El profesor Boyd analiza una variable crítica que provoca estrés y que puede causar o provocar falta de apetito, retraso en el crecimiento y mayor susceptibilidad a las enfermedades.
Es bien sabido entre los acuicultores que la disponibilidad de organismos alimenticios naturales limita la producción de camarones y la mayoría de las especies de peces en estanques a unos 500 kg por hectárea por cosecha (kg/ha/cosecha). En el cultivo semiintensivo con piensos fabricados y recambio diario de agua, pero sin aireación, la producción suele alcanzar los 1500-2000 kg/ha/cosecha; sin embargo, a mayor rendimiento, la cantidad de alimento necesaria conlleva un alto riesgo de baja concentración de oxígeno disuelto (OD). Por lo tanto, el oxígeno disuelto (OD) es una variable crítica para la intensificación del rendimiento en la acuicultura en estanques.
La aireación mecánica puede aplicarse para aumentar la cantidad de alimento disponible y lograr un mayor rendimiento. Cada caballo de fuerza por hectárea de aireación permite suministrar entre 10 y 12 kg/ha de alimento diariamente para la mayoría de las especies cultivadas. Con altos niveles de aireación, no es raro obtener una producción de 10 000 a 12 000 kg/ha/cultivo. Incluso se pueden lograr rendimientos mayores en estanques y tanques revestidos de plástico con altos niveles de aireación.
Rara vez se oye hablar de asfixia o estrés por falta de oxígeno en la producción de pollos, cerdos y ganado vacuno criados en alta densidad, pero estos fenómenos son bastante comunes en la acuicultura. Se explicarán las razones por las que el oxígeno disuelto es tan importante en la acuicultura.
El aire cerca de la superficie terrestre contiene un 20,95 % de oxígeno, un 78,08 % de nitrógeno y pequeñas cantidades de dióxido de carbono y otros gases. La cantidad de oxígeno molecular necesaria para saturar agua dulce a presión atmosférica estándar (760 mililitros de mercurio) y 30 °C es de 7,54 mg por litro (mg/L). Por supuesto, durante el día, cuando se produce la fotosíntesis, el agua de un estanque suele estar sobresaturada de oxígeno disuelto (la concentración puede ser de 10 mg/L o más en aguas superficiales), ya que la producción de oxígeno por fotosíntesis es mayor que la pérdida de oxígeno por respiración y difusión al aire. Por la noche, cuando cesa la fotosíntesis, la concentración de oxígeno disuelto disminuye; a veces, menos de 3 mg/L se considera la concentración mínima aceptable para la mayoría de las especies acuáticas de cultivo.
Los animales terrestres respiran aire para obtener oxígeno molecular, que absorben a través de los alvéolos pulmonares. Los peces y los camarones deben bombear agua a través de sus branquias para absorber oxígeno molecular mediante sus lamelas branquiales. El esfuerzo de respirar o bombear agua a través de las branquias requiere energía proporcional al peso del aire o del agua involucrados.
Se calculará la cantidad de aire y agua que se debe respirar o bombear para exponer las superficies respiratorias a 1,0 mg de oxígeno molecular. Dado que el aire contiene un 20,95 % de oxígeno, aproximadamente 4,8 mg de aire contendrán 1,0 mg de oxígeno.
En un estanque de camarones con agua de 30 ppt de salinidad a 30 °C (densidad del agua = 1,0180 g/L), la concentración de oxígeno disuelto en saturación con la atmósfera es de 6,39 mg/L. Un volumen de 0,156 L de agua contendría 1,0 mg de oxígeno y pesaría 159 gramos (159 000 mg). Esto es 33 125 veces mayor que el peso del aire que contiene 1,0 mg de oxígeno.
Mayor gasto energético de los animales acuáticos
Un camarón o un pez debe gastar mucha más energía para obtener la misma cantidad de oxígeno que un animal terrestre. El problema se agrava aún más cuando disminuye la concentración de oxígeno disuelto en el agua, ya que se debe bombear más agua a través de las branquias para exponerlas a 1,0 mg de oxígeno.
Cuando los animales terrestres extraen oxígeno del aire, este se repone fácilmente, ya que el aire circula libremente al ser mucho menos denso que el agua. Por ejemplo, la densidad del aire a 25 °C es de 1,18 g/L, en comparación con los 995,65 g/L del agua dulce a la misma temperatura. En un sistema de acuicultura, el oxígeno disuelto extraído por los peces o camarones debe ser repuesto mediante la difusión de oxígeno atmosférico en el agua. La circulación del agua es necesaria para transportar el oxígeno disuelto desde la superficie hacia la columna de agua en el caso de los peces o hacia el fondo en el caso de los camarones. El agua es más pesada que el aire y circula más lentamente, incluso cuando la circulación se facilita mediante medios mecánicos como los aireadores.
El agua contiene mucha menos cantidad de oxígeno que el aire: a saturación y 30 °C, el agua dulce contiene un 0,000754 % de oxígeno (el aire contiene un 20,95 %). Si bien el oxígeno molecular puede llegar rápidamente a la capa superficial de una masa de agua, el movimiento del oxígeno disuelto a través de toda la masa depende de la velocidad a la que el agua saturada de oxígeno en la superficie se mezcla con el resto de la masa de agua por convección. Una gran biomasa de peces o camarones en un estanque puede agotar rápidamente el oxígeno disuelto.
Suministrar oxígeno es difícil
La dificultad de suministrar oxígeno a peces o camarones se puede ilustrar de la siguiente manera. Las normas gubernamentales permiten alrededor de 4,7 personas por metro cuadrado en eventos al aire libre. Si cada persona pesa el promedio mundial de 62 kg, entonces habría 2.914.000 kg/ha de biomasa humana. Los peces y camarones generalmente requieren alrededor de 300 mg de oxígeno por kg de peso corporal por hora para respirar. Este peso de biomasa de peces podría agotar el oxígeno disuelto en un estanque de agua dulce de 10.000 metros cúbicos, inicialmente saturado de oxígeno a 30 °C, en aproximadamente 5 minutos, y los animales de cultivo se asfixiarían. Cuarenta y siete mil personas por hectárea en un evento al aire libre no experimentarían ninguna dificultad para respirar después de varias horas.
El oxígeno disuelto es una variable crítica porque puede matar directamente a los animales de acuicultura, pero, además, una concentración crónicamente baja de oxígeno disuelto estresa a los animales acuáticos, lo que provoca falta de apetito, crecimiento lento y una mayor susceptibilidad a las enfermedades.
Equilibrar la densidad animal y la cantidad de alimento ingerido.
La baja concentración de oxígeno disuelto también se asocia con la presencia de metabolitos potencialmente tóxicos en el agua. Estas toxinas incluyen dióxido de carbono, amoníaco, nitrito y sulfuro. Por lo general, en estanques donde las características básicas de la calidad del agua de la fuente son adecuadas para el cultivo de peces y camarones, los problemas de calidad del agua serán poco frecuentes siempre que se asegure una concentración adecuada de oxígeno disuelto. Esto requiere equilibrar la densidad de siembra y la alimentación con la disponibilidad de oxígeno disuelto a través de fuentes naturales o suplementado con aireación en el sistema de cultivo.
En el cultivo en agua verde en estanques, la concentración de oxígeno disuelto es más crítica durante la noche. Pero en los nuevos tipos de cultivo más intensivos, la demanda de oxígeno disuelto es alta y su concentración debe mantenerse continuamente mediante aireación mecánica.
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Fecha de publicación: 30 de septiembre de 2024