Consideraciones importantes en sistemas de Biofloc para camarón.ppt

Aspectos basicos a tomar para instalacion de bioflog para cultivo camaron

1. Cancun 22 de septiembre de 2011
Consideraciones
importantes en sistemas
de Biofloc para
camarón
Maurício Emerenciano, candidato PhD
M. en C., Zootecnista
Posgrado Ciencias del Mar y Limnología (Sisal, Yucatán, MX)
Universidad Nacional Autónama de México – UNAM
[email protected]

2. Objetivo: compartir experiencias de…
Centros de
investigación
Granjas de
producción
…y más en Indonesia,
México, El Salvador, Brasil,
Tahiti, Australia, etc.
UNAM-México
Waddell Mariculture Center - EUA
Universidad Rio Grande (FURG)
Universidad de Santa Catarina (UFSC)
Brasil
Francia (Tahiti)
Australia
Israel

3. CIPAS 2011 - Biofloc para camarón
Los desafíos actuales…

4. Source: Tacon (2011)
Harina y aceite de pescado vs costos de
producción

5. Industria de la Acuacultura =
dependencia y son los
componentes más caros
(Naylor et al., 2000)
Alimento balanceado representa
por lo menos 50% de los
costos de producción
Alimentos
balanceados
vs
disponibilidad de
harinas y aceites de
pescado...

6. Uso racional del agua y
enfermedades
10%/día → más de 22.000 L/kg camarón (sist.
semi-intens. aprox. 40 cam/m2)
Recurso de “oro”
↓Recambio de agua = ↑bioseguridad

7. El sistema biofloc
(BFT – biofloc
technology)

8. Fuente: Stockstad, 2010
SCIENCE 328: 1504-1505

9. HISTORIA
Empezó en la década de 70 (IFREMER/COP)
en colaboración con Raston Purina
(Cristal River-USA)
Fin de los 80’s/inicio 90’s (EUA-Waddell Mariculture
Center) e Israel con tilapias (Inst. Tech.)
Hoy presente comercialmente en Asia/Oceania (Corea
del Sul, Indonesia, Malasia, Tailandia, China,
Australia, Hawai), América del Sul (Brasil, Ecuador,
Peru, Colombia), América del Norte e Central
(EUA, México, Guatemala, Belize*), etc.
Programa
ECOTRON-
Ifremer
(Aquacop 1979)

10. For review see: Emerenciano et al 2011. Floc
contribution to spawning performance of L.
stylirostris. Aquaculture Research (accepted)
The blue shrimp L. stylirostris

12. FUENTE y FOTOS: Gerard Cuzon

13. FOTOS: M. Emerenciano y archivo WMC
Until 1000 shrimp/m2
constant medium resuspension & aeration
Zero or low water renewal (10%)
Race-ways (270 or 54m2)
av. final wt=18g or 10-13kg/m2
Source: WMC (Emerenciano, 2008 - intership)

14. FOTOS: W. Wasielesky

15. FOTOS: Luis Vinatea (2008)

16. FOTOS: Yoram Avnimelech

17. Otros centros de producción e
investigación en el mundo...

18. “PROJETO CAMARÃO” – FURG/RS
Fundação Universidade Federal do Rio Grande-RS (FURG)
Prof. Dr. Wilson Wasielesky y equipo

19. FOTOS: D. Krummenauer
FURG - Brasil (2007)
Fotos: M. Emerenciano

20. UFSC – Brasil (Schveitzer et al 2007 –
Panorama da Aquicultura)
Fotos:UFSC

21. -Precria (1-25g)
- Recambio limitado
- Control de ectopasitos
Yucatán, México
Fotos: M. Emerenciano

22. UMDI, Sisal
UNAM-México
Indoor
(Six 12,000l indoor bio-floc lined tanks)
Outdoor
(six-teen 20,000l outdoor bio-floc lined tanks)
Bio-Floc experimental device (twenty-
four 40l plastic tanks)
Bio-floc control
Fotos: M. Emerencian y M. Valenzulela

23. Fotos: M. Emerenciano

24. FCR’s 1.25-1.7, survival of 69-85%
Production levels 15.4-17.5 tons/ha/cycle
stocking density of 100-150/cubic meter with vannamei
Nursery stocking period of 40 days with growout of 90
days
Average production cost of $2.45-2.80/kg
John Ogle Biosecurity System,
Mississipi, EUA
Fuente: courtesy Samocha (PPT presentation)

25. TEXAS A&M
Biosecurity System, TEXAS, EUA
Fuente: courtesy Samocha (PPT presentation)

26. Shanghai, China.
 
Bioflocs and a bioreactor and no water exchange.
Production aims large
 
Penaeus vannamei
 
(25-30 grams) for the
local market.
 
Capacity is 25 tons a year. (Also in Italy and Netherlands)
 
Production
CreveTope
indoor farm
Photos: shrimpnews.com

27. Australia Biofloc systems (Source: shrimpnews
international)

28. Off-coast inland indoor shrimp farm-EUA
 
Bioflocs and limited water exchange.
Production aims large
 
Penaeus vannamei
 
(25-30 grams) for the
local market.
 
Capacity is 120-170 tons a year.
Photos: marvesta.com
Production

29. - También llamado de ZEAH, Biofloc technology-BFT,
“moulinete”, “Active sludge”, sist. heterotrófico, etc
-Concepto/definición
¿Qué es el
sistema bioflocos?
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

30. Definición/concepto
 Sistemas basados en recambio de agua limitado o
nulo
 Microorganismos del agua crecen en sinergismo
con los organismos cultivados (peces/camarones) por
medio del ajuste de la relación C:N
 Microorganismos juegan 2 papéis fundamentales
en el sistema: (1) mantenimiento del la calidad del
agua (conversión del NH4 en proteína microbiana) y
(2) en la nutrición (consumo de los moos y
↓
CA’s )
¿
Q
u
é e s ?

31. VENTAJAS DESVENTAJAS
Disminuye el uso de agua y efluentes
(*verdes) Mayores riesgos ( O2)
Bioseguridad (sistemas cerrados)
Inversión inicial (O2, geomb.,
seguridad, etc)
Mayor productividad por/ha (densidad y
ciclos por la limpieza)
Control más intenso en los
parámetros de calidad de agua
Formación de los bioflocos y CA↓
Relativa estabilidad en los parámetros
de calidad de agua  

32. La importancia en términos
de producción del sistema
BFT
Antes
Biolfoc
Despues
Biofloc

33. Dónde aplicar el sistema
BFT?
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

34. Cultivo de peces y camarones (pré-cría y engorda)
Cultivos en invernaderos en regiones frias
Camarones de agua dulce
Formación de banco de reproductores (bioseguridad y
nutrición)
Harina de biofloc***
Dónde aplicar el sistema BFT?

35. CIPAS 2011 - Biofloc para camarón
¿Cómo son y de que
estan compuestos los
famosos “bioflocs”???

36. Sustrato
Microorganismos adheridos
Microorganismos
Substrato
+
frústulas de microalgas, exoesqueletos,
restos de organismos muertos, heces, harinas
vegetales, entre otros
microalgas, bacterias, protozoários,
invertebrados, entre otros
0.1-2mm
Fotos: Mauricio Emerenciano y Eduardo Ballester
Bioflocs...

37. Microorganismos
adheridos
Microorganismos
adheridos
Fotos: Eduardo Ballester
Sustrato
Sustrato
Microscopia
invertida

38. FOTOS: M. Emerenciano

39. FOTOS: M. Emerenciano

40. bacteria
Fito y protozoa
“Marine snow”
3-D Bio-Floc image
Azim et al., 2008
Epifluorescencia image

41. Fotos: M. Emerenciano

42. Calidad nutricional

43. Wasilesky et al. 2006 – Panorama da Aquicultura
Calidad
nutricional

44. Ecologia microbiana
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

45. Nutrientes
Microalgas
Macro-Zooplancton
Peces filtradores/camarones
Peces carnívoros
Micro-Zooplâncton
Bacterias heterótrofas
.
.
.
.
..
.
Cascada Trófica “Clásica”
“Microbial Loop”
..
..
.
.
.. “M
ic ro
b
ia
l L
o
o
p
”
.
.
.
.
..
..
.
Fuentes Inorgánicas (CO2) Fuentes Orgánicas (COD y COP)
(Pomeroy 1974; Azam et al 1983)
T
R
A
M
A

C
O
R
T
A

T
R
A
M
A

L
A
R
G
A

“AC”
“BFT”

46. Actores involucradosFuente de Energía Posición
Fitoplâncton C inorgânico Produtor primario
Cianobactérias
C inorg. y
orgânico*
Produtor primario
Bacterias heterótroficasC orgânico Produtor primario
Protozoarios flagelados
Protozoarios ciliados
Nematodos
Rotíferos
Copépodos
Bacterias y detritos*
Bacterias y detritos
Bacterias y detritos
Fitoplancton y Bacterias
Fitoplancton y Bacterias
Consumidores primários
Consumidores primários
Consumidores primários
Consumidores
primários/secundários
Consumidores
primários/secundários
(Kirchman 2000; Hargraeves 2006)
L
I
M
I
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A
N
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R
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S

47. Cómo empezar um cultivo
BFT y sus manejos generales
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

48. Escojendo la especie…
 Hábito alimentar (filtradora y/o detritívora)
 No sensible a medianos niveles de NH4 e
NO2
 Tolerante a los sólidos suspendidos
(transparencia, TSS o volumen de floc)
 Tolerante a las altas densidades
 De regular/alto valor de mercado
 Preferencia con ciclo corto
de producción
?

49. Litopenaeus vannamei
Oreochromis niloticus
Tilapia sp.
Camarón blanco del Pacífico

50. Foto: Marcelo Shei
Otras???

51. Aeración y datos productivos
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

52. Sistemas,
requerimientos en
aeración y densidades
Densidad (/m2)
Estanques tierra* Floc estanques Floc invernaderos
Aeración (tipo)
Aeración (HP/ha)
80-180 (~120) 200-1300 (~300)
Kg/m2 1.44 kg/m2 (12g)
10-50 (~30)
Semi-intensivo
0.360 kg/m2 (12g)
3.6 kg/m2 (12g)
C.A.
Ciclo (días)
Supervivencia (%)
Geomembrana (0.8-1.5mm) (1.0-1.5mm)
Paddle-wheel (PW) PW*, injetores ou
blower
PW, injetores,
venturis ou blower*
20-40 50-1008-20
1.2-1.8 (~1.6) 1.1-1.8 (~1.5) 1.4-2.2 (~1.7)
90-120 90-120 100-130
60-90 (~75) 60-90 (~85) 60-90 (~80)

53. Récordes de producción
Densidad (/m2)
Floc invernaderos
828/m2
Kg/m2 ~10.3 kg/m2
530/m2
~9.75 kg/m2
¿Donde? Oceanic Institut Hawai Texas A&M

54. Aeración
 Cantidad suficiente para mantener
niveles óptimos para la especie (4-
5mg/L)
 Tipo vs costo vs eficiencia
 Producción de O
2 vs suspensión
de partículas
****Aprox.:
1 HP de PD soporta aprox. 500 kg camaron (biomasa final) en
estanques con geomembrana

55. CIPAS 2011 - Biofloc para camarón
Estructuras y “lay-
outs”

56. Estanques de cultivo
 Tipo (geomembrana HPDE vs GPDM)
o concreto
 Forma
 Tamaño (10-300m2 – race-ways
hiper-intensivos; y estanques
super-intensivos <1,0ha)
 Costo
 Indoor vs
outdoor

57. SI!!!
SI!!!
SI!!!
SI!!!
NO TIERRA
NO TIERRA

58. Movimiento del
agua
- No rebasar de los 30cm/seg (estrese animales)
NO ACUMULAR “LODO”
Foto: UFSC
Fotos: M. Emerenciano

59. Foto: Vinatea, 2008 WMC
NO ACUMULAR “LODO”

60. NO ACUMULAR “LODO”
Sludge zone
Foto: M. Emerenciano

61. Reactor de
biofloc
Fuente: De Muylder (2009)
Harina Biofloc
Foto: M. Emerenciano

62. BFT ¿Cómo empezar?
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

63. Días
Inicio y formación mantenimiento
0 ~20-50 ~90-120
Ejemplo: ciclo camarón
Relación C/N : 12-20:1 N-inorgánico: 6 C p/ 1g de N-inorgánico (NH4*+NO2)
Avnimelech (1999), Ebeling et al
(2006), Samocha et al (2007),
Emerenciano et al (2007)
Avnimelech (1999)
Controlado por el volumen de sólidos (5ml/L)

64. 1 90-150 dias
R
u
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15-20
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o
)
Control diário de parámetros:
- Relación C: N (fuente de carbono)
- NH4 y NO2
- pH y OD
- Alcalinidad (<120ppt)
- Volumen de floc (5-15 mL/L)

65. Relación C:N Importancia
10-20:1 “carbono : nitrógeno” (fito vs bacteria)

66. ¿Porque la famosa
relación C:N 15-
20:1???

67. Relación C/N...
+ =
Nosotros y nuestro C/N…

68. ?
HETEROTRÓFICAS
Y yo…

69. Los microorganismos y su C/N…
Microorganismo C/N (Sohier, 1985)
biomasa bacteria (general) 3-4
biomasa zooplancton 4-5
biomasa fitoplancton joven 5-6
biomasa fitoplancton en degradación 6-7
biomasa fitoplancton degradado 7-8
Microorganismo C/N (Hargraeves, 2006)
bacteria heterotrofica 5-6
fitoplancton (general) 6-7
*** Si la exigencia de C de mantenimiento es de 6-7:1, doblamos la relación para
estimular su crecimento (Avnimelech, 2006)
Promedio general es C/N 6-7
Quiero crecer!!!! Asi que mi C/N del agua debe de
ser de aprox. 12-14 (microorganismos)
C/N 12-20

70. Fuente: Emerenciano et al 2011 (Aquaculture research – in press) Biofloc technology (BFT) application as a food
source in a limited water exchange nursery system for pink shrimp Farfantepenaeus brasiliensis (Latreille, 1817)

71. Real finalidad
Precio,
disponibilidad
y local
Fuente
de C
Criterios?
Fuentes: Kirch 2000, Avnimelech 1999, Hargraeves 2006, Samocha et al 2007, Emerenciano 2008, Crab et al
2010.
Fuente de carbono
Biodisponibilidad
México???
Fuentes locales???
Maíz??
Yuca???
(sustrato, secuestro
de NH4, degradación
de M.O., etc…)

72. Las nuevas tendencias en
C/N

73. Taw 2011 C.A.= <1.5 (1.1 mejor ya obtenido)
N
e
c
e
s
id
a
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K
g

d
e

a
lim
e
n
t
o
Nueva tendencia: Por ejemplo: 1000 kg camarón (3% biom) =
30kg alimento/día (***más de 50% de los costos de producción es el alimento balanceado)
15kg
15kg
25.5kg
4.5kg 9kg
21kg
Días después de la siembra

74. EJEMPLOS DE FUENTES DE
CARBONO UTILIZADAS
COMERCIALMENTE

75. Melaza + “Green pellet” (18-20%CP)
Belice – Central América
Fotos: Maurício Emerenciano

76. “Green pellet” (15-18%CP)
Malásia - Asia
Fotos: Maurício Emerenciano

77. Indonesia - Asia
Melaza
Serijo Farm
Fotos: Maurício Emerenciano

78. Manejo de los sólidos
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

79.  Directamente relacionado con el “bien-estar” animal
 Muchas partículas = déficit de O
2
y ↑ NH
4
 Problemas en las branquias
 Ambiente saludable: camarón: <15 mL/L (conos Imhoff) o
menos de 500mg/L de TSS (sólidos suspensos) (Samocha et al.,
2007)

Como controlar???
 Filtros (arena, “bolsa”, etc)
 Sedimentadores
 Skimmers o “espumadores” ???
 Recambio parcial de agua??? Sludge?
Manejo de los sólidos
Fotos: Maurício Emerenciano

80. Fotos: Mauricio Emerenciano
Mejor
5-10mL/L
Waddell Mariculture Center-USA

81. Bueno
(5 hasta 10mL/L,
máx. 15mL/L)
Malo
(> 15mL/L)
“clarifier” (Ray et al 2009)
UMDI-Sisal
Fotos: M. Emerenciano

82. Fotos: courtesy Samocha et al 2009
WAS-presentation

83. ******
Fotos: Maurício Emerenciano

84. Exceso de sólidos más de
15mL/L
Fotos: Maurício Emerenciano

85. Branquias de
camarón rosado F.
duorarum de
estanques de biofloc
aumento de10x
Fotos: Maurício Emerenciano

86. 10x
Material en las branquias
Fotos: Maurício Emerenciano

87. CIPAS 2011 - Biofloc para camarón
BFT para reproductores
de camarón

88. Desempeño reproductivo
(n. huevos, desoves/hembra, etc)
“$”
Hipótesis

89. Fuente: Emerenciano et al 2011 (book chapter, in press)

90. Misión en Asia (2010-2011)
Granjas camaroneras de biofloc
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón

91. Blue Archipelago, Norte de Malasia

92. Datos de la granja:
Government enterprise
Aquaculture responsable: Dr. Nyan Taw
Biofloc and “semi-floc” system (L. vannamei) (± 200 x 0.8 ha ponds)
Lined and semi-lined ponds
Stocking density: 80-130/m2
Harvest shrimp size: 18-22g
Production: 15-22 ton/ha/cycle
Carbon source: “green-pellet” (wheat flour and rice bran)
Intensive biosecurity (WWSV ) – previous water treatment
Aeration: paddle-wheel

93. Fotos: Mauricio Emerenciano

94. Fotos: Mauricio Emerenciano

95. Photos: mauricio Emerenciano
Fotos: Mauricio Emerenciano

96. Fotos: Mauricio Emerenciano

97. “Lois Farm”, Sigaraja, Bali,
indonesia
Farm manager and
owner: Louis

98. Private farm
Aquaculture responsable: Billy Serijo (join venturi)
Biofloc system (L. vannamei) (24 x 0.8-0.5 ha ponds)
Concrete ponds
Stocking density: 120-130/m2
Harvest shrimp size: 18-22g
Production: 15-17 ton/ha/cycle
Carbon source: wheat flour and molasse
Intensive biosecurity (WWSV ) – previous water treatment
Aeration: paddle-wheel
Datos de la granja:

99. Fotos: Mauricio Emerenciano

100. Fotos: Mauricio Emerenciano

101. Fotos: Mauricio Emerenciano

102. “Billy Farm”, Sigaraja, Bali,
Indonesia
Farm manager and
owner: Billy Serijo

103. Farm
data:
Private farm
Aquaculture responsable: Billy Serijo (owner)
Biofloc system (L. vannamei) (7x 0.4 ha ponds and 4x0.2 ha
nursery ponds)
Concrete ponds
Stocking density: 120-130/m2
Harvest shrimp size: 18-22g
Production: 15-17 ton/ha/cycle
Carbon source: molasse
Intensive biosecurity (WWSV ) – previous water treatment
Aeration: paddle-wheel

104. Foto: Mauricio Emerenciano

105. Fotos: Mauricio Emerenciano

106. Foto: Mauricio Emerenciano

107. Fotos: Mauricio Emerenciano

108. entonces…
¿Por qué el sistema biofloc?
CIPAS 2011 - Biofloc para camarón
Conclusiones

109. Bioseguridad
Crecimiento
vertical,
P
↑
roductividad
y ↓ C.A.
BFT
Producto“verde”
(sistema
ecológico) y “valor
agregado”
¿Por qué el
sistema biofloc?
(1)
(2)(3)
↑ Beneficio/m2

110. Penaeus monodon (Asia)
(Rosenberry 2010)
Tailandia,
Madagascar
y Vietnam

111. Foto: Maurício Emerenciano

112. “…el futuro es ahora…”
from Biofloc Fotos: Maurício Emerenciano

113. Muchas
gracias!!!
Correo eletronico: [email protected]