional actual en la mayoría de nuestros países, y a nuestro entender, aunque han resultado ser muy exitosos en el cultivo de especies de alto valor, no logran justificarse económicamente para el cultivo de especies de bajo o mediano costo, o localidades en donde los costos de los equipos, electricidad y su implementación lo hacen prohibitivo.

A niveles experimentales, o con una organización externa sufragando las inversiones y gastos fuertes, se han obtenido resultados muy alentadores, sin embargo, el común de los piscicultores podrá pensar en su implementación, sólo una vez alcanzada cierta estabilidad financiera y de producción que justifique las inversiones iniciales requeridas y permitan su amortización sin poner en riesgo la vida del proyecto.

Experiencias desarrolladas por el autor en el cultivo de tilapias razón de 50 – 80 ejm/m3, se lograron resultados satisfactorios como herramienta para mejorar el nivel de recirculación de agua en estanques de cultivo (50 %) con la puesta en marcha de un sistema bastante sencillo con extracción  los sedimentos del fondo de los recipientes, sedimentación, filtración y filtro biológico y aireación, sin incluir medidas de desinfección y/o esterilización del agua (UV ni ozono), sin embargo todo ello dependerá de la densidad de siembra, el adecuado manejo del sistema.

*Este artículo se elaboró basado fundamentalmente en la publicación de Jacob Bregnballe:  A Guide to Recirculation Aquaculture An introduction to the new environmentally friendly and highly productive closed fish farming systems (2015), y los trabajos de Southern Regional Aquaculture Center SRAC 451 (1998), SRAC 452 (1999), SRAC 453 (1998) y SRAC 456 (1998).

La fotografía que ilustra este artículo pertenece a Aqua Feed, y ha sido tomada de internet.


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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