El impacto de la degradación de la materia orgánica en los estanques acuícolas

Los estanques acuícolas reciben aportes de materia orgánica procedentes de los fertilizantes orgánicos, restos de microorganismos, heces de los animales de cultivo o del alimento no consumido.

Una pequeña parte de esta materia orgánica (menos del 10%) es incorporada dentro del ciclo biológico en forma de las especies que son cultivadas. El resto es degradado a dióxido de carbono, descargada en efluentes de estanques o se acumula en el sedimento.

Esta última, la acumulación en el sedimento, puede resultar negativa si se produce en gran cantidad, afectando a las condiciones del sedimento y la calidad del agua durante los cultivos.

Aun así, lo cierto es que la degradación de la materia orgánica se produce muy rápido y su acumulación no suele ser tan grande. Con una gestión adecuada del sedimento, cualquier problema quedaría resuelto.

 

Cómo tiene lugar la degradación de la materia orgánica en los estanques acuícolas

Los principales responsables de la degradación de la materia orgánica en los estanques acuícolas son las bacterias. Estas necesitan de una serie de factores (temperatura, humedad, pH, concentración de oxígeno y sustrato) adecuados que favorezcan su crecimiento y que suelen darse en los estanques acuícolas.

La materia orgánica presenta componentes de fácil degradación, como los carbohidratos, las proteínas y las grasas (fracción lábil), y otros que son más resistentes a la descomposición, como las fibras (fracción refractaria).

La degradación tiene lugar en la columna de agua, pero gran parte de la materia orgánica particulada acaba deposita en el fondo del estanque. Esta capa floculante, acumulada entre la interfase sedimento-agua, se descompone rápido, aunque también se mezcla con las primeras capas del sedimento o queda cubierta con nuevos sedimentos antes de descomponerse.

Tanto en la columna de agua como en la capa de superficie del sedimento se dan condiciones aerobias. Pero a pocos milímetros de profundidad del sedimento, la actividad microbiana agota el oxígeno, dando lugar a condiciones anaerobias.

En condiciones aerobias, la descomposición de la materia orgánica a dióxido de carbono y agua es rápida y completa. Mientras que, en condiciones anaerobias, el proceso es más lento, acumulándose durante más tiempo restos orgánicos no descompuestos por completo.

En las capas de sedimento donde se dan estas condiciones anaerobias, la actividad microbiana continua en forma de fermentación. Con esto, se libera dióxido de carbono, alcoholes, aldehídos, ácidos orgánicos y cetonas.

Con esta fermentación, no se oxida por completo el carbono orgánico, pero existen otras bacterias que completan el proceso, produciendo dióxido de carbono o metano, si pueden utilizar el oxígeno del dióxido de carbono.

La fracción lábil (de fácil degradación) de la materia orgánica es oxidada casi al completo. Su tasa de descomposición es casi igual en condiciones aerobias o anaerobias. Cuando es añadida durante el cultivo, es la responsable de la mayor parte de la demanda de oxígeno y de muchos de los problemas de calidad de agua.

La fracción refractaria o de lenta descomposición, sin embargo, se va acumulando en el sedimento y rara vez representa un problema en los estanques acuícolas.

Los metabolitos tóxicos producidos en condiciones anaeróbicas, por lo general, no entran en la columna de agua, si la capa superficial del sedimento es aeróbica. Además, si el agua del estanque tiene una concentración de oxígeno disuelto adecuada, se facilita la oxidación del amoníaco a nitrato, por las bacterias quimio-autotróficas nitrificantes, y la oxidación del sulfuro de hierro ferroso y otras sustancias reducidas de los sedimentos.

Luego, la degradación de la materia orgánica en los estanques acuícolas se ve favorecida por la presencia de oxígeno disuelto.

 

¿Cuál es el impacto que genera la degradación de la materia orgánica en los estanques acuícolas?

Los problemas de calidad de agua debido a la descomposición de la materia orgánica se dan, en la mayor parte de los casos, cuando la demanda de oxígeno disuelto resulta demasiado alta. Una concentración reducida del mismo hace que no se degrade el amoniaco procedente de la descomposición anaeróbica y liberado a la columna de agua.

La concentración de oxígeno disuelto y el pH adecuado (7,5-8,5) son claves para que esto no ocurra. Si las bacterias no oxidan la materia orgánica y el amoníaco de manera eficaz, es porque estas condiciones, junto a la temperatura, no son las adecuadas. También puede suceder que la materia orgánica añadida (fracción lábil) excede la capacidad natural o la capacidad de aireación para suministrar oxígeno disuelto.

Por tanto, existe un límite en la cantidad de materia orgánica que puede ser añadida a los estanques, para que no se den problemas por baja concentración de oxígeno, y la aireación mecánica es necesaria para aumentar la tasa de descomposición de la materia orgánica.

Así, podemos decir que las mejores prácticas para la gestión de los estanques acuícolas serían:

  • Evitar la fertilización excesiva que provoque un crecimiento desmesurado de fitoplancton.
  • Aplicar alimentos de alta calidad para reducir al mínimo el alimento no consumido y asegurar una buena tasa de conversión de los mismos.
  • Aplicar materiales de encalado a los estanques de aguas y suelos de fondos acídicos.
  • Evitar la baja concentración de oxígeno disuelto, limitando la intensidad del cultivo o proporcionando la aireación mecánica adecuada.

 

El sedimento que se acumula en cada cultivo no es necesario eliminarlo, en la mayoría de los estanques. Lo que si puede suceder es que tenga que ser redistribuido sobre el fondo o removido si se vuelve tan profundo que reduce el volumen de agua del estanque o interfiere de alguna otra forma en su gestión.

En estos casos, en los que el sedimento deba ser removido, hablamos de fangos y limos que deben ser gestionados como residuos de materia orgánica.

Unos residuos que pueden ser aprovechados para la obtención de energía renovable, en forma de biogás. Un proceso que tendría lugar gracias a la digestión anaerobia de estos fangos dentro de tanques o reactores herméticos (digestores anaerobios).

El biogás puede usarse para generar energía eléctrica, térmica o como carburante. Y a partir de él, puede obtenerse el biometano, que tiene idénticos usos y aplicaciones que el gas natural. Un producto limpio y respetuoso con el medioambiente con aplicaciones en el autoconsumo, ser inyectado a red, o transformado en BioGNC o BioGNL para combustible vehicular.

La valorización de estos residuos para obtener el biogás o biometano supone, por tanto, un doble beneficio. Por un lado, el beneficio económico derivado del aprovechamiento de estos recursos naturales y, por otro lado, el poder cumplir con la normativa vigente con relación a la gestión adecuada de residuos, reduciendo la contaminación y el impacto ambiental.

Desde Genia Bioenergy te ofrecemos un servicio integral de gestión de residuos y valorización en biogás o biometano para que obtengas estos beneficios.

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