Resumen
La desnitrificación anaeróbica consiste en la conversión microbiana del nitrato y del nitrito en nitrógeno molecular o en óxido nitroso, promoviendo la eliminación de estos compuestos de los ambientes acuáticos. En la acuicultura, este proceso mejora la calidad del agua, previene la eutrofización y reduce la dependencia de insumos químicos, favoreciendo la sostenibilidad. El objetivo de este trabajo fue probar diferentes estrategias para optimizar la desnitrificación anaeróbica en sistemas de bioflóculos durante el cultivo de Penaeus vannamei, evaluando diferentes volúmenes de desnitrificación, diversas concentraciones de sólidos suspendidos y metodologías de control del pH.

El trabajo se compone de dos capítulos. En el primer capítulo, se evaluó la eficiencia en la remoción de nitrato considerando distintos volúmenes de agua destinados a la desnitrificación durante el cultivo de P. vannamei en sistemas de bioflóculos, así como la influencia de diferentes concentraciones de sólidos suspendidos totales en el proceso de desnitrificación anaeróbica. El primer experimento se llevó a cabo durante 55 días en tanques de 500 L que contenían juveniles de P. vannamei (400 camarones/m³, peso medio de 0,94 ± 0,44 g). Cada tanque experimental fue equipado con un reactor con un volumen equivalente al determinado para cada tratamiento (5%, 25% y 50%), con la desnitrificación activada mediante la adición de azúcar común siempre que la concentración de nitrato superaba los 75 mg/L. El pH se mantuvo entre 8 y 9 mediante la adición de NaOH, y los camarones fueron alimentados dos veces al día con una ración balanceada, además de ser sometidos a biometrias semanales.

En el segundo experimento, de 4 días de duración, se analizó la influencia de la concentración de sólidos suspendidos en la eficiencia y velocidad de la desnitrificación. Para ello, se utilizaron tanques de 60 L con 25 L de agua, sometidos a seis tratamientos correspondientes a distintas concentraciones de sólidos suspendidos (500, 550, 1000, 1500, 2000 y 2500 mg/L), abastecidos con agua proveniente del cultivo de P. vannamei en bioflóculos.

El segundo capítulo, compuesto por dos experimentos, tuvo como objetivo determinar la dosis ideal de NaOH para mantener el pH por encima de 8 en la etapa inicial de la desnitrificación anaeróbica y evaluar diferentes estrategias de adición de dicho alcalinizante. En el primer experimento, realizado durante 4 días, se cuantificó la necesidad total de NaOH para garantizar la estabilidad del pH entre 8 y 9. En el segundo, también de 4 días de duración, se compararon seis metodologías de adición de NaOH. El tratamiento control (TC) consistió en la adición de 50 mL de solución de hidróxido de sodio (NaOH) cada vez que el pH caía por debajo de 8, hasta alcanzar la estabilización. En los tratamientos experimentales (TD0, TD, TD2, TD3 y TGOT), se probaron diferentes estrategias de adición de NaOH. En el tratamiento TD0, el volumen total de NaOH, previamente determinado, fue añadido únicamente cuando el oxígeno disuelto alcanzó aproximadamente 0 mg/L. El tratamiento TD consistió en la adición inicial de todo el volumen de NaOH justo después de la introducción del carbono orgánico, antes del agotamiento del oxígeno. En el TD2, el volumen fue dividido en dos adiciones: una al inicio y otra cuando el oxígeno disuelto se acercó a 0 mg/L. En el TD3, se realizaron tres adiciones durante el experimento: al inicio, cuando el oxígeno disuelto alcanzó niveles cercanos a 0 mg/L con caída pronunciada del pH, y seis horas después de la segunda adición, para compensar nuevas caídas del pH. En el tratamiento TGOT, el NaOH fue añadido mediante goteo continuo a una tasa de 0,53 mL/min durante las primeras 12 horas del experimento.

En ambos capítulos, se monitorearon diariamente los parámetros de pH, alcalinidad, temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, nitrógeno amoniacal total, nitrito, nitrato, sólidos suspendidos totales y sedimentables. En los reactores, el pH fue medido cada hora hasta su estabilización, mientras que los demás parámetros fueron analizados tres veces al día.

Los resultados del primer capítulo evidenciaron que el tratamiento con 50% de volumen fue el más eficaz en términos de reducción del nitrato y proporcionó la mayor tasa de supervivencia (85,2%). En el segundo experimento, las concentraciones más elevadas de sólidos suspendidos (superiores a 550 mg/L) redujeron significativamente el tiempo de remoción del nitrato, de 45 a 24 horas. En el segundo capítulo, se determinó que la dosis ideal de NaOH fue de 14 mL/L para mantener el pH entre 8 y 9. Todos los tratamientos resultaron en concentraciones finales de nitrato y nitrito cercanas a 0 mg/L, confirmando la eficacia de la desnitrificación. Sin embargo, se observaron diferencias significativas en los niveles de oxígeno disuelto, alcalinidad, fosfato y sólidos suspendidos totales. El pH presentó una disminución en las primeras horas debido a la liberación de hidróxidos durante las reacciones microbianas, estabilizándose posteriormente. Estos resultados corroboran la relevancia de la desnitrificación biológica para el mantenimiento de la calidad del agua y confirman que la implementación de técnicas optimizadas del proceso puede contribuir a la sostenibilidad y al crecimiento saludable de P. vannamei en la acuicultura intensiva.