INSTALACIÓN DE BIORREACTORES PARA LA PRODUCCIÓN

SUSTENTABLE DE CAMARÓN DE CULTIVO

Sistemas de producción masivas de consorcios bacterianos.

DR. ROBERTO BLUNDO IASELLI

EL PROBLEMA En las unidades de producción de camarón, para el cultivo se requiere

del suministro de alimentos balanceados en proporción aproximada de 2:1 en relación a la biomasa cultivada. La recurrente aplicación de alimento a los estanques, aunado a los desechos del propio camarón y demás especies del propio sistema, hace que durante el ciclo productivo se acumule materia orgánica en los fondos de los estanques y que a lo largo de los años se vayan degradando los suelos.

A medida que avanza el ciclo productivo, la acumulación de materia orgánica va siendo mayor por las excretas del camarón, las mudas, así como la flora y fauna en decadencia; se genera una mala calidad de agua porque aumentan las amonias, los hidrógenos de sulfuro, los fosfatos y aflotoxinas generadas por agentes patógenos del gram negativo; siendo rebasado la capacidad de equilibrio natural del sistema en cuestión.

Como resultado de este círculo vicioso, la calidad del agua se deteriora y para su control no es posible hacer un barrido o limpieza de los fondos de los estanques de manera mecánica, con lo que se presentan las condiciones propicias para la acción de las enfermedades y los virus oportunistas que terminan por diezmar la población de organismos de las UPA’s, y con ello fuertes pérdidas económicas para las empresas y la sociedad en lo general.

La “Mancha Blanca”

El intenso desarrollo de la camaronicultura durante las últimas dos décadas en el Noroeste de México, ha permitido que el Estado de Sonora se haya convertido en el mayor productor de camarón de cultivo del país; sin embargo, en los últimos dos años (2010 y 2011) se ha manifestado la presencia de la enfermedad “Mancha Blanca” disminuyendo la producción en más del 50%, poniendo en riesgo la sustentabilidad de esta actividad productiva, ya que de una producción de 81 mil toneladas se ha pasado a 39 mil toneladas, en tan sólo 2 años (del 2009 al 2011).

La “Mancha Blanca”

OBJECTIVOS Impulsar la innovación tecnológica para lograr la capitalización de la

empresa basados en una adecuada sanidad, productividad y rentabilidad.

Promover la investigación y la transferencia de tecnología que contribuirán al mejoramiento de la productividad y calidad, así como a la tecnificación de la infraestructura productiva y la profesionalización de los productores.

Impulsar las acciones y los apoyos necesarios para la aplicación de las medidas de sanidad, inocuidad y calidad agroalimentaria, en las empresas de los productores y la certificación que facilitarán el ingreso a los mercados internacionales.

Promover la sustentabilidad y la responsabilidad social en el uso de los recursos naturales.

Impulsar el desarrollo de un nuevo paquete tecnológico para la producción sustentable de camarón en el Estado de Sonora, mediante sistemas de bioseguridad que garanticen la prevención de enfermedades como la “Mancha Blanca”.

Aplicar una innovación tecnológica mediante paquete tecnológico que incremente la productividad de camarón.

SUSTENIBILIDAD

Dichos problemas se pretenden resolver con el planteamiento del desarrollo de un nuevo paquete tecnológico y la tecnificación de las granjas camaroneras, a lo cual se contribuye con la instalación de los biorreactores para la producción de probióticos que vengan a mejorar las condiciones ambientales de los sistemas productivos y con ello la prevención contra la incidencia de enfermedades y virus oportunistas, como es el caso de la Enfermedad de la Mancha Blanca.

EL PROYECTO

El proyecto contempla la aplicación de un paquete tecnológico basado en la biotecnología, para lo cual se requiere la instalación de BIORREACTORES (para la producción de probióticos) y la tecnificación productiva con el equipamiento de aireadores, con lo que se crearán las condiciones de bioseguridad necesarias para el desarrollo sustentable del camarón de cultivo.

QUE ES UN PROBIOTICO?

El término “probiótico” fue introducido por primera vez en 1965 por Lilly y Stillwell; a diferencia de los antibióticos, se definió al probiótico como aquel factor de origen microbiológico que estimula el crecimiento de otros organismos. Hoy, el término “probiótico” debe reservarse para los microbios vivos que, al administrarse en cantidad adecuadas, confieren un beneficio a la salud.

QUE ES UN PRE-BIOTICO?

Los prebióticos son, por otra parte, sustancias no digeribles que brindan un efecto fisiologico beneficioso, estimulando selectivamente el crecimiento favorable de los probioticos. Favorecen la multiplicación de las bacterias beneficiosas más que de las perjudiciales.

Columnas para la produccion del biocatalizador: pre-bioticos

QUE ES UN BIORREACTOR?

Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso que involucra organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso debe ser exclusivamente aeróbico. (los fermentadores son exclusivamente anaeróbicos)

En términos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etc.) al organismo que se cultiva.

LOS BIORREACTORES MARINOS

En el caso de los biorreactores que nos ocupa en este proyecto, el propósito es la producción de probióticos a partir de microorganismos exclusivamente marinos de origen natural, ya que se logra aislar una gran cantidad de bacterias, permitiendo crear consorcios organolíticos bacteriales específicos para cada aplicación, con ausencia total de bacterias patógenas, además creando un fuerte antagonismo microbiano. Con estas características, estas bacterias se pueden usar como probióticos en granjas camaronícolas y, con ello, fortalecer y enriquecer el medio ambiente favorable para el sano desarrollo del cultivo de camarón.

PAQUETE TECNOLOGICO

El paquete tecnologico consiste en la installacion de 6 tanques de alta densidad con capacidad de 10 mc cada uno: 2 tanques son de acumulo y 4 son Biorreactores (4 bombas con impelente especial “antishock bacteriano”); para la producción de prebióticos hay 2 tuberías verticales (Biocolumnas) de 5 metros de altura (500 milibar de presión sobre la matriz del fondo, que genera oxígeno biológico) y 50 cm de diámetro cada una.

Este equipo tiene capacidad suficiente para proveer probióticos para una UPA’s o conjunto de éstas, con una superficie de 200-00 hectáreas de espejo de agua.

SECCION DE LA NAVE

COSTO DE INVERSIONCONCEPTO UNIDADES COSTO ($MX)

Nave para la produccion de probioticos 1 196,737.00

Tanque PEAD de 10 mc 6 96,000.00

Paquete de valvulas y mangueras 1 18,200.00

Bomba con impelente especial “antishock bacteriano” 4 42,000.00

Biocolumna para la produccion de prebioticos 2 7,455.00

Filtros varios (100 y 25 micras) con portafiltros de 20” 1 18,249.60

Filtro UV de 7,000 litros/hora 1 4,921.88

Probioticos marinos naturales 210 kg 128,625.00

Prebioticos naturales 42 Lt 41,895.00

Micronutriente (nitrógeno, fósforo, buffer tampón) 1200 kg 35,854.00

Aire acondicionado de 5 toneladas 1 34,060.00

Gastos de movilidad y asesoría profesional 7 138,737.46

INVERSION POR UNIDAD PRODUCTIVA 1 762,734.94

PROCESO

En los biorreactores los microorganismos son mantenidos en suspensión a través de mezclar el reactor usando agitación mecánica. Los microorganismos al interior del Biorreactor formarán partículas de floculo con un tamaño que va entre los 50 y 200 μm en diámetro. Estos floculos microbianos son conglomerados de microorganismos que se unen a través de puentes de polisacáridos, proteínas y cationes multivalentes.

La materia orgánica y los nutrientes son absorbidos y/o asimilados por los floculos microbianos a medida que son transportados en el agua a ser tratada. Por ejemplo, el nitrógeno amoniacal puede ser asimilado por bacterias heterotróficas para sintetizar proteínas.

LOS MANEJOS Por seguridad del cultivo debe de manejarse agua marina

purificada, pasada por filtros de arena sílica, carbón activado, filtros de 5 micras y ultravioleta.

El rango del pH de las bacterias para desarrollar su metabolismo es de 7,2 – 7,7

La temperatura apropiada es de 27-36 grados centígrados. En el cultivo se recomienda una aeración del agua con 4ppm

de oxigeno disuelto de preferencia. No aplicar las bacteria en presencia de cloro, sulfato de cobre,

cal,; ya que esto mataria o inhibiría a los organismos benéficos. Si el cultivo es contaminado en su aireación por Vibrio es

posible controlarlo con vinagre a dosis bajas. Se recomienda aplicar 100L./Ha del cultivo de probióticos

diario. capaces de realizar esta labor también en ausencia de la luz.

ETAPAS Etapa de esterilización: el agua marina es bombeada atreves de un

sistema de filtros de 3 medidas para la eliminación de los solidos suspendidos; después es esterilizada con UV y finalmente transferida a dos tanques de acumulo aireados de 10 mc cada uno.

Etapa de llenado: el agua marina esterilizada es transferida hacia la primera pareja Biorreactores hasta que se llenen. Observe que mitad de los biorreactores ya están llenos con la biomasa consortil microbiana en suspensión dinámica por acción de chorros de agua.

Etapa de reacción: el efluente es hyper-aireado y bien mezclado con la biomasa microbiana hasta que se forme y madure dicha biomasa (probióticos). Después de 24 horas el contenido de la primera pareja de biorreactores es bombeada hacia la segunda pareja de biorreactores para contiene la máxima concentración microbiana (hasta 1 billón de UFC/ml) .

Etapa de vaciado: la biomasa de la segunda pareja de biorreactores se va a bombear directamente a las granjas. Si esta etapa llega a durar mas de 20 minutos, entonces se necesita aireación adicional en los tanques para prevenir la anaerobiosis.

Etapa de lavado: después de haber vaciado la ultima pareja de biorreactores, se lavan con agua marina limpia las pipas que llevan la biomasa a las granjas.

LOS PROBIOTICOS EN LA GRANJA

Generalmente, en los sistemas de cultivo de camarones, el amonio se produce de los materiales excretados o del alimento no consumido. En un sistema de cultivo normal, el amonio es convertido a nitritos y estos a nitratos por las bacterias. El tiempo para la realización de este proceso es muy lento; debido a esta razón, los productores cambian el agua para evitar el incremento repentino de amonio en la granja.

En el método de cultivo basado en los probioticos, las bacterias heterotroficas juegan un importante rol, debido a que las bacterias necesitan carbono orgánico, nitrógeno y fosforo para su proliferación.

En este proceso, las bacterias heterótrofas asimilan el amoníaco y lo convierten en flóculos de bacterias, y por lo tanto, se reduce la producción de amoníaco en el sistema de cultivo.

Los probióticos obtenidos del biorreactor se aplicarán en los estanques de cultivo en donde funcionarán como inductores para inducir la integración de las cadenas de proteínas que servirán como alimento al camarón y fortalecerán el sistema inmune.

LAS VENTAJAS Esto tiene varias ventajas, como un requerimiento mínimo de área,

bioseguridad, fácil manejo, reducción de los costos de la alimentación, mantenimiento de la buena calidad del agua, control de las bacterias patógenas, bajo intercambio de agua y protección del medio ambiente.

Con la acción de alimentar con bacterias desde el 1er día del cultivo se refuerza el sistema inmune para que, ante cualquier eventualidad, el organismo tenga mejor autodefensa ya que estos tienen una función inmunoestimulante.

Como no es posible en una estanquería hacer un barrido o limpieza de agua de manera mecánica tenemos la opción que nos ofrece la biotecnología con la re-mineralización de la materia orgánica de una manera constante con la inducción de bacterias probioticos.

Estas cepas bacterianas tienen la capacidad de disminuir la concentración excesiva de desechos nitrogenados y fosfatados presentes en el medio acuático, que pueden producir la proliferación de microorganismos patógenos y/o la presencia y acumulación de sustancias toxicas que pueden deteriorar la calidad del agua; por lo que gracias a su actividad metabólica aeróbica se controlan tales situaciones, además de que son capaces de realizar esta labor tambien en ausencia de la luz.

METAS PRODUCTIVAS Con el modelo productivo tecnificado y la aplicación del

paquete tecnológico de este proyecto, no sólo se establecerán las medidas de bioseguridad contra la enfermedad “Mancha Blanca”, sino que también se incrementará la productividad.

Con el nuevo proyecto de granja camaronícola que utilicen biorreactores se tendrán rendimientos significativamente superiores a los actuales.

Con este panorama productivo y, por lo tanto, financiero, la empresa podrá cumplir satisfactoriamente con sus objetivos empresariales y de responsabilidad social, fortaleciendo su capacidad competitiva y sustentabilidad.

Telefono: 622 2210740Celular: 622 1383598/9

email: ecobiosmar@gmail.comConvenio: C.I.B. Noroeste