Acuicultura
El manejo apropiado de la calidad de agua de un estanque juega un papel significativo para el éxito de las operaciones acuícolas. Cada parámetro de calidad de agua por sí solo puede afectar de manera directa la salud del animal. La exposición de camarones y peces a niveles impropios de de oxígeno disuelto, amoníaco, nitritos [...]
El manejo apropiado de la calidad de agua de un estanque juega un papel significativo para el éxito de las operaciones acuícolas. Cada parámetro de calidad de agua por sí solo puede afectar de manera directa la salud del animal. La exposición de camarones y peces a niveles impropios de de oxígeno disuelto, amoníaco, nitritos o sulfuro de hidrógeno lleva a estrés y enfermedades. Sin embargo, en el ambiente complejo y dinámico de los estanques de acuacultura, los parámetros de calidad de agua también se influencian entre ellos.
Niveles de temperatura y pH desbalanceados pueden aumentar la toxicidad del amoníaco y del sulfuro de hidrógeno. Además, mantener niveles balanceados de los parámetros de calidad de agua es fundamental tanto para la salud como para el crecimiento de organismos de cultivo. Se recomienda monitorear y calcular los parámetros de calidad de agua en una base de rutina.
En este artículo, los más importantes parámetros de calidad de agua tales como Oxígeno, pH, temperatura, salinidad, turbidez y compuestos de Nitrógeno se describen con percepción de cómo estos parámetros se influencian entre sí. La Tabla 1 da un vistazo de los parámetros de calidad del agua con sus valores estándar.
El Oxígeno disuelto (DO por sus siglas en inglés) es uno de los más importantes parámetros en acuacultura. Mantener buenos niveles de DO en el agua es esencial para una producción exitosa ya que el Oxígeno (O2) tiene una influencia directa en la ingesta de alimento, la resistencia a enfermedad y metabolismo. Un nivel sub-óptimo es muy estresante para los peces y camarones. Por lo tanto es importante mantener el DO a niveles óptimos por encima de 4.0 ppm.
El ciclo dinámico de Oxígeno de los estanques fluctúa durante el día debido a la fotosíntesis y respiración del fitoplancton (Figura 1).
Como se muestra en la Figura 1 un máximo de DO ocurrirá pasada la tarde debido al crecimiento de O2 durante el día a través de la fotosíntesis. Como el fitoplancton (algas microscópicas) usualmente consume la mayoría del O2 y debido a que la fotosíntesis no ocurre durante la noche, los niveles de DO declinan. Un DO críticamente bajo ocurre en estanques específicamente cuando la plenitud de las algas decae. La subsecuente descomposición bacteriana de las células de algas muertas demanda muchísimo Oxígeno. Manejar el equilibrio de la fotosíntesis y la respiración así como también el crecimiento de algas – es una importante tarea en el trabajo diario de un acuicultor.
Cuando se alimenta a los peces y los camarones, la demanda de Oxígeno es mayor debido a un incrementado gasto de energía (también conocido como acción dinámica específica). Para enfrentar esta mayor demanda de Oxígeno, pueden ser tomadas varias medidas:
Otra fuente de Oxígeno además de la fotosíntesis es la difusión o transferencia del aire al agua. La acción de las olas o la aireación mecánica está forzando esta difusión de Oxígeno. Los aireadores de rueda con paletas logran esto rompiendo el agua en pequeñas gotas y aumentando el contacto de la superficie del agua con el aire. Los aireadores con aspirador envían aire dentro del agua a través de una escotilla y una hélice. Otra razón para la aireación es la circulación de agua aireada a través del estanque.
La demanda de Oxígeno bioquímico (BOD, por sus siglas en inglés) del estanque puede afectar el ciclo del Oxígeno y, por lo tanto, el equilibrio del mismo. La demanda de Oxígeno bioquímico de 5 días (BOD5) es la cantidad de DO necesario por los organismos biológicos aerobios en el agua para descomponer el material orgánico presente a una temperatura constante durante un período de 5 días.
BOD5 es una importante variable de la calidad del agua que puede ser requerida para demostrar cumplimiento con los permisos de calidad de agua establecidos por los gobiernos y para lograr certificación de granja acuícola.
El BOD5 de efluentes acuícolas de estanque usualmente se extiende de 5 a 20 mg/l. A mayor BOD, más rápidamente el Oxígeno se agota.
También, el ciclo del O2 y por lo tanto, los niveles de DO pueden ser afectados por cambios en el ambiente; un día nublado disminuirá la introducción del O2 de fotosíntesis al DO. Consecuentemente, altas temperaturas inusuales disminuirán la solubilidad del O2 en el agua, y por lo tanto un menor DO. Cuando un estanque está en “equilibrio” el DO no cambiará drásticamente.
Temperatura es otro importante parámetro de calidad de agua. Puede afectar el metabolismo de peces y camarones, los índices de alimentación y el grado de toxicidad de Amoníaco. La temperatura tiene también impacto directo en los índices de respiración de la biota (consumo de O2) e influencia la solubilidad del O2 (agua más cálida contiene menos O2 que el agua más fresca).
La temperatura obviamente no puede ser controlada en un estanque. Los animales acuáticos modifican la temperatura de sus cuerpos al medioambiente y son sensibles a las variaciones de temperatura rápidas. Para cada especie hay un rango de condiciones de temperatura (Tabla 2). Es por lo tanto importante adaptar los peces y camarones progresivamente cuando se transfieren de un tanque a un estanque.
El Dióxido de Carbono (CO2) en estanques es producido de manera primaria a través de la respiración de peces/camarones y las plantas y los animales microscópicos que constituyen la biota del estanque.
Los niveles de dióxido de Carbono (y la toxicidad) son más altos cuando los niveles de DO son más bajos (Figura 2). Por lo tanto, el amanecer es un momento crítico para monitorear DO y CO2. Altas concentraciones de CO2 inhiben la habilidad de los peces y los camarones de extraer O2 del agua, reduciendo la tolerancia a bajas condiciones de O2 y causando un estrés comparable a la sofocación.
Un aumento en el CO2 puede también disminuir el pH, lo que puede llevar a toxicidad de nitritos. Si las plantas en el agua absorben demasiado CO2 por la fotosíntesis durante el día, el pH aumentará, y los peces y camarones están sujetos a mayores concentraciones de Amoníaco tóxico no ionizado (NH3).
Las concentraciones de dióxido de Carbono sobre 60 ppm pueden ser letales. En una emergencia, el CO2puede ser removido agregando agentes cálcicos tales como cal viva, cal hidratada o carbonato de Sodio al agua del estanque.
El pH es una medida de acidez (iones de Hidrógeno) o alcalinidad del agua. Es importante mantener un pH estable a un rango seguro porque esto afecta el metabolismo y otros procesos fisiológicos de los organismos de cultivo. Puede crear estrés, aumentar la susceptibilidad a enfermedades, disminuir los niveles de producción y causar un pobre crecimiento y aún muerte. Signos de un pH sub-óptimo son, además de otros, mucosidad aumentada en la superficie de las agallas del pez, comportamiento de natación inusual, aletas raídas, daños a los ojos así como también pobre crecimiento del fitoplancton y del zooplancton. Los niveles óptimos de pH en el estanque deben estar en el rango de 7.5 – 8.5.
La concentración de CO2 en el agua también influencia el pH, por ejemplo: un incremento en el CO2 disminuye el pH, como ya hemos mencionado anteriormente (Diagrama 1). Como el fitoplancton en el agua utiliza CO2 para la fotosíntesis, el pH variará naturalmente a través de las horas diurnas. El pH es generalmentemás bajo al amanecer (debido a la respiración y liberación de CO2 durante la noche) y más alto en la tarde cuando la utilización de CO2 de las algas está en su apogeo. Las aguas de moderada alcalinidad están más amortiguada y hay un grado menor de variación de pH.
El Amoníaco es un muy importante parámetro para una buena producción de peces y camarones. Bajo condiciones particulares, el Amoníaco puede aumentar fácilmente (a través de la acumulación de sobrealimentación, riqueza de proteínas, desperdicio de comida excesivo y Amoníaco excretado) a niveles peligrosamente altos.
El Amoníaco en el agua existe en dos formas, como iones de Amoníaco (NH4+), los cuales no son tóxicos, y como Amoníaco tóxico no ionizado (NH3). La proporción relativa de uno o el otro depende de la temperatura del agua y el pH. Si el fitoplancton absorbe demasiado CO2 durante el día, y por lo tanto aumenta el pH a un valor por sobre 8.5, los peces y camarones están sujetos, dependiendo de la concentración total de Nitrógeno Amoniacal, a altas concentraciones de Amoníaco (NH3). Tan poco como 0.6 ppm (mg/l) de Amoníaco libre (NH3) puede ser tóxico para muchos tipos de peces y camarones, causando irritación de las branquias y problemas respiratorios.
Los Nitritos (NO2-) son otra forma de compuestos nitrogenados que resultan de la alimentación y pueden ser tóxicos para camarones y peces. Los nitritos son un producto intermedio de la transformación del Amoníaco en nitrato por la actividad bacteriana. Los nitritos absorbidos de los intestinos se unen a la hemoglobina y reduce su habilidad de llevar Oxígeno.
Un incremento en el CO2 puede disminuir el pH a un valor por debajo de 6.5, lo que puede llevar a toxicidad de nitrito a través de la formación de ácido nitroso (HNO2). A 2 ppm (mg/l) y debajo, los nitritos son tóxicos (perjudicial y letal) para muchos peces y camarones.
El Sulfuro de Hidrógeno (H2S), un gas tóxico sin color, es un subproducto de la deterioración de la materia orgánica, usualmente bajo condiciones anaeróbicas. Los suelos anaeróbicos con concentraciones orgánicas moderadas a altas pueden ser una fuente significativa de H2S, el cual es tóxico para camarones y peces, aún a bajas concentraciones ya que dificulta su respiración. Si el fondo del suelo se vuelve negro y se reconoce un olor a huevo podrido al moverse el sedimento, esto indica condiciones anaeróbicas y la presencia de H2S.
El Sulfuro de Hidrógeno es altamente tóxico en su forma no ionizada (comparable al Amoníaco). Sin embargo, la forma no ionizada es predominante a un bajo pH (< 8) y alta temperatura. A un pH de 7.5 aproximadamente 14% del sulfuro está en la forma tóxica H2S y a un pH de 6.5 alrededor de un 61%. Por lo tanto, las concentraciones de sulfuro deberían estar por debajo de 0.002 ppm. Muchas especies marinas viven en gran cercanía a sedimentos que a menudo contienen H2S. Algunos aún viven en ellos. De los datos en la Tabla 3 es claro que el rango de susceptibilidad al envenenamiento por H2S es enorme.
Dureza se refiere a la concentración de Calcio y Magnesio en el agua.Secar y cultivar los fondos de los estanques, sumado a mantenerlo a través de la aireación de estanques y un frecuente intercambio de agua, son medios efectivos para disminuir el Sulfuro de Hidrógeno.
Alcalinidad es la capacidad de amortiguación del agua y representa su monto de carbonatos y bicarbonatos. La alcalinidad puede afectar el potencial de productividad primaria y también el pH del agua. En el caso de que el pH del agua fluctúe grandemente durante el día, puede utilizarse cal en el agua para estabilizar el pH del agua. Valores de 50 – 100 mg/l son considerados moderados y se recomiendan. La alcalinidad total ha sido tradicionalmente expresada como miligramos por litro (ppm) de carbonato de Calcio equivalente (CaCO3). Generalmente, la alcalinidad varía de un sitio a otro. En el agua de mar, la alcalinidad es normalmente mayor a 100 ppm pero en áreas de agua dulce, la alcalinidad es a menudo baja, particularmente durante la temporada de lluvias. La baja alcalinidad en agua dulce o en áreas de baja salinidad afectará los índices de supervivencia y muda de los camarones.
Las aguas duras tienen la habilidad de amortiguar los efectos de metales pesados tales como Zinc o Cobre, los cuales son tóxicos para los peces y camarones. Además, la dureza es un parámetro crucial en el mantenimiento un buen “equilibrio” del estanque.
Salinidad representa la concentración total de iones inorgánicos disueltos, o sales, en el agua. Esto juega un rol significativo para el crecimiento de organismos de cultivo a través de la osmoregulación de minerales de cuerpo en el agua circundante. Para una mejor supervivencia y crecimiento, un rango óptimo de salinidad debe ser mantenido en el agua del estanque. Si la salidad es demasiado alta, los peces y camarones comenzarán a perder agua al medioambiente. Los camarones jóvenes parecen tolerar una mayor fluctuación de salinidad que los adultos. Los cambios drásticos de salinidad pueden también alterar la fauna del fitoplancton y sus densidades de población, y llevar a inestabilidad del ecosistema. Reducir la salinidad por más de 5 ppt, a cada vez de intercambio de agua, no se recomienda.
Conclusión
El monitoreo cuidadoso de los parámetros de calidad del agua es importante para comprender las interacciones entre parámetros y efectos en la alimentación de camarones y peces, su crecimiento y salud. Cada parámetro de agua por sí mismo puede no decir mucho, pero varios parámetros juntos pueden revelar los procesos dinámicos que se llevan a cabo en el estanque. Los registros de calidad de agua permitirá a los acuicultores notar cambios y tomar decisiones rápido para que las acciones correctivas puedan ser realizadas rápidamente.
Elisabeth Mayer MSc, de BIOMIN Holding GmbH
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