Los sistemas de recirculación acuícola dependen de la estabilidad del biofiltro para transformar el amonio generado por los peces en compuestos nitrogenados menos problemáticos. Sin embargo, incluso en instalaciones maduras, los cambios en la alimentación, la temperatura, la biomasa o el rendimiento del propio biofiltro pueden generar concentraciones residuales de amonio que comprometen la seguridad del sistema.
Un estudio publicado en Scientific Reports por investigadores de la Mashhad University of Medical Sciences, en Irán, plantea ahora el uso de biochar vegetal grueso como etapa complementaria de pulido posterior a la nitrificación en sistemas RAS.
El biochar es un material carbonoso obtenido mediante pirólisis de biomasa vegetal, es decir, calentamiento en ausencia o con muy poco oxígeno. En este caso, los investigadores utilizaron madera de Prunus spinosa y seleccionaron una fracción gruesa, formada por partículas de entre 2 y 4 milímetros.
Qué aporta el biochar grueso como filtro de apoyo en RAS
| Aspecto evaluado | Resultado del estudio | Lectura para una granja RAS |
|---|---|---|
| Tipo de material | Biochar de Prunus spinosa en partículas gruesas de 2 a 4 mm. | No es un polvo fino de laboratorio, sino un material más fácil de retener y manejar en filtros de lecho fijo. |
| Función principal | Pulido posterior a la nitrificación para reducir amonio residual. | Puede actuar como barrera de seguridad cuando el biofiltro no absorbe completamente cambios de carga. |
| Selectividad | Hasta un 53% de eliminación de amonio, frente a menos del 13% para nitrito y nitrato. | Actúa sobre el compuesto más crítico sin alterar de forma significativa el equilibrio de la nitrificación. |
| Capacidad de adsorción | Entre 3,24 y 3,57 mg de amonio por gramo de biochar. | Capacidad moderada, pero suficiente para un papel de apoyo frente a fluctuaciones, no para retirar grandes cargas de nitrógeno. |
| Comportamiento hidráulico | Sin signos observables de colmatación, compactación, canalización del flujo ni lavado de partículas. | El tamaño grueso mejora su encaje potencial en columnas o filtros de lecho fijo dentro de un RAS. |
| Regeneración | Mantiene el 96,1% de su eficiencia tras cinco ciclos con una solución de NaCl 0,1 M. | Apunta a un medio reutilizable, con una regeneración sencilla y potencialmente barata. |
| Nivel de madurez | Resultados prometedores en laboratorio y pruebas iniciales de flujo continuo. | Antes de su uso comercial hacen falta ensayos prolongados con agua real, biofouling, salinidad y ciclos acumulados. |
Esta condición es relevante porque no se trata de un polvo fino de laboratorio, sino de un material más fácil de retener, manipular y utilizar en columnas o filtros de lecho fijo, con menor riesgo de arrastre de partículas, compactación o pérdida de carga.
La investigación no propone sustituir la nitrificación biológica ni convertir este material en una tecnología principal de eliminación de nitrógeno. Su interés está en una función más específica: actuar como barrera de apoyo para amortiguar fluctuaciones de amonio residual cuando el biofiltro no absorbe completamente los cambios de carga.
En ensayos realizados con pH próximo a la neutralidad y temperaturas entre 15 y 35 ºC, el biochar mostró una afinidad claramente superior por el amonio frente al nitrito y el nitrato.
La eliminación de amonio alcanzó hasta el 53%, mientras que la de nitrito y nitrato se mantuvo por debajo del 13%, una selectividad relevante porque permite actuar sobre el compuesto más crítico desde el punto de vista de la toxicidad sin interferir de forma significativa en el proceso de nitrificación.
Uno de los aspectos más interesantes del trabajo es la decisión de priorizar la viabilidad operativa frente a la máxima capacidad de adsorción en laboratorio. Al emplear partículas gruesas, la capacidad máxima del material se situó entre 3,24 y 3,57 miligramos por gramo, pero mejoraron variables clave para su uso real en granja: estabilidad mecánica, facilidad de recuperación y compatibilidad con lechos fijos. En las pruebas de flujo continuo, el material mostró eliminación parcial de amonio durante las primeras fases de operación y un comportamiento hidráulico estable, sin signos observables de colmatación, compactación, canalización del flujo ni lavado de partículas. Además, tras cinco ciclos de adsorción y regeneración con una solución de cloruro sódico 0,1 M, el biochar mantuvo el 96,1% de su eficiencia inicial.
La lectura para el productor RAS es que este tipo de biochar no debe entenderse como una solución para retirar grandes cargas de nitrógeno, sino como una herramienta de resiliencia operacional.
Su papel potencial estaría en añadir una etapa simple, regenerable y de bajo coste que ayude a estabilizar el sistema frente a pequeños desajustes del biofiltro, incrementos de alimentación, variaciones térmicas, fases de arranque o envejecimiento de la biomasa nitrificante.
El estudio estima un coste preliminar de tratamiento de alrededor de 0,30 dólares por metro cúbico, aunque advierte de que antes de una aplicación industrial serán necesarios ensayos prolongados en agua real de acuicultura, con materia orgánica, sólidos finos, biofouling, salinidad, ciclos acumulados de regeneración y condiciones hidráulicas variables.
Para el RAS mediterráneo, el trabajo abre una línea interesante: medios filtrantes vegetales pensados no para maximizar resultados académicos, sino para integrarse como filtros de seguridad en sistemas reales donde la estabilidad técnica y el control de costes son decisivos.
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