common:navbar-cta
Descargar AppBlogFuncionalidadesTarifasAsistenciaIniciar Sesión
EnglishEspañolعربىFrançaisPortuguêsItalianoहिन्दीKiswahili中文русский

Para minimizar el riesgo de propagación de patógenos transmitidos por el suelo, se requiere la desinfección de la solución nutritiva circulante (Postma et al. 2008). El primer método utilizado fue el tratamiento térmico (Runia et al. 1988). Van Os (2009) hizo una visión general de los métodos más importantes y un resumen se presenta a continuación. La recirculación de la solución nutritiva abre posibilidades para ahorrar agua y fertilizantes (Van Os 1999). La gran desventaja de la recirculación de la solución nutritiva es el riesgo creciente de diseminación de patógenos transmitidos por las raíces en todo el sistema de producción. Para minimizar tales riesgos, la solución debe tratarse antes de su reutilización. El uso de plaguicidas para dicho tratamiento es limitado, ya que no se dispone de plaguicidas eficaces para todos esos patógenos y, si se dispone, puede aparecer resistencia, y la legislación medioambiental restringe la descarga de agua con plaguicidas (y nutrientes) en el medio ambiente (Parlamento Europeo y Consejo Europeo 2000). Además, en los sistemas AP, el uso de plaguicidas tiene efectos negativos sobre la salud de los peces y no puede llevarse a cabo, incluso si partes hidropónicas y AP del sistema se encuentran en salas diferentes, ya que la pulverización de productos químicos puede entrar en la solución nutritiva a través de agua de condensación o por pulverización directa sobre el sustrato losas. En vista de ello, se puede adoptar un enfoque de control biológico para gestionar las enfermedades de plagas, al que se puede acceder a través de la Hoja informativa del Centro Acuapónico de la UE (EU Aquaponics Hub). Al mismo tiempo, se pueden observar problemas similares para el tratamiento de peces utilizando medicamentos veterinarios que no son compatibles con el ciclo de la planta.

4.5.1 Descripción de los métodos de desinfección

La desinfección de la solución nutritiva circulante debe tener lugar continuamente. Todo el drenaje devuelto (10-12 h durante el día) debe tratarse dentro de las 24 h. Para un invernadero de 1000 msup2/sup en un cultivo de sustrato (lana de piedra, coco, perlita), se necesita una capacidad de desinfección de aproximadamente 1—3 msup3/sup por día para desinfectar un excedente estimado necesario del 30% del agua suministrada con goteo riego a plantas de tomate durante un período de 24 horas en condiciones de verano. Debido a la tasa de retorno variable del agua de drenaje, se necesita un tanque de captación suficientemente grande para el agua de drenaje en el que se almacene el agua antes de bombearla a la unidad de desinfección. Después de la desinfección se requiere otro tanque para almacenar el agua limpia antes de ajustar EC y pH y mezclarse con agua nueva para abastecer a las plantas. Ambos tanques tienen un tamaño promedio de 5 msup3/sup por 1000 msup2/sup. En un sistema de película nutritiva (NFT), se deben desinfectar diariamente unos 10 msup3/sup por día. En general, se considera que tal capacidad no es económica de desinfectar (Ruijs 1994). DFT requiere un tratamiento similar. Esta es la razón principal por la que las unidades de producción de NFT y DFT normalmente no desinfectan la solución nutritiva. La desinfección se lleva a cabo mediante métodos no químicos o químicos de la siguiente manera:

4.5.1.1 Métodos no químicos

En general, estos métodos no alteran la composición química de la solución, y no hay acumulación de residuos:

  1. Tratamiento térmico. Calentar el agua de drenaje a temperaturas lo suficientemente altas como para erradicar bacterias y patógenos es el método más confiable para la desinfección. Cada tipo de organismo tiene su propia temperatura letal. Las bacterias no formadoras de esporas tienen temperaturas letales entre 40 y 60° C, hongos entre 40 y 85° C, nematodos entre 45 y 55° C y virus entre 80 y 95° C (Runia et al. 1988) en un tiempo de exposición de 10 s. que pueden causar enfermedades con un tiempo mínimo de 10 s. Aunque esto puede parecer muy intensivo de energía, debe tenerse en cuenta que la energía se recupera y se reutiliza con intercambiadores de calor. La disponibilidad de una fuente de energía barata es de mayor importancia para la aplicación práctica.

  2. Radiación UV. La radiación UV es radiación electromagnética con una longitud de onda entre 200 y 400 nm. Las longitudes de onda entre 200 y 280 nm (UV-C), con un óptimo a 254 nm, tienen un fuerte efecto matante sobre los microorganismos, ya que minimiza la multiplicación de cadenas de ADN. Se necesitan diferentes niveles de radiación para diferentes organismos a fin de lograr el mismo nivel de eficacia. Runia (1995) recomienda una dosis que varía de 100 mJ cmsup-2/sup para eliminar bacterias y hongos a 250 mJ cmsup-2/sup para eliminar virus. Estas dosis relativamente altas son necesarias para compensar las variaciones en la turbidez del agua y las variaciones en la penetración de la energía en la solución debido a la baja turbulencia alrededor de la lámpara UV o las variaciones en la salida de la lámpara UV. Zoschke et al. (2014) revisaron que la irradiación UV a 185 y 254 nm ofrece control y desinfección de contaminantes orgánicos del agua. Además, Moriarty et al. (2018) informaron que la radiación UV inactivaba eficazmente los coliformes en los sistemas AP.

  3. Filtración. La filtración se puede utilizar para eliminar cualquier material no disuelto de la solución nutritiva. Hay varios tipos de filtros disponibles en relación con el rango de tamaños de partículas. Los filtros rápidos de arena se utilizan a menudo para eliminar partículas grandes del agua de drenaje antes de añadir, medir y controlar EC, pH y aplicación de nuevos fertilizantes. Después de pasar la unidad de fertilizantes, a menudo se construye un filtro sintético fino (50—80 um) en el flujo de agua para eliminar las sales de fertilizantes sin disolver o los precipitados para evitar la obstrucción de los goteros de riego. Estos filtros sintéticos también se utilizan como pretratamiento para métodos de desinfección con tratamiento térmico, tratamiento de ozono o radiación UV. Con la reducción del tamaño de los poros de filtración, el flujo se inhibe, de modo que la eliminación de partículas muy pequeñas requiere una combinación de filtros adecuados y alta presión seguida de una limpieza frecuente de los filtros. La eliminación de patógenos requiere tamaños de poro relativamente pequeños (\ 10 μm; los llamados micro-, ultra- o nanofiltración).

4.5.1.2 Métodos químicos

  1. _Ozono (O<Sub3/Sub) _. El ozono se produce a partir del aire seco y la electricidad utilizando un generador de ozono (convirtiendo 3OSub2/Sub → 2OSub3/Sub). El aire enriquecido con ozono se inyecta en el agua que se está desinfectando y almacenando durante un período de 1 h. Runia (1995) llegó a la conclusión de que un suministro de ozono de 10 g por hora por msup3/sup agua de drenaje con un tiempo de exposición de 1 h es suficiente para eliminar todos los patógenos, incluidos los virus. Nicoletto et al. (2017) también ha observado la reducción de las poblaciones microbianas en la producción vegetal en sistemas sin suelo gestionados con ozono. Debe evitarse la exposición humana al ozono que sale del sistema o de los tanques de almacenamiento, ya que incluso un breve tiempo de exposición de una concentración de 0,1 mg de LSUP-1/SUP de ozono puede causar irritación de las membranas mucosas. Un inconveniente del uso de ozono es que reacciona con el quelato de hierro, como lo hace UV. En consecuencia, se requieren dosis más altas de hierro y se deben tomar medidas para hacer frente a los depósitos de hierro en el sistema. Investigaciones recientes (Van Os 2017) con instalaciones contemporáneas de ozono parecen prometedoras, donde se logra la eliminación completa de los patógenos y la descomposición de los plaguicidas restantes, sin problemas de seguridad.

  2. Peróxido de hidrógeno (HSub2/SuboSub2/sub) _. El peróxido de hidrógeno es un agente oxidante fuerte e inestable que reacciona a formar HSub2/subO y un radical O. Comercialmente llamados activadores se agregan a la solución para estabilizar la solución original y aumentar la eficacia. Los activadores son principalmente ácido fórmico o ácido acético, que disminuyen el pH en la solución nutritiva. Se recomiendan diferentes dosis (Runia 1995) contra _Pythium spp. (0,005%), otros hongos (0,01%), como Fusarium, y virus (0,05%). La concentración de 0,05% también es perjudicial para las raíces de las plantas. El peróxido de hidrógeno es especialmente útil para limpiar el sistema de riego, mientras que el uso para la desinfección ha sido tomado por otros métodos. El método se considera barato, pero no eficiente.

  3. Hipoclorito sódico (NaOCl) _. El hipoclorito de sodio es un compuesto con diferentes nombres comerciales (por ejemplo, lejía doméstica) con diferentes concentraciones pero con la misma estructura química (NaOCl). Es ampliamente utilizado para el tratamiento del agua, especialmente en piscinas. El producto es relativamente barato. Cuando se agrega al agua, el hipoclorito de sodio se descompone a HoCl y NaOH y dependiendo del pH a OclSup-/SUP; este último se descompone en Cl y Osup. /sup para una fuerte oxidación. Reacciona directamente con cualquier sustancia orgánica, y si hay suficiente hipoclorito, también reacciona con patógenos. Le Quillec et al. (2003) mostraron que la tenabilidad del hipoclorito depende de las condiciones climáticas y de las reacciones de descomposición relacionadas. Las altas temperaturas y el contacto con el aire causan una descomposición rápida, en la que se forma NacloSub3/sub con propiedades fitotóxicas. Runia (1995) mostró que el hipoclorito no es efectivo para eliminar virus. La cloración con una concentración de 1—5 mg de Cl LSUP-1/SUP y un tiempo de exposición de 2 h logró una reducción del 90— 99,9% de _Fusarium oxysporum, pero algunas esporas sobrevivieron a todas las concentraciones. Deben adoptarse medidas de seguridad para el almacenamiento y la manipulación seguros. El hipoclorito puede funcionar contra una serie de patógenos, pero no todos, pero al mismo tiempo, la concentración de NASUP+/SUP y CLSUP-/SUP se incrementa en un sistema de crecimiento cerrado que también dará lugar a niveles que disminuyan la productividad del cultivo y en ese momento la solución nutritiva debe ser lixiviada. A pesar de los inconvenientes antes mencionados, el producto es utilizado y recomendado por los agentes comerciales como un método barato y útil.

4.5.2 Métodos químicos versus no químicos

Los cultivadores prefieren los métodos de desinfección con un excelente rendimiento en combinación con bajos costos. Un buen rendimiento se puede describir eliminando patógenos con una reducción del 99,9% (o una reducción del log 3) combinada con un proceso claro, comprensible y controlable. Los bajos costos se combinan preferiblemente con bajas inversiones, bajos costos de mantenimiento y sin necesidad de que el cultivador actúe como especialista de laboratorio. El tratamiento térmico, la radiación UV y el tratamiento de ozono muestran un buen rendimiento. Sin embargo, las inversiones en el tratamiento del ozono son muy elevadas, lo que da lugar a elevados costos anuales. El tratamiento térmico y la radiación UV también tienen altos costos anuales, pero las inversiones son menores, mientras que el proceso de eliminación es fácil de controlar. Los dos últimos métodos son más populares entre los cultivadores, especialmente en viveros mayores de 1 o 2 ha. La filtración lenta de arena es menos perfecta en rendimiento, pero tiene costos anuales considerablemente más bajos. Este método podría recomendarse para los productores de menos de 1 ha y para los cultivadores con menor capital de inversión, ya que los filtros de arena pueden ser construidos por el propio productor. El hipoclorito de sodio y el peróxido de hidrógeno también son métodos baratos, pero el rendimiento es insuficiente para eliminar todos los patógenos. Además, es un biocida y no un plaguicida, lo que significa por ley, al menos en la UE, está legalmente prohibido utilizarlo para la eliminación de patógenos.

4.5.3 Biofouling y pretratamiento

Los métodos de desinfección no son muy selectivos entre los patógenos y otro material orgánico en la solución. Por lo tanto, se recomienda el pretratamiento (filtros rápidos de arena o filtros mecánicos de 50—80 um) de la solución antes de la desinfección en el tratamiento térmico, la radiación UV y el tratamiento de ozono. Si después de la desinfección los residuos de los métodos químicos permanecen en el agua, pueden reaccionar con las biopelículas que se han formado en las tuberías de los sistemas de riego. Si el biofilm se libera de las paredes de las tuberías, se transportarán a los goteros y causarán obstrucción. Varios métodos de oxidación (hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno con activadores, dióxido de cloro) se utilizan principalmente para limpiar tuberías y equipos, y estos crean un riesgo especial para obstruir los goteros con el tiempo.


Aquaponics Food Production Systems

Loading...

Esté informado sobre las últimas Tecnologías en Acuaponía

Compañía

  • Nuestro Equipo
  • Comunidad
  • Medios
  • Blog
  • Programa de Referencia
  • Política de Privacidad
  • Términos de Servicio

Copyright © 2019 Aquaponics AI. Todos los derechos reservados.