Proceso de Nitrificación en Diferentes Sistemas Intensivos para la Producción del Camarón Litopenaeus vannamei
Autora: Fabiane da Paz Serra (Currículo Lattes)
Director: Prof. Dr. Paulo Cesar Abreu (in memoriam)
Resumen
Uno de los principales desafíos en los sistemas acuícolas es la generación de residuos durante la producción, siendo esta una de las principales causas del impacto ambiental de la actividad, el cual tiende a incrementarse a medida que la producción se intensifica. Ante esto, el control del nitrógeno (N) es fundamental para el éxito de la producción, especialmente en lo que respecta al amoníaco y al nitrito, compuestos altamente tóxicos para los organismos cultivados. En este contexto, se han desarrollado investigaciones con el fin de optimizar los sistemas de producción intensivos y superintensivos. Los sistemas basados en microorganismos se presentan como alternativas prometedoras para la intensificación de la producción, contribuyendo a la sostenibilidad y bioseguridad de la actividad acuícola. Entre estos, se destacan los sistemas basados en bioflóculos y biofilm. En ambos, el manejo adecuado es necesario para la proliferación y establecimiento de bacterias nitrificantes, principales responsables de la remoción biológica del nitrógeno tóxico. Para ello, es esencial comprender la dinámica del nitrógeno y de la comunidad bacteriana en los distintos sistemas de producción. Con base en esto, la tesis se dividió en tres capítulos centrados en la dinámica del nitrógeno y en las bacterias nitrificantes. En el primer capítulo, se evaluó la disponibilidad de nitrógeno y de sustratos para la mejora del proceso de nitrificación durante la maduración del sistema y la producción de camarones en tres sistemas diferentes: agua clara, bioflóculos y biofilm. Los resultados evidenciaron que la fertilización inorgánica previa, junto con la presencia de sustratos—especialmente sustratos artificiales para la formación del biofilm—resultó en una mayor eficiencia en el proceso de nitrificación y en una mayor biomasa final de los camarones. En el segundo y tercer capítulos, se utilizó la técnica FISH (Hibridación in situ Fluorescente) para evaluar la composición y cuantificación de bacterias nitrificantes, con el fin de respaldar los hallazgos del primer capítulo, que se basaba únicamente en la dinámica del nitrógeno. En el segundo capítulo, se evaluaron los factores que influyen en el establecimiento de bacterias nitrificantes durante la fase de inicio de diferentes sistemas de producción. La cuantificación de bacterias nitrificantes evidenció que el aumento excesivo de amoníaco y nitrito está directamente relacionado con la ausencia o baja densidad de bacterias nitrificantes, debido a renovaciones de agua, ausencia de sustratos y adición de carbono orgánico durante la fase inicial del sistema. En el tercer capítulo, se comparó la dinámica del nitrógeno y las bacterias nitrificantes en sistemas maduros de bioflóculos y biofilm. En este caso, ambas estrategias demostraron ser eficaces para mantener las concentraciones de amoníaco y nitrito en niveles seguros para los camarones. Sin embargo, la dinámica del nitrógeno, junto con los análisis mediante FISH, evidenció que la eficiencia del proceso de nitrificación estuvo relacionada con la densidad de bacterias nitrificantes, resultado de los manejos realizados tanto durante la maduración de los sistemas como en la fase de producción.