Evaluación de un sistema prototipo integral de cultivo de trucha con tratamiento y reciclado del efluente

Abstract

La actividad trutícola en el Estado de México tiende a expandirse en cuanto a número de granjas, además, existe un crecimiento poblacional que ha obligado a disminuir el uso de agua para la actividad trutícola debido a la demanda para consumo humano; así, una de las soluciones al desabasto de agua para la producción de trucha son los sistemas de recirculación acuícola (SRA). No obstante, en la actualidad se tiene un alto rezago en cuanto a desarrollo de tecnología sustentable para lograr este propósito. Desafortunadamente muchos de los SRA tienen que recurrir a prácticas que demandan altos consumos de energía, principalmente construidos con base en la experiencia de campo y no con bases científicas y experimentales. El objetivo del presente trabajo fue conocer a fondo los fenómenos involucrados en los procesos de un SRA y encontrar expresiones matemáticas (modelos) que representen de manera más fiel el comportamiento de las unidades de tratamiento del agua residual acuícola y a su vez sentar bases teórico – prácticas que tiendan a hacer realidad el cultivo de especies acuícolas en sistemas cerrados para las condiciones que privan en el entorno. El trabajo se realizó en un prototipo diseñado y construido en las instalaciones del Centro Interamericano de Recursos del Agua (CIRA) que constó de dos estanques circulares y una planta de tratamiento. En este prototipo se sembraron 4,600 alevines de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss). El agua empleada fue la suficiente para llenar una vez el prototipo (21 m3 ) y después solamente se agregó cada día 2% del volumen de los estanques para reposición de pérdidas. Para la evaluación del SRA se realizó un seguimiento del desarrollo biológico de los peces así como de los procesos que se presentaron en el tren de tratamiento acoplado en el prototipo. El seguimiento biológico se llevó a cabo correlacionando el peso y la longitud, encontrándose el modelo exponencial Peso (g) = 0.026[Longitud (cm)] 2.784 con un R2 = 0.979 que describe el desarrollo de las truchas. Se relacionó la biomasa con la producción de especies contaminantes (DQO, Amonio y SST) en el estanque para obtener modelos matemáticos que dan base a un diseño del tren de tratamiento del SRA con condiciones particulares del Estado de México, estos modelos son: Amonio (mg/L) = 0.008[biomasa (kg)] – 0.36, con un R2 = 0.65; DQO total (mg/L) = 0.482[biomasa (kg)] + 10.72, con un R2 = 0.78 y SST (mg/L) = 0.088[biomasa (kg)] – 0.727, con un R2 = 0.79. La configuración del tren de tratamiento utilizada (mallas, percolador y filtro de arena) fue la adecuada para producir 12 kg/m3 de trucha arco iris a talla comercial (250 g), con un caudal de 1 L/s, lo que significó un ahorro de agua de hasta el 98% comparado con la tecnología vigente. Es decir, el prototipo permite producir un kilogramo de trucha con 500 litros de agua, lo que representa menos del 1% del consumo de agua de un sistema abierto.Los procesos del tren de tratamiento fueron evaluados mediante la determinación de la eficiencia de remoción de especies contaminantes en el tren de tratamiento. La eficiencia global en la remoción de amonio fue 86%, en el biofiltro 57% y en el filtro de arena 66%. La remoción de DQOT en el tren de tratamiento fue 66.31%, en el filtro biológico 61.55% y en el filtro de arena 12.40%. En cuanto a la remoción de SST, la eficiencia global fue 88%, en el filtro percolador 67% y en el filtro de arena 64%. La eficiencia lograda en el sistema permitió un cultivo adecuado, logrando que las concentraciones de contaminantes permanecieran por debajo de los límites máximos permitidos para el cultivo trutícola durante la totalidad del ciclo de producción. Finalmente, el procedimiento analítico-gráfico desarrollado en este proyecto para llevar a cabo el monitoreo y control del SRA con base en los indicadores de dos áreas críticas de monitoreo y control (ACMC), es decir, las áreas microbiológicas y fisicoquímicas permitió la gestión adecuada del estado del sistema.