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Uso de Biodigester y su impacto positivo durante el proceso de cultivo en los laboratorios de larvas

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Por: Ing. Richard Martin*

Durante los cultivos, los tanques de laboratorio tienen que equilibrar la máxima densidad de larvas y las altas concentraciones de materia orgánica que deterioran la calidad de agua y los fondos provocando acumulación de amoniaco, nitritos y sulfuros. Las enzimas de Biodigester, producto orgánico natural compuesto por extracto de levadura Saccharomyces cerevisiae, con alto contenido de nucleótidos, han demostrado que contribuyen a disminuir los valores de nitritos, amonio no ionizado y sólidos suspendidos presentes en los estanques.

El nitrógeno amoniacal total (TAN, por sus siglas en inglés) está constituido por amonio  ionizado  (NH4) y amonio no ionizado (NH3). Al aumentar el pH (desde 7.5 a 8.5) y la temperatura (desde 25-35°C), se incrementa la forma de amonio no ionizado NH3, el cual es más tóxico para los camarones. Cuando el amonio es liberado hacia el ambiente acuático y se acumula en concentraciones grandes, puede crear problemas de estrés en los camarones. Generalmente, las consecuencias son malos crecimientos y conversiones, e incluso ocurren efectos adversos bajo exposiciones prolongadas de 1 ppm.

Determinados grupos bacterianos se emplean para la biorremediación de los estanques. Estos grupos usan la materia orgánica como fuente de nutrientes, lo cual reduce la cantidad de desecho acumulado en el estanque  (Miramontes–Higuera,  2004).

Además, las bacterias nitrificantes y desnitrificantes específicas convertirán el NH3 y el NO2– en gas nitrógeno, reduciendo así el nivel de estos compuestos tóxicos (Hargreaves, 1998). Algunas bacterias beneficiosas también pueden degradar el H2S tóxico, mejorando la calidad del agua y el olor.

En el proceso de biorremediación, las enzimas de estos microorganismos desempeñan el papel de catalizadores, los cuales aceleran las reacciones bioquímicas en el suelo y el agua del estanque (Csavas,1994). Cuando se le añade al agua de cultivo, o se disemina por todo el suelo del estanque, las enzimas son capaces de degradar los principales constituyentes orgánicos que normalmente se encuentran en los estanques de peces y camarones (Ritvo et al., 1998). Cada enzima tiene su propio modo de acción y es muy específica en la reacción química que cataliza.

Algunos microorganismos son capaces de excretar enzimas al medio. Estas enzimas extracelulares, como celulasa, proteasa y amilasa, se producen durante la fermentación aeróbica de la materia orgánica, por ejemplo, en algunas especies de Bacillus (Catedral et al., 1977). No existe ninguna enzima específica que funcione bien en todos los casos, por lo que se aconseja una mezcla de enzimas para actuar de manera eficaz en la biorremediación.

Este artículo resume los resultados más relevantes de un estudio en el cual se determinó la efectividad de Biodigester en el proceso de cultivo de larvas de camarón, en comparación con otros dos biorremediadores, a partir de la evaluación de la cantidad de amonio (mg/L), sólidos disueltos totales (g/L) y potencial redox (mV).

Materiales y Métodos

La prueba se desarrolló en tres tanques de 40 toneladas durante 15 días, empleando un método rápido de medida de campo.

Descripción de la zona de muestreo

El laboratorio de larvas donde se realizó la investigación cuenta con un sistema de abastecimiento y recirculación de agua del mar. Este se encuentra ubicado en la zona de Mar Bravo, en la provincia de Santa Elena, a 24 kilómetros de Salinas, Ecuador.

Metodología de muestreo

La prueba se realizó durante 15 días para la medición de amonio no ionizado NH3, desde el inicio de la corrida hasta su cosecha. Se analizaron tres tanques identificados como TQ1, TQ2 y TQ3. Todos los tanques fueron sembrados el mismo día e iniciaron con 40 toneladas de agua, los cuales se mantuvieron con niveles de recambios normales diariamente, con una densidad de siembra inicial promedio de 250 nauplios por litro.

En el tanque TQ1 se añadió Biodigester, en el tanque TQ2 el Producto A y en el tanque TQ3 el Producto B, distribuidos en dos aplicaciones al día a las 10:00 a.m. y 4:00 p.m., según la cantidad de toneladas de agua en iguales cantidades y a la misma hora.

En la Tabla 1 se muestran dosificaciones recomendadas para la aplicación de los diferentes productos en el laboratorio.

Los parámetros fisicoquímicos fueron analizados a la misma hora durante 12 días. Además, el área de microbiología realizó el conteo de vibrios en los tres tanques en toda la corrida.

Análisis de datos

Se analizó amonio no ionizado por método de kit de cambio de color, basándose en una tabla referencial. Los valores fisicoquímicos de potencial redox (ORP, por sus siglas en inglés), sólidos disueltos totales (TDS), pH y temperatura, se analizaron con multiparámetro APERA PC 60 y APERA ORP.

Resultados

Siguiendo el protocolo de aplicación de los tres productos, las cantidades de amonio detectadas fueron menores en el tanque del Biodigester (< 0.25 mg/L), mientras que, en los tanques tratados con los otros dos productos, el rango se elevó hasta < 1 mg/L (Tabla 2 y Figura 1).

En cuanto a los valores de ORP, estos fueron de 135-210 mV en el tanque tratado con Biodigester, en comparación con los 136-170 mV y 129-166 mV medidos en los tanques tratados con el Producto A y el Producto B respectivamente (Tabla 3 y Figura 2).

La medición de los sólidos disueltos totales (TDS) en los tanques arrojó valores de 20-22 g/L para TQ1 con Biodigester, 20-32 g/L para TQ2 y 21-30 g/L para TQ3 (Tabla 4 y Figura 3). La alcalinidad se mantuvo para todos los tratamientos en 120 mg/L, el promedio de pH fue de 7.5 (Tabla 5) y la temperatura fluctuó entre 29.6 y 31.2°C (Tabla 6).

Adicionalmente, en el tanque tratado con Biodigester se pudo observar una larva más robusta, en especial en el paso al estadio de mysis (Figura 4), y una menor proliferación de mucílagos (Figura 5).

Conclusiones

Se determinó que los niveles de amonio no ionizado en el TQ1 con Biodigester fueron menores en comparación con los de TQ2 y TQ3 con Producto A y Producto B respectivamente, lo cual indica que las enzimas de Biodigester degradan de forma específica los principales constituyentes orgánicos, como proteínas insolubles, almidón, celulosa, residuos vegetales y lípidos.

La acumulación y la degradación de los residuos orgánicos en el tanque se traducirá en un aumento del consumo de oxígeno (O2) y la producción de compuestos de desecho como el amoníaco (NH3), nitritos (NO2–) y sulfuro de hidrógeno (H2S). Los altos niveles de amonio > 1 mg/L provocan una disminución en el consumo de alimento y, por lo tanto, retardo en el crecimiento.

En cuanto a los valores de potencial redox (ORP), en el TQ1 con Biodigester fueron superiores conforme se avanzaba en los días de cultivo, demostrando su acción como compuesto esencial para mantener niveles óptimos. El valor de sólidos disueltos totales (TDS) en el tanque TQ1 con Biodigester no varía significativamente durante todo el ciclo larvario de producción, notándose un mejor desempeño.

Además, es importante mencionar que la dosificación en el TQ1 con Biodigester fue menor que las dosis de los otros dos productos involucrados en el estudio, lo cual se traduce en una clara ventaja costo/dosis de Biodigester ante los desafíos que representa una alta densidad de biomasa, sana y productiva.

Este artículo es patrocinado por: Nepropac de México, S.A. de C.V.

* Ing. Richard Martin Jefe de Investigación y Desarrollo Nepropac, S.A. Las referencias y fuentes consultadas por el autor en la elaboración de este artículo están disponibles bajo petición previa a nuestra redacción.

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