Dinámica del nitrógeno en bioreactores de un sistema de producción de alevinos machos de tilapia (Oreochromis niloticus) con tecnología Biofloc

Abstract

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar los procesos de conversión de los principales compuestos nitrogenados (Nitrógeno Amoniacal Total, NO2 y NO3), y su relación con las variables físicas y químicas que influyeron en la estabilidad de un bioreactor con tecnología biofloc (BFT) el cual fue acondicionado en un sistema invernadero, con una carga inicial de 2 Kg.m-3 de tilapia (Oreochromis niloticus) con un peso promedio de 17.15 g, durante un periodo de 38 días. Para la evaluación, se dividió la etapa experimental en una autotrófica y otra heterotrófica; esta última fue especialmente controlada mediante la adición de bicarbonato de sodio y melaza como fuentes de alcalinidad y carbono orgánico respectivamente (Relación de C:N de 10:1). Los resultados mostraron que la dinámica del Nitrógeno Amoniacal Total estuvo influenciada por la presencia del biofloc, el fitoplancton y la comunidad bacteriana autotrófica. Adicionalmente, el análisis de componentes principales resultó en la alta correlación de la alcalinidad con respecto a los parámetros de calidad de agua (pH, sólidos suspendidos, compuestos nitrogenados), el cual fue un limitante cuando se encontraba en valores por debajo de los 75 mg. CaCO3.L-1. La turbidez y la transparencia fueron indicadores del crecimiento de organismos autotróficos (etapa I) y heterotróficos (etapa II) añadiendo a esta última el incremento de la concentración de sólidos sedimentables hasta los 50 ml.L-1. La temperatura, oxígeno disuelto y pH no mostraron efectos significativos en la estabilidad del bioreactor debido al uso de termostatos, un buen sistema de aireación y la corrección de la alcalinidad respectivamente. La acumulación de calcio y magnesio permitió un mejor manejo y control de los sólidos sedimentables. En conclusión, debido a la dinámica definida en el bioreactor, se pudo establecer un protocolo de manejo y puesta en marcha para las condiciones específicas de calidad de agua usada en el CINPIS.

This study had the objetive to evaluate the conversion processes of the main nitrogen compounds (Total Amonia Nitrogen, N-NO2 and N-NO3), and their relationship to physical and chemical variables which affected the stability of a bioreactor with biofloc technology (BFT) placed in a greenhouse system, with an initial charge of 2 kg.m-3 tilapia (Oreochromis niloticus) with an average weight of 17.15 g, for a period of 38 days. For evaluation, the experimental stage was divided into a autotrophic and heterotrophic phase; the last one was especially controlled by addition of sodium bicarbonate and molasses as alkalinity and organic carbón sources, respectively (Ratio C:N of 10:1). Results showed that the dynamic of total amonia nitrogen is influenced by the presence of biofloc, phytoplankton and autotrophic bacterial community. Moreover, the principal component analysis resulted in a high correlation of the alkalinity in relation to quality wáter parameters (pH, setteable solids, nitrogen compounds), as part of restrictions when values are under 75 mg CaCO3.L-1. Turbidity and transparency were indicators of growing autotrophic organisms (Stage I) and heterotrophic (Stage II) by adding the latter, the increased concentration of total suspended solids to 50 ml.L-1. Temperature, dissolved oxygen and pH showed no significant effect on the stability of the bioreactor due to the use of thermostats, a good aeration and correcting alkalinity system, respectively. The accumulation of calcium and magnesium allowed better management and control of settleable solids. In conclusión, the bioreactor dynamics defined a management protocol and implementation for specific water quality conditions used at CINPIS.