Oxígeno Disuelto: Saturación y Sobre saturación

Para todos nosotros parece muy lógico que una condición mínima para que nuestros peces se mantengan vivos es que respiren. Pero esta condición tan básica no siempre es tan sencilla de lograr, y es aquí donde comienzan las complicaciones.

Primero requerimos de suficiente agua, un tema que vamos a desarrollar en extenso más adelante …recuerdo un ex-colega que siempre decía < cantidad y calidad de agua para empezar a conversar >, y es muy cierto este comentario.  De hecho, en las primeras clases de acuicultura se iniciaba con este tema en extenso.

Así que el tema a desarrollar hoy es la calidad del agua en especifico el oxígeno disuelto en el agua… así que vamos a revisar varios conceptos.

Reproductores de Salmo salar. Fotografía de Roberto Osses B.

• La solubilidad de cualquier gas en el agua depende de la temperatura y la salinidad de nuestra fuente de agua de cultivo (Agua de Río, Pozo, Vertiente, Lago, Estuario o el Mar).  Lo anterior considerando una presión atmosférica normal, de hecho las tablas que podemos encontrar en la literatura son con referencia al nivel del mar.
• Cuando hablamos de solubilidad de gases (como el oxígeno) en el agua, la literatura se refiere a “temperatura y presión estándar” o sea, a 1 atmósfera y a 0℃, y así los paper o libros se refieren al coeficiente de solubilidad del los distintos gases en el agua.  Esto tiene que ver con lo que explicamos en el párrafo anterior.
• El oxígeno disuelto en el agua es considerado por los acuicultores, como el parámetro de calidad más crítico e importante.  Y como pueden ver en la tabla 1 la solubilidad disminuye conforme aumenta la temperatura y/o la salinidad (es inversamente proporcional).  En condiciones de cultivo, la bibliografía se refiere a que la cantidad de oxígeno disuelto para el cultivo de salmones debe ser de 9 mg/l (2), lo que generalmente se asegura al incorporar constantemente agua fresca o realizar la instalación de los sistemas de cultivo en cuerpos de agua que aseguren esta cantidad constantemente (Lago, Estuario, Mar, etc.).
• Si una masa de agua esta en equilibrio con el aire (lo que generalmente ocurre en un lago, estuario, mar, etc.), la suma de las presiones parciales corresponde a la presión total del aire (Ley de Henry).  Luego hablamos de que el agua esta completamente saturada de aire (Saturación 100%).
• Cuando el agua contiene más gas disuelto que el que corresponde a la solubilidad de este gas, decimos que el agua está SOBRE SATURADA.  Ahora si hablamos de oxígeno y como ya mencionamos su solubilidad depende de la presión, cuando incorporamos oxígeno a presión al agua, sobre saturamos el agua con oxígeno. Dicho en fácil…..si vemos la tabla 1 a 15 ℃ y 10 ^o/_oo debemos tener 9,5 mgO₂/l…..luego cada vez que tengamos más de 9,5 mgO₂/l el agua esta sobre saturada de oxígeno.
• Las agua de pozos profundos son bajas en oxígeno y altas en nitrógeno.  Una forma fácil de recuperar el equilibrio del agua respecto al aire…..es lo que los salmoneros llamamos airear…. para esto existen variadas formas, estructuras y equipos que nos ayudan a lograr este fin; quizás lo más usado son las pagodas; que son estructuras montadas en altura y que tienen por función romper la tensión superficial del agua para que aumente la superficie de contacto con el aire y así saturar el agua de AIRE.

Tabla 1: Solubilidad del Oxígeno en el agua (mg/l) como función de la temperatura y salinidad a 760 mmHg de presión atmosférica.  Extracto de la tabla del mismo nombre ¹.

	Salinidad (o/oo)
Temp. (oC)	0	5	10	15
0	14,6	14,1	13,6	13,2
5	12,8	12,3	11,9	11,6
10	11,3	10,9	10,6	10,3
15	10,1	9,8	9,5	9,2
20	9,1	8,8	8,6	8,3
25	8,3	8,0	7,8	7,6

Entonces en la práctica, debemos asegurar un ideal de oxígeno (9 mgO₂/l) para nuestros peces lo que generalmente esta dado por la incorporación de agua fresca o el correcto emplazamiento de nuestros sistemas de cultivo (para el caso de balsas jaula).  Los que trabajamos en pisciculturas generalmente medimos el oxígeno en la salida del agua desde los estanques con equipos manuales, y sí nos aseguramos que este valor es mayor o igual a 5 mgO₂/l los peces tendrán suficiente cantidad de oxigeno para respirar (siempre y cuando se este incorporando agua fresca).

En condiciones normales de cultivo (sin turbia, sin floraciones algales, etc) no se requiere de sobresaturación de oxigeno; pero si las densidades son altas o queremos manejar los peces se requiere sobre saturar (ej. transporte de peces).

OJO CON LA SOBRESATURACION: si los peces respiran en agua que se encuentran sobre saturada, su sangre también se encontrará sobre saturada.  Entonces la desgacificación se llevara a cabo en el sistema vascular de los peces (3), generando burbujas (enfermedad de las burbujas de gas o Gas bubble disease en inglés, si quieres saber más de esta enfermedad haz click AQUÍ).  Los buzos saben muy bien de lo complejo que puede ser la sobresaturación, tan complejo que puede matar (muy bien lo aprendió una buena amiga que trabaja en una piscicultura a la cual se me murieron varios miles de alevines).  

Recuerdo un episodio en que veíamos burbujas en nuestros alevines de trucha cultivados en estanques, que hacían que los peces nadaran con su vientre hacia la superficie; en esa ocasión llamamos al veterinario el que tomó una muestra de los peces vivos (los más afectados) a los que puso en una bolsa con agua.  Esta bolsa se dejó en una caja aislante y le agregamos gel pack para que la muestra llegara adecuadamente hasta el laboratorio (que se encontraba a más de 4 horas de viaje).  Cuando este amigo llega a entregar la muestra, me llama telefónicamente y me dice “los peces NO tienen burbuja”…. en esa ocasión aprendimos que la Ley de Gases dice la verdad; claro bajamos la temperatura del agua (con los gel pack) y los gases se disolvieron, pudiendo los peces eliminar el exceso  de su organismo al cabo de unas horas (tiempo que tomó el viaje).  Años después otros colegas me comentaron algo similar en alevines de saco días antes de sacarlos a comer, pero ellos se arriesgaron y los sacaron desde la incubadora a los estanques, lamentablemente tuvieron mortalidades importantes….. así que recuerden que si se les presenta este problema “bajen la temperatura del agua”.

¿Por qué sobre saturamos el agua con oxígeno durante un transporte de peces?, esto tiene que ver con que producto de la NO incorporación de agua fresca y la respiración de los peces, se altera la concentración de los gases disueltos (los peces respiran consumiendo el O₂ y exhalan CO₂ entre otros gases), además los peces hiperventilan por estrés (cada vez que el camión cae en un hoyo del camino o cada vez que el barco se golpea producto del oleaje), si sumamos la alta densidad de peces durante el transporte (con el fin de hacer rentable el manejo), requerimos una gran cantidad de oxígeno disponible para que los peces no se encuentren en un ambiente que genere hipoxia (falta de oxígeno).

Ya hablamos de saturación, sobre saturación, la cantidad de oxígeno ideal pero ¿cuál es el mínimo de oxígeno que debo tener en el agua?, la literatura menciona que es difícil especificar las concentraciones críticas de oxígeno disuelto, ya que los peces no responden sólo en términos de vida o muerte, sino que existen un gran número efectos fisiológicos y que dependen del tiempo de exposición, el tamaño y el estado de salud de los peces, la temperatura del agua, la cantidad de CO₂ y otras varias condiciones ambientales.  No obstante lo anterior, los salmoneros evitamos valores por debajo de 5 mgO₂/l.  Para evitar episodios de hipoxia se controla constantemente el nivel de oxígeno presente en el agua, lo ideal es a través de sistemas automatizados que se pueden programar para inyectar oxígeno cada vez que se requiera.  En sistemas automatizados generalmente los equipos son programados a:

Set point: 9,0                   mgO₂/l

Variación:              0,5 mgO₂/l

Alarma Máx.:     12,0 mgO₂/l

Alarma Mín.:        8,0 mgO₂/l

Pero ojo no te confíes es los sistemas automatizados, recuerda que estos también fallan, generalmente se descalibran, se le rompe las membranas, etc.  Realiza un chequeo de comprobación de las mediciones, para ello utiliza un equipo manual que te de confianza.

Además genera un plan de mantención de equipos donde incluyas los oxigenómetros, revisa el catálogo del equipo y ve que te dice el fabricante respecto de los tiempos de mantención y calibración 

Cantidad de oxígeno al momento de la alimentación: para todos aquellos que trabajan en  sistemas de cultivo de recirculación, este es un tema delicado.  Ya que se puede generar un problema de mortalidad por insuficiencia de oxígeno, debido a que los salmones lo consumen a una tasa relativamente alta producto de su metabolismo.  De hecho el oxígeno es un parámetro considerado al momento de diseñar las piscicultura de recirculación (también en CO₂, sólidos totales, etc).  El oxígeno limita la cantidad de alimento a entregar (o limita la cantidad a metabolizar), la densidad de cultivo y la actividad del biofiltro. La baja de oxígeno ocurre principalmente 1 hora después de que hemos alimentado a nuestros peces y mientras mayor cantidad de alimento entregamos, mayor cantidad de oxígeno requerimos.  Se considera que la necesidad de oxígeno de los peces es de 250 gr. por cada kilo de alimento consumido.  Pero no solo los peces necesitan del oxígeno, el biofiltro también.  Aquí la recomendación es medir el oxigeno después de alimentar sobre todo si tu densidad es alta.

Este tema que es muy interesante lo vamos a desarrollar en extenso más adelante, mientras tanto puedes revisar este LINK (Handbook of Salmon Farming).

Bueno, es todo por el momento, espero que les haya gustado este texto.  Hagan sus comentarios y preguntas, pueden detallar algo que no este bien explicado, además se reciben críticas constructivas, y sobre todo cuenten sus experiencias.
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Bibliografia citada

1.- Timmons M.B., Ebeling J.M., Wheaton F.W., et al. Sistemas de Recirculación para la Acuicultura. 1a ed. Chile: Fundación Chile; c2002. 748 p.

2.- Coll, Julio. Acuicultura Marina Animal. 3a ed. Madrid: Mundi-Prensa; 1991. 671 p.

3.- Skjelkvåle B.L. & Åtland Å. Calidad de agua para el cultivo de smolts en Chile. 1a ed. Chile: Niva Chile; c2009. Capítulo 1, Química del agua; p. 35 y 36.

Citas realizadas de acuerdo al estilo de citación del International Committee of Medical Journal Editors (ICMJE) Normas Vancouver.