Un sistema de Recirculación Acuícola de Vanguardia

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Apria Systems es una empresa basada en la tecnológica con más de 10 años de experiencia especializada en servicios de consultoría e ingeniería. Con un decidido compromiso sostenible y ambiental, Apria Systems se enfoca fuertemente en la innovación para proporcionar soluciones avanzadas y eficientes, basadas principalmente en membranas y tecnologías de oxidación para la purificación de flujos industriales en la industria química y afines y cumplir así con las regulaciones ambientales.

En la actualidad, una de las actividades más ambiciosas e innovadoras de la empresa se relaciona con el sector de la acuicultura. En los últimos años, la implementación de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) ha aumentado en todo el mundo.

Sin embargo, estos sistemas son caros de comprar y operar, y requieren altas densidades de cultivo y biomasa, lo que implica la rápida acumulación de compuestos tóxicos metabolizados en bajos volúmenes de agua y, por lo tanto, exige volúmenes significativos de agua dulce. Por lo tanto, los usuarios finales de los RAS necesitan tecnologías rentables que puedan funcionar en estas condiciones. Las soluciones actuales disponibles en el mercado son principalmente los tratamientos de biofiltración y ozono.

Desafortunadamente, no pueden funcionar adecuadamente en estas difíciles condiciones, que muestran fluctuaciones de eficacia y períodos de puesta en marcha que aumentan las etapas de producción y sus costos. Este marco alentó a APRIA Systems a desarrollar una nueva tecnología para el tratamiento y la reutilización de agua marina y salobre en el RAS: el sistema ELOXIRAS. .

El alto potencial innovador presente en el ELOXIRAS ha sido reconocido por la Comisión Europea a través de la Agencia Ejecutiva para Pequeñas y Medianas Empresas (EASME), que otorgó el desarrollo del producto a través del instrumento SME del programa de financiación Horizonte 2020 llamado SFS-08-2014 / 2015 ‘Producción y procesamiento ecoinnovador eficiente de los recursos’ (Acuerdo de subvención Nº 698494).

Se basa en la oxidación electroquímica, que genera un oxidante mixto sin la adición de productos químicos, simplemente mediante la aplicación de un potencial eléctrico entre dos electrodos en el agua a tratar. Esta tecnología logra altas tasas de eliminación de contaminantes como el nitrógeno total de amoníaco (TAN), el nitrito y la materia orgánica, que también presentan una alta eficacia desinfectante. (Foto 1)

La novedad del sistema de tratamiento es su capacidad para contribuir a mejorar la productividad de diferentes especies marinas y reducir el impacto ambiental:

  • Permite densidades de cultivo más altas.
  • Reduce el consumo de agua nueva y, por lo ende, la generación proporcional de aguas residuales.
  • Elimina contaminantes claves de forma eficiente (> 90%).

ELOXIRAS es una solución modular y versátil, que integra tres pasos principales en el proceso de tratamiento: (i) pretratamiento por filtración del agua, (ii) tratamiento principal mediante reactores de oxidación electroquímicos para la eliminación de contaminantes y patógenos, y (iii) post-tratamiento para la eliminación de subproductos no deseados. (Foto 2)

El agua no tratada de los tanques de cultivo fluye por gravedad. Para garantizar la eliminación de partículas sólidas en el tratamiento principal, se filtra mediante un filtro de tambor con un nivel de filtración mínimo de 50 micras. Luego, el agua fluye a un tanque de compensación que actúa como acumulador, donde el uso de un espumador auxiliar puede contribuir a mejorar el proceso de separación de partículas sólidas. Como etapa final de pretratamiento, el agua se bombea desde el tanque intermedio a un filtro de seguridad. En caso de que el tratamiento principal no sea necesario, el agua pretratada por el filtro de tambor y el skimmer se puede bombear directamente al tanque de cultivo, lo que permite ahorrar en costos de energía.

El agua fluye entonces a la zona principal de tratamiento, que está formada por reactores electroquímicos ELOXIRAS compuestos por pares de electrodos recubiertos con un material catalítico especial. Las reacciones de oxidación se promueven en los canales entre los pares de electrodos a medida que el agua fluye, eliminando el TAN, el nitrito, la materia orgánica y los patógenos.

Una vez que se realiza el tratamiento principal, para asegurar una calidad de agua óptima y eliminar posibles subproductos no deseados de los reactores electroquímicos, se requiere un tratamiento posterior que incluya carbono activo. Posteriormente, el agua se oxigena a través de conos de oxígeno y CO2, CO, N2 y H2 se eliminan en unidades de desgasificación al pasar un flujo de aire en la dirección opuesta al flujo de agua tratada, la cual  regresa a los tanques de cultivo por gravedad.

El ELOXIRAS puede incluir analizadores “Online” de oxígeno disuelto, pH, potencial de oxidación-reducción (ORP), TAN, temperatura y cloro total para monitorear y garantizar los estándares de calidad exigidos. Además, el control total y la automatización del sistema de tratamiento pueden implementarse junto con una moderna herramienta de supervisión remota.

La tecnología se sometió a ensayos de validación en condiciones reales de funcionamiento en criaderos de peces marinos y granjas de cultivo de peces marinos durante un año, con el objetivo de probar la eficacia del sistema en términos de remediación de contaminantes y demostrar su aplicabilidad a los usuarios finales. Por consiguiente, se validaron los prototipos con lubina, dorada y especies de rodaballo.

Las pruebas de validación más recientes incluyeron alevinos de dorada y lubina con un tamaño inicial de aproximadamente 10 g, una densidad objetivo de biomasa en el rango de 20-30 kg / m3 y un volumen de cultivo de 20 m3. (Foto 3) La eliminación de compuestos de nitrógeno se basa en reacciones electroquímicas más que en la nitrificación biológica convencional, lo que implica importantes ventajas verificadas durante las pruebas de campo:

La eficacia de eliminación del TAN alcanzada tras un pase simple, fue de hasta 93 por ciento, lo cual excede los valores de sobrepaso obtenidos con la biofiltración convencional. Como resultado, fue posible reducir las tasas de recirculación, necesarias para controlar los valores de TAN por debajo de los niveles dañinos, en un mínimo del 30 por ciento en comparación con la biofiltración convencional.

Las reacciones electroquímicas que reducen los valores de TAN evitan la producción de los subproductos de nitrificación típicos, nitrito y nitrato, para generar mayormente N2. Por lo tanto, durante las pruebas realizadas, la concentración de nitritos y nitratos a la salida del sistema fue similar o inferior a la observada en la entrada. Por lo tanto, se evitó su acumulación en el sistema, a pesar de la reducción de la tasa de renovación de agua por debajo de 240 l de agua nueva por kg de pescado producido, lo que corresponde a las condiciones intensivas de RAS.

Además, otros efectos encontrados como resultado del tratamiento electroquímico fueron:

  • La eficacia de eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) obtenida por cada pasada simple fue de hasta 40 por ciento.
  • La capacidad de desinfección alcanzada fue de al menos tres logaritmos, contribuyendo a la estabilización de la microbiota de los tanques de cultivo.

La suma de todos estos efectos combinados ha permitido la posibilidad de trabajar con densidades de biomasa entre 20 y 30 kg / m3, que son valores superiores a los alcanzados con los tratamientos convencionales.

Con respecto al crecimiento de los peces, es notable que el  ELOXIRAS les permita a los usuarios obtener tasas de crecimiento similares a las reportadas en condiciones de cultivo similares con un RAS basado en la bio filtración. En el caso de la dorada, la tasa instantánea de crecimiento observada fue de 0.88 por ciento / día, mientras que para la lubina esta tasa fue de 1.07 por ciento / día. En estas condiciones, el tamaño del pez estaba dentro del rango de 200 y 350 g al final del ciclo de cultivo.

Dado que es fácil de operar sin fluctuaciones de eficacia y periodos de arranque, ELOXIRAS LOGISTIC es ideal para operaciones típicas de transporte en camiones o embarcaciones desde criaderos hasta instalaciones de cultivo, proporcionando una mayor autonomía para largas distancias y una mayor capacidad de biomasa para garantizar las mejores condiciones de transporte . Finalmente, ELOXIRAS BIO se enfoca en instalaciones de cuarentena y bioseguridad para cualquier escala RAS, ofreciendo un control mejorado de patógenos debido a las capacidades de desinfección y contribuyendo a lograr altos niveles de aislamiento.

Autor:  Pedro Gómez, CEO de Apria Systems y Germán Santos Bregel de  APRIA Systems

Fuente: International Aquafeed

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