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Biofloc - Bio floculos en Cultivos acuicolas

                   SISTEMA BIOFLOC



    
                                  
 

El uso de sistemas intensivos en la acuicultura se esta incrementando debido a que son usados para producir eficientemente biomasa de peces o camarones; sin embargo, una característica intrínseca de estos sistemas es la rápida acumulación de residuos de los alimentos, materia orgánica y compuestos inórganicos tóxicos 


El uso de los bioflocs se presenta como una alternativa para mitigar los impactos ambientales negativos generados por las descargas de la acuicultura.


La tecnología de los bioflocs (BFT por sus siglas en inglés) ofrece una solución a los problemas ambientales por la descarga de los productos de desechos en los cuerpos de agua y a la dependencia por la harina y aceite de pescado por parte de la acuicultura (De Schryver et al., 2008). Mientras que Avnimelech (2007) informa sobre la posibilidad de reducir las tasas de alimentación en los sistemas BFT.

 las sistemas acuaticos hay microorganismos como bacterias un floc bacteriano no es mas que una multiplicacion de las bacterias de un cuerpo acuatico esto se hace favoreciendo su habitat, para hacer un biofloc necesitas de aireacion permanente con esto se garantiza una reproduccion acelerada de las bacterias, lo otro que necesitas es alimentar esas bacterias esto se hace con productos que tengan altos niveles de energia como la melaza o los concentrados para gallinas ponedoras.
te daras cuanta que tienes un floc bacteriano cuando en las orillas del estanque veas una especie de nata de color blanco esto es alimento para los peces es mas se dice que se puede ahorrar hasta un 30% de balanceado.


Los sistemas de bioflocs, también conocida como “flóculos”, incluyen el co-cultivo de bacterias heterotróficas y algas. El sistema se basa en el conocimiento de los sistemas de tratamiento de aguas servidas y su aplicación en ambiente acuícolas. Según  Jorand et al., (1995) los flocs microbianos consisten de una mezcla heterogénea de microorganismos (formadores de floc y bacterias filamentosas), partículas, coloides, polímeros orgánicos, cationes y células muertas. Pueden alcanzar más de 1000 um en tamaño. 

 solo del 2 al 20% de la fracción orgánica de los flocs están constituidos por células microbianas vivas, mientras que el total de materia orgánica puede ser entre el 60 a 70% y la materia inorgánica del 30 al 40%.


Los bioflocs combinan la remoción de los nutrientes del agua con la producción de biomasa microbiana, que puede ser usada in situ para el cultivo de especies que pueden servir de alimento,  se podría decir que la BFT convierte el exceso de nutrientes en los sistemas de acuicultura en biomasa microbiana, que a su vez es consumida por los animales en cultivo
. Conocer lo básico de la bio-floculación es esencial para su práctica óptima.

Formulacion por Ha.  
30 Kg./Ha de Nitrato de Amonio,

15 Kg./Ha de fosfato di-amonico, 30 Kg./
Ha de Melaza (d.e. 1.4 Kg./litro), 62 Kg./
Ha de Gallinaza. Todas estas cantidades
se dejan fermentar por un lapso de tiempo
de 1-2 días, y luego agregados al estanque
en forma líquida dividiéndola en
tres dosis a la semana.


En sistemas de cultivo, los  bioflocos es una derivación de los sistemas de recirculación de
agua, en los que no se utilizan ni filtros mecánicos, ni biológicos convencionales y tampoco
recirculación. Los residuos orgánicos generados en la producción (heces, mucus de los peces y
sobras de las raciones) son desintegrados y mantenidos en suspensión dentro de los propios tanques,
sirviendo como sustrato para el desarrollo de las bacterias heterotróficas. Estas bacterias se
encargan de la depuración de la calidad del agua, utilizando compuestos nitrogenados
potencialmente tóxicos para los peces (como amoníaco, nitrito o nitrato) para la síntesis de
proteínas y de la biomasa microbiana, que enriquecen los bioflocos. Para que esto ocurra en forma
eficiente, es necesario mantener adecuados niveles de oxígeno, pH y alcalinidad en los tanques de
cultivo. Otro punto importante es asegurar una relación C: N próxima a 20:1 en los residuos
orgánicos presentes en el agua, lo que se realiza a través de la adición de una fuente de carbono y/o
de la alimentación de los peces con ración de bajo contenido de proteína.




Factores que afectan los procesos de los bioflocs

los factores que afectan los procesos de los bioflocs son:

a.       La producción de los bioflocs dependen de la provisión de sustrato orgánico a la comunidad microbiana, proveniente de fuentes externas (alimentos proveído, actividad algal) o por la excreción de los componentes del alimento no utilizado por el pez. En adición, la producción del bioflocs depende en la calidad del sustrato proveído, su tasa C7N, la bio-disponibilidad y otros factores.

b.      La asimilación de los bioflocs por los peces depende mayormente de la especie y sus características de alimentación, el tamaño del pez, el tamaño y la densidad del floc.

c.       La biodegradación del floc depende en la comunidad microbiana asociada con el bioflocs, si son bacterias, protozoos y otros.

 Dinámica de amoníaco es el  objetivo mas importante del manejo de la calidad del agua en cualquier sistema de producción de animales acuáticos es mantener la concentración de amoníaco debajo de los niveles tóxicos.
En los sistemas de biofloc, hay tres procesos principales que el control de la absorción de amoníaco-algas, la asimilación bacteriana, y la nitrificación.
Las transformaciones y la dinámica de amoniaco en los sistemas biofloc son complejas, involucrando interacción entre las algas y las bacterias que compiten por el amoníaco.
La importancia relativa de cada proceso depende de muchos factores, entre ellos la tasa de alimentación diaria, sólidos en suspensión (biofloc), concentración de amoniaco,
la intensidad de la luz, y la entrada de carbono-nitrógeno
 


Finalmente, todos estos procesos pueden ser afectados por el ambiente y las condiciones operativas como la temperatura, salinidad del agua, tasa de recambio del agua, intensidad de mezcla, entre otros.

La aplicación de los bioflocs en los sistemas de acuicultura aun no es muy extendida, a la fecha se han realizado múltiples investigaciones que permiten avizorar un gran potencial del uso de los flóculos en los sistemas acuícolas para el tratamiento de las descargas como para la alimentación.



Uso de los bioflocs en el cultivo de tilapia


La asimilación de los bioflocs por parte de la tilapia, concluyendo que pueden ser una fuente potencial efectiva de alimento para la tilapia.
 los flocs microbianos contribuyen con casi el 50% del requerimiento de proteína de tilapia.


Por su parte Azim y Littlea (2008) evaluaron el uso de BFT en los tanques de cultivo de tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), determinando que la producción neta de pescado fue 45% más alta en los tanques con BFT que en los tanques control. 




Uso de los bioflocs en el cultivo larval de camarón de agua dulce


 el uso de los bioflocs como un alimento para las postlarvas (PL) de camarón gigante de Malasia (Macrobrachium rosenbergii); ellos cultivaron los bioflocs en acetato, glicerol y glucosa, logrando el contenido de proteína más alto en el bioflocs de glicerol+Bacillus.
utilizó los bioflocs como único alimento para las PLs de camarón, obteniendo las mayores supervivencias en el grupo glicerol+Bacillus (75 +/- 7%).
Los científicos concluyen que los camarones fueron capaces de alimentarse de los bioflocs.



Bioflocs en cultivo de camarón marino

Es posible la maternización y precría de camarones peneidos a muy altas densidades (hasta 6000/m2), utilizando biopelículas y flóculos bacterianos como fuente primordial de alimentación, con un significativo ahorro de alimento artificial y mejora sustancial de la calidad del agua de descarga. 

 el uso de los bioflocs (cultivados con efluentes del cultivo de tilapia) como ingrediente de la alimentación para Litopenaeus vannamei, determinando que estos sistemas pueden reemplazar la proteína de la harina de pescado y de soya.
el floc microbiano incrementa significativamente el crecimiento de juveniles de camarones.

Monitoreo de la calidad del agua:
diariamente, fueron medidos los niveles de oxígeno y temperatura del agua, a las 7 y 17 horas. Dos veces por semana se analizaron los valores del pH.
Una vez por semana se realizaron los análisis sobre alcalinidad total , amoníaco total y nitrito.
Las correcciones del pH del agua: el pH del agua, para mantenerlo a los, límites adecuados (próximos a 7,0-7,5) se hizo a través de aplicaciones de cal hidratada en los tanques en que el pH llegaba a 6,5 o menos (en dosis equivalentes a 10 g por cada aplicación en cada uno de los tanques).

Aplicaciones de una fuente de Carbono: como fuente de Carbono , se utilizó melaza en polvo. Como las raciones de 40 a 36 % de proteína poseen una relación C:N próximo a 8:1,
la cantidad de melaza mezclada se estimó de forma a que proveyera una relación de 12:1 de Carbono: Nitrógeno, para alcanzar una relación próxima a los 20:1; considerada adecuada para el desarrollo de las bacterias heterotróficas.
Así, con base en los valores medios semanales de amoníaco total (78% de N) y de nitrito (30 % de N) se calculó la cantidad de material de carbonado (melaza en polvo) a aplicarse en el agua.
Por ejemplo, si el valor promedio del amoníaco total en estanques era de 20 mg/L (20 x 78 %= 15,6 mg_N/L) y el de nitrito 8 mg (8 x 30%= 2,4 mgN/L), la suma de estos valores equivalía al valor medio estimado de N en el agua (18 mg/N/L).



La tecnología de los bioflocs permite a los acuicultores mejorar sus estándares ambientales y la conversión de alimentos; no obstante, aun se requiere de mayor investigación para optimizar los procesos y su aplicación en los sistemas acuícolas.

 La sedimentación son una forma sencilla de medir la concentración de sólidos que se depositan a partir de 1 litro de agua, el tiempo para estandarizar el volumen, normalmente debe ser de 10-20 minutos, En estanques  el rango típico de concentración es de 10 a 15 ml / L.
Una concentración relativamente baja de sólidos en suspensión también permite la fotosíntesis de las algas para contribuir al suministro de oxígeno 

 La alcalinidad es la capacidad del agua para amortiguar los cambios en el pH en respuesta a las adiciones de ácido o base.
La actividad de las bacterias nitrificantes es responsable de la mayoría de las pérdidas de alcalinidad en sistemas biofloc intensivos.
El ácido producido por la nitrificación desgasta la reserva de alcalinidad en el agua.
Una vez que se agota la alcalinidad, el pH puede reducirse drásticamente,   la inhibición de la función bacteriana, incluyendo la de las bacterias nitrificantes importantes.
En ese caso, el amoníaco se acumula hasta el punto donde se restringen apetito y la respuesta de alimentación. Esto limita la tasa diaria de alimentación, la eficiencia de conversión alimenticia, y, en última instancia, el rendimiento.
La alcalinidad debería mantenerse entre 100 y 150 mg / L como CaCO3 por adiciones periódicas de bicarbonato de sodio. En la nitrificación, dominado por sistemas intensivos biofloc, cada kilogramo de alimento introducido en el sistema debe ser complementado con 0,25 kg de bicarbonato de sodio.  Fito y zooplancton en sistema de biofloc.
Los sistemas de biofloc pueden mantener la calidad del agua dependiendo de la actividad del fitoplancton, presencia de bacterias, agregados de vida adheridos a las partículas de materia orgánica y microorganismos como rotíferos y protozoarios (ciliados y flagelados) que se mantiene en suspensión. 


Cabe anotar lo siguiente:
A pesar de que el costo de energía parece más intenso en el sistema de bioflocos , en el ensayo comercial el costo de energía representó el 15 % del costo total de producción, el costo de energía termina siendo diluido por la mayor productividad obtenida y puede ser aún minimizado a través de un diseño más adecuado de los tanques de cultivo, de forma tal a reducir la potencia de aireación necesaria para
 una eficiente circulación de agua y mantenimiento en suspensión de los residuos orgánicos. 



                                







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