Evaluación del medio filtrante (UAEMex-1) para su caracterización en diferentes niveles tróficos

Abstract

En pro de optimizar la actividad acuícola, es necesario desarrollar y aplicar innovaciones tecnologías en los sistemas de recirculación que se utilizan, para lo cual se requiere de realizar evaluaciones metódicas que permitan generar productos que deriven en desarrollos tecnológicos transformadores. Con base a lo anterior, durante este estudio, se evaluó la eficiencia de un medio filtrante, a partir de un diseño de tipo fractal que se incorporó como componente principal en una plataforma de percolación y como parte del tren de tratamiento para agua residual proveniente de un sistema acuícola. La incorporación del medio filtrante (UAEMex-1) permitió evaluar el desempeño de este modelo, a partir de la determinación de la tasa de conversión volumétrica y la eficiencia al remover nitrógeno amoniacal total (NAT). La evaluación de la remoción del NAT a partir del medio filtrante UAEMex-1 se consideró como uno de los objetivos del estudio, debido a su importancia biológica como producto principal del metabolismo de los organismos acuícolas. Para lograr este objetivo se ocupó el medio filtrante UAEMex-1, mismo que se diseñó y desarrollo en la Universidad Autónoma del Estado de México; este medio filtrante funciona como superficie de adhesión para las bacterias nitrificantes y gracias a su diseño, el área de superficie del mismo coadyuva a un alto desempeño en la remoción del NAT. El diseño de este medio, es de tipo fractal, brindándole propiedades de superficie específica superiores a las de los medios filtrantes que se encuentran en el mercado; los cuales se desarrollaron con base en la geometría euclidiana. Esta investigación se efectuó en condiciones de laboratorio un experimento con una duración de 120 días. Se evaluaron tres tratamientos con cargas de NAT distintas, con tres alturas de empaque diferentes. Para cada tratamiento se construyeron tres cilindros que emularon biofiltros percoladores. Para cada tratamiento se evaluaron parámetros de calidad de agua (O2, temperatura, pH, SST, NAT, N-NO2-, N-NO3-, Alcalinidad, DBO5). En los filtros percoladores se colocó el medio filtrante UAEMex-1 a distintas alturas entre ellos (2.5, 5 y 7.5 cm correspondientemente para cada uno). Cada tratamiento se alimentó con agua preparada de manera sintética la cual tuvo una concentración de 0.6, 1.0 y 1.6 mg/L de cloruro de amonio, para cada tratamiento; esto para emular los distintos escenarios tróficos que se pueden presentar en un cultivo acuícola. En este estudio se hizo uso de un balance de masas, para la etapa metodológica de evaluación de desempeño. Lo que ayudó a conocer la carga que puede soportar este medio filtrante en diferentes niveles tróficos por medio de Tasa de Conversión Volumétrica de NAT (TCVNAT) y la eficiencia de remoción de NAT en las condiciones en las que el presente estudio se realizó. Con los datos que se obtuvieron de los muestreos y mediante un análisis estadístico (ANOVA) se observó la eficiencia con respecto a la remoción de NAT del medio filtrante UAEMex-1, sin encontrar diferencia significativa entre las áreas propuestas (p > 0.001). El porcentaje de eficiencia para la remoción de NAT que se logró en este estudio fue de 44.5% ± 6.01 en promedio. Los resultados que se obtuvieron tras la evaluación de la Tasa de Conversión Volumétrica de NAT (TCVNAT). Oligotrófico (O): O 2.5 48.04±22.79 (g/m3d), O 5 24.34±11.75 (g/m3d), O 7.515.52±8.11 (g/m3d); Mesotrófico (M): M 2.5 99.08±62.31 (g/m3d), M 5 55.09±28.48 (g/m3d), M 7.5 35.99±18.59 (g/m3d); Eutrófico (E): E 2.5 103.46±56.33 (g/m3d), E 5 67.20±50.22 (g/m3d), E 7.5 41.91±28.89 (g/m3d). Mostraron diferencia significativa (p < 0.05) en los tratamientos con respecto a la TCVNAT y la altura del empaque propuesta. Con respecto a los resultados que estudios homólogos arrojan al evaluar distintos tipos de medios, lo observado en el presente califica entre eficiente y muy eficiente el desempeño del medio filtrante UAEMex-1 como componente esencial en una plataforma de percolación para agua residual en las condiciones que imperaron en este estudio. Sin embargo se observó que este medio tuvo una mejor eficiencia en el escenario mesotrófico lo que permite plantear nuevas interrogantes en el tema.