Efectos de nanoburbujas y microburbujas en las pisciculturas RAS: mitos y verdades
“Es importante reconocer que son las microburbujas las responsables de la transferencia de oxígeno. Las nanoburbujas contribuyen en muy pequeña medida”, afirmó Roman Netzer, investigador de Sintef.
Son las microburbujas las que realizan la función principal de oxigenar el agua. Sin embargo, las nanoburbujas poseen propiedades que pueden afectar la química del agua y mejorar su calidad en los sistemas RAS. Así lo demuestran los resultados preliminares de un proyecto de investigación en Sintef.
“Es importante reconocer que son principalmente las microburbujas las responsables de la transferencia de oxígeno. Las nanoburbujas contribuyen en muy pequeña medida”, afirmó Roman Netzer, investigador de Sintef, durante la conferencia Future Smolt Production celebrada en Sunndalsøra, Noruega.
Netzer presentó los primeros resultados del proyecto de innovación AQUAbubble, propiedad de OxySolutions. La empresa desarrolla sistemas Venturi para la oxigenación avanzada, y el proyecto investiga, entre otras cosas, cómo los diferentes tamaños de burbujas afectan la transferencia de oxígeno y la calidad del agua en sistemas de recirculación.
Un mensaje importante del investigador fue que el efecto sobre la oxigenación y el efecto sobre la calidad del agua no se deben necesariamente a los mismos mecanismos. "La oxigenación y la calidad del agua deben considerarse dos objetivos separados, y no mezclarse".
Las microburbujas suministran el oxígeno
Netzer explicó en la publicación la diferencia entre los distintos tamaños de burbujas: Las burbujas gruesas, con diámetros superiores a 100 micrómetros, ascienden rápidamente hacia la superficie, lo que provoca que gran parte del oxígeno se pierda en la atmósfera.
Las microburbujas tienen un diámetro de entre 1 y 100 micrómetros. Ascienden más lentamente, lo que da al oxígeno más tiempo para disolverse en el agua.
Las nanoburbujas son más pequeñas que un micrómetro y tan diminutas que no se pueden ver a simple vista. Tienen una flotabilidad casi neutra y pueden permanecer suspendidas en el agua.
“Por lo tanto, todo lo que parece una nube no son nanoburbujas, sino microburbujas”, señaló Netzer.
Explicó que las nanoburbujas tienen una superficie total muy grande en relación con el volumen de gas. Al mismo tiempo, contienen muy poco gas y son relativamente estables.
“Las burbujas grandes contienen naturalmente mucho gas, mientras que las nanoburbujas tienen un contenido de gas muy bajo. Esto significa que tampoco pueden emitir mucho gas”, detalló el investigador.
Puso como ejemplo que una sola microburbuja de aproximadamente 50 micras contiene tanto oxígeno como unos 4,5 millones de nanoburbujas de 0,1 micras. Con una concentración dada de 10⁹ nanoburbujas por litro, estas aportan aproximadamente 0,05 mg/L de oxígeno, las cuales, además, son muy estables y apenas desprenden gases. Según Netzer, las nanoburbujas representan menos del 0,1 % del oxígeno disuelto.
Por eso, las microburbujas resultan más interesantes cuando el objetivo es añadir oxígeno. Las ventajas potenciales de las nanoburbujas residen principalmente en su química superficial y en cómo interactúan con las sustancias y partículas presentes en el agua.
Agua más limpia y menos CO₂
El proyecto también ha realizado ensayos de campo en pisciculturas comerciales. Los investigadores utilizaron un módulo de prueba con dos sistemas RAS independientes, cada uno con dos tanques. Un sistema se oxigenó con un sistema Venturi de OxySolutions, mientras que el sistema de referencia utilizó conos de oxígeno convencionales.
Analizaron la calidad del agua, las bacterias, el crecimiento y diversos parámetros de bienestar de los peces a lo largo de dos ciclos de producción.
Uno de los resultados más claros fue la menor concentración de CO₂ en el sistema que se oxigenó con un Venturi.
"Tuvimos una diferencia de biomasa de entre el 10 y el 13 por ciento. Incluso al normalizar los datos brutos con respecto a la biomasa, seguía habiendo una diferencia bastante clara a favor del sistema oxigenado Venturi".
Netzer creía que esto proporcionaba un fuerte indicio de que la oxigenación venturi podría contribuir a reducir los niveles de CO₂.
Otra diferencia notable fue la claridad del agua. "También observamos que el agua en los tanques oxigenados con sistema Venturi estaba significativamente más clara. La turbidez era aproximadamente un 30 por ciento menor".
La diferencia aumentó a medida que avanzaba el ciclo de producción. "En total, realizamos dos ciclos de producción y comprobamos que los resultados eran bastante reproducibles. Observamos las mismas tendencias en ambos ciclos".
Los investigadores también registraron diferencias favorables en otros parámetros de calidad del agua, como el potencial redox, el nitrógeno amoniacal total (TAN) y el nitrato.
Las mediciones esporádicas también indicaron recuentos bacterianos totales más bajos en el sistema oxigenado Venturi. Sin embargo, la base de datos era limitada.
