Matemáticas para optimizar el oxígeno disuelto en un sistema RAS de tilapias

La digitalización de la acuicultura dará paso a una mayor inmersión de las matemáticas en los procesos de monitorización y control de los parámetros y la predicción de las necesidades que se van dando en el proceso de crianza para hacerlo más efectivo.

El oxígeno disuelto en un sistema de recirculación en acuicultura (RAS, por sus siglas en inglés) es un parámetro muy importante en la determinación de la calidad del agua en piscicultura y está relacionado con la respiración de los peces, la nitrificación de los restos de alimento y heces y el biofiltro.

Niveles bajos de oxígeno disuelto afectan a la palatabilidad del pienso lo que reduce cantidad de ingesta de alimento y al rendimiento productivo. Niveles de oxígeno disuelto bajos pueden causar efectos negativos en los peces, dando malas tasas de conversión de alimento. Cuando estas están por debajo de los 2 mg por litro, son letales para la mayoría de las especies.

Gracias a la sensorización este parámetro es fácilmente controlable. La cantidad de oxígeno que es necesario depende también de la temperatura del agua de cultivo y se incrementa a medida que los peces van creciendo.

Para hacer un cálculo exacto de la demanda de oxígeno durante el proceso de crianza de tilapias en un sistema RAS, investigadores de la Benha University, de Egipto diseñaron un modelo matemático teniendo en cuenta los efectos de la temperatura, el tamaño de los peces, la nitrificación y el biofiltro. En el estudio se emplearon 20 000 juveniles de tilapia que fueron cultivadas a partir de un peso de 3 gramos durante 145 días hasta que éstas superaron los 200 gramos.

El consumo de oxígeno a través de la respiración de los peces fue aumentando a medida que en el sistema subió la temperatura del agua. Por otro lado, los investigadores observaron que el consumo de oxígeno a través de la respiración disminuye al aumentar el peso de los peces. Ambos resultados son coherentes con lo esperado de experimentos anteriores.

Los resultados del modelo matemático para predecir el oxígeno disuelto en el sistema de recirculación a diferentes temperaturas del agua han sido publicados en la revista Scientific Reports. Entre las conclusiones se destacan que el modelo fue capaz de predecir con gran exactitud y sucesivamente el oxígeno disuelto a diferentes temperaturas del agua y del peso de los peces.