sistemas recirculacion acuicultura

MASTER EN ACUICULTURA Y PESCAUCA, Campus Río San Pedro, Puerto Real

8 de enero a 30 de junio de 2008

MASTER EN ACUICULTURA Y PESCAMASTER EN ACUICULTURA Y PESCAUCA, UCA, CampusCampus Río San Pedro, Puerto Real Río San Pedro, Puerto Real

8 de enero a 30 de junio de 20088 de enero a 30 de junio de 2008

Sistemas de Recirculación en AcuiculturaSistemas de Recirculación en AcuiculturaSistemas de Recirculación en Acuicultura

16 / 04 / 2008, 16:30 – 18:30

Salvador CÁRDENASJefe del Departamento de Producción

IFAPA, Centro El ToruñoApdo. 16, El Puerto de Santa María

Salvador CÁRDENASJefe del Departamento de Producción

IFAPA, Centro El ToruñoApdo. 16, El Puerto de Santa María

Definición de RAS

Los Sistemas de Recirculación en Acuicultura (RAS) pueden ser definidos como sistemas que incorporan tratamientos y reutilización de agua, en los que se

renueva menos del 10% del volumen total

Ventajas del RAS• Flexibilidad en la selección del emplazamiento con la

posibilidad de localizar los cultivos cerca del mercado• Reducción de uso del suelo y agua (*)• Disminución de los costos energéticos (*)• Control completo del agua (pH, salinidad, Tº, O2,, etc)

(*)• Reducción de los vertidos orgánicos de los cultivos• Bioseguridad (desinfección de los cultivos y vertidos)• Control de la biomasa piscícola con la posibilidad de

mayores cargas en los cultivos: 60-120 kg/m3

• Posibilidad de liberar los peces en cualquier época del añocon el tamaño deseado

• Calidad constante para el mercado• Posibilidad de integrar los cultivos con otras actividades

(p.e.: cultivos asociados, cultivos hidropónicos, irrigación)

Requerimientos de Agua/Suelo

111001.340.000O. niloticusen RAS

16017711.000 –21.340

4.200 –11.000

Peneidos en estanques

2.1009210.000150.0000.mykiis gairdneri en

tanques

4004483.000 – 5.0003.000I. punctatusen estanques

2107721.00017.400O. niloticusen estanques

TASA DE USO DEL AGUA

TASA DE USO DEL SUELO

CONSUMO AGUA (l/kg)

PRODUCCIÓN (kg/ha/año)

ESPECIES y SISTEMA

Phillips et al. (1991) en Timmons et al. (2001)

Ahorro Energético(Producción de 100.000 alevines de lubina de 1 g)

0

50

100

CircuitoAbierto

CircuitoCerrado

%

Mano de Obra Larvas Energía Alimento

Blancheton, 2000

0

27

54

CircuitoAbierto

CircuitoCerrado

%

Bombeo Calentamiento

Sistemas de Engorde

Tanques en Circuito Cerrado (RAS)

Tanques en Circuito Abierto (FAS)

JaulasTanquesEstanquesRecinto

ControlTotal

ControlTotal

ControlTotal

ControlTotal

ControlTotal

Alevines

ControlTotal

PosibleControl

Sin control

Sin control

Sin controlBacteria y Parásitos

Controltotal

PosibleControl

Sin control

DifícilControl

Sin controlPredadores

Sin control

Sin control

Sin control

Sin control

SEMIINTENSIVO

ControlTotal

DifícilControl

Sin control

Sin controlTemperatura

ControlTotal

Sin controlSin control

Sin controlRenovación del agua

ControlGlobal

CondicionesNaturales

PosibleControl

PosibleControl

Sin control

Sin controlDesechos Particulados

PosibleControl

PosibleControl

Sin control

Sin controlDesechosSolubles

INTENSIVOEXTENSIVO

Otras Características del RAS

• Es el sistema de cultivo super-intensivo más utilizado en acuicultura

• RAS necesita de una mayor inversión económica que otros sistemas de producción

• Métodos principales: separación de sólidos, aireación, separación de coloides, biofiltración

Procesos de la Recirculación

TANQUES DE CULTIVO

Separación de Coloides

Fraccionador de espuma

Oxigenación

Oxígeno líquido

Desgasificadores

Separación de Sólidos

Desbastado

Sedimentación

Filtros de arena

Filtros de malla

Biofiltración

Filtros sumergidos

Filtros de percolación

Filtros rotatorios

Filtros de lecho

Desinfección

Rayos Ultravioletas

Ozono

Sistemas mixtos

Tratamiento térmico

Calentadores

Enfriadores

Bombas de calor

Aireación

Electrosoplantes

Difusores de aire

Funcionamiento Básico• Clarificación primaria = eliminación de sólidos

- Sedimentación, debastado, filtración mecánica- Clarificación antes de la biofiltración

• Biofiltración = nitrificación y desnitrificación• Clarificación secundaria (espumador) = eliminación de

floculantes biológicos (coloides)• Adición de aire / oxígeno para soportar los peces y las

bacterias del biofiltro

Componentes Básicos

• Infraestructura básica– Caseta de bombeo– Grupo electrógeno– Electricidad trifásica– Almacén de pienso– Suministro de oxígeno– Edificio

• Componentes del Sistema– Tanques– Oxígeno– Fraccionador de espuma– Filtro mecánico (FM) – Filtro biológico (FB)– Calentadores / Enfriadores– Esterilizadores – Iluminación– Sistemas de control (opcional)

Clasificación de los Componentes

• Primarios– tanques– bombas – fraccionador de espuma (*)– FM (*)– FB (*)

• Secundarios– oxígeno– calentadores/enfriadores– esterilización

• UV

• ozono

– Iluminación– otras bombas

(*) información detallada

Tanques

• Criterios– no tóxicos– durables– facilmente limpiables

• Materiales– fibra de vidrio– hormigón– plástico– PVC

Bombas

• Tipos– bombas de presión– airlift

• Propósitos– recircular el agua a través del sistema

– usualmente colocadasdespués del biofiltro

Aireación / Oxígenación

• Electrosoplantes + Difusores

• Bomba con venturi

• Torre• U-tubos• Conos

Esterilizadores

• Tipos– rayos utravioletas– ozono (*)

• Función– desinfección (agua nueva, agua circulante y/o efuentes)

– (*) oxidar los compuestos orgánicos disueltos (nitrito a nitrato)

– (*) 10-15 g de ozono por kg de pienso son suficientes

Bombas de Calor / Calderas

Otros Componentes

• Iluminación– bajos niveles de iluminación reducen el estrés en los peces

• Sistemas de control

Tratamientos del Agua

• Físicos: desbastado, sedimentación, centrifugación, filtración de arena, control de la temperatura, esterilización UV, filtración de cartuchos, filtración con bolsas

• Químicos: fraccionador de espuma, aireación, inyección de oxígeno, control de la salinidad, carbon activo, control del pH, osmósis inversa, desgasificación, intercambio iónico, ozonación

• Biológicos: nitrificación, desnitrificación

Caracterización de los Sólidos

• Todos los contaminantes en los efluentes, exceptolos gases disueltos, contribuyen a la presencia de sólidos

• Sólidos = constituyentes orgánicos + inorgánicos• Los sólidos bloquean las tuberias, aumentan el consumo de oxígeno, saturan los equipos de filtración

• Cuando se descomponen, los sólidos orgánicos consumen oxígeno y liberan NH3/NH4

+-N• El 70% del NH3/NH4

+-N en los vertidos esta asociado con los sólidos orgánicos (no excretado como N líquido)

Clasificación de los Sólidos

• Los materiales sólidos se clasifican en: sedimentos, suspendidos, coloidales o disueltos

• La mayoría de los sedimentos tienen > 10 µM

• Las partículas suspendidas son atrapadas en membranas de 1 µM

• Las partículas disueltas consisten en algunos iones y moléculas orgánicas e inorgánicas

Tamaño de las Partículas

Tratamientos Físicos:Filtros de Tambor

• Sencillo, metódo tradicional, pre-tratamiento previo al tratamiento primario

• Colocado a lo largo del flujo de agua• Los filtros de tambor finos se usan también en los

tratamientos terciarios• Los materiales estan constituidos por fibras• El coste se incrementa cuando decrece el tamaño de la

malla• Separados estáticos vs. rotarios (0,25 a 1,5 mm;

alrededor de 2-9 litros por minuto por milímetro cuadrado; eficiencia de eliminación del alrededor del 5-25%)

• Los filtros rotatorios para sólidos finos tienen un 50-70% de efiacia para partículas entre 15-60 µM

Tratamientos Físicos: Filtros de Tambor

Tratamientos Físicos: Separación de Sólidos Gravitacional

• Los vertidos son primeramente tratados mediante una sedimentación sencilla (tratamiento primario)

• Como ocurre con los estanques de cultivo, el criterio de diseño consiste en una sección longitudinal, ralentización del flujo, profundidazación del tanque y descarga mediante rebosamiento

• Los depósitos de sedimentación ideales no existen en el mundo real debido a la gran variedad de tamaños de las partículas, composición, etc.

• Cuando la velocidad de sedimentación es conocida, las dimensiones básicas pueden ser estimadas

Tratamientos Físicos: Filtros Granulares

• También conocidos como filtros de “arena”• Criterios de fabricación: tipo de fibra del continente, procedimientos de operación, características de los vertidos, características del medio filtrante

• Otros: tiempo del colmatación, facilidad de contralavado, presión máxima admitida

• La mayoría dispone de un medio filtrante sencillo: un tipo de arena o tamaño de partícula

• Se pueden clasificar como filtros de arena lentos o rápidos

Tratamientos Físicos: Filtros Lentos de Arena

• Usualmente construidos por el usuario, a cielo abierto

• Las flujos son lentos, 0,6-0,7 litros por segundo /m2

• Tamaño de partícula: 30 µM max• Por esta razón necesitan más

superficie• Aprovechan el desnivel para

establecer un flujo gravitatorio• El agua limpia sale por el desagüe

del fondo

Tratamientos Físicos: Filtros Rápidos de Arena

• Cerrados, unidades bajo presión• Flujos altos• Los contralavados suelen ser automáticos

Tratamientos Químicos: Fraccionador de Espuma

• También conocido como: separador de urea, separador de proteínas, separador de coloides, espumador, etc.

• Elimina las sustancias coloidales: proteínas• Los compuestos son adsorbidos en la superficie de las

burbujas y sacadas fuera del sistema• La espuma acumulada en la extremo superior de la columna

de agua es expulsada por rebosamiento

• Beneficios: reduce la saturación de los filtros, elimina compuestos de alto peso molecular (p e., proteínas), incrementa la claridad del agua, incrementa la aireación del agua, incrementa la estabilización del pH (elimina los ácidos orgánicos)

Fraccionador de Espuma

IFAPAIFAPA

INNOVAQUAINNOVAQUA

Fraccionador de Espuma

• Para una máxima eficiencia los surfactantes en el agua deben mezclarse con las burbujas en la colunma de agua del espumador

• Burbujas pequeñas = más contacto(> relación superficie/volumen)

• El diámetro de la burbuja ideal es0,8 mm

Biofiltración

Proteína del alimentoPez

Restos fecalesy de pienso

Productos de desechometabólicos

Plantas

NH3

NH4+

NO2-

NO32-

N2

Liberación a la atmósfera

Nitrobacter sp.

Nitrosomonas sp.

Productos de Desecho Metabólicos

Lupatsch & Kissil (1998)

Biofiltración• La filtración biológica, en sentido amplio, se refiere a las técnicas de filtración que utilizan organismosvivos para eliminar alguna sustancia en unasolución acuosa

• Los organismos vivos pueden ser: bacterias, algas, plantas superiores (principalmente cultivos hidropónicos)

• La filtración biológica, de la que vamos a hablar aquí, se refiere a la eliminación de amonio, nitrito y nitrato mediante bacterias

• Conclusion general: después del oxígeno, el amonio a menudo se convierte en un factor limitante para el éxito del RAS

Cinética de la Biofiltración• Repaso rápido:

– Amoniaco (NH3) y Nitrito son tóxicos para los peces a concentraciones bajas• Amonio Total (NH3 + NH4

+)– Dorada y Lubina: > 2 ppm

• Amoniaco (NH3)– Salmónidos: > 0,002 ppm– No salmónidos: > 0,01 ppm– Especies marinas: > 0,05 ppm

• Nitrito (NO2-)

– Dorada y Lubina: > 2 ppm– Nitrato (NO3

2-) es considerado poco tóxico (hasta 400 mg/L)• Dorada y Lubina: > 100 ppm

• Todas las conversiones son aeróbicas (p.e., requieren oxígeno)• Bajo [O2] = desnitrificación y posible perdida de N del agua de

cultivo• ¿Podría la desnitrificación, sola, funcionar? Posiblemente, pero

no es eficaz desde un punto de vista económico

Cinética de la Biofiltración

Porcentaje de NH3 en Función de la Tª y el pH sobre Amonio Total (TAN)

EJEMPLO: Para obtener la concentración de NH3 en agua a pH 8.4, 28°C y 2 mg/L de TAN: 2 mg/L x 15.0 (de la tabla) / 100 = 0.3 mg/l de NH3

Boyd (1982)

pHpH TEMPERATURA ( TEMPERATURA ( °°C)C)

8 12 16 20 24 28 32

7.0 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1.0 8.0 1.6 2.1 2.9 3.8 5.0 6.6 8.8

8.2 2.5 3.3 4.5 5.9 7.7 10.0 13.2

8.4 3.9 5.2 6.9 9.1 11.6 15.0 19.5

8.6 6.0 7.9 10.6 13.7 17.3 21.8 27.7

8.8 9.2 12.0 15.8 20.1 24.9 30.7 37.8

9.0 13.8 17.8 22.9 28.5 34.4 41.2 49.0

9.2 20.4 25.8 32.0 38.7 45.4 52.6 60.4

9.4 30.0 35.5 42.7 50.0 56.9 63.8 70.7

9.6 39.2 46.5 54.1 61.3 67.6 73.6 79.3

9.8 50.5 58.1 65.2 71.5 76.8 81.6 85.8

10.0 61.7 68.5 74.8 79.9 84.0 87.5 90.6

10.2 71.9 77.5 82.4 86.3 89.3 91.8 93.8

Equilibrio NH4+ / NH3 en

función del pH


• En la nitrificación intervienen bacterias quimioautotrofas, autotrofas quimiosintéticas o quimiolitotrofas

• Las bacterias obtienen la energía de compuestosinorgánicos en vez de los orgánicos

• El carbono es aportado por el CO2 y el hidrógeno del agua, del amonio o de la atmósfera

• 400 especies de bacterias están implicadas en la oxidación del Amonio: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosocystis, Nitrosoglea (principalmente Nitrosomonaseuropea y monocella)

• Nitrito: Nitrobacter sp. y Nitrocystis sp.


• Oxidación del amonio a nitrito:– NH4

+ + 1,5O2 � 2H+ + H2O + NO2-

– Nitrosomonas sp. solamente puede utilizar el amonio NH4

+

– La energía derivada de este proceso es usada para asimilar el CO2

• Oxidación de nitrito a nitrato:– NO2

- + 0,5O2 � NO32-

– La energía liberada en ambas reacciones es utilizada para el crecimiento celular

– La generación de energía no es muy eficiente: el tiempo de generación es de 10-12 hr


• Por cada gramo de NH4+-N oxidado a NO3-N, se

consumen 4,57 g de O2 y 7,13 g de CaCO3

• Además, se producen 8,59 g de H2CO3 (ácidocarbónico), 0,17 g de masa celular, 4,43 g de nitratos, 3,73 g de agua y 5,97 g de CO2

• Así: la nitrificación es un proceso acidificante (p.e., hay que estar atento al descenso del pH)

• Con la excepción del intercambio iónico, ningúnotro proceso químico, físico o biológico ha demostrado ser tan efectivo en la eliminación del amonio

Utilización de los Biofiltros• Los biofiltros en los sistemas de producción acuícola solamente se llevan estudiando desde hace 25 años

• Los primeros tipos usados fueron los filtros sumergidos, pronto reemplazados por los filtrosde percolación, aunque los mismos principios se aplican a todos los biofiltros

• Varios tipos: sumergidos, percolantes, rotatorios (biodiscos y biotambores), lechosfluidos, lechos flotantes

• Los biofiltros sumergidos son sencillos y hansido tomados de la industria de tratamiento de efluentes, pero resultan ser menos eficientes que los percolantes

Biofiltros Sumergidos

• Son filtros con flujo descendente (de arriba a abajo)

• Relegados a sistemas de cultivo sencillos• Las bacterias crecen como una película en la superficie

del medio filtrante• El medio filtrante esta continuamente sumergido

• La mayoría de los medios usados son: piedra caliza(mejora el pH), conchas de ostras, conchas de almejas, coral triturado, modulos de plástico o cerámica, anillosde vidrio o plástico, incluso redes de pesca

• Las partículas deben ser más grandes de 19-25 mm o se colmatarán los filtros

Biofiltros Sumergidos

ENTRADA

SALIDA

Nivel del agua

Medio filtrante

FILTRO SUMERGIDO

Nivel del agua

Biofiltros de Percolación

• Diseño similar a los sumergidos con una gran diferencia: el medio filtranteno esta sumergido

• Las bacterias estan adheridas a un medio filtrante humedecido y en un ambiente semi-aeróbico

• Raramente se colmatan• Solamente funcionan en flujo

descendente• El medio filtrante consiste en módulos

de plástico (ligeros, gran superficie)• La arena no puede ser usada por su

escasez de huecos

ENTRADA

SALIDA

Medio filtrante

Aspersor

FILTRO DE PERCOLACIÓN

Biofiltros Sumergidos vs. Percolantes

Medios Filtrantes de Percolación

Biofiltros Rotatorios• También conocidos como biocontactores

rotatorios (RBC), biodiscos o biotambores

• Biodiscos: serie de discos (diámetro: 1,2 m) montados en un eje horizontal

• El 40% de la superficie del disco esta sumergido permanentemente, mientrasel eje y los cojinetes estan por encima del nivel del agua

• Los discos estan separados uno del otro por una distancia mínima de 13 mm

• La mayoría de los discos están construidos en forma de láminas planaso coarrugadas de fibra de vidrio o plástico

ENTRADA

SALIDA

FILTRO ROTATORIO

Nivel del agua

Dirección de rotación

Medio filtrante rotatorio

Biodiscos

• Velocidad de rotación: 2-6 rpm• Con una potencia de 0,25 C.V. se pueden mover biodiscos de 1,2 m de diámetro a una velocidad de 3-4 rpm

Biotambores

• Los biotambores son variantes de los biodiscos

• Cilindros llenos de medio filtrante = más superficie

• Desventaja: se necesita más energía para la rotación

Bioreactores de Lecho Fluido

• El contenido esta dentro de un tubovertical de plástico

• La arena esta soportada por gravilla sostenida por un plato oerforado

• El medio filtrante permanece en suspensión gracias al flujo ascendente del agua

• Usualmente impulsada a presión por una bomba

• Solamente usada para la transformación del NH3 (no de los sólidos)

• El criterio principal de diseño debe contemplar un flujo ascendente elevado y la demanda de oxígeno

• La capacidad es 10 x la de los bioflitros estáticos

Desventaja: requiere una flujo ascendente fuerte (Q > 230-250 lpm/m2)

ENTRADA

FILTRO DE LECHO FLUIDO

SALIDA

Arena fluidizada

Base perforada

Bioreactores de Lecho Flotante• También conocido como biofiltros de

bolitas• Baja densidad del medio filtrante

• Utilizan múltiples bolitas de 2-4 mm en flujo ascendente a presión

• Las bolitas flotan por encima del puntode inyección del agua

• Capaz de capturar sólidos y biolfiltrar• Atrapan las partículas en suspensión

mientras aumentan la nitrificación• Pueden nitrificar 270 mg TAN por m2

por día

• 1 m3 de bolitas pueden proporcionarun tratamiento completo del agua con los desechos generados por 12-16 kg de alimento por día (400-530 kg peces/m3 medio filtrante)

ENTRADA

FILTRO DE LECHO FLOTANTE

SALIDA

Base perforada inferior

Base perforada superior

Bolitas de plástico de 2 a 4 mm

Agua

Agua

Factores Físicos que Influyen en la Biofiltración

• La luz solar directa o cualquier otra fuente de rayos UV inhibe la actividad nitrificante de las bacterias. Por tanto, es mejor mantener el biofiltro en completa oscuridad

• Sólidos en Suspensión (SS) < 20 ppm• Superficie necesaria para la nitrificación: 100 m 2 de

superficie filtrante por kg de pienso por día• Temperatura óptima para la nitrificación: 30-35 ºC.

Como la mayoría de los cultivos piscícolas operan a temperaturas más bajas, lo mejor es mantener la temperatura en el intervalo óptimo para el crecimientode los peces. Este efecto se puede cuantificar:– RAR (%) = 45 + 2,73 Tº (ºC), donde RAR es la tasa de eliminación de amonio, % relativo a 20 ºC

– La nitrificación a 10 ºC es el 72 % de la tasa a 20 ºC y a 30 ºC la tasa es del 127 % de la tasa a 20 ºC

Factores Químicos que Influyenen la Biofiltración

• pH: la inhibición de la nitrificación comienza por debajode pH = 7

• pH óptimo > 7,0

• NH3 inhibe Nitrosomonas sp. y Nitrobacter sp. a 10-150 y 0,1-1,0 mg/L, respectivamente

• O2: efluente del biofiltro > 2,0 mg/L

• Alcalinidad: 20-50 mg/L• Salinidad: el normal en los intervalos de cultivo, sin

cambios bruscos. La salinidad afecta a la capacidad nitrificante cuando se inoculan bacterias procedentes de agua dulce. Es mejor usar bacterias procedentes del medio marino o estuárico

Arranque del Biofiltro• Requiere varias semanas para que sea completamente

funcional (a 30 ºC: 3-4 semanas; a 10 ºC: 3 meses)• Los animales heterótrofos consumen materia orgánica

liberando amoniaco, el amonio permite el crecimiento poblacional de Nitrosomonas sp. (10-14 días)

• El tiempo total requerido para convertir NH3 a NO32- es de 30-

100 días (media = 45 días)• Las adiciones graduales de los heterotrofos permiten un

incremento lento del NH3 en el sistema (3-5 días entre adiciones)

• Se puede usar agua y medio filtrante húmedezido procedentede otros biofiltros (81% más rápido)

• Los inoculantes artificiales no son tan eficientes como los medios húmedos

Procedimientos para la Activación del Biofiltro

Estabular los animales y comenzar su alimentación; controlar TAN y Nitrito estrechamente

9

40 a 80 mg NH4HCO3/kg pienso

Continuar añadiendo NH4HCO3 hasta que el nitrógeno añadido diariamente sea equivalente a ¼ a ½ de la carga de amonio total esperada de la alimentación de los peces

8

(como paso 1)Cuando TAN < 5 ppm, añadir NH4HCO37

Medir TAN y Nitrito diariamente6

(como paso 1)Repetir paso # 35

Medir TAN cada 2 –3 días4

(como paso 1)Cuando TAN < 5 ppm, añadir NH4HCO3 para obtener 10 a 20 ppm

3

Medir TAN cada 2 –3 días2

53 a 106 mg NH4HCO3

por litroEstablecer una concentración de amonio total (TAN) de 10 a 20 ppm

1

COMENTARIOSPROCEDIMIENTOPASO

Evolución de la Nitrificación (20 ºC)

NH3 + NH4+ NO2

-

NO32-

Activación de Nitrosomonas sp. Activación de Nitrobacter sp.

A veces puede alcanzarse una situación estabilizada debido a la renovación del agua

Situación estabilizada

Amonio Total

Nitrito

Nitrato

0 6 13 19 26 32 39 45 52 58

Día

0

4

8

12

16

20

24

Co

nce

ntr

ació

n (

pp

m)

com

o n

itró

gen

o

Desnitrificación(Biofiltros aeróbios/anaeróbios)

• Función: reducir nitrato a nitrógeno gaseoso

NONO33-- + 5/6 CH+ 5/6 CH33OH 1/2 NOH 1/2 N2 2 + 5/6 CO+ 5/6 CO2 2 + 7/6 H+ 7/6 H22O + OHO + OH--

PseudomonasPseudomonaspH < 7

• Efectos secundarios

– producción de H2S (olor a huevos podridos)

– cuando se detecta este olor podremos considerar que se ha llegado a valores letales, entonces debemos renovar rapidamente para eliminarlo

– en los filtros anaeróbios se puede eliminar colocando planchas de hierro dulce u oxidado

Preguntas y Recomendaciones

• Preguntas:– ¿que método es el mejor?– ¿y cual más económico?

• Recomendaciones:– Lo más sencillo posible– No gastar en lujos– Invertir en bombas y filtros– Buscar proveedores de confianza– No intentar inventar la rueda

Ejemplos Realesde

Sistemas de Recirculación

RAS en Cría Larvaria (Mediterráneo)

Características del sistema

Características del

cultivo

Filtro de mallaFiltro de arena

1-5 g40 mgPeso final

Desinfección UVA0,40,4Carga inicial (kg/m3)

Calentamiento/Enfriamiento

9040Limpieza (días)

90

30

Alevines

Desgasificador (CO2)40Duración (días)

Biofiltro4Carga final (kg/m3)

OxigenaciónAireación

AlevinesLarvasLarvas

Blancheton, 2000

RAS en Preengorde(Mediterráneo)

cada cicloLimpieza

Características del sistemaCaracterísticas del

cultivo

Filtro de malla

Desinfección UVABiofiltro

Desgasificador(CO2)

Calentamiento/EnfriamientoControl del pH

Oxigenación

10 – 150Peso final(g)

10Carga inicial (kg/m3)

1 - 6Duración(meses)

50 – 80Carga final(kg/m3)

Blancheton, 2000

RAS en Engorde (Mediterráneo)

cada cicloLimpieza

Características del sistemaCaracterísticas del

cultivo

Filtro de malla

Desinfección (UVA, O3)

Biofiltro nitrificador grandeBiofiltro desnitrificador (opcional)

Desgasificador(CO2)

CalentamientoEnfriamiento

Control del pH

Oxigenación

200 – 1.500Peso final

(g)

> 25Carga inicial

(kg/m3)

1 – 2Duración

(años)

> 100Carga final

(kg/m3)

Blancheton, 2000

RAS en Europa

--452Anguilla anguillaGRAN BRETAÑA

--60011Anguilla anguillaGRECIA

--3005Anguilla anguillaALEMANIA

--1603Anguilla anguillaBÉLGICA/LUX

19863402Anguilla anguillaESPAÑA

19852.70026Anguilla anguillaDINAMARCA

----

1990

25200--

111

Anguilla anguilla

Dicentrarchus labrax

Scophthalmus maximus

FRANCIA

--

6024

Nº GRANJAS

1985--Salmo salarNORUEGA

1985-19904.0005.000

Anguilla anguilla

Clarias gariepinus

HOLANDA

AÑOPROD. (Tm.)ESPECIESPAÍS

Producción de Lubina(Francia)

70-10030-60Carga (kg/m3)

Alimentación autodemanda, oxigenación y emergencias

Alimentación automática,

oxigenación y emergencias

Otras

21,519Temp. media (ºC)

0,5-1,5 m3 por kg de alimento

150 m3 por kg de alimento

Renovación

especifica

4001.600Volumen (m3)

70100Prod. Anual (Tm)

Circuito cerrado

(RAS)

Circuito abierto

(FAS)

Blancheton, Gasset y Eding, 2004

Producción de Rodaballo (Francia)

2020 – 100Peso inicial (g)

1.500 – 1.800900 - 1.100Peso final (g)

7065 – 70Carga (kg/m3)

8 - 910 - 15Mortalidad

1,0 – 1,11,3Factor de conversión

100500 - 1200Renovación (%/día)

10020 - 50Recirculación (%/h)

12 - 186 - 24Temp. media (ºC)

Circuito cerrado(RAS)

Circuito abierto(FAS)

Lavenant, De La Pomelie y Paquotte, 2004

RAS con Tilapia (Israel)

0,87SGR (%)

81,1Carga (kg/m3)

501Peso final (g)

4868Biomasa (kg)

2,03Factor de conversión

95Supervivencia (%)

28Peso inicial (g)

0,19Consumo de agua (m3/kg)

4,1Renovación (%/día) V. Tanques: 60 m3

V. Filtros: 40 m3

Tiempo de retención en los

tanques: 1 h

Tiempo de retención en los

filtros: 5 h

331Cultivo (días)

ComponentesParámetrosde producción

Van Rijn, 2001

RAS con Dorada (Israel)

100100Volumen cultivo (m3)

99

78

0,67

86 / 330

250

1,8

35-40

800

200

Circuito abierto

(FAS)

0,54SGR (%)

94Carga final (kg/m3)

86 / 490Peso inicial/final (g)

1,8Factor de conversión

95Supervivencia (%)

250Densidad inicial (nº/m3)

3,5-4,0Consumo de agua (m3/kg)

80Renovación (%/día)

322Cultivo (días)

Circuito cerrado

(RAS)

Mozes et al., 2003

Sistemas de Recirculación en el IFAPA Centro El Toruño

Cronología

Mejora de los efluentesRuditapes philippinarum-Argyrosomus regius24.000IMTA (2)2008-10

CultivoVarias2.000RUS1999-2007

Puesta en cautividad (+)Pagrus auriga250RAS2002-07

Mejora de los efluentesRuditapes philippinarum / Sparus aurataRUS1995

Aclimatación a agua de marAcipenser naccarii900RAS1995/97/99

Puesta en cautividad (+)Pagrus pagrrus250RAS2002-07

550

250

100

550

80

48

6

11.000

1.000

M3

Mejora de los efluentesRuditapes philippinarum / Sparus aurataRUS (1)1992

Puesta en cautividad (+)Epinephelus marginatusRAS2002-07

Puesta en cautividad (+)Pagellus bogaraveoRAS2002-07

Puesta en cautividad (+)Argyrosomus regiusRAS2002-07

Aclimatación a agua de marOncorhynchus mykissRAS1988

Puesta desfasada (+)Solea senegalensisRAS1999-2007

EngordeThunnus thynnusRAS1999-2001

PreengordeDiplodus sargus / Sparus aurataRAS1995-97

Experimentos de alimentaciónDicentrarchus labrax / Sparus aurataRAS1995–97

OBJETIVOSESPECIESTIPOAÑOS

(1) RUS: Reuse Aquaculture System

(2) IMTA: Integrated Multi-Trophic Aquaculture

Aclimatación de O. mykiss

• Aclimatación: 16 días (diciembre 1988)

• Componentes del sistema de recirculación:

• 4 tanques de cultivo (hormigón) de 70 m3

• 1 tanque (PRFV) de mezcla de agua dulce y de mar de 8 m3

• 1 estanques de recirculación de 700 m2

• Truca arcoiris: 18.180 peces de 300 g (1 año de vida)

• Carga (Kg/m3): 21• Renovación (m3/h): 0,7

• Calidad del agua:

• Temperatura (ºC): 9-13• Salinidad (ppt): 0 - 34

• Oxígeno (ppm): 7,0 – 10,8

• Supervivencia (%): 99,2 • Engorde en la bahía de Getares (Algeciras)

Aclimatación de A. naccarii I

E-1

E-2

E-3

E-4 F-1 F-2 C-1

D

AGUA POTABLEAGUA SALADA

CANAL DE DESAGÜE

BOMBA 20 m /h3

BOMBA 7,2 m /h3

BOMBA 4,2 m /h3

RECIRCULADOR

FILTRO BIOLÓGICO D : TANQUE DE CONTROL (AGUA DULCE)E : TANQUES DE ACONDICIONAMIENTO DE ESTURIONESF : TANQUES DE FILTRACIÓN BIOLÓGICAC : ESTANQUE DE DECANTACIÓN Y MEZCLA DE AGUAS

ELECTROSOPLANTE

Aclimatación de A. naccarii II• Aclimatación: 44 días

• Componentes del sistema de recirculación:

• 1 tanque experimental de 70 m3 , dividido en cuatro partes

• 1 tanque de control de 70 m3

• 1 estanque de recirculación de 700 m2 para la mezcla de agua dulce y agua de mar

• Esturión italiano: 40 peces ( 5 lotes)

• Edad (años): 1- 4

• Peso (g): 400 – 5.000• Salinidad (ppt): 0 - 33

• Supervivencia (%):

– Peces de 2 años: 12 % – Peces de 4 años: 50 %

TIPO DE CULTIVOCultivos

experimentalesCultivos

semiindustriales

Nº sistemas empleados 4 4 1

Nº tanques cultivo 2 2 4

Vol. cultivo máximo (m3) 3,2 3,2 48

Vol. reserva (m3) 1 1 11

Separador espuma (m3) 0,05 0,05 ---

Vol. filtros biológicos (m3) 0,8 0,8 28

Renovación (%/día) 10 10 5-7

Especie Dorada Lubina Dorada y Sargo

Duración cultivo (días) 91 285 170

Cría de Dorada, Lubina y Sargo

TIPO DE CULTIVO CULTIVOSEXPERIMENTALES

CULTIVOS SEMIINDUSTRIALES

Especie Dorada Lubina Dorada Sargo

Circuito Cerrado Abierto Cerrado Abierto Cerrado

Nº sistemas 4 1 2 2 1 1

Calefacción (kw) -- -- 0,5-1 -- -- --

Nº alevines (miles) 1,68 0,42 0,80 1 0,42 6,36 7,85

Supervivencia (%) 97,5 97,5 98,0 98,4 95,3 76,0 47,8

Peso inicial (g) 8,1 8,1 18,9 18,9 18,9 5-25-100 4-90

Peso final (g) 41,9 43,0 66,3 55,5 52,9 13-45-? 7-?

Carga máxima (kg/m3) 5,6 5,5 9,0 9,6 6,6 3,8 1,3

Cría de Dorada, Lubina y Sargo

Cría de Dorada y Sargo

Reproducción de S. senegalensis I

ENTRADA DE AGUA NUEVA

ENTRADA DE AGUA NUEVA

BOMBA

TUBOS DE AIREACIÓN

RECOGEDOR

ESTERILIZADORDE U. V.

ESPUMADORES

FILTRO MECÁNICO

Reproducción de S. senegalensis II

ESPUMADORES

TUBOS DE AIREACIÓN

ENFRIADOR TUBOS DE LIMPIEZA

FILTRO BIOLÓGICO

TANQUE DE REGULACIÓN 2

TANQUE DE REGULACIÓN 1

TANQUE DE PUESTA

RECOGEDOR DE HUEVOSESTERILIZADORDE U. V.

Reproducción de P. auriga

DEPÓSITO DE OXÍGENO LÍQUIDO ( 4.000 Kg )

CAUDALÍMETROSCON ELECTROVÁLVULAS

CENTRALINA

RECOGEDORES DE HUEVOSBOMBA Y TUBO VENTURI

FILTROS DE ARENABOMBA

SONDA DE TEMPERATURA

SONDA DE OXÍGENO

Reproducción de A. regius I

FILTRO DE SÍLICE

ESTRUCTURA DE PERFILES METÁLICOS Y SUELO DE TRAMA PARA ACCESO A LOS TANQUES

FILTRO

ENFRIADOR

TANQUE DE 5 m DE RADIO



APORTE DE AGUA NUEVA



ELECTROSOPLANTES

FILTRO

FILTRO

BOMBA

BOMBA

RECOGEDORDE HUEVOS

REBOSADEROS

TANQUE DE 3 m DE RADIOTANQUE DE 5 m DE RADIO

FILTROS

DESAGÜES DE FONDO

RECOGEDORDE HUEVOSREBOSADEROS

FILTROS

VISOR

RECOGEDORDE HUEVOS

REBOSADEROS

PLATAFORMA DE ACCESOA LOS TANQUES

3,50

2,40

1,10

1,90

Reproducción de A. regius II

Desnitrificador

Sistema de reutilización (RUS)TANQUE ELEVADO

BOMBAS SUMERGIBLES (2)

BOMBAS SUMERGIBLES (2)

ESTANQUES DE DECANTACIÓN

FOSOCIRCUITO DE ALIMENTACIÓN

APORTE DE LAS NAVES CRIADERO Y SEMILLERO

REBOSADERO

FILTROS BIOLÓGICOS

+ Información• Cárdenas S., Cañavate JP., 1998.- Recirculación de agua a través de filtros

biológicos en cultivos de peces marinos. Revista Aquatic 2 (http://www.revistaaquatic.com).

• Cárdenas S., Cañavate JP, Revilla E., Méndez J., Calvo A., Cañavate JP., 2002.- Descripción de una instalación nueva para el cultivo en circuito cerrado de atunes. I Congreso Iberoamericano Virtual de Acuicultura “CIVA 2002” (http: //www.civa2002.org).

• Cárdenas S., Cañavate JP., Revilla E., Méndez J., Muñoz JL., Naranjo JM., 2004.- Recirculation Aquaculture Systems at CICEM El Toruño. AvancedCourse on Recirculation Systems and Their Application in Aquaculture. IFREMER, CIHEAM, FAO. Sétè (France).

• Cárdenas S., Cañavate JP., Zerolo R., 2008.- Recirculation Fish Culture Systems at IFAPA Centro El Toruño. Curso Avanzado sobre Sistemas de Recirculación y su Aplicación en Acuicultura. IRTA, CIHEAM, Sant Carles de la Ràpita, Tarragona (España), 10-14 marzo 2008.

• Muñoz J.L., Sánchez-Lamadrid A., Saavedra M., Cárdenas S., 1995.- Cultivo asociado de almeja japonesa (Ruditapes philippinarum) y dorada (Sparus aurata) en estanques con circuito semicerrado. Actas del V Congreso Nacional de Acuicultura, Universidad de Barcelona. San Carlos de la Rápita(Tarragona).

Área de Cultivos Marinos y Recursos Pesqueros IFAPA Centro El Toruño

Apdo. 16, 11500 El Puerto de Santa María, Cádiz, Tel.: 956-011309 http://www.juntadeandalucia.es/innovacioncienciayempresa/ifapa

salvador.cardenas.rojas@[email protected]

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