Pais: Brasil

Fecha: 07 de Octubre del 2021

La miniestación ecológica permite la producción integrada de peces y plantas ornamentales por Embrapa, Brasil

Además del beneficio medioambiental, la miniestación produce flores de lirio de agua y aporta sostenibilidad económica a la actividad.

Jardim Aquícola, de fácil mantenimiento, tiene bajos costos de construcción y operación.

La tecnología reduce la materia orgánica en el agua sin agregar productos químicos.

El agua tratada se puede reutilizar en el tanque de producción acuícola excavado.

La tecnología reduce la huella hídrica de la piscicultura.

La investigación busca socios en el sector productivo para llevar tecnología al mercado.

 

Investigadores de Embrapa Instrumentação (SP) desarrollaron una miniestación para el tratamiento de efluentes de viveros excavados, que todavía produce flores. Llamado Jardín de Acuicultura, trata estos efluentes que contienen excrementos de pescado, alimentos no consumidos, algas y microorganismos, y reutiliza los nutrientes del agua para la producción comercial de plantas ornamentales, como los ( alcatraces Zantedeschia aethiopica ). Originaria de Sudáfrica, la cala es la segunda planta ornamental más exportada en Brasil y tiene una demanda global creciente, pudiendo contribuir a la sostenibilidad económica de la tecnología.

 

El Jardín Acuícola se distingue de los métodos convencionales por tener costos de construcción y operación relativamente bajos, fácil mantenimiento, bajo consumo de energía, además de eliminar la necesidad de productos químicos y reducir la materia orgánica disuelta y en suspensión. El agua tratada se puede reutilizar para diversas actividades. La tecnología también reduce la huella hídrica de la piscicultura, que es el volumen total de agua dulce utilizada en el ciclo completo de producción.

 

“La combinación de procesos físicos y biológicos que componen el sistema de tratamiento permite una marcada mejora en la calidad del agua a tratar, sin el uso de productos químicos. También permite reutilizar el agua tratada en los propios tanques de producción, contribuyendo al uso racional del recurso natural ”, detalla el investigador Wilson Tadeu Lopes da Silva , a cargo del proyecto. El estudio contó con la participación de estudiantes de la Universidad Federal de São Carlos ( UFSCar ).

buscando asociación

 

Con los prometedores resultados obtenidos por el experimento, la tecnología entra en la fase de prospección de un socio para acelerar y completar el desarrollo de la solución para su posterior explotación productiva y comercial.

la calidad del agua es crítica

 

En los sistemas de acuicultura intensiva, los estanques de producción están poblados con grandes cantidades de peces que se alimentan con piensos. Si el manejo y alimentación de los peces no se lleva a cabo correctamente, puede resultar en problemas ambientales, como aumento de residuos orgánicos y eutrofización. Este fenómeno se produce por el aumento de nutrientes, especialmente fósforo y nitrógeno, que estimulan la producción primaria del medio, a través de la multiplicación de microorganismos como algas y cianobacterias en el medio acuático.

 

Si el manejo no es adecuado, el agua descargada del tanque excavado, sin tratamiento, puede ser un problema para la producción de peces, ya que es rica en materia orgánica que, al ser liberada a un río, puede reducir la disponibilidad de oxígeno en el agua y conducir a una reducción de las tasas de crecimiento o la mortalidad de los peces nativos de ese cuerpo de agua. Además, a medida que se descarta agua rica en materia orgánica y sin un tratamiento adecuado, se genera más presión en las fuentes de abastecimiento.

 

La propuesta del Jardín Acuícola cumple con las recomendaciones recomendadas por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura ( FAO ), que la adopción de buenas prácticas en la piscicultura evita impactos ambientales. La reutilización del agua es uno de ellos.

Inspirado en la naturaleza

 

El desarrollo del Jardín de Acuicultura es una rama del Jardín de Filtración , una tecnología también basada en áreas inundadas y destinada al saneamiento básico rural, específicamente en el tratamiento de las llamadas aguas grises: aguas residuales residenciales de fregaderos, inodoros y tanques.

 

Según Wilson Tadeu, la idea básica era desarrollar una solución que hiciera posible tratar el agua de las peceras de forma sencilla. Como ya conocía el funcionamiento del Filter Garden, que había adaptado para permitir la reutilización del agua, la propuesta de utilizar tecnología de tratamiento de efluentes de piscicultura se volvió natural.

 

“El uso de plantas para el tratamiento de efluentes es fundamental para el funcionamiento del jardín, ya que las raíces de las macrófitas proporcionan una superficie para que las películas microbianas, principalmente responsables del tratamiento, se establezcan”, explica la investigadora.

 

La implementación del proyecto comenzó en 2018 y entró en operación en agosto del año siguiente en el sitio de São João, ubicado en la Cuenca de Ribeirão Feijão, responsable de alrededor del 30% del suministro de agua de la población de São Carlos (SP), aproximadamente a 20 kilómetros de la propiedad.

 

Se trata de un sistema tipo área inundada construida ( humedal ) para el tratamiento efluente proveniente del tanque de cultivo. En el sistema piloto instalado, el caudal máximo es de 400 litros por hora, pero el investigador comenta que el caudal es generalmente menor, unos 300 litros por hora, para aumentar un poco más el tiempo medio de tratamiento, que es de aproximadamente diez horas, y , en consecuencia, proporcionar una mayor eficiencia en el proceso.

¿Cómo funciona el Jardín de Acuicultura?

 

El tratamiento se realiza con flujo continuo vertical y subterráneo distribuido en tres cajas de retención, instaladas con un desnivel mínimo entre ellas, por las que pasa el efluente del estanque de peces.

 

Wilson Tadeu explica que las cajas, construidas en madera e impermeabilizadas con geomembrana, están rellenas de arcilla expandida y saturadas de agua. Debajo de las camas se plantan plantones de alcatraces, una planta acuática que ayuda a mejorar la calidad del agua. Para proteger y mejorar el desarrollo de las plantas, el Jardín Acuícola recibió un techo sombreado.

 

Según el investigador, el efluente del lago es recolectado por una tubería a través de la cual se bombea y se dirige a un reservorio de 10,000 litros, que almacena el agua a tratar y mantiene un flujo constante. Con la pendiente del terreno y la presión del agua almacenada, el efluente se dirige a la primera caja del jardín, pasando por todas ellas en serie.

 

“Tras salir de la tercera caja, el agua tratada se oxigena mediante un sistema natural, formado por cascadas en forma de pasos sucesivos. Finalmente, debido a la gravedad, el agua tratada y oxigenada regresa al tanque de producción de peces excavado ”, informa el investigador.

 

Sistemas de tratamiento natural

 

Los denominados sistemas de tratamiento de aguas residuales naturales están diseñados para maximizar los procesos físicos, químicos y biológicos. La interacción de estos elementos ocurre cuando el agua, el suelo, las plantas, los microorganismos y la atmósfera interactúan, promoviendo así un efecto sinérgico y de tratamiento de aguas residuales.

 

Por tratarse de un proceso natural, que busca asemejarse al funcionamiento de humedales naturales, como pantanos y pantanos, por ejemplo, la demanda de esta tecnología ha ido creciendo y es cada vez más reconocida a nivel internacional. Su funcionamiento se basa en el principio de suelo cultivado húmedo, utilizando el suelo y las raíces de las plantas como medio para depurar el agua mediante procesos biológicos, físicos y químicos.

Más de 3500 m 3 de agua reutilizada

 

El cultivo de tilapia en un tanque excavado es una de las actividades que se llevan a cabo en el sitio de São João, donde, en 14 hectáreas, la propiedad administrada por la familia de Flávio e Ilso Marchesin también produce hortalizas. El experimento Jardim Aquícola se realiza en uno de los tanques excavados, con alrededor de dos mil tilapias en aproximadamente 600 m³, impermeabilizadas con membranas de cloruro de polivinilo, conocidas como PVC.

 

El tratamiento y reutilización de más de 3.500 m 3 de agua, registrado mediante un hidrómetro instalado en la entrada del sistema, es visto por Marchesin como una ganancia significativa, especialmente para el medio ambiente. “El mayor beneficio de Jardim Aquícola es el consumo racional de recursos hídricos. Dejamos de usar mucha agua del río, de manantiales y preserva los recursos naturales ”, dice el piscicultor que, luego del inicio de operación del Jardín Acuícola, apenas está reemplazando el agua que se evapora del sistema.

 

Los resultados de laboratorio obtenidos tras el análisis de los principales parámetros indicativos de la calidad del agua, como turbidez, temperatura, oxígeno disuelto, pH, amonio y demanda bioquímica de oxígeno, señalan al Jardín Acuícola como una herramienta prometedora en el tratamiento de efluentes de piscicultura.

 

Los proyectos que involucran piscifactorías requieren licenciamiento ambiental y, en ocasiones, el otorgamiento del derecho de uso de los recursos hídricos, de acuerdo con el impacto ambiental, la implementación de mecanismos para el tratamiento y control de efluentes en cumplimiento de las normas legales ambientales.

 

Por lo tanto, el monitoreo de la calidad del agua en estos proyectos acuícolas debe ser frecuente y puede basarse en los parámetros disponibles en la publicación Recomendaciones prácticas para evaluar la calidad del agua en la producción de tilapia en tanques de red , del investigador Júlio Ferraz Queiroz y colaboradores, de Embrapa Environment (SP). Aunque la circular trata con recomendaciones para tanques de red, los parámetros son los mismos para el tanque excavado.

Versatilidad del sistema

 

Wilson Tadeu recuerda que es posible escalar el proyecto de acuerdo con las necesidades de diferentes proyectos y producción pesquera. Pero el tamaño máximo a utilizar, además del volumen a tratar, dependerá del área disponible para los materiales y costos de construcción, construcción y manejo, el tipo de pescado en producción, así como el potencial de venta de las plantas.

 

Para el sistema piloto instalado en el sitio de São João, el costo fue de aproximadamente R $ 12 mil, pero el investigador explica que los gastos con un proyecto experimental son siempre superiores a los implementados a escala comercial, manteniendo las proporciones adecuadas, ya que todos los materiales fueron adquiridos mayoritariamente en tiendas locales, en pequeñas cantidades y en diferentes momentos, además de los diversos análisis realizados.

 

Sin embargo, son muchas las ventajas para el piscicultor de reducir gastos y aún generar ingresos con la producción de plantas ornamentales. Entre ellos se encuentran la eficiencia del tratamiento, con posibilidad de reutilización del agua tratada en el propio tanque de producción de peces, bajo costo energético, requiriendo solo el uso de una bomba hidráulica para hacer circular el agua, simplicidad constructiva, bajo costo de instalación, utilizando materiales fácilmente encontrados en negocio local.

 

Otra ventaja señalada por el investigador es el hecho de que para la reutilización del agua, el Jardín Acuícola fue diseñado para recibir un sistema de oxigenación de agua tratada muy simplificado, en forma de pequeñas cascadas en serie, una especie de cascada.

 

El investigador explica que en los tanques de piscicultura, con el aumento de la concentración de nutrientes en el agua, se acelera la productividad de las algas y el crecimiento de la producción orgánica, lo que se traduce en un aumento de la biomasa de fitoplancton - organismos acuáticos microscópicos - y, en consecuencia , en la penetración de luz disminuida.

 

“Por lo tanto, la tasa de descomposición de la materia orgánica y el consumo de oxígeno disuelto por los peces puede resultar en un aumento en la concentración de metano y sulfuro de hidrógeno en el medio. En esta etapa, puede haber mayor producción de materia orgánica de la que el sistema es capaz de consumir y descomponer, generando fuertes cambios en el metabolismo del ecosistema y en las concentraciones de oxígeno disuelto en las capas superiores, lo que presenta altos riesgos para los peces ”, dice. el investigador.

 

Según él, el oxígeno disuelto es una de las variables más importantes para la piscicultura y para los sistemas de agua. “Por tanto, el problema de la deficiencia de oxígeno disuelto en estanques de piscicultura de agua dulce es una gran amenaza y uno de los factores limitantes en la acuicultura intensiva, porque el agotamiento del oxígeno disuelto compromete el crecimiento y la producción de peces”, explica el investigador.

Piscicultura de rápido crecimiento

 

Dirigida a la cadena productiva de la piscicultura, que está creciendo rápidamente en Brasil (aumento del 123% en los últimos diez años, fuente de generación de ingresos y cerca de un millón de empleos directos e indirectos), la solución tecnológica responde a la necesidad de innovaciones para expandir el Cadena acuícola brasileña.

 

Según el Anuario 2020 de la Asociación Brasileña de Piscicultura (Peixe BR), el pescado en su conjunto exportó 275 millones de dólares el año pasado. Entre 2015 y 2019, las exportaciones brasileñas de piscicultura crecieron un 833%, de 701 a 6,5 ??mil toneladas. Hay 110.072 propiedades productoras en el país, según datos de del Instituto Brasileño de Geografía y Estadística ( IBGE 2017 ).

 

El pescado de piscifactoría y sus derivados exportados por Brasil tienen como principales destinos a Estados Unidos, Japón y China. A pesar de importar un volumen menor en toneladas en comparación con Japón y China, Estados Unidos representa el mayor valor de las importaciones en dólares ya que compra principalmente filete de tilapia fresco, que tiene un alto valor agregado.

 

Un estudio realizado por investigadores de Embrapa Pesca y Acuicultura (TO) mostró que la llegada de nuevas empresas, la rápida profesionalización e intensificación tecnológica fueron algunos de los factores observados en la acuicultura brasileña, que de 2005 a 2015 pasó de producir 257 mil a 574 mil toneladas de pescado durante este período.

 

Los datos del Anuario 2020 de Peixe BR muestran que la piscicultura brasileña en 2019 aumentó un 4,9% y alcanzó las 758 mil toneladas. El Brasil ocupa el puesto 4 como el mayor productor de tilapia del mundo. La especie ya representa el 57% de la producción nacional. Los peces nativos se mantienen fuertes, con un 38%, y el resto de especies participan con un 5%.

 

En 2020, Brasil alcanzó un ingreso de alrededor de R $ 8 mil millones. En los últimos seis años, el período de recolección de datos para Peixe BR, la producción de peces de cultivo saltó 38.7% en el país, de 578,800 toneladas en 2014 a 802,930 toneladas en 2020.

 

 

En dos años, dos tecnologías

 

Jardim Aquícola es otra contribución de Embrapa Instrumentação al proyecto BRS Aqua . En 2019, el centro de investigación ya había desarrollado, dentro del concepto de innovación abierta, en asociación con la startup paulista Acqua Nativa , la Sonda Acqua Probe .

 

La tecnología es capaz de medir, en tiempo real y de forma remota, las propiedades del agua en estanques destinados al cultivo de organismos acuáticos , como peces y crustáceos. La sonda está ayudando a los piscicultores a mejorar el proceso de producción, con análisis de la calidad del agua, sus propiedades físicas, químicas y biológicas, y ya ha sido adoptada en Paraná, líder en producción pesquera.

 

Líder del plan de acción que involucra las soluciones tecnológicas de Embrapa Instrumentation dentro de BRS Aqua, la investigadora Débora Milori cree que, dado el escenario actual con un cambio climático cada vez más real, cualquier tecnología que contribuya al desarrollo sostenible es de suma importancia. “El Jardín Acuícola une sostenibilidad ambiental y económica, por lo tanto, es un resultado que agrega valor al productor rural, a la cadena acuícola ya la sociedad”, evalúa el titular del sector de Transferencia y Tecnología.

 

BRS Aqua, liderado por Embrapa Pesca e Aquicultura, tiene como objetivo fortalecer la infraestructura de investigación de Embrapa, generar y transferir tecnologías que promuevan el desarrollo de la acuicultura brasileña con un enfoque primario en la innovación, contribuyendo al aumento de la producción y proporcionando una mayor competitividad y sostenibilidad de los peces nacionales. cadena. Es el proyecto más grande de Embrapa, involucra 22 centros de investigación de la Compañía, y es financiado por el Banco Nacional de Económico y Social ( Desarrollo BNDES ), por la Secretaría de Acuicultura y Pesca del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento (SAP- Mapa ), por la propia Embrapa y tiene una alianza con el Consejo Nacional de Científico y Tecnológico ( Desarrollo CNPq ).

 

Según incluye Lícia Lundstedt , líder del proyecto, el BRS Aqua más de 100 productos tecnológicos en diferentes temas de acuicultura como nutrición, salud, manejo y manejo ambiental, germoplasma, tecnología pesquera, economía y transferencia de tecnología. Aún en la fase de ejecución, algunos productos ya han sido lanzados en sus versiones iniciales, otros incluso han sido licenciados y están contribuyendo al desarrollo del sector acuícola.

 

Como ejemplo, están los productos desarrollados por Embrapa Instrumentação, como la sonda multiparamétrica con tecnología nacional, y el propio Jardim Aquícola. “Estos productos contribuirán directamente a la gestión y gestión ambiental de la acuicultura. Por cierto, es necesario enfatizar que el productor de peces es el más interesado en mantener una alta calidad del agua, ya que la productividad y, en consecuencia, el retorno de las inversiones, están relacionados con el bienestar y crecimiento de los peces, que por su están directamente relacionados con la calidad del agua ”, dice Lundstedt.

Traducido del portugués.

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