Lecciones aprendidas del laboratorio a escala piloto en acuicultura de agua dulce: el proyecto Aquaval

El sector acuícola produce a nivel mundial más del 50% del pescado consumido y las previsiones para los próximos son que este porcentaje siga creciendo ya que la pesca tradicional está sobre explotada. En el ámbito de la economía circular este sector es el más eficiente en cuanto al aprovechamiento de la materia prima alimentada, ya que es el que presenta ratios de conversión, de pienso a proteína animal, más alto y en un corto periodo de tiempo. Por lo tanto, es fundamental para abastecer de alimento a una población mundial en continuo aumento. Sin embargo, la acuicultura de agua dulce requiere de grandes áreas de implantación y elevados caudales de agua. En España y otras regiones del sur de Europa el agua es un recurso de difícil acceso y por lo tanto la recirculación de agua en las plantas acuícolas es fundamental para su sostenibilidad económica y medioambiental. Además, los efluentes con contaminantes nitrogenados, especialmente amonio y nitrito, de la acuicultura tienen un impacto significativo en los ecosistemas produciendo, pudiendo generar problemas medioambientales como la eutrofización y toxicidad en peces. Esto provoca que para recircular el agua en una planta acuícola sea necesario un sistema de tratamiento que elimine dichos contaminantes.

En este contexto se ha llevado a cabo el proyecto europeo AQUAVAL, cuyo seminario final tendrá lugar el 30 de Octubre del 2020. Este proyecto está financiado por el programa WaterJPI (joint call 2016) y tiene como objetivo el desarrollo de soluciones tecnológicas para el tratamiento y recirculación del agua dulce en instalaciones de acuicultura mediante sistemas multitróficos. Estas soluciones pretenden adecuar el proceso a los criterios de desarrollo sostenible que tienen como objetivo optimizar el uso del agua y promover su reutilización antes de la descarga en una plata de producción de trucha situada en la costa atlántica de Galicia (Grupo Tres Mares). Dentro del proyecto ha colaborado la Universidad Católica de Porto (UCP) (expertos en uso de microalgas y tecnología granular aerobia), la Universidad de Torino (DSV) (expertos en el uso de bivalvos como biofiltradores), el Grupo Tres Mares (socio industrial) y la Universidade de Santiago de Compostela (USC) (expertos en tecnología granular aerobia y anammox).

Los sistemas de tratamiento multitrófico se basan en la aplicación de organismos situados en diferentes escalones de la cadena trófica para dar un tratamiento integral de las aguas acuicultura. Los organismos empleados han sido microalgas, gránulos bacterianos y bivalvos. El uso de microalgas permite la recuperación de nutrientes del agua, pudiendo ser utilizados como fertilizantes. Otra ventaja importante es que, al tratarse de organismos fotosintéticos, producen oxígeno que es necesario para los peces. Una de las principales ventajas de los biorreactores con gránulos bacterianos es su capacidad de retención de biomasa en el sistema debido a su elevada velocidad de sedimentación. Además, la tecnología de lodo granular requiere de un menor espacio de implantación por lo que es clave para tratar los elevados caudales que se emplean en acuicultura. Por otra parte estos gránulos pueden funcionar como soporte de microalgas, facilitando así su retención en el sistema. Los bivalvos poseen una gran capacidad filtrante siendo capaces de tratar hasta 50 veces su volumen por hora, mediante esta filtración eliminan sólidos en suspensión y patógenos que perjudiciales para los peces.

El primer paso que se llevó a cabo fue la caracterización físico-química del efluente del Grupo Tres Mares. Estas condiciones se reprodujeron para operar dos reactores a escala laboratorio basados en tecnología granular aerobia, uno de tipo secuencial (UCP) y el otro alimentado de manera continua (USC). El reactor secuencial obtuvo eliminaciones de amonio cercanas al 100 % mientras que en el continuo fueron del 20%, sin embargo este fue capaz de tratar un caudal 6 veces mayor. Posteriormente el reactor secuencial fue bioaumentado con microalgas previamente recolectadas en la planta acuícola. También se realizaron estudios de degradación de fármacos por parte del lodo granular como el Florfenicol.

El siguiente paso consistió en operar un reactor granular de tipo continuo a escala piloto, este trató el agua del Grupo Tres Mares durante los meses de verano basándose en los resultados obtenidos a escala laboratorio. El reactor se inoculó con lodos activos procedentes del reactor biológico de una estación de tratamiento de aguas residuales urbanas. Los resultados de esta experiencia fueron prometedores ya que se consiguió la granulación del lodo en condiciones de acuicultura de agua dulce, permitiendo así tratar un elevado caudal de agua. Además, los porcentajes de eliminación de amonio superaron los obtenidos a escala laboratorio por parte del reactor continuo. A mayores, el lodo granular producido en reactor piloto fue bioaumentado con microalgas. Este experimento se realizó en un reactor de escala laboratorio paralelo al piloto, mimetizando sus condiciones pero aplicando luz artificial. La bioaumentación del lodo granular con microalgas tuvo múltiples ventajas. Por una parte la concentración de oxigeno disuelto en el agua se incrementó debido a la fotosíntesis, siendo este fundamental para la respiración de los peces. Y por otra parte se consiguió potenciar la eliminación de nitrato. La Universidad de Torino realizó experimentos de biorremedación del agua de acuicultura mediante bivalvos (Sinanodonta woodiana), centrados en la eliminación de patógenos bacterianos y sólidos en suspensión. Se consiguieron eliminaciones de hasta el 98 % de Aeromonas hydrophila (patógeno bacteriano) aunque la eliminación de sólidos en suspensión fue escasa.

Todo el que esté interesado en el proyecto Aquaval y la acuicultura en general podrá unirse al último seminario del proyecto que se celebrará, de manera virtual, el próximo viernes 30 de octubre a las 10.00 horas. Los ponentes que participan en el proyecto serán Paula Castro y Catarina Amorim (UCP); Anuska Mosquera y Sergio Santorio (USC); Benedetto Sicuro (DSV Torino); y Luz Arregui (Grupo Tres Mares). A mayores se contará con la participación de  Fernando Gonçalves (APA Associação Portuguesa de Aquacultura), Henning Sørum (Norwegian University of Life Sciences) y Peter Bossier (Ghent University). También habrá una discusión abierta con la audiencia. Es necesario inscribirse previamente mediante este link para asistir al evento.