Libro de Recirculación

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Sistemas de Recirculación
para la Acuicultura
AUTORES
Michael B. Timmons
Cornell University, Biological and Environmental Engineering Department,
302 Riley-Robb Hall, Ithaca, NY 14853
James M. Ebeling
Freshwater Institute, PO Box 1889, Shepherdstown, WV 25443
Fred W. Wheaton
University of Maryland, Biological Resources Engineering Department
1439 Animal Science Building, College Park, MD 20742
Steven T. Summerfelt
Freshwater Institute, PO Box 1889, Shepherdstown, WV 25443
Brian J. Vinci
Freshwater Institute, PO Box 1889, Shepherdstown, WV 25443
EDICIÓN EN ESPAÑOL
Gustavo Parada Rebolledo
Fundación Chile, Parque Antonio Rabat Sur 6165, Vitacura, Santiago
Martin Hevia Werkmeister
Fundación Chile, Parque Antonio Rabat Sur 6165, Vitacura, Santiago
Sistemas de Recirculación
para la Acuicultura
 Fundación Chile, 2002
Registro Propiedad Intelectual Nº 126.705
ISBN 956-8200-00-2
La edición original fue publicada en Estados Unidos de América bajo
el título “Recirculating Aquaculture Sistems”,
Primera edición 2001, ISBN 0-9712646-0-0
Segunda edición 2002, ISBN 0-9712646-1-9
Todo los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación
puede ser reproducida, ni archivada en sistemas de almacenamiento
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fotocopia, o por cualquier otro medio, sin el permiso escrito del editor.
No se asumen responsabilidades por lesión o daño a las personas o
propiedad, ya sea por el resultado del uso de los productos generados a
través de las tecnologías descritas, negligencia o cualquier otra razón;
o por el uso de métodos, tecnologías, instrucciones o ideas contenidas
en este material.
Editado en español por Fundación Chile
Avenida Parque Antonio Rabat Sur 6165, Vitacura, Santiago
Teléfono: (56-2) 2400364
Fax: (56-2) 2419394
e-mail: info@fundch.cl
Impreso en Chile por Quebecor World Chile S.A.
TABLA DE CONTENIDOS
Prólogo a la Primera Edición en Español ................................................
Agradecimientos.........................................................................................
Prólogo de la Versión Original .................................................................
Introducción a la Tecnología de Recirculación
para la Acuicultura
1.0 Antecedentes ........................................................................
1.1 La Acuicultura No es para Todos.........................................
1.2 Resumen de Algunos Casos.................................................
1.3 Otras Experiencias ...............................................................
1.4 La Visión Optimista.............................................................
1.5 Visión General de los SRA ..................................................
1.6 Requerimientos de Agua, Uso y Conservación....................
1.7 Dinámicas de Mercado.........................................................
1.8 Interacción Entre Objetivos, Recursos, Estrategia
de Negocios y Diseño.........................................................
1.9 Terminología y Nomenclatura .............................................
1.10 Sitios Web de Referencia.....................................................
1.11 Resumen...............................................................................
i
iii
v
Capítulo 1:
1
1
2
3
4
6
7
10
13
15
16
17
Capítulo 2:
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Calidad de Agua
Introducción .........................................................................
Propiedades Físicas ..............................................................
Normas de Calidad de Agua ................................................
Requerimientos de Cantidad de Agua..................................
Fuentes de Agua...................................................................
Parámetros de Calidad de Agua ...........................................
Mediciones...........................................................................
19
20
21
24
28
29
39
Capítulo 3:
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Mecánica de Fluidos y Bombas
Mecánica de Fluidos ............................................................
Pérdidas por Fricción ...........................................................
Pérdidas Dinámicas..............................................................
Determinación del Flujo ......................................................
Bombas y Bombeo ...............................................................
Bombas Elevadoras por Aire ...............................................
47
51
56
65
72
80
Capítulo 4:
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
Balance de Masas, Tasas de Carga y Crecimiento de Peces
Introducción ......................................................................... 87
Términos de Producción ...................................................... 95
Valores Límites de Calidad de Agua ................................... 95
Crecimiento de los Peces ..................................................... 103
Ejemplos de Diseño ............................................................. 107
xiii
xiv Tabla de Contenidos
Capítulo 5:
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
Unidades de Cultivo
Introducción .........................................................................
Densidad de Cultivo.............................................................
Ingeniería de Estanques de Cultivo......................................
Estanques Circulares ............................................................
Drenaje Doble Diseñado por Cornell...................................
Raceways .............................................................................
Temas Sobre Capacidad de Carga .......................................
Temas de Manejo de Existencias .........................................
Temas de Escala...................................................................
Mecanismos para el Retiro de Mortalidades........................
117
117
122
123
137
143
149
151
152
153
Capítulo 6:
6.0
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
Captura de Sólidos
Generalidades.......................................................................
Balance de Sólidos ...............................................................
Parámetros Básicos de Diseño para Estanques Circulares...
Generación de Sólidos .........................................................
Características Físicas de los SST........................................
Mecanismos de Remoción ...................................................
157
159
161
162
162
164
Capítulo 7:
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
Biofiltración
Introducción .........................................................................
Nitrificación .........................................................................
Biofiltros ..............................................................................
Consideraciones de Ingeniería .............................................
Biofiltro de Lecho Fluidizado de Arena...............................
Biofiltro de Gránulos Flotantes............................................
Ejemplo de Diseño de Filtro de Gránulos Flotantes ............
Ejemplo de Diseño de la Torre de Percolación....................
207
207
214
225
228
247
249
252
Capítulo 8:
8.0
8.1
8.2
8.3
8.4
Transferencia de Gases
Introducción .........................................................................
Gas Disuelto: Fundamentos .................................................
Transferencia de Gases ........................................................
Opciones de Transferencia de Gases....................................
Desgasificando: Dióxido de Carbono ..................................
259
260
268
272
286
Capítulo 9:
Sistema de Monitoreo y Control
9.0
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
Introducción .........................................................................
Parámetros de Monitoreo.....................................................
Sensores de Monitoreo y Opciones de Equipamiento..........
Discadores Automáticos de Teléfono ..................................
Sistemas Basados en Computación......................................
Diseño del Sistema y Mantención........................................
Consejos para la Construcción.............................................
293
294
299
303
306
309
310
xv
Capítulo 10:
10.0
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
Manejo y Disposición de Residuos
Introducción .........................................................................
Tópicos Sobre el Manejo de Residuos.................................
Manejo de Residuos.............................................................
Características de los Residuos ............................................
Visión General del Manejo de Residuos..............................
Almacenaje, Espesamiento y Estabilización........................
Utilización / Disposición .....................................................
313
314
319
320
322
322
328
Capítulo 11: Administración y Operaciones del Sistema
11.0 Introducción .........................................................................
11.1 Sistemas de Respaldo...........................................................
11.2 Instalaciones de Laboratorio ................................................
11.3 Instalaciones para Cuarentena..............................................
11.4 Gestión de Residuos.............................................................
11.5 Almacenamiento: Alimentos y Sustancias Químicas ..........
11.6 Manejo de los Productos Pesqueros.....................................
11.7 El Transporte de Peces Vivos ..............................................
11.8 Depuración y Sabores Raros ................................................
11.9 Manipulación Post Cosecha.................................................
11.10 Almacenamiento del Alimento ............................................
11.11 Manipulación de los Peces...................................................
11.12 Mano de Obra ......................................................................
11.13 Acceso..................................................................................
11.14 Operaciones..........................................................................
11.15 Operaciones Misceláneas.....................................................
11.16 Conservación de Registros y Mantenimiento ......................
11.17 Como Recolectar, Analizar e Interpretar los Datos .............
11.18 Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio ........................
333
334
340
342
343
344
345
347
365
366
367
369
370
371
372
380
382
387
388
Capítulo 12:
12.0
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
389
389
392
403
409
409
416
419
Ozonización e Irradiación UV
Introducción .........................................................................
Irradiación UV .....................................................................
Ozonización .........................................................................
Factores que Influencian la Eficiencia en la Desinfección ..
Caracterización del Agua Residual de la Acuicultura .........
Inactivación de los Patógenos de Peces ...............................
Otros Métodos de Desinfección...........................................
Conclusiones ........................................................................
Capítulo 13: Manejo Sanitario de Peces
13.0 Bioseguridad ........................................................................ 421
13.1 Prácticas Para Reducir el Riesgo de
Introducción de Patógenos ................................................... 423
13.2 Prácticas para Reducir la Propagación de Patógenos........... 429
xvi Tabla de Contenidos
13.2 Reduciendo la Susceptibilidad a
Infección y Enfermedades....................................................
13.4 Monitoreo y Vigilancia ........................................................
13.5 Diagnóstico ..........................................................................
13.6 Tratamiento ..........................................................................
13.7 Quimioterapias de Acuicultura ............................................
13.8 Cálculos de Tratamientos.....................................................
13.9 Servicios de Diagnóstico de Enfermedades de Peces ..........
Capítulo 14:
14.0
14.1
14.2
14.3
Diseño del Control Ambiental
Introducción .........................................................................
Transferencia de Calor .........................................................
Control de la Calidad del Aire .............................................
Consideraciones en la Construcción ....................................
Capítulo 15:
15.0
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
15.9
Temas de Administración y Realidades Económicas
Introducción .........................................................................
Historia del Caso de Fingerlakes Aquaculture.....................
Lecciones Aprendidas ..........................................................
Opciones de Inversión..........................................................
Selección de Especies ..........................................................
Efectos de Escala y Riesgo ..................................................
Requerimientos de Personal.................................................
Costos Iniciales y Análisis Económico ................................
Economía de los SRA ..........................................................
SRA para Tilapia, Lagunas de Catfish y Producción
de Pollos Broiler ..................................................................
Capítulo 16: Nutrición y Alimento para Peces
16.0 Introducción .........................................................................
16.1 Administración del Alimento...............................................
16.2 Selección del Alimento ........................................................
16.3 Cumplimiento en el Crecimiento .........................................
16.4 Calidad del Alimento ...........................................................
16.5 Características Físicas ..........................................................
16.6 Formulación Práctica de Alimentos.....................................
16.7 Aspectos Importantes de los Alimentos para Acuicultura ..
16.8 Relaciones Fisiológicas........................................................
16.9 Química del Agua y Necesidades Dietéticas........................
16.10 Anatomía Funcional de la Digestión....................................
16.11 Minerales..............................................................................
16.12 Vitaminas .............................................................................
16.13 Selección de Materias Primas ..............................................
16.14 Digestibilidad de los Componentes en los Alimentos .........
16.15 Alimentos Pelletizados, Expandidos y Extruídos.................
16.16 Alimentos Flotantes .............................................................
16.17 Resumen...............................................................................
432
433
437
446
450
454
458
461
461
466
470
475
475
477
480
481
482
484
486
488
489
497
497
499
499
502
503
505
511
515
516
520
522
526
535
543
548
551
552
xvii
Capítulo 17:
17.0
17.1
17.2
Programas de Computación
Visión General ..................................................................... 553
Planillas Excel...................................................................... 555
Programas Basados en DOS ................................................ 581
Capítulo 18: Acuiponía
18.0 Introducción .........................................................................
18.1 Diseño del Sistema...............................................................
18.2 Producción de Peces ............................................................
18.3 Subsistemas Hidropónicos ...................................................
18.4 Materiales de Construcción..................................................
18.5 Proporciones de Componentes.............................................
18.6 Requisitos para el Crecimiento Vegetal...............................
18.7 Dinámica de Nutrientes........................................................
18.8 Vegetales Apropiados ..........................................................
18.9 Sistemas de Producción .......................................................
18.10 Control de Enfermedades y Pestes.......................................
18.11 Rendimiento de los Vegetales..............................................
18.12 Perspectivas para el Futuro ..................................................
617
619
623
636
640
641
644
646
650
651
655
656
657
Referencias Bibliográficas......................................................................... 659
Apéndice......................................................................................................
Tablas
A-1 Factores de Conversión para Términos Usados
Comúnmente en Acuicultura. ..........................................................
A-2 Factores de Conversión Sanitarios...................................................
A-3 Lista Ampliada de Factores de Conversión ....................................
A-4 Propiedades Físicas del Agua ..........................................................
A-5 Porcentaje de Amoníaco Libre en Agua .........................................
A-6 Oxígeno Disuelto .............................................................................
A-7 Conversión de Dureza a otras Unidades de Medida ........................
A-8 Presión Atmosférica Estándar a Diferentes Altitudes......................
A-9 Propiedades Complementarias de Alcalinidad ................................
A-10 Tamaños de Orificio de la Serie U.S. de Malla por
Número de Designación...................................................................
A-11 Composición de Aire Seco...............................................................
A-12 Solubilidad de los Cuatro Principales Gases del Agua ....................
A-13 Promedios Mensuales Máximos y Mínimos de
Temperaturas Exteriores . ................................................................
A-14 Resistencias Térmicas por Unidad de Superficie.............................
A-15 Concentraciones Permisibles de Dióxido
de Carbono .......................................................................................
A-16 Propiedades Plásticas para Varios Tipos de Cañerías......................
695
697
698
699
708
709
710
711
711
712
713
713
713
714
715
716
717
xviii Tabla de Contenidos
A-17 Tamaño y Propiedades de Cañerías de PVC Cédula 40 y 80...........
A-18 Planilla de Roce y Pérdida de Carga para Cañerías
de PVC cédula 40 (Schedule 40) .....................................................
A-19 Planilla de Roce y Pérdida de Carga para Cañerías
de PVC cédula 80 (Schedule 80) .....................................................
A-20 Volúmenes de Estanques para Varias Alturas y Diámetros.............
A-21 Temperaturas Equivalentes entre grados Celsius y Fahrenheit........
Glosario.......................................................................................................
Cálculo de Volumen de Estanques Circulares ...............................
Definición de Términos Usados en Acuicultura ............................
Procedimientos de Seguridad en Laboratorio ................................
Fuentes de Información para Acuicultura ......................................
718
719
720
721
722
723
724
725
729
735
Índice........................................................................................................... 741
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