El medio acuático M.V.Z. Gilberto Gutiérrez Salazar ACUACULTURA I

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1 El medio acuático M.V.Z. Gilberto Gutiérrez Salazar ACUACULTURA I
El agua: El agua pura es un líquido inodoro e insípido, compuesto por 2 átomos de Hidrógeno y 1 átomo de Oxígeno formando una Molécula H2O . En la naturaleza el agua pura casi no existe, ya que normalmente contiene sustancias disueltas o en suspensión IONES: son partículas o grupos de éstas que en solución tienen una carga eléctrica CATIONES.- Iones con carga positiva(+) Calcio, Potasio, Magnesio,Sodio. ANIONES.- Iones con carga negativa(-) Carbonatos,Bicarbonatos, Sulfatos, Cloro. Estos son los principales Iones disueltos en las aguas naturales, y también se les llama sales disueltas

2 Distribución del agua en el mundo:
El volumen total del agua en el planeta permanece constante y reciclándose, dirigida por la energía solar. Distribución del agua. 97.5% salina: % Océanos .01% Lagos salinos 2.5% Agua dulce: 75% casquetes polares y glaciares 24% Subsuelo 1% Lagos, ríos y suelo. Superficie (en millones de Km.2). Volumen (en millones de Km.3) Agua salada Océano Atlántico Océano Pacifico Océano Indico Total Agua Dulce Lagos Casquetes polares 106 180 74 360 0,70 18 354 720 291 1.365 0,10 30

3 El ciclo del agua

4 Propiedades del agua Única sustancia que existe en los 3 estados de la materia. Sólido o hielo (glaciares y casquetes polares, nieve granizo y escarcha). Liquido (lluvia, rocío, pantanos, lagos, ríos, mares y océanos). Gas o vapor de agua (niebla vapor y nubes). Punto de congelación: 0ºC Punto de ebullición: ºC Densidad máxima: ºC Enciclopedia Microsoft ® Encarta ® © Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

5 Calidad de agua y factores ambientales:
Físicos Químicos Biológicos Luz Oxigeno disuelto Densidad de población Agua Dióxido de carbono Fitoplancton Temperatura PH Zooplancton Salinidad Alcalinidad Turbidez Dureza del agua Profundidad Formas nitrogenadas Fuente de agua Amonio Flujo de agua Nitritos Aeración Nitratos Estratificación térmica Fertilizantes Viento Alimento

6 Gases disueltos Oxígeno Dióxido de carbono Nitrógeno Gases tóxicos
Amonio Sulfuro de hidrogeno Cloro Metano

7 Deshechos metabólicos
Amoniaco Nitritos Nitratos Materia fecal

8 Parámetros fisicoquímicos
PH Alcalinidad Salinidad Dureza total Temperatura Sólidos suspendidos Turbidez Metales pesados Contaminación Biocida.

9 Oxigeno Es el parámetro mas importante .
Esencial para el metabolismos de los organismos acuáticos Fuentes de oxigeno en el agua: Intercambio en la atmósfera Fotosíntesis de las plantas acuáticas,,microalgas y algas. Factores que influyen en la concentración de oxigeno Temperatura: mayor Temp.. menor menor concentración de oxigeno Salinidad: A mas salinidad menor concentración de oxigeno

10 Oximetro

11 Factores que influyen en la concentración de oxigeno
La concentración depende principalmente de la solubilidad del oxigeno en el agua, y esta es afectada por Temperatura: mayor Temp. Menor concentración de oxigeno Salinidad: A mas salinidad menor concentración de oxigeno El oxígeno puede afectar otros parámetros: <O2 Mas forma toxica del amoniaco, ya que se transforma menos

12 No existe un valor mínimo total.
Niveles Mínimos de Oxigeno No existe un valor mínimo total. Se considera ideal 5-6 ppm (Dentro del cultivo). Entre 3 y 5 ppm es un margen limitado. Niveles de < 3 ppm son bastante problemáticos. El Oxígeno se expresa en mg. /L o ppm. Se debe monitorear el Oxígeno diariamente 2 a 3 veces

13 Factores que incrementan las necesidades de Oxigeno
Tamaño del organismo A más temperatura, más demanda de oxigeno Incremento de actividad, mayor demanda de oxigeno. Alimentación, todo lo relacionado con la alimentación incrementa el metabolismo y la demanda de oxigeno. El consumo de oxigeno en: - Descanso mg O/Kg. En sistemas abiertos en la entrada y salida de agua No hay problemas. En estanques puede haber problemas cuando se alimenta en primeras horas de la mañana, porque se presenta menos oxigeno.

14 Factores que Influyen en la Concentración de Oxígeno en el Agua
Bloom de fitoplancton: fluctuaciones diarias en Estanque normal 2-3 ppm Estanque fértil 7-8 ppm (poca renovación de agua) Densidad de población. Aporte de Materia orgánica: Cualquier vertido de agua que aporte materia orgánica, consumirá oxigeno sobre todo en estanques. En invierno se presentan menos problemas de deficiencia de oxigeno, (T º baja, metabolismo bajo, actividad baja). En primavera, todavía no se presentan tantos problemas deficiencias de oxigeno, se, incrementan las horas luz. En el verano se presentan mas deficiencias de oxigeno,(metabolismo del animal se incrementa, mayores temperaturas, bloom de fitoplancton en descomposición). En el Otoño comienza a disminuir la temperatura del agua, hay menos blooms, hay menos deficiencias de oxígeno.

15 Disco sechi La cantidad de partículas suspendidas no debe superar los 45 cm visión.

16 RECOMENDACIONES: Suspender la alimentación.
Aumento del recambio del agua: se debe asegurar el porcentaje de oxígeno en el agua que entra Difusores de aire: Distribuidos en el tanque. Inyección de oxigeno puro. Aireadores mecánicos: Incrementan el contacto entre el aire y el agua

17 CONCENTRACION DE OXIGENO EN EL FONDO (mg/l)
AJUSTE EN LA ALIMENTACION Igual ò mayor a 3.0 Entre 2.5 y 3.0 Menor a 2.5 Menor a 2.0 Alimento acorde a lo calculado Disminuir un 50% de lo calculado No alimentar No alimentar , bajar el nivel del agua a cm. e inicie un recambio de agua continuo, hasta recuperar el oxígeno > 3.0 ppm por la mañana

18 Sobresaturación Se puede dar cuando inyectamos aire a presión
Cuando hay más presión de oxígeno en el agua, entra en la sangre y forma burbujas de oxígeno y evita el paso de sangre en los capilares. (Enfermedad de la burbuja). En las zonas más delgadas es donde se puede observar que hay problemas de sobresaturación de gases, las partes más sensibles son las branquias y los ojos. Una forma de eliminar esta sobresaturación de gases es removiendo el agua (turbulencias) facilitando la salida del aire

19 Gases disueltos Oxigeno. Dióxido de carbono. Nitrógeno.
Sulfuro de hidrogeno. Amoniaco. Cloro.

20 Gases disueltos El contenido de gases disueltos en el agua, darán la pauta para determinar, si el agua en particular es o no adecuada para la acuacultura. Dadas las particularidades de los gases, de la dificultad de tomar las muestras y su traslado al laboratorio, es preferible, hacer las determinaciones en el lugar mismo.

21 Gases disueltos Dióxido de carbono:
Normalmente en aguas superficiales, tiene valores de 5 mg./ L. En aguas subterráneas o pozos puede tener hasta 60 mg. / L. Sulfuro de hidrógeno: Está presente sobre todo en pozos de aguas continentales, lodos de esteros, y aguas salobres. Su toxicidad depende de la temperatura, pH, y concentraciones de Oxígeno. Cloro: Está presente en aguas municipales (potabilizadas), a razón de 1 mg./ L. Los peces mueren rápidamente a esas concentraciones.

22 Gases disueltos Nitrógeno: Es esencial para la síntesis de proteína y ácidos nucleicos (ADN y ARN), y otras moléculas fundamentales para el metabolismo. Se reserva en la atmósfera en forma de nitrógeno gaseoso (N2). En ésta forma no puede ser utilizada por los seres vivos excepto algunas bacterias (azotobacter, cianobacterias, rhizobium) encargadas de la fijación del nitrógeno. De ésta forma convierten el N2 en otras formas químicas (amonio y nitrato) asimilables por las plantas, para su metabolismo. Los animales obtienen el nitrógeno al consumir a esta planta o a otros animales

23 Nitrógeno El metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales forma ion amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. En forma de: Amoniaco (organismos acuáticos) Urea (el hombre y otras mamíferos) Ácido úrico (aves). Estos compuestos regresan a tierra o al agua donde pueden tomarlo de nuevo las plantas, o ser usado por algunas bacterias La nitrificación se la oxidación del nitrógeno desde una forma mas reducida (amoniaco) hacia una forma mas oxidada (nitrato), por procesos microbianos

24 Amonio El amonio se incorpora al medio acuático como un producto del metabolismo de los animales cultivados y de la descomposición de la materia orgánica por bacterias. En el agua el AMONIO-NITROGENO se presenta en 2 formas: Amonio sin ionizar NH3 ò amoniaco, forma tóxica El Ion amonio NH4+ forma no tóxica. Los niveles tóxicos para amonio sin ionizar son: 0.6 – 2 Mg./ L. El pH y la temperatura del agua regulan la proporción de amonio total, que se transforma en la forma sin ionizar

25 Amonio El NH3 está en equilibrio con la forma ionizada, con la presencia de bacterias nitrificantes, que oxidan éstos compuestos a nitritos y nitratos, disponibles para las plantas. Factores que influyen en el nivel de toxicidad: Ph - a mas ph mas toxicidad. Temp. - a más temp. más toxico. Salinidad - a menos salinidad mas forma tóxica. Oxígeno - la presencia de oxigeno favorece la oxidación

26 Origen del NH3 Externo al cultivo: vertidos, agua con materia orgánica en descomposición. Propio cultivo: Alimentación del animal (sobre todo en sistemas cerrados). Tamaño del animal. Porcentaje de proteína en el alimento. Muerte de blooms (tanques muy cargados

27 Kit acuacultura / reactivos

28 Soluciones Filtración biológica (nitrificación) de las bacterias.
Incrementar el oxigeno para acelerar la oxidación. Disminuir el pH. para aumentar la forma no tóxica. Incrementar la salinidad. Control del sistema para evitar proliferaciones. Control de cargas y alimento

29 Nitritos y Nitratos El nitrito es uno de los subproductos básicos de la descomposición de la materia orgánica y actúa como intermedia en la conversión de amonio a nitrato. Las bacterias que actúan en esta conversión son la Nitrosomonas y las Nitrobacter. El amoniaco es más tóxico que el nitrito y los nitritos más que los nitratos

30 Calidad del agua Existen básicamente 4 parámetros a tener en cuenta:
Temperatura   Oxígeno PH Transparencia y/o Nutrientes

31 Es el parámetro más importante y más difícil de controlar.
Temperatura Es el parámetro más importante y más difícil de controlar. cada especie tiene su rango óptimo para crecer y desarrollarse.  Ph El potencial de Hidrógeno (grado de acidez o alcalinidad del agua) este rango debe oscilar entre 6.5 y 8.5. Transparencia y/o Nutrientes La cantidad de partículas suspendidas no debe superar los 45 cm visión: Color, indica la calidad de materia en suspensión, Verde corresponde a la presencia de algas productoras de oxígeno, No debe ser transparente, marrón ni amarillenta. Un cuerpo de agua productivo, implica la existencia de diversas comunidades de fauna y flora, es fundamental contar con suficiente cantidad de nutrientes los nutrientes limitan o permiten el buen crecimiento del fitoplancton. Los principales nutrientes limitantes son el Nitrógeno y el Fósforo por lo que es importante utilizar fertilizantes

32 Termómetro digital

33 PH Es la medida de concentración de los iones hidrógeno en el agua, no tiene unidades de medida pues es adimensional, su escala de valores es de 1- al 14 con un valor de 7 considerado como neutro, valores arriba de este es un pH básico o alcalino y entre mas debajo de 7 mas ácido es. El punto de muerte ácida para organismos es de 4 y el punto de muerte Alcalina (básica) es de 11. E l cambio de pH repentino provoca la muerte del animal. El pH óptimo en la mayoría de las especies es de 6.5 – 8.5. El pH marino es alrededor de 8. Además es muy estable y no hay problemas de cambio, solamente en sistemas cerrados. En el agua dulce el pH puede variar de 6 a 8

34 Phimetro / potencial de hidrogeno

35 Nitritos, Nitratos y Sulfatos
En los sistemas abiertos o de alto nivel de intercambio de agua no son problema. En los sistemas cerrados o de recirculación son importantes Parámetro Valor min. / máx Nitritos 0.0 / 0.5 mg Nitratos 0.0 / 1.2 mg Sulfatos 10.0 / ppm Amonio total 0.0 / 5.0 mg

36 Calidad del agua El término calidad del agua, abarca todos los factores físicos, químicos y biológicos que influencian al uso benéfico del agua. En Acuacultura cualquier característica de el agua que afecte la sobrevivencia, reproducción o manejo de los organismos, es una variable de la calidad del agua. Obviamente hay muchas de éstas variables, pero afortunadamente son pocas las que juegan un papel importante en los acuacultivos.

37 Temperatura Los animales acuáticos que se cultivan en la actualidad, son de sangre fría por lo que la temperatura tiene un efecto muy importante en todos los procesos químicos y biológicos. Estos procesos se aceleran al doble por cada incremento de10 ºC, en la temperatura. Significa que un organismo acuático usará el doble de Oxígeno a 30 ºC que a 20 ºC. Afecta de forma mas importante al metabolismo y su organismo. Los peces son poiquilotermos y su temperatura corporal es la del medio de su alrededor

38 Temperatura Los organismos jóvenes son mas delicados a la perdida de temperatura. Esta se pierde por la transferencia del cuerpo al agua. En animales pequeños la relación superficie / volumen es mayor y por contacto, los cambios de temperatura los afecta mas. Cada especie está adaptada a un hábitat y a oscilaciones de temperatura de su medio. Las especies de regiones mas frías y tropicales están acostumbradas a pocos cambios de temperatura. En cambio las de la zona litoral toleran muchas fluctuaciones.

39 Temperatura Euritermas: Especies que viven en grandes márgenes de temperatura. (carpa). Estenotermas: Especies que viven en un pequeño margen de temperatura. (trucha). Hay otras clasificaciones: Aguas frías→!5 º C → Trucha, salmón , lenguado. Aguas templadas → 20 º C, Dorada, robalo. Aguas cálidas→ 25 ºC → Langostino, carpa. El metabolismo está en función de la temperatura. (> Temp.. Mas reacción enzimático, por lo tanto mas crecimiento hasta llegar al óptimo. A partir de 40 º C se descomponen determinadas enzimas y disminuye el crecimiento por falta de oxigeno y metabolismo).

40 Choque térmico Los peces son poiquilotermos, así que los cambios deben de ser progresivos para evitar su muerte. Los jóvenes son mas delicados que los grandes. Una adaptación ò cambio hacia una temperatura óptima siempre es mejor que si se aleja de la óptima. Si se dispara el metabolismo, las demandas del animal se disparan. La adaptación a temperaturas altas es mas rápida que a Temp. Bajas. Cuando el animal no tiene en condiciones el mecanismo necesario para regular el choque térmico, o se paran las reacciones enzimáticos, puede morir por éste mismo choque.

41 Choques térmicos mas frecuentes
Recolección: la mas importante. Cuando se vacía un tanque y se concentran los animales, hay muchos animales y muy poco agua, los cambios de Temp. Son mas rápidos de 2-3 º C en minutos, sobre todo en Verano. En éste caso hay mas movimiento del organismo, mas demanda de oxígeno y menor solubilidad del oxígeno. Al sacarlos del agua: Por cambios de Temp.., Llenado: El agua para transportar suele ser la misma donde se encontraba el animal. Transporte: Normalmente se colocan refrigerados, para disminuir la temperatura y bajar el metabolismo.

42 Choque térmico Descarga: si la diferencia de Temp.. Es de 2-3 º C se puede hacer directamente dependiendo de la especie, es preferible hacerlo gradualmente. Manipulación: Sobre todo en la descarga. Bolsas pequeñas:Se meterán directamente al agua, para una transferencia de Temp.. Tanques o contenedores: Introducir agua poco a poco para ir equilibrando progresivamente la Temp.. No debe superar los 5 º C / hr.

43 Estratificación térmica
En los estanques, el calor entra por la superficie del agua, así que el agua superficial se calienta mas rápido que el agua del fondo y la densidad del agua decrece al aumentar la temperatura. El agua superficial se vuelve tan caliente y ligera que no se mezcla con las aguas mas frías y pesadas del fondo. A ésta separación del agua de los estanques en diferentes capas frías y calientes se les llama estratificación térmica. La capa superior es el epilimnion y la capa inferior el hipolimnion. La capa de cambio rápido de temperatura se le conoce como la termoclina.

44 Dureza/Alcalinidad Alcalinidad total: Es una medida del total de bases del agua; en aguas naturales estas bases son carbonatos y bicarbonatos. Las mediciones se expresan como Mg./L. De equivalente de carbonato de calcio. Dureza total: Es la medida del total de concentración de iones divalentes (principalmente calcio y Magnesio) expresado en Mg./L. De equivalente carbonato de calcio. Las aguas pueden ser altas en alcalinidad y bajas en dureza si los iones dominantes son el potasio y el sodio.

45 Dureza/Alcalinidad El grado de dureza es: Blanda Mg. /l. Ligeramente dura Mg. /l. Moderadamente dura – 200 Mg. /l. Muy dura – 500 Mg. /l. Los organismos acuáticos se desarrollan bien en valores de dureza y alcalinidad de 20 – 300 Mg. /l.

46 Salinidad (‰ ppm). Es la medida de concentración total de todos los iones disueltos en agua. Agua marina: principal componente es el cloruro de sodio, se expresa en ppm (partes por mil). Aguas Continentales: componente sales de sulfato y carbonato. La salinidad también se puede medir por refracción de la densidad de las sales o por la conductividad de las mismas. Especies eurihalinas: Toleran márgenes amplios de salinidad especies litorales como el salmón, lisa y camarón) Especies Estenohalinas: Toleran márgenes estrechos de salinidad (sobretodo especies de agua dulce y especies marinas). A más salinidad menos oxígeno en el agua. A más salinidad, menos forma tóxica.

47 Refractómetro

48 Elementos Traza Son aquellos constituyentes iónicos que se disuelven en agua en muy pequeñas cantidades. Los siguientes elementos traza están normalmente presentes en aguas superficiales continentales como, Aluminio, Arsénico, Bario, Berilio, Cadmio, Cromo, Cobalto, Cobre, Hierro, Plomo, Manganeso, Mercurio, Molibdeno, Níquel, Selenio, Plata y Zinc.(Potencialmente tóxicos a concentraciones mayores de 0.1 Mg./l. Los organismos acuáticos son sensibles a envenenamiento por metales cuando alcanzan ciertos valores ejemplo: El cobre es más tóxico para la trucha arco iris que para el bagre.

49 Pesticidas Termino que se aplican a todos los agentes químicos usados en el control de plagas. (No son una parte natural del medio natural y su presencia la dicta la mano del hombre.) Los insecticidas son más tóxicos para los crustáceos que para los peces, los pesticidas más comunes son: Órgano cloruros (d.d.t, Toxafeno) Órgano fosforados (Metil parathion, malathion) Carbamatos (Carbaryl,methomyl) Piretroides (Permetrin) Fungicidas (Benomy) Herbicidas (terrestres y acuáticos)

50 Sedimentos Valores usados en sedimentos: Cadmio 0.15 mg /ml.
Los sedimentos y lodos de estanques son usualmente analizados Buscando metales pesados y pesticidas: Valores usados en sedimentos: Cadmio mg /ml. Cobalto mg /ml. Cromo mg /ml. Cobre mg /ml. Plomo mg /ml. Litio mg /ml. Manganeso mg /ml. Mercurio mg /ml. Niquel mg /ml Zinc mg/ml. Hierro mg /ml.