Balanç d'oxigen i diòxid de carboni en instal.lacions d'aquicultura multitròfica (IMTA) de peixos i algues

Integrated multitrophic aquaculture (IMTA) is a combination of knowledge and technological resources aiming to improve aquaculture's industry sustainability, specially regarding to its most intensive production facilities. Through water outputs treatment with algae and bacteria biofiters, the environmental impact of the activity is cut down. Consequently, over the last decades the IMTA facilities have gained importance in this sector. Algae, apart from offering a more sustainable alternative, represent a subproduct with great market demand as feedstock or as an alimentation resource. This means an incensement over production that can increase the benefits and improve the economic viability of this industry. Oxygen and carbon dioxide are two gases that represent a limiting factor over production in IMTA facilities. Both excess or lack of any of them might be a risk factor for the development of biomass, most importantly over fish in early stages of development. This project has been focused on the study of how can the use of this own generated resources be improved. Firstly, the consume and production rates of O2 and CO2 respectively, resulting from fish breathing, which have shown to vary depending on the metabolic state of the individuals. Secondly, the gas exchange that happens between water and aeration bubbles of the aeration systems of the tanks has been studied. It has been observed that owing to the bubbles characteristics, the gases usage can be improved. An O2 and CO2 balance in algae production tanks has also been carried out. With this, it has been studied which is the influence of the aeration regime characteristics over gases consume and production. Additionally, it has also been quantified the gases production by photosynthesis. With all the data gathered, conclusions have been extracted to improve the management of an IMTA aquaculture industry from the point of view of gas management. Through selecting the appropriate aeration regimes and knowing the fish's most gas demanding episodes, the use of this gases can be improved. This way, the need to introduce O2 and CO2 artificially, can be eliminated, along its costs.L'aqüicultura multitròfica integrada (IMTA) és un conjunt de coneixements i tecnologies que té com a objectiu millorar la sostenibilitat de la indústria aqüícola, especialment la més intensiva. A partir de tractar els efluents d'aigua mitjançant biofiltres de macroalgues i microorganismes es redueixen els efectes adversos que poden causar sobre el medi ambient. Conseqüentment, al llarg de les últimes dues dècades les plantes IMTA han anat guanyant pes al sector. Les algues, més enllà d'oferir una alternativa més sostenible, representen un subproducte amb una gran demanda de mercat, com a matèria primera o com a recurs alimentari. Això suposa un augment de producció que poden generar més ingressos i millorar la viabilitat econòmica del sector. L'oxigen i el diòxid de carboni son dos gasos que representen un factor limitant per a la producció de les plantes IMTA. Un excés o manca d'aquests pot suposar un factor de risc per a la biomassa, especialment de cara als peixos en etapes de creixement menys avançades. Al llarg d'aquest treball s'ha estudiat com es pot millorar l'aprofitament de l'oxigen i el diòxid de carboni generat a la pròpia instal·lació. Per una banda, s'han mesurat les taxes de consum d'O2 i de producció de CO2 resultants de la respiració dels peixos, les quals s'ha observat que varien significativament en funció de l'estat metabòlic del peix. D'altra banda s'ha estudiar l'intercanvi de gasos que es produeix entre l'aigua i les bombolles d'aire del sistema d'aireació amb el que compten els tancs. S'ha observat que, segons les característiques d'aquestes bombolles, l'aprofitament dels gasos generats a la pròpia instal·lació pot ser optimitzada. També s'ha dut a terme un balanç d'entrades i sortides d'O2 i de CO2 en un tanc da producció d'algues. A través d'aquest d'estudiat quina és la influència de les característiques del règim d'aeració sobre l'aprofitament d'aquests gasos i s'ha quantificat el consum i producció de CO2 i O2 per fotosíntesi, respectivament. Amb totes les dades recollides se s'han extret conclusions que permeten millorar la gestió d'un planta IMTA des del punt de vista de l'aprofitament dels gasos. A través de seleccionar règims d'aeració adequats i conèixer els episodis de màxima demanda d'O2 i producció de CO2 dels peixos, es pot millorar l'ús d'aquests recursos. Tanmateix, es pot eliminar la necessitat d'aportar oxigen i diòxid de carboni artificial i evitar els costos que això comporta.La acuicultura multirófica integrada (IMTA) es un conjunto de conocimientos y tecnologías que tienen por objetivo la mejora de la sostenibilidad de la industria de la acuicultura, especialmente la más intensiva. A través del tratamiento de los efluentes de agua mediante biofiltros de macroalgas y microorganismos se reducen los efectos adversos que estos pueden tener sobre el medio ambiente. En consecuencia, a lo largo de la últimas dos décadas las plantas IMTA han ganado peso en el sector. Las algas, más allá de ofrecer una alternativa más sostenible, representan un subproducto con una gran demanda en el mercado como materia primera o como recuso alimentario. Esto supone un aumento de producción y por lo tanto más beneficios que pueden mejorar la viabilidad económica del sector. El oxígeno y el dióxido de carbono son dos gases que suponen un factor limitante para la producción en las plantas IMTA. Un exceso o falta de estos puede suponer un factor de riesgo para la biomasa, especialmente para los peces en estadios de desarrollo menos avanzados. A lo largo de este trabajo, se ha estudiado como se puede mejorar el aprovechamiento de oxígeno y de dióxido de carbono generados en la propia instalación. Por un lado, se han estudiado las tasas de consumo y producción de oxígeno y de dióxido de carbono respectivamente, resultantes de la respiración de los peces. Estas han mostrado variaciones significativas en función del estado metabólico de los peces. Por otro lado, se ha estudiado el intercambio de gases que se produce entre el agua de la instalación y las burbujas de aire del sistema de aeración de los tanques. Se ha observada que, en función de las características de las burbujas, el aprovechamiento de los gases pude ser mejorada. También se ha llevado a cabo un balance de O2 y de CO2 en un tanque de producción de algas. A través de este, se ha estudiado la influencia de las características del régimen de aeración sobre el aprovechamiento de los gases, y se ha cuantificado la producción i consumo de O2 y de CO2 por fotosíntesis respectivamente. Con todos los datos recogidos se han extraído conclusiones que permitan mejorar la gestión de una planta IMTA des del punto de vista del aprovechamiento de los gases. A través de la selección de un régimen de aeración adecuado y del conocimiento de los episodios de máxima demanda de oxígeno, se puede mejorar el uso de los gases de la instalación. Así como eliminar la necesidad de aportar O2 i CO2 artificialmente, con los costes que supone