lunes, 16 de mayo de 2011

Buenas prácticas de producción acuícola. Parte 4: el agua en el cultivo.

En esta cuarta entrega de la Guía de Buenas Prácticas de Somoza y Núñez (2010), se difunden aspectos relativos a la calidad del agua en el cultivo de peces, particularizando en trucha arco iris, animal que se cultiva aquí en la Patagonia Norte:

Calidad del agua. Implementación de programas de monitoreo del agua. Estudio de mecanismos de control de su calidad.
Existe una importante cantidad de bibliografía acerca de los parámetros de calidad de agua adecuados para la trucha arco-iris. Estos parámetros son: temperatura, oxígeno disuelto, acidez y alcalinidad, amonio, dureza, dióxido de carbono disuelto, etc.

a) Temperatura: El control de la temperatura es de vital importancia en los sistemas de producción de peces. La temperatura del agua regula no sólo la producción sino también la concentración del oxígeno disuelto, la velocidad de descomposición de la materia orgánica y la fotosíntesis que afectarán la demanda de oxígeno (Colt & Tomasso, 2001).
Para la trucha arco iris el rango óptimo de su crecimiento se ha establecido entre 16-17 ºC y entre 10-13 ºC para el desove (Colt & Tomasso, 2001), mientras que las temperaturas letales se han estimado en 0 ºC y 26 ºC en adultos (Wedemeyer, 1996). En términos generales el rango recomendado para el cultivo es de 7-18 ºC para crecimiento y de 7-13 ºC para huevos y alevinos. En éstos últimos, a temperaturas mayores a 13 °C el desarrollo se acelera enormemente aunque las pérdidas y las deformaciones aumentan significativamente; a temperaturas menores de 4 °C el desarrollo es tan lento que a los fines prácticos puede tomarse como nulo. De todas maneras se aconseja una temperatura no inferior a los 7 °C para que el tiempo de incubación no sea excesivamente largo (Del Valle, 1990).
El mantenimiento de los animales a temperaturas más elevadas puede favorecer la aparición de deformaciones (anormalidades en las mandíbulas, vértebras, vejiga natatoria, etc.), la aparición y desarrollo de organismos patogénicos y puede aumentar la toxicidad de los contaminantes disueltos en el agua (Roberts, 1975; Wedemeyer, 1996; Fish Farming International, 1999; MacIntyre et al., 2008). 
Por otra parte, las variaciones de temperatura (tanto diarias como estacionales) afectan el crecimiento de las truchas. Por este motivo son mucho más aptas las aguas con escasa variación de temperatura, como los manantiales, pues surgen a temperatura relativamente constante durante todo el año. 
Es importante tener en cuenta que existen sistemas para calentar o enfriar el agua para pisciculturas, pero siempre debe tenerse en cuenta los costos antes de implementarlos.

b) Oxígeno disuelto: El oxígeno disuelto es, junto con la temperatura, el parámetro más importante a considerar por cualquier productor. El oxígeno difunde pasivamente de la atmósfera y su concentración en el agua depende de varios factores como la temperatura, la salinidad y la presión atmosférica que a su vez varía, entre otros factores, con la altura sobre el nivel del mar. Como regla general debe considerarse que la concentración de oxígeno disuelto disminuye al elevarse la temperatura y aumenta con la presión atmosférica (MacIntyre et al., 2008). Los peces extraen el oxígeno del agua por difusión pasiva a través de la branquias de manera que la adecuada concentración de oxígeno en el agua para una especie determinada facilita este pasaje hacia la sangre (Colt & Tomasso 2001). 
Se ha visto que al bajar la concentración de oxígeno disuelto en el agua, los peces comienzan a aumentar la frecuencia de ventilación opercular (Wedemeyer, 1996) y en general se desplazan a la superficie buscando concentraciones más elevadas (Levy et al., 1989).
Existe abundante información bibliográfica sobre los requerimientos de oxígeno disuelto para la trucha arco iris. En general se recomienda una concentración mínima de 5-6 mg/L para su mantenimiento en condiciones saludables (Liao, 1971; Smart, 1981; Colt & Tomasso 2001). Sin embargo Wedemeyer (1996) estima que estos niveles no dan margen de seguridad si los peces precisaran algún aumento en los requerimientos de oxígeno disuelto debido a incrementos en la natación, alimentación o aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2). Por ejemplo, los productores podrían encontrar problemas si en el verano, con el aumento de las temperaturas disminuye la concentración de oxígeno disuelto y aumenta la demanda metabólica de los peces. De esta forma los niveles recomendados son los que se muestran en la Tabla 2.


Los contenidos máximos de oxígeno en el agua dependen de numerosos factores. La concentración de oxígeno disuelto disminuye al elevarse la temperatura y aumenta con la presión atmosférica. En el cultivo de las truchas se estima que los peces en crecimiento deben tener continuamente tasas mínimas de 5,5 a 6 mg/L. Los huevos y alevinos son más exigentes y necesitan un mínimo de 6 a 7 mg/L. No obstante siempre es conveniente tener concentraciones no inferiores a 7 mg/L.
En el caso del agua de napas extraída por bombeo suele tener menor cantidad de oxígeno. En estos casos se deben utilizar sistemas oxigenadores caseros o equipos industriales.
Otro aspecto a considerar es que las truchas necesitan más oxígeno cuanto más comen y que los peces pequeños consumen comparativamente más oxígeno que los grandes. También hay que considerar que el consumo de oxígeno es proporcional al tamaño y a la densidad de peces y que los peces pequeños, larvas y huevos consumen más oxígeno por unidad de peso que los peces grandes (MacIntyre et al., 2008).
El oxígeno disuelto en el agua proviene de la atmósfera, por lo tanto los cursos de agua turbulentos, como los de montaña, poseen una enorme superficie de contacto con el aire y casi siempre se encuentran saturados de oxígeno a diferentes temperaturas.
Cuando se efectúan los cálculos de concentración de peces que puede sostener un estanque determinado bajo las condiciones de caudal, consumo de oxígeno, tamaño de los peces y cantidad de oxígeno disuelto en el agua de entrada, debe considerarse que el agua de salida debe tener como mínimo 5 mg/L de oxígeno. En este caso se estará en presencia de la carga máxima que puede soportar ese estanque y también es conveniente utilizar ese parámetro para jaulas flotantes. 

c) Acidez y alcalinidad: El concepto de acidez del agua, o sea la capacidad de la misma de reaccionar ante una base fuerte, es expresada como pH; siendo éste el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno (H+) presentes en el agua cuando ésta se encuentra a 25 °C. De acuerdo de esta fórmula un pH se considera neutro cuando es igual a 7, ácido cuando es menor que este valor y alcalino cuando alcanza valores mayores.
En general se considera que los salmónidos no son tolerantes a las aguas ácidas ya que se ha visto que puede reducir su capacidad de natación (Ye & Randall 1991), afectar su capacidad de regulación del equilibrio ácido-base y regulación iónica (McDonald et al., 1980; Ye et al., 1991) además de causar trastornos renales a los peces (Wright & Wood 1985; Randall & Wright 1989). 
Cabe destacar que pH menores a 6 son nocivos para la salud de los peces pero, para el caso de los salmónidos los niveles considerados seguros deben situarse como mínimo entre 6,5 y 6,7 (Randall, 1991). Sin embargo, a pesar que las truchas adultas pueden sobrevivir a pHs menores a 5, se observó que los porcentajes de eclosión y sobrevida de alevinos eran muy bajos en estos niveles (Thomsen et al., 1988; Daye, 1980).
Por otra parte, a pesar que en general se considera que si el agua tiene cierta alcalinidad puede ser útil como sistema tampón, el exceso en la alcalinidad puede traer consecuencias sobre la excreción de amonio (Wright & Wood 1985, Wilson et al., 1998). De esta forma se tiende a ser conservadores y aceptar que los niveles máximos se encuentren entre 8-8,2.

d) Amonio: El amonio es una sustancia tóxica para todos los vertebrados y se encuentra en todos los ambientes acuáticos. Las fuentes de amonio son los propios organismos vegetales y animales, las emisiones volcánicas y los fertilizantes utilizados por los humanos (Randall & Tsui, 2002). Aunque, como se dijera anteriormente está presente en todos los cuerpos de agua, en las producciones intensivas de peces la mayor fuente de amonio son los propios peces (Evans et al., 2005; MacIntyre et al., 2008).
En el ambiente acuático el amonio existe en dos formas: una no ionizada, NH3 (amoníaco), y una forma ionizada NH4+ de forma que (en idioma de los químicos):
NH3 + H+ + OH− ←→ NH4 + + OH− o sea que el amonio total = NH3 + NH4+.

De esta forma la distribución de estas dos variantes es importante ya que se considera que NH3 es tóxica para todos los vertebrados mientras que NH4+ es esencialmente no tóxica. Esto es probablemente debido a que las membranas biológicas son permeables a la forma no ionizada del amonio e impermeables a la forma ionizada (Randall & Tsui 2002).
Contrariamente a lo que sucede con otros compuestos, el amonio es más tóxico a medida que el agua es más alcalina debido al proceso de deionización de la forma más inerte NH4+ a su forma más tóxica, NH3 especialmente a pH mayores que 8 (Stevenson, 1987; Stickney, 1991).
Además, la toxicidad del amonio puede ser distinta de acuerdo a la forma de exposición: aguda o crónica. La exposición aguda a altas concentraciones de amonio resulta en hiperventilación, hiperexcitabilidad, natación errática, pérdida del equilibrio, convulsiones y muerte (Smart, 1981; Haywood, 1983). En la medida que no existe un test estandarizado para la exposición crónica se considera que para salmónidos el nivel máximo debe ser 0.02 mg/L (Haywood 1983).

e) Dureza: La dureza del agua se define como el contenido de iones calcio y magnesio en el agua (Wedemeyer, 1996) y en general está asociada a la concentración de carbonato de calcio (CaCO3). La dureza del agua es un factor importante en el cultivo de truchas debido al efecto sobre la solubilidad de otros iones. Los salmónidos se desenvuelven mejor en aguas con altas concentraciones de calcio y magnesio mientras que en aguas muy blandas suelen aparecer deficiencias en minerales y se advierte un crecimiento pobre. 
De esta forma, los niveles recomendables de dureza, medida en concentración de CaCO3 deben ser mayores a 200 mg/L (Barton, 1996; Wedemeyer, 1996).

f) Dióxido de carbono (CO2): Este gas se encuentra naturalmente en la mayor parte de las aguas superficiales entre 1-2 mg/L y proviene principalmente de la difusión de la atmósfera, de la descomposición microbiana y de la respiración de los organismos que habitan ese cuerpo de agua (Wedemeyer, 1996). En los sistemas de producción acuícola la mayor parte del CO2 proviene del metabolismo de los peces.
El CO2 reacciona con el agua cuando se disuelve formando una mezcla de CO2, ácido carbónico (H2CO3), e iones bicarbonato (HCO3-) y carbonato (CO32-).
El porcentaje de distribución de cada molécula estará determinado por el pH del cuerpo de agua de manera que el equilibrio de esta reacción determina que a medida que disminuye el pH de ese cuerpo de agua se obtendrá más CO2 disuelto en el agua.
Las formas tóxicas son el CO2 y el H2CO3. Para los peces, el CO2 es tóxico ya que el aumento de su concentración en el agua en que habitan hace que los peces no puedan excretar CO2 y aumenta su concentración sanguínea (hipercapnia) que lleva a una disminución del pH sanguíneo reduciendo la capacidad en el transporte de oxígeno. Efectos adversos del CO2 disuelto pudieron observarse a concentraciones de 20 mg/L (Westers, 2001) y 45 mg/L (Danley et al., 2001).
Un efecto conocido de la combinación de aguas duras con altas concentraciones de CO2 es la nefrocalcinosis, caracterizada por depósitos calcáreos en el riñon (Smart, 1981, Fikri et al., 2000). La nefrocalcinocis comienza a expresarse cuando los niveles de CO2 superan los 12 mg/L (Smart et al., 1979). En este sentido Wedemeyer (1996) recomienda que los niveles no excedan los 10 mg/L.
Además, el CO2 suele ser un inconveniente importante en el transporte de peces vivos, pues se acumula progresivamente debido a la actividad respiratoria de los peces y debe ser un factor a tener en cuenta en estos casos.

g) Otros factores: Uno de los factores que potencialmente puede afectar seriamente la salud de los peces en sistemas de cultivo son los metales pesados entre los que podemos mencionar al cobre, cadmio, hierro, plomo y zinc. Aunque estos metales pueden estar presentes en las aguas en concentraciones traza, pueden ser introducidos en los sistemas de cultivo a través de descargas industriales o por su uso como control de malezas y pueden ser muy tóxicos para la trucha arco iris existiendo abundante bibliografía al respecto (ver Wedemeyer, 1996 y Molony, 2001 como revisión). 
También hay que considerar aquellas sustancias que esporádicamente pueden llegar a afectar la calidad el agua y que pueden ser originados en el mismo establecimiento (uso de desinfectantes, fármacos y sal) o en los alrededores de la misma (herbicidas y pesticidas de los campos circundantes). En este sentido existe abundante bibliografía (Stephenson, 1982; Mitchell et al., 1987; Davies et al., 1994; Arnold et al., 1996; Fairchild et al., 2008; 2009; Shelley et al., 2009)

Teniendo en claro entonces los parámetros de calidad del agua necesarios para la producción de trucha y la importancia que tiene la calidad del agua en la producción y la consecuente inocuidad del producto se deberá identificar los potenciales agentes de peligro que pueden provocar una contaminación química y/o biológica en el establecimiento. De esta forma deberá prestarse atención a:
a) La contaminación proveniente de otros emprendimientos.
b) La contaminación proveniente del suelo de los estanques o canales.
c) La contaminación por plaguicidas.
d) La contaminación por aguas residuales.
e) La contaminación industrial.

Además de protocolizar los lugares de control de la calidad del agua es importante que los
responsables de la producción verifiquen si las alteraciones en la calidad del agua ocurren
en forma esporádica o constante. Toda esta información se analizará conjuntamente para
compararla con los niveles considerados como peligrosos para cada uno de los parámetros analizados fundamentalmente si estos pudieran ser nocivos para la salud humana.

El protocolo de muestreo para control debe incluir (como mínimo) los siguientes puntos para la toma de muestras:
Un punto previo a que el agua entre a las instalaciones del establecimiento (por ejemplo, en el manantial de origen) o en la corriente que llega a las jaulas flotantes.





















En el canal principal de distribución de agua para las instalaciones en tierra.














En la entrada a las diferentes salas que pueden existir en el establecimiento: hatchery, alevinaje, juveniles, reproductores y engorde.














En la entrada y salida de cada uno de los estanques o canales que conforman el sistema de cultivo en general.















Si se sospechara específicamente de alguna zona en particular, se deberá agregar una muestra en la región adyacente a la potencial fuente de contaminación.

Algunos análisis pueden realizarse por personal del establecimiento ya que los análisis de calidad del agua pueden en general clasificarse en tres grupos:
a) Los análisis que pueden realizarse in situ con equipo adecuado, fáciles de usar y de
precio relativamente accesible (oxígeno disuelto, conductividad, pH, temperatura, transparencia).
b) Los análisis que pueden realizarse con la ayuda de kits comerciales de fácil uso yque no necesitan de equipamiento sofisticado (amonio, nitritos, etc.).
c) Los análisis que deben realizarse en laboratorios especializados autorizados
(dióxido de carbono, metales, nitrógeno total, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, bacteriológicos, microbiológicos).

Es recomendable además que exista documentación detallando cada uno de los procedimientos realizados, las muestras enviadas para analizar y el detalle de los resultados obtenidos. Para eso, hay que diseñar planillas de registro de seguimiento interno del control de la calidad de agua y del seguimiento interno de los resultados de los análisis efectuados