PARÁMETROS FÍSICO QUÍMICOS
PARÁMETROS FÍSICOS Y QUÍMICOS
Físicos
1. Temperatura
Se debe partir de que los peces no tienen capacidad propia de regulación de su temperatura corporal y ésta depende del medio acuático en que viven.
La temperatura rige algunos parámetros físicos, químicos y biológicos, tales como la evaporación y la solubilidad de los gases. Dentro de los biológicos están los procesos metabólicos como la respiración, nutrición, actividad de las bacterias en la descomposición de la materia orgánica, etc. de ahí la necesidad de conocer y evaluar los cambios de temperatura del agua. Welch (1952) advierte los grupos de factores que afectan la temperatura del agua:
Aumenta la temperatura del agua Reduce la temperatura del agua
· Radiación solar Radiación devuelta
· Calor atmosférico Conducción de calor a la atmósfera
· Condensación de vapor de agua Conducción de calor al fondo
· Calor de reacciones químicas
· Calor de fricción producido por movimiento de las partículas del agua
· Conducción de calor del fondo
·
La principal fuente de energía calórica en el estanque es el sol, ésta es absorbida por el agua y se convierte en calor, por consiguiente cualquier factor que influya sobre la penetración de los rayos solares (Ej. Materia en suspensión) afectará el calentamiento del agua, lo cual causará diferencias térmicas entre los estanques en un mismo sitio y a su vez afectará la composición del plancton, la distribución de los organismos en la columna de agua y la productividad del estanque.
En estanques poco profundos no se presentan diferencias marcadas de temperatura en la columna de agua, debido a que la brisa puede mezclar el agua y distribuir la temperatura absorbida. En cambio en los grandes lagos existe una gran diferencia entre la temperatura superficial del agua y la profunda.
La temperatura influye sobre la biología de los peces e invertebrados, condicionando los siguientes procesos:
· La maduración gonadal;
· El tiempo de incubación de las ovas;
· El desarrollo larval;
· La actividad metabólica; y, el ritmo de crecimiento de las larvas, alevinos y adultos.
· Por lo general las reacciones químicas y biológicas se duplican cada vez que hay un aumento de 10ºC en la temperatura del agua, por lo tanto un organismo acuático consume el doble de oxígeno a 30ºC que a 20ºC.
Por esto deben considerarse las siguientes situaciones:
· El aumento de temperatura disminuye la concentración de oxígeno.
· Temperaturas altas y P.H básico, favorecen que el amoníaco se encuentre en su forma tóxica.
· El consumo de oxígeno causado por la descomposición de la materia orgánica, se incrementa en la medida que aumenta la temperatura.
· A mayor temperatura los fertilizantes se disuelven más rápido y los herbicidas son más efectivos.
· Las diferentes especies de peces tienen sus rangos óptimos de temperatura (Truchas: menores a 18ºC; Carpa: 18-24ºC; Mojarra, Cachama, Camarón de agua dulce y Bagre: más de 25ºC.)
· Los peces presentan poca tolerancia a los cambios bruscos de · temperatura.
· Cuando los organismos no están en su rango óptimo de temperatura, no rinden productivamente porque disminuyen drásticamente el consumo de alimento.
2. Salinidad
En aguas continentales la salinidad corresponde a la concentración de todos los iones disueltos en el agua, especialmente el contenido de cloruros.
Debe considerarse lo siguiente:
· La presión osmótica del agua se incrementa proporcionalmente con la salinidad.
· A medida que aumenta la concentración de iones, aumenta la conductividad.
· El agua de las áreas de alta precipitación, donde los suelos son lavados constantemente, tiene una baja salinidad (150 a 250 mg/l).
· En zonas de poca lluvia donde la evaporación es mayor que la precipitación, la salinidad del agua está en un rango de 500 a 2500 mg/l.
· El agua de pozos profundos tiene valores altos de salinidad que generalmente está dada por la concentración de iones sulfato.
ESPECIE SALINIDAD
Ctenopharyngodon idella (Carpa herbívora) 12000
Cyprinus carpio (carpa común) 9000
Hypophtalmichtys molitrix (Carpa plateada) 8000
Ictalurus punctatus (Bagre de canal) 11000
Oreochromis niloticus (Mojarra plateada) 24000
Oreochromis mossambicus 30000
Mugílidos (lisa, lebranche) 14500
Existe una gran diferencia de concentración total de sales disueltas como también de sus proporciones. Sin embargo, la gran mayoría está integrada por los siguientes iones: calcio, magnesio, sodio, potasio, carbonatos y bicarbonatos, sulfatos y cloruros.
3. Luz
Sin lugar a dudas el sol juega un papel determinante en el proceso fotosintético desarrollado por los vegetales dentro del agua. Sin embargo, una muy alta intensidad lumínica (80 kiloluz) presenta una marcada disminución de la actividad fotosintética, debido a que la radiación ultravioleta afecta los cloroplastos. De igual manera, la disminución en la intensidad lumínica, afecta notablemente dicha actividad.
4. Evaporación
La evaporación del agua consiste en el cambio de su fase líquida a vapor, por la acción del calor (sol). Esta, aumenta la concentración de sales y actúa como regulador de la temperatura. El viento ejerce un papel importante al causar turbulencia, aumentando de esta manera el área de evaporación y reduciendo la humedad relativa sobre la superficie del agua.
A mayor concentración de sales, menor evaporación. El agua de mar se evapora menos que el agua dulce (2 a 3% veces).
5. Turbidez
Está dada por el material en suspensión en el agua, bien sea mineral u orgánico.
El grado de turbidez varía de acuerdo a la naturaleza, tamaño y cantidad de partículas sus pendidas.
La turbidez originada por el plancton es una condición necesaria en acuicultura.
Entre más plancton, mayor turbidez. Este parámetro se mide mediante el Disco Secchi, estructura de 30 cm de diámetro que pose cuadrantes pintados alternadamente en blanco y negro, amarrado a una cuerda calibrada y tiene un peso en el lado opuesto, para que se pueda hundir fácilmente en el agua sin perder la horizontalidad.
La turbidez causada por partículas de arcilla en suspensión que actúa como filtro de los rayos solares afecta la productividad primaria del estanque y por consiguiente la actividad fotosintética del fitoplancton y su producción de oxígeno.
La turbidez limita la habilidad de los peces para capturar el alimento y por consiguiente éste irá al fondo del estanque incrementando la cantidad de materia orgánica en descomposición lo que va en detrimento del oxígeno disuelto.
6. Color
Está dado por la interacción entre la incidencia de la luz y las partículas suspendidas en el agua. Las aguas incoloras en días soleados toman tonalidades azulosas. La mayoría de los florecimientos de fitoplancton tienden a dar una coloración verdosa. Aguas con altos contenidos de hierro tienden a ser rojizas. El color más común del agua está dado por el material vegetal en descomposición, el cual produce un color café claro muy característico del alto contenido de humus.
Además, estas aguas por lo general son ácidas. El color en sí no afecta a los peces, pero restringe la penetración de los rayos solares y disminuye de esta manera la productividad primaria del estanque, centrada en el proceso fotosintético.
Parámetros químicos
1. Oxígeno Disuelto
Corresponde al parámetro más importante en la calidad del agua. Si hay déficit se afecta el crecimiento y la conversión alimenticia de los peces y demás organismos acuáticos.
Deben considerarse los siguientes aspectos:
· El oxígeno es disuelto en el agua por difusión desde la atmósfera (por vientos o medios artificiales) y por la fotosíntesis.
· El oxígeno es consumido del agua por la respiración de los organismos lo cual es esencialmente lo inverso al proceso fotosintético.
· Durante el día con la fotosíntesis se produce oxígeno que es removido del agua por la demanda respiratoria de los animales y de las plantas.
· En la noche, tanto plantas como animales continúan respirando sin que haya nuevos aportes de oxígeno al agua; de ahí los críticos niveles de oxígeno en los estanques en las horas de la madrugada, cuando no se dispone de una entrada de agua fresca que corrija tal situación.
· El oxígeno también se remueve del agua como un resultado de ciertas reacciones químicas inorgánicas, lo que se conoce como demanda química de oxígeno (DQO).
· La saturación de oxígeno disuelto depende de la temperatura, la salinidad y de la altitud.
La concentración de oxígeno en un estanque puede variar de acuerdo con las siguientes características:
· Iluminación solar; sin esta no es posible la fotosíntesis y por consiguiente la producción de oxígeno.
· A mayor temperatura del agua más rápido el proceso de degradación de la materia orgánica y por consiguiente mayor consumo de oxígeno.
· Cantidad de fitoplancton que libera oxígeno durante el día y lo consume por las noches.
· Cantidad de zooplancton y otros organismos que consumen oxígeno durante el día y la noche.
· La materia orgánica y las poblaciones bacterianas que consumen grandes cantidades de oxígeno entre la capa superficial y la columna de agua.
· La producción de oxígeno en los días nublados es menor que la de días despejados.
· El viento, que al crear olas y turbulencia en el agua, permite intercambio de oxígeno entre la capa superficial y la columna de agua.
Las fluctuaciones regulares de oxígeno disuelto en un estanque durante un día, son las siguientes:
· Los niveles más bajos de oxígeno se darán en las primeras horas de la madrugada y la mañana e irán incrementándose a medida que es mayor la intensidad solar.
· Los niveles máximos de oxígeno se darán en las primeras horas de la tarde y con el ocaso van disminuyendo gradualmente con la intensidad de luz.
· Es común observar en los estanques densos florecimientos de plancton como una nata de algas en la superficie, que al morir repentinamente en su proceso de descomposición, se consumen gran cantidad de oxígeno. Por esto debe tenerse la precaución de remover del estanque todo tipo de materia orgánica en descomposición, para no comprometer la disponibilidad de oxígeno disuelto.
2. Potencial de Hidrógeno (p.H)
El valor del p.H está dado por la concentración del ión hidrógeno e indica si el agua es ácida o básica y se expresa en una escala que varía entre 0 y 14. Si el valor es de 7 hablamos de un p.H neutro.
Los cambios de p.H dentro de un mismo cuerpo de agua están relacionados con la concentración de dióxido de carbono, el cual es fuertemente ácido. Los organismos vegetales demandan dióxido de carbono durante la fotosíntesis, de tal forma que este proceso determina en parte la fluctuación de p.H y es así como se eleva durante el día y disminuye en la noche.
La estabilidad del p.H viene dada por la llamada reserva alcalina o sistema de equilibrio (tampón) que corresponde a la concentración de carbonato o bicarbonato.
Los extremos letales de p.H para la población de peces en condiciones de cultivo, están por debajo de 4 y por encima de 11. Además, cambios bruscos de p.H pueden causar la muerte.
Las aguas ácidas irritan las branquias de los peces, las cuales tienden a cubrirse de moco llegando en algunos casos a la destrucción histológica del epitelio. La sobresaturación de dióxido de carbono acidifica aún más el agua causando alteraciones de la osmorregulación y acidificando la sangre.
Cachafeiro (1984) señala la peligrosidad de las aguas ácidas ricas en hierro, al producirse un precipitado de hidróxido férrico en las branquias de los peces, tornándose estas de un color marrón oscuro y causando la muerte de los peces por asfixia. P.H alcalinos pueden ocasionar lesiones de córnea y cristalino causando ceguera y también necrosis de las aletas dorsal y caudal en truchas (Eicher, 1947).
El amoníaco en p.H ácido se transforma en ión amonio, forma ionizada no tóxica, pero en p.H básico se torna altamente tóxico.
3. Dióxido de carbono
El CO2 es esencial para la fotosíntesis e influye grandemente sobre el p.H del agua. Pude llegar a ser tóxico causando problemas de equilibrio en los peces, seguido de adormecimiento y disminución de la frecuencia respiratoria; además los peces no permanecen en la superficie.
La concentración de CO2 en el agua está determinada por:
· La respiración de los organismos acuáticos; la fotosíntesis; y, descomposición de la materia orgánica.
· Durante el día, a través del proceso de fotosíntesis, hay consumo de CO2 y a su vez hay producción del mismo producto de la respiración de los organismos animales. En los estanques ricos en fitoplancton, el consumo de CO2 puede ser tan alto que puede llegar a cero. Durante la noche cesa la fotosíntesis, no se consume más CO2, pero continúa la respiración, y por consiguiente la liberación de CO2 al agua de modo que vuelve a subir su concentración, alcanzando el mínimo en las primeras horas de la tarde y el máximo en la noche. El CO2 al mezclarse con el agua produce ácido carbónico.
4. Alcalinidad total y Dureza total
La alcalinidad corresponde a la concentración total de bases en el agua expresada como mg/l de carbonato de calcio equivalente y está representado por iones de carbonato y bicarbonato. La capacidad amortiguadora del p.H en el agua está dada por estos iones.
La dureza total se define como la concentración de iones, básicamente Calcio (Ca) y Magnesio (Mg) y se expresa en mg/l de carbonato de calcio equivalente.
Otros iones divalentes contribuyen a la dureza, pero son menos importantes.
Dureza ( mg/l ) Clasificación
0 – 75 Blanda
75 – 150 Moderadamente dura
150 – 300 Dura
Mayor a 300 Muy dura
Los mejores niveles de alcalinidad total y dureza total para acuicultura están entre 20 y 300 mg/l. Si los valores de estos dos parámetros son bajos se pueden corregir mediante encalamiento de los estanques.
5. Compuestos nitrogenados
Estos se originan en los estanques como producto del metabolismo de los organismos bajo cultivo y son liberados durante la descomposición que hacen las bacterias sobre la materia orgánica animal y vegetal.
Este proceso se debe a la acción de bacterias aeróbicas, como Nitrosomonas, responsables del paso de amoníaco a nitritos, y la bacteria Nitrobacter es la responsable del paso de nitrito a nitrato. La desnitrificación de nitratos a nitrógeno y salir del agua como un gas disuelto, pude llevarse a cabo por una variedad de bacterias como Pseudomonas, Achrobacter, Bacillus, Micrococcus y Corynebacterium.
Si se sospecha de intoxicación por nitritos, se recomienda sacrificar un animal y observar su sangre y si su coloración es achocolatada, es debido a la formación de metahemoglobina. Además los peces mueren con la boca abierta y los opérculos cerrados.
El aumento del p.H y de la temperatura incrementa el porcentaje de amoníaco no ionizado y por consiguiente su toxicidad.
La presentación del amoníaco en el agua se da bajo dos formas:
Amoníaco no ionizado (NH3) que es tóxico; y, el ión amonio (NH4) que no es tóxico, a menos que la concentración sea demasiado alta.