Uso de la Energía durante la Producción de Postlarvas de Camarón en Acuacultura Mahr/Acua Tecnia, Pichilingue, B.C.S.

Transcripción

1 Uso de la Energía durante la Producción de Postlarvas de Camarón en Acuacultura Mahr/Acua Tecnia, Pichilingue, B.C.S. Introducción Después del éxito en los años 70s con la reproducción y cría de larvas de camarón (Penaeus stylirostris y P. vannamei) a una escala comercial en Panamá (Agromarina de Panamá), Costa Rica (Maricultura S.A.), y Honduras (Sea Farms) México inició en esta actividad sola al fin de los 80s. Los problemas legislativos y sociales dificultaron el primer paso. En México son los estados al lado del Pacifico (Sonora, Sinaloa, Nayarit) los más adecuados para la camaronicultura por su clima tropical, disponibilidad de humedales no apropiado para la agricultura, y la presencia de poblaciones silvestres de P. vannamei y P. stylirostris. La primera etapa del desarrollo de la camaronicultura en México fue obstaculizada por la falta de criaderos, la disponibilidad de postlarvas y juveniles silvestres de camarón. En 1995 existían en Sinaloa y Sonora solamente 18 criaderos para suministrar postlarvas para hectáreas de estanques en producción. Sin embargo por el éxito de los criaderos el desarrollo de la camaronicultura fue avanzando. En 1985 se produjeron por acuicultura en México 35 t de camarón, en 1990 más de 100 veces, en t, y en 2000 el doble ( t). Ahora todas las larvas y postlarvas de camarón para la camaronicultura son producidos en criaderos. Sin embargo hasta ahora la producción de postlarvas en criaderos no es suficiente para satisfacer la demanda del sector productivo. Adicionalmente en vista de los graves problemas de enfermedades virales que se encuentran en los estanques de engorda en Nayarit, Sinaloa y Sonora la demanda por postlarvas libre de patógenos es fuerte. Los criaderos de camarón en Baja California Sur tienen la

2 2 ventaja de que hasta ahora no se encontraron enfermedades virales en este estado y por eso se puede suministrar postlarvas sanas a las granjas en áreas donde se encuentran los problemas de salud. Sin embargo, los gastos de operación de los criaderos de camarón en Baja California Sur son más altos por la baja temperatura en la primavera que obliga la calefacción de agua de mar para la producción de postlarvas de camarón. Además los altos gastos de flete de postlarvas al interior del país son una gran desventaja para los criaderos en Baja California Sur. Por estas razones es muy importante reducir los gastos por el uso de la energía, especialmente para la calefacción de agua. Con un primer capital de inversión de $ (US) en 1998 Acuacultura Mahr se estableció en Pichilingue, Baja California Sur. Al lado del mar se rentó una área de 1000 m² y allá se construyó una sala con techo de plástico removible para colocar dentro 16 tanques (16 toneladas cada uno) redondos de madera terciada forrados con PVC flexible y un cuarto para la producción de microalgas. Durante se compraron nauplios de P. vannamei de un criadero cercano y se desarrollaron las larvas hasta el estadio de postlarvas, las cuales fueron vendidas al criadero mencionado antes. En el 2000 Acuacultura Mahr compró un terreno vecino y se comenzó el programa de maduración y reproducción controlada con reproductores de P. vannamei comprados de diferentes fuentes en Sinaloa. El desarrollo de Acuacultura Mahr es muy impresionante: desde una área rentada de 1000 m² con una producción de 128 millones de postlarvas en 1998 hasta una producción de cerca 600 millones de postlarvas durante 8 meses en 2005 en un terreno propio de 2400 m².

3 3 En vista del aumento de los precios de la electricidad y el gas es vital para los criaderos en B.C.S la búsqueda de opciones para reducir la dependencia de la energía fósil. Para esta meta es necesario, como primera etapa, una compilación de los diferentes equipos usando energía fósil durante la producción de postlarvas de camarón, que permita hacer sugerencias para reducir los gastos de energía. A) RESULTADOS DE LA PRODUCCION DE NAUPLIOS Y POSTLARVAS DURANTE EL CICLO La primer siembra de nauplios (216 millones) y la primer cosecha de postlarvas (27 millones) fue en Febrero Hasta el fin del ciclo de producción en Agosto en el criadero de Acuacultura Mahr se produjeron 1.43 mil millones de nauplios (1.43E+09) y 547 millones de postlarvas, que resultó en una tasa de supervivencia del 40%. B) INFRAESTRUCTURA NECESARIA para la PRODUCCION (ciclo 2005) Como primera etapa en la determinación de los requerimientos de energía para la producción de los nauplios y postlarvas se recopiló la infraestructura y el equipo necesario. 1) Suministro y tratamiento de agua

4 4 El suministro de agua de mar a 6 reservorios (volumen total 567 m 3 ) se realizó con 4 bombas de 5 hp que trabajaron 18 horas/día. Dos reservorios (volumen total 242 m³) sirvieron para el tratamiento del agua con ozono. El equipo de ozono (2 lámparas de 450 W c/u trabajando 18 horas/día; 1 bomba de 4 hp, una de 2 hp y un aire acondicionado) estaba localizado arriba de un reservorio. El agua de mar se calentó con la ayuda de cinco calderas usando LP-gas e intercambiadores de calor. 2) Maduración y reproducción de los camarones en cautiverio Los reproductores de camarón de reserva (4000 animales de un peso de 60 g) se mantuvieron en dos tanques de 45 m² c/u, con una profundidad de agua de 0.35 m y con la ayuda de una bomba de 3 hp en un flujo continuo de agua fría día y noche. Para la maduración (4000 animales de 60 g) y el desove se utilizaron 10 tanques rectangulares de cemento de 48 m² (volumen total del agua 170 m³). El agua suministrado fue en flujo continuo a una temperatura de 27.5 ºC (recambio del agua 3-4 veces/día). 3) Cría de larvas y postlarvas La cría de las larvas y postlarvas de camarón se cumplió en 6 salas en 72 tanques rectangulares de cemento y circulares de madera terciada forrados con un volumen de agua total de 1800 m³. Se usaron 3 bombas para el recambio de agua y 11 para recircular agua dulce caliente durante la noche en los serpentines instalados en el fondo de los tanques. Adicionalmente estaban instalados en los

5 5 estanques sopladores para la aireación del agua y lámparas de UV para la eliminación del ozono del agua entrante. 4) Producción de microalgas Para la producción de microalgas (Chaetoceros spp.) Acuacultura Mahr mantiene un cepario con aire acondicionado y una sopladora, dos microondas y lámparas de 75, 55 y 39 W. En una siguiente etapa, se cultivaron los microalgas en bolsas (184 bolsas de 25 l) y después en columnas (84 columnas de 240 l). El cultivo requiere una fuerte iluminación con lámparas y fuerte aireación con sopladoras. 5) Producción de nauplios de Artemia Los quistes de Artemia fueron incubados a 32 ºC hasta el estadio de nauplio en 12 tanques cónicos de fibra de vidrio con un volumen de agua de 1500 l c/u. Se usaron para la aireación una sopladora y para calentar el agua calentadores de 1500 W. 6) Almacenamiento de alimentos Para el almacenamiento de alimentos, especialmente para los reproductores, Acuacultura Mahr tiene un cuarto de refrigeración de un sistema de 6 hp. C) ENERGIA NECESARIA para la PRODUCCION durante el ciclo 2005 (enero- Agosto). Energía consumida por Acuacultura Mahr + Acua Tecnía a partir de Enero hasta Agosto de 2005

6 Gas Electricidad Total (kcal) Enero 4,01E+07 2,79E+07 6,80E+07 Febrero 2,35E+08 5,51E+07 2,90E+08 Marzo 4,86E+08 8,00E+07 5,66E+08 April 5,22E+08 8,96E+07 6,11E+08 Mayo 3,05E+08 8,12E+07 3,86E+08 Junio 2,32E+08 7,29E+07 3,05E+08 Julio 1,07E+08 7,48E+07 1,82E+08 Agosto 1,59E+07 5,29E+07 6,88E+07 1,94E+09 5,34E+08 2,48E+09 1) Suministro del agua de mar. Para bombear agua de mar durante 18 horas, con 4 bombas de 5 hp durante un ciclo de producción (230 días) fue necesario 269 kwh/día = 2.31E+05 kcal/día o 5.31E+07 kcal/230 días. 2) Tratamiento de agua de mar con ozono. Para eliminar bacterias en el agua de mar entrante al criadero se usaron un sistema de ozono. El consumo de esta etapa fue 1.69E+07 kcal. 3) Energía necesaria para el calentamiento de agua de mar Para calentar el agua de mar a las temperaturas necesarias durante las diferentes etapas de la producción de postlarvas se utilizan en Acuacultura Mahr 5 calderas

7 7 operando con LP-gas (maduración: 1.4E+06 BTU; Sala 1 y Sala 2+3: 1.4E+06 BTU; Sala 4+5: 8E+05 BTU; Postlarvas: 8E+05 BTU). Agua dulce es calentada hasta 80 ºC, almacenada en 5 tanques de expansión (volumen 3000 l c/u) y conectada a 5 intercambiadores de calor. Durante el estudio aquí presentado, encontramos dificultades en la determinación de la eficiencia energética de este sistema. Por esta razón hemos calculado la energía teórica necesaria para calentar un volumen necesario a una temperatura deseada. La siguiente tabla demuestra la temperatura del agua de mar usada durante el ciclo productivo en Temperatura del mar ( O C ) Enero 21 Mayo 26 Febrero 22.5 Junio 26 Marzo 23 Julio 29 Abril 23 Agosto 29 El conocimiento del volumen de los estanques y el régimen de recambio del agua necesario durante las diferentes etapas del desarrollo larval nos permitió determinar el volumen de agua calentada en las diferentes áreas de producción. La energía necesaria para calentar el agua de mar fue posible por el conocimiento de la temperatura en el mar y el volumen de agua necesario de ser calentado.

8 8 Cantidad de agua calentada en las diferentes áreas de producción y temperatura del mar Toneladas Temp. ºC Larvas 32 ºC Postlarvas 29 ºC Maduracion+Desove 27.5 ºC Total temp. Mar 0 15 Enero febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto

9 9 Energía necesaria para calentar el agua de mar a la temperatura necesaria en las diferentes áreas de producción A) Maduración + Desove Cantidad de Temperatura Temperatu Diferencia kcal agua (t) del mar ( o C) ra ( o C) necesarias necesaria ( o C) Enero E+08 Febrero E+07 Marzo E+07 Abril E+07 Mayo E+07 Junio E+07 Julio Agosto o Total 4.86E+08

10 10 Cría de Larvas Cantidad de Temperatura Temperatura Diferencia kcal agua (t) del mar ( o C) necesaria ( o C) necesarias ( o C) Enero E+08 Febrero E+08 Marzo E+08 Abril E+08 Mayo E+08 Junio E+08 Julio E+07 Agosto E+07 Total 9.62E+08

11 11 Cría de Postlarvas Cantidad de Temperatura Temperatura Diferencia kcal agua (t) del mar ( o C) necesaria ( o C) necesarias ( o C) Enero Febrero Marzo E+06 Abril E+07 Mayo E+05 Junio E+06 Julio Agosto Total 2.23E+07 3,50E ,00E Energìa kcal 2,50E+08 2,00E+08 1,50E+08 1,00E+08 5,00E Temp. ºC Total Maduracion Postlarvas Larvas Temp. Mar 0,00E Enero febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto

12 12 Energía necesaria (en kcal) (equipo + calentar el agua) en un ciclo de producción (2005) 2,50E+09 2,00E+09 Energìa kcal 1,50E+09 1,00E+09 5,00E+08 0,00E+00 Bombeo Playa Ozono Microalgas Artemia Madur.+Repr. Cría Postlarvas Refrigeracion Total Barras azules: electricidad, Barras rojas: LP-gas. 1,40E+09 1,20E+09 1,00E+09 Energìa kcal 8,00E+08 6,00E+08 4,00E+08 2,00E+08 0,00E+00 Bombeo Playa Ozono Microalgas Artemia Madur.+Repr. Cría Postlarvas Refrigeracion Barras azules: electricidad, Barras rojas: LP-gas.

13 13 Bombeo Playa: 5.31E+07 kcal Ozono: Microalgas: Artemia: 1.69E+07 kcal 1,89E+08 kcal Equipo: 2.12E+07 kcal Agua: 1.15E+07 Total 3.27E+07 kcal Maduración + Reproducción: Equipo: 7.18E+07 Agua: 4.86E+08 Total 5.58E+08 Cría: Postlarvas: Refrigeración: Equipo: 2,53E+08 Agua: 9.62E+08 Total: 1.22E+09 kcal Equipo: 7,11E+07 Agua: 2.23E+07 Total: 9.34E+E07 kcal 2,12E+07 kcal Electricidad: 7.09E+08 Calentar el Agua con LP-Gas: 1.47E+09 Total: 2.18E+09 kcal RESUMEN Para la producción de 547 millones de postlarvas durante un ciclo de producción se necesitaron 2.18E+09 kcal o para solamente una postlarva 4 cal. Adicionalmente se utilizaron 2.94E+5 toneladas de agua, o para solamente una postlarva 0.5 l agua. Las áreas que usan la mayoría de energía durante la producción de postlarvas son: a) Las áreas de la maduración/reproducción, cría de larvas y postlarvas de camarón por su necesidad de agua caliente calentado con LP-gas (67% de la energía total gastada).

14 14 b) Las áreas para la cría de larvas de camarón (36%) y para la producción de microalgas (27%) necesitan la mayoría de la energía eléctrica. Recomendaciones 1) Para incrementar la eficiencia del criadero (= relación de nauplios/postlarvas) es importante aumentar la tasa de supervivencia. El control del ph y de la concentración del NH 3 puede ayudar en este punto. 2) En vista de la impresionante demanda de energía para la calefacción de agua de mar es importante la conservación del calor en todo el criadero para evitar fugas del calor en la tubería, el aislamiento de los estanques (también el fondo) y techos con unicel u otro material aislante. 3) Para ahorrar una parte de la energía necesaria para la calefacción del agua de mar se deberían considerar la instalación de un sistema híbrido con energía solar agregando agua caliente a las calderas existentes. 4) La determinación de la temperatura y del flujo de agua puede ayudar para aumentar la eficiencia de las calderas e intercambiadores de calor. 4) El calor en los efluentes puede ser recuperado por la recirculación de agua mecánicamente filtrada y biológicamente purificada. Adicionalmente el calor en agua mecánicamente filtrada puede ser recuperado por el uso de intercambiadores de calor. 5) Para la producción de microalgas energía lumínica es necesaria, por eso la gran demanda de lámparas. El cultivo de microalgas a la intemperie podría reducir los gastos en iluminación artificial. 6) Los investigadores del Departamento de Desarrollo de Tecnología del CICIMAR podrían participar en forma conjunta en la solución de los diferentes aspectos

15 15 mencionados arriba, de forma tal que pudiera integrarse un equipo que represente la vanguardia en esta área.