Artes de Cultivo

Presentación

  • Evaluación formativa.

  • Evaluación sumativa.

 

Capítulo I Introducción

  1. Definición y alcances de la acuacultura.
     Aspectos Históricos.

  2. El contexto de la acuacultura actual.

  3. Las etapas y formas de cultivo de organismos marinos.

  4. El impacto de la acuacultura en México.

Capítulo II Tecnología y sistemas de Cultivo.

  1. El agua: el medio de cultivo.
  2. Selección de sitios susceptibles para el desarrollo de la maricultura.
  3. Artes de cultivo.
  4. Instalaciones especiales.
  5. Manejo integral de los recursos marinos renovables en cultivo.

Capítulo III El suministro de agua.

  1. Canales abiertos, flujo.
  2. Bombeo.
  3. Sistemas de captación de agua de mar en zonas costeras.

Capítulo IV Filtración y Tratamiento de agua.

  1. Definición de capacidad de carga.
  2. Tipos de filtros, eficiencia.
  3. Tratamientos especiales.

Capítulo V Aireación

  1. Generalidades
  2. Tipos de aireadores.
  3. El uso de aire y oxígeno en acuacultura.

Capítulo VI Alimentación

  1. Generalidades.
  2. Alimento preparados.
  3. Formulación de una dieta.
  4. Evaluación del aprovechamiento del alimento.
  5. Distribución del alimento.

Capítulo VII Sanidad y proyectos acuícolas

  1. Introducción.
  2. Programas sanitarios para la acuacultura en México.
  3. Trabajo personal: Formulación de un proyecto acuícola.



Balsa flotante para el cultivo de mejillón en Ensenada BC, México

3.- Artes de cultivo

Artes de cultivo Flotantes: Métodos de estimación de fuerzas que determinan el diseño de las unidades de cultivo.

Como hemos visto los factores  de localización no permiten instalar las unidades de cultivo en las áreas que ofrecen la máxima protección, sin embargo para su diseño es necesario estimar la magnitud de las fuerzas que actuarán sobre las unidades de cultivo para proceder a su diseño.

Figura 3.1.- Jaulas para el cultivo de aleta amarilla en Japón durante un Tifón, foto Dra. Laura Torrentera Blanco.

Fuerzas producidas por los factores meteorológicos y oceanográficos

a) Características del viento

b) La dirección y velocidad del viento

c) La longitud del fetch (la distancia que existe entre el punto de generación de la perturbación y la parte más cercana de tierra.

d) Las variaciones de profundidad a lo largo del fetch

El progreso más importante en el diseño de las artes de cultivo flotantes se ha realizado en Japón para el cultivo del atún aleta amarilla, y en España para el cultivo de mejillones en balsas.

Estas artes de cultivo involucran el uso de redes y requieren para su diseño de las siguientes consideraciones:

1.- Fuerzas de carácter estático

2.- Fuerzas de carácter dinámico.

Fuerzas  Estáticas

- Peso de la estructura (red, soportes, elementos de unión, etc)

- Peso adicional por el uso u operación ( mantenimiento de rutina, cosecha, alimentación, etc.)

Fuerzas Dinámicas

- El esfuerzo generado por el viento encima de la estructura flotante.

- Oleaje de la zona de contacto Aire-agua

- Corrientes

a) Patrón general de circulación

b) Mareas

Existen también fuerzas de carácter dinámico  adicionales como:

- Acumulación de desechos flotantes

- Choque con lanchas o depredadores de tamaño  considerable

- Consideraciones particulares.

- La estructura flotante está sujeta a la acumulación parcial o total del fouling o organismos incrustantes.

Todos estos elementos nos llevan a diseñar estructuras elásticas y con un sistema de anclado correcto.

- Las fuerzas estáticas serán función del diseño del arte de cultivo, así la corrosión por ejemplo, reduce notablemente (tiempo). Estas fuerzas, sin embargo se ven aumentadas por el fouling en períodos de tiempo relativamente cortos. Siendo dependientes  del  sitio  de instalación y su efecto sobre el arte de cultivo.

-  Las fuerzas dinámicas son función de las condiciones hidrológicas  y meteorológicas  del sitio seleccionado. Generalmente éstas fuerzas  son  más importantes  que  las estáticas por lo que se requiere  de  un  conocimiento profundo del sitio de instalación para tener éxito.

a.1) Fuerza del viento:

-Van Boven 1968

Fw = 0.946Av2

Fw : Fuerza del viento (newton)

A=  área de la red o de la estructura flotante proyectada perpendicularmente a la dirección del viento (m2)

v = Velocidad del viento (m/s)

La ecuación anterior se usa para estructuras sólidas.

- Milne 1970 basado en Tamara y Yamada ( 1963)

Fw = 0.182Av2

Para una red de 25 mm de luz de malla.

Sin embargo, para cualquier tamaño de luz de malla tenemos:

Pw = 1/2Kpv2

Pw = Presión del viento (N/m2)

p = Densidad del aire  (kg/m3)

v = Velocidad del aire (m/s)

d = Diámetro de la cuerda (m)

K = Coeficiente de resistencia de la malla c/viento = (1-B)/B2

B = Coeficiente de bloqueo = (1-d)/L2

L = Tamaño nominal de la malla (m)

a.2) Fuerza del oleaje:

Está depende de la velocidad del agua en la ola y esta  del periodo del oleaje, la longitud de onda y la profundidad.

Fh = 2.15vhA

Fv = 1.80vvA

Fh : Fuerza horizontal

Fv : Fuerza vertical

vh : Velocidad máxima horizontal de partículas de agua en la ola

vv : Velocidad máxima vertical de partículas de agua en la ola

a.3) Fuerza de la corriente:

- Kawakami (1964)

Fc = 4.9pv2ACd

Fc : Fuerza aplicada por la corriente (N) ala red.

p= densidad del agua Kg/m3

Cd : Coeficiente del tamaño de la red si la superficie es sólida = 1

Con nudo:

Cd = 1+3.77(d/a)+9.37(d/a)2

Sin nudo:

Cd =1+2.73(d/a)+3.12(d/a)2

p=Densidad del agua (1025 Kg/m3)

v=Velocidad de la corriente (m/s)

A=Área proyectada  = 2ad ( m2)

a  : Tamaño nominal de la red (m)

d  : Diámetro de la cuerda de la red. (m)

Problemas de flotación

- Una balsa esta soportada por 2 flotadores de madera de las siguientes dimensiones:  3x0.6x1m de un peso de 85kg c/u.

-  La estructura flotante pesa 600kg y se estima un peso por manejo  de 200kg.

- La balsa será empleada para cultivar almejas en canastas de  plástico de 1.250kg de peso en el aire y de densidad =760 kg/m3

- La balsa esta suspendida en agua de 34‰ densidad =1025 kg/m3

-  El peso máximo a soportar será de 30 mil almejas de peso individual de 60gr en aire con una perdida de peso del 15% en el agua. Estas se  colocan  en  la fase final del crecimiento  en  una  densidad máxima de 200 almejas/canasta

Figura 3.2.- flotación Una Balsa con dos flotadores en La Bahía de La Paz, B.C.S. Y un esquema de las fuerzas que actúan sobre ella.

preguntas:

1.- Cual es el peso en agua que soporta la balsa?

a) Primero calcular el peso de las almejas

30,000 x 0.060 kg = 1800.00 kg  peso total

Peso en el agua = (1800 x 0.15) - 1800 = 1530 kg

b)Calcular el peso de las canastas en el agua

30,000/200 = 150 canastas

150 x 1.250 kg = 187.5 kg peso en el aire

- Si ρ (densidad)= m/v

Entonces  760 kg/m3 = 187.5/v

v = 187.5 kg/760 kg/m3 = 0.25 m3

Siendo entonces el volumen de todas las canastas = 0.25 m3

el peso de las canastas en el agua será igual al peso total menos la componente  ascendente de flotación que será igual al peso del volumen de  agua desplazado.

Peso del agua de mar desplazada = 0.25 x 1,025 = 256.25 kg

Peso de las canastas en el agua será igual a :

Pa = 187.5 - 256.25 = - 68.75 kg

Esto  es, que nuestras canastas flotan y además soportan  un peso extra de 68.75kg.

2.-Cual es el total de carga de la balsa ?

Será igual al peso total de la estructura flotante mas  el peso dela carga sumergida.

Peso de la estructura + Peso por manejo + Peso de almejas + Peso canastas

PT= 600 kg + 200 kg + 1530 kg - 68.75 (y el peso de los flotadores 170 kg)

PT= 2261.75 kg (sin los flotadores)

3.- El volumen de los flotadores es el correcto? (método 1)

a) Volumen de un flotador

3 x 0.6 x 1.0 = 1.8 m3

El peso de aire contenido en el  = 1.8 m3 x 1.2 kg/m3 = 2.2 kg

b) Entonces la densidad del flotador es:

ρ = peso total/volumen

85 kg + 2.2 kg/1.8m3 = 48.4kg/m3

c) La diferencia de densidades (flotador-agua de mar) nos da el valor ascendente siendo:

48.4 - 1025 = -976.6 kg/m3

Lo que significa que cada m3 del flotador soporta 976.6 kg

Entonces si tenemos dos flotadores   1.8 x 2 = 3.6 m3

3.6 x 976.6 = 3515.76 kg

Si el peso total a soportar es de 2261.25 kg tenemos una diferencia ascendente de 1254.3 kg que representa un margen de seguridad para la balsa del 36 %.

Otra alternativa (método 2 )

a) Volumen del flotador   3 x 0.6 x 1.0 = 1.8

1.8 x 2.0 = 3.6 m3

b) el volumen de agua desplazado

3.6 m3 x 1025 kg/m3 = 3690 kg

3690 - 85 - 85 - 4.4 = 3515.6

que es la fuerza total ascendente en los flotadores.

Problemas de anclado para estructuras

Tenemos un sistema de canastas flotantes que soporta ostiones como lo muestra la figura.

a) Calcular el área máxima de superficie sujeta al viento?

- Flotador  A y B cada uno = 0.60 x 1 = 0. 6 m2

- barrotes = .3 (alto)x .1 (ancho)x 6m de largo un total de 6 barrotes

calcular la superficie perpendicular de un barrote al viento .3x6= 1.8 m2

ahora me faltan 5 barrotes estos representan la superficie de 1.8x5= 9 m2

esta superficie es afectada solo en su 25 % es decir = 6.75 m2

así que el total de superficie expuesto al viento será de 1.8+6.75= 8.55m2

b) Calcular el área máxima sumergida

de las canastas estas se usan en paquetes de 4 mas una tapadera

30000/200= 150/4=37.5=38

tengo 38 paquetes que miden 0.5 m de alto (por la superposición de 5 canastas) y 0.55 m de lado en su condición de exposición máxima.

.5x.55= 0.275 m2

área afectada por la corriente para un solo paquete de canastas

0.275 x 38 (paquetes)= total de área afectada = 10.45 m2

los primeros cuatro paquetes reciben la fuerza directa y el resto solamente en un % equivalente al 25 %

2.61 m2

Área de los paquetes afectada por las corrientes (horizontal)

(0.275 x 4 módulos) + 2.61 =  3.71 m2

Área del paquete de canastas en su base = 0.55 x 0.45 = 0.25 x 38 = 9.5 m2

(área total)

tenemos que un diagrama de fuerzas nos indica el siguiente esquema:


En  condiciones extremas un huracán el viento tiene 40m/s de velocidad.

b)  Fuerza del oleaje. Suponiendo que tenemos olas de 2 m de altura y una longitud de 3m, las velocidades para un periodo de 4 segundos serian:

- Velocidad horizontal vh = 3m/4seg = 0.75 m/seg

- Velocidad vertical   vv = 2m/4seg = 0.5 m/seg

c) Velocidad dela corriente

La velocidad de la corriente es la más importante siendo en mareas vivas de 48 cm/seg recomendamos 50 cm/seg.

1.- Conocemos las ecuaciones que definen la fuerza del viento.

Fw = 0.946 Av2

v = 40 m/s

A = 8.55 m2 (los barrotes) + 0.216 (superficie expuesta al viento 36%) x 2 = 0.432m2 (los flotadores) = 8.98 m2

Fw = 0.946(8.98)(402) = 13595.1 newtons

2.- Fuerza del oleaje

Fh = 2.15   vh = 0.75 m/s x (área de las canastas)   = 0.75 x (3.71 canastas + flotadores 0.768 m2) m2= 3.35 N

Los flotadores se refieren a las superficies sumergidas que son igual al 64 % de su superficie.

Fv = 1.80   vv = 0.50 m/s x (área de las canastas su base que es igual a sus caras en un cubo)  = (9.5 m2 canastas + base de los flotadores 3.6 m2) x 0.50 = 6.55 N

3.- Fuerza de la corriente

Fc = 4.9 pv2ACd

Cd = 1

A = Area total

Fc = 4.9(1025)(3.71 canastas + flotadores 0.768 m2)(0.5)2

Fc = 5622.68 N

 

La suma del sistema es:

Fh + Fw + Fc +Fv

3.35 N + 13595.1 N + 5622.68 en una dirección y en vertical 6.55 N

Ya  que se han determinado las fuerzas que participan en  nuestro sistema, se realiza una sumatoria según el teorema de Pitágoras.

 La  fuerza resultante se convierte de Newtons a kg al  dividirla  entre  la  gravedad, este peso

Fuerzas horizontales X = Fw + Fh + Fc

FX= 19221.03 N

FX = 19221.03 N/9.81 m/s2

FX= 1961.3 kg

por Pitagoras

T.P. = ((1961.3)2 + (6.55/9.81)2)1/2

= 1961.3 kg

 Como el cable que sostiene al muerto se coloca a 45 grados:

Total/cos ang  =  1961.3/cos45

=2773.7 kg

 

Fuerza de la corriente aplicada sobre una estructura flotante de cultivo  Beveridge (1996)

La fuerza de arrastre FD sobre un lado de una jaula flotante esta definida como la dirección del flujo, mientras que la fuerza de deriva FL está definida como la fuerza normal del flujo. Las fuerzas de arrastre y de deriva promedio en una jaula pueden ser expresadas como sigue:

dFD = ½.ρ.CD(α).U2.dA fuerza de arrastre

dFL = ½.ρ.CL(α).U2.dA fuerza de deriva

donde CD y CL son los coeficientes respectivos de arrastre y deriva, que son función del ángulo entre la malla y la dirección de flujo.

dA = área de exposición del panel de malla

U = velocidad de la corriente

ρ = densidad del agua

α = ángulo del vector velocidad de flujo y la malla

El coeficiente de arrastre es función de la solidez Sn (relación entre el área cubierta por malla  y el área total de red) el numero de Reynolds Rn y el ángulo de aproximación, así:

Sn = 2.0t/Dt

t = diámetro de los filamentos de la malla

Dt = tamaño de la malla

Rn = U.Dt/n

n = Viscocidad cinemática.

Asta ahora no es posible encontrar una expresión general para CD valida para cualquier combinación de Sn y Rn, por consiguiente esta expresión debe derivarse de pruebas con modelos y las estimaciones podrán hacerse de la sumatoria de arrastre para cada filamento de la malla. La fuerza total de arrastre FD es una integral de la ecuación sobre el total de la cara expuesta como sigue:

FD = òA ½.rCD(a).U2.dA

Donde dA es la parte de la malla expuesta

La ecuación anterior nos proporciona la fuerza de arrastre sobre la cara expuesta pero considerada como sólida, mientras que el ángulo se mantiene constante. Es necesario considerar que las caras no se mantiene rígidas sino que tienden a deformarse haciendo variar el ángulo de acción de las fuerzas.

La fuerza de arrastre y la forma de la jaula deben de encontrase a través del análisis numérico, considerando la rigidez que puede ser considerada como un número de sub-elementos. Estos deberán de ser considerados en combinaciones hasta que su momento sea cero.

Beveridge, M. 1996. Cage Aquaculture. Second Edition. Fishing News Books. Oxford, UK.

 

Las Jaulas de cultivo, las balsas y demás estructuras flotantes tienen además de su diseño particular que enfrentar las condiciones ambientales, para ello tenemos aquí algunos ejemplos diseñados para condiciones diferentes:

Áreas protegidas; Balsas para el cultivo de mejillón desarrolladas en España

 

Figura 3.3.- Balsas para el cultivo de Mejillón instaladas en la Ria de Vigo, España. Las Balsas están fabricadas con madera de eucalipto y ancladas al fondo usando un muerto de concreto y cadena de acero.

 

Figura 3.4.- Detalle de la operación de las balsas para el cultivo d mejillón Mytilus galloprovincialis, en la Ría de Vigo, España.

 

Las artes de cultivo flotantes mas populares son las líneas flotantes denominadas long lines o líneas madre, estas están constituidas por flotadores y anclas que permiten la disposición de unidades colgantes, el ejemplo típico es el cultivo de pectínidos en Japón y el de las ostras perleras en cualquier parte del mundo:

Figura 3.5.- Línea flotante para el cultivo de Pinctada máxima en Australia, los flotadores están fabricados de plástico y están sujetos a una línea anclada en sus extremos al fondo.

Figura 3.6.- Algunos ejemplos de líneas madre para el cultivo de mejillón y madreperla, los flotadores, cuerdas, cadenas y ancla son necesarios para la instalación del sistema flotante.

 

Las artes de cultivo flotantes también son las jaulas para el cultivo de peces marinos aquí algunos ejemplos:

 

Figura 3.7.- Instalación y diseño de una jaula para el cultivo de peces marinos en altamar. Jaula instalada en el Golfo de México.

El desarrollo de técnicas de acuacultura usando artes flotantes se ha incrementado enormemente ya que representa el uso de un volumen para el cultivo. Las principales ventajas de estas estructuras son:

1.- Las artes de cultivo flotantes pueden ser usadas en sitios donde el fondo del mar es inadecuado para los cultivos tradicionales.

2.- Los depredadores quedan aislados fácilmente del cultivo.

Sin embargo también se producen impactos que no son despreciables:

1.- El exceso de alimento y los desechos fecales de los peces en cultivo tiene altos contenidos de nitrógeno y fósforo, produciendo inmediatamente eutroficación del piso marino, bajando los niveles de oxígeno en el agua y produciendo gases tóxicos, que pueden impactar a los individuos circundantes y las mismas jaulas.

2.- El aporte de nutrientes produce el bloom de microalgas que puede interferir directamente con la actividad o con la vida circundante.

Figura 3.8.- Detalles de la operación de una jaula en altamar y una jaula de menores dimensiones del mismo diseño. Es importante observar el sistema de anclado de estabilización.

3.- Se incrementa la probabilidad de ocurrencia de blooms tóxicos.

4.- Los individuos enfermos tiene alta probabilidad de contagiar al resto por el hacinamiento operativo, y la discusión actual sobre la introducción de organismos genéticamente modificados que pueden escapar e impactar las comunidades naturales.

5.- Riesgos de rompimiento de los anclajes de las jaulas lo que produce problemas de navegación y colisiones.

6.- Finalmente las jaulas producen también la captura de organismos marinos y aves.

Hay en las lecturas complementarias algunas reflexiones sobre el impacto de las jaulas en el ambiente:

Ver:

Pérez, O.M., Telfer, T.C., Beveridge, M.C.M. and Ross, L.G. 2002. Geographical information systems (GIS) as a simple tool to aid modelling of particulate waste distribution at marine fish cage sites. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 54: 761-768. Lectura obligatoria

Nath, S.S, Bolte, J.P., Ross, L.G. and Aguilar-Manjarrez, J. 2000. Applications of Geographical Information Systems (GIS) For Spatial Decision Support in Aquaculture. Aquacultural Engineering. 23: 233-278.

Como lecturas complementarias tienen acceso a los siguientes artículos que tienen invitan a una reflexión sobre el uso de las estructuras flotantes:

What is sea cage aquaculture 1.pdf

Environmental Assessment Tool for cage aquaculture in the Great Lakes: An overview.pdf

Sea Cage Finfish Aquaculture project in Moreton Bay.pdf

 

Communication de la Commission au Conseil et au Parlement européen intitulée "Une stratégie pour le développement durable de l'aquaculture européenne".

Adoption par la Commission, le 19 septembre2002.

Dans le cadre de la réforme de la politique de la pêche, la Commission propose une stratégie pour le développement durable de l'aquaculture européenne. Cette stratégie consiste en une série d'actions visant à créer des emplois à long terme dans le secteur de l'aquaculture, en particulier dans les régions dépendant de la pêche grâce au développement de l'élevage de mollusques et de l'élevage en cages; à assurer aux consommateurs la disponibilité de produits sains, sûrs et de qualité, ainsi que de promouvoir des normes élevées en matière de santé et de bien-être des animaux; et à garantir un développement du secteur respectueux de l'environnement. Les actions envisagées pour atteindre ces objectifs concernent l'augmentation de la production aquacole, la résolution des conflits relatifs à la compétition pour l'espace, la promotion du développement du marché, l'amélioration de la formation des éleveurs et la promotion du rôle des femmes, l'amélioration de la gouvernance dans le secteur aquacole, les questions de santé publique et de santé animale en vue d'assurer la sécurité des produits aquacoles, la réduction des incidences négatives de l'aquaculture sur l'environnement, ainsi que le renforcement de la recherche dans le domaine de l'aquaculture.[ COM(2002) 511 ]

Références:
Communication de la Commission intitulée "Une Europe durable pour un monde meilleur: stratégie de l'Union européenne pour le développement durable" - COM(2001) 264 et Bull. 5-2001, point 1.4.32
Communication de la Commission sur la réforme de la politique commune de la pêche (calendrier de mise en œuvre) - COM(2002) 181 et Bull. 5-2002, point 1.3.95

3.1.b  TECNICAS DE CULTIVO DE FONDO.

Elementos de topografía

Para llevar acabo los cultivos en artes de fondo, y en estanques es necesario conocer las características topográficas del lugar, con el objeto de contar con los elementos básicos de topografía a continuación se describen los elementos generales.

La Topografía, es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según tres elementos del espacio. Estos elementos pueden ser; dos distancias y una elevación, o una distancia, una dirección y una elevación.

Levantamiento topográfico, es el conjunto de operaciones para determinar las posiciones de puntos y su posterior representación en un plano. Para su estudio los levantamientos topográficos se dividen en:

- Planimetría o Control horizontal

- Altimetría o Control vertical

- Planimetría y  Altimetría simultáneas.

Planimetría, se encarga  de estudiar los procedimientos para fijar las posiciones, proyectándolas en un  plano horizontal sin importar su elevación. La topografía de control horizontal consiste en una poligonal que es una serie de líneas consecutivas de longitud y dirección conocida.

Altimetría, se encarga de estudiar los procedimientos que permiten establecer el relieve del terreno, y para determinarlo se escogen los puntos que mejor lo definen para luego obtener las diferencias de nivel entre ellos.

Nivelación, es la operación mediante la cual se obtiene la diferencia de nivel entre dos o más puntos del terreno. Las alturas de los puntos se toman sobre planos de comparación diversos, siendo el más común de ellos el nivel medio del mar. A las alturas de los puntos sobre esos planos de comparación se les llaman cotas, elevaciones, alturas o niveles.

Banco del nivel, son puntos fijos, notables, invariables, colocados en lugares convenientes que sirven para tener puntos de referencia y de control para obtener cotas dentro de un terreno.

Curvas de Nivel, los planos topográficos no solo muestra los detalles naturales del terreno sino también su relieve o configuración. La representación del terreno, con todas sus formas y accidentes, tanto en su posición en un plano horizontal como en sus alturas, se logra simultáneamente mediante las curvas de nivel. Una curva de nivel se define como una curva imaginaria, cerrada, que une puntos de igual cota.

Pendiente, es una línea del terreno a la tangente trigonométrica del ángulo que dicha recta forma con el plano horizontal.

P = tang e/d

e = Diferencia de nivel o equidistancia entre curvas de nivel.

d = Distancia horizontal

Artes de fondo

Las artes de fondo son denominadas también de cultivo en plano. Los  métodos de cultivo sobre el fondo son  aquellos que emplean este como área efectiva de instalación de cultivo.

Este es el caso de los organismos dispuestos sobre el  substrato directamente o sobre estructuras simples fijas al piso.

Para poder realizar cultivos en artes de fondo localizados en la zona de entre mareas, se deben de tomar los siguientes criterios:

- Batimétricos – fisicoquímicos y - biológicos

El mejor sitio será aquel donde el organismo a cultivar crezca mejor y esto solamente se logra si hay ausencia de depredadores y competidores; sin embargo un ensayo será necesario para calificar el sitio en relación a los criterios expuestos, siendo entonces la experiencia del acuacultor de vital importancia en la selección de un sitio.

Criterios batimétricos

Los artes de fondo se deben de instalar en la zona media litoral hasta la parte superior de la infralitoral. Esto debido a la frecuencia de inmersión de estos suelos, siendo usado el litoral superior solo para tareas de almacenamiento de productos antes de su venta o mantenimiento.

Las condiciones de las áreas seleccionadas serán de ofrecer una  inmersión de 1 a 3 horas/día . Estas condiciones se  cumplen en función de las cotas batimétricas de la zona en especial y del análisis del calendario de mareas.

Criterios fisicoquímicos

La turbidez del medio es un riesgo de sedimentación que puede provocar asfixia de los organismos. Los sitios donde los riesgos de contaminación sean altos, serán evitados. También habrá que considerar las posibles modificaciones del terreno que habrá que realizar así como su mantenimiento.

Topografía y Batimetría

Figura 3.9.- Figura en tres dimensiones de la batimetría aledaña al muelle de la Unidad Pichilingue realizado por los estudiantes del 1er semestre 2004

 

Utilización de los suelos para los cultivos de fondo

Los suelos pueden ser empleados para el cultivo en las siguientes formas:

Estado Natural

Las composiciones mineralógicas y granulométricas del terreno reflejan las características geológicas del terreno de tierra firme, eventualmente estos están modificados por las  condiciones hidrodinámicas locales. es necesario asegurarse con un análisis si no existen elementos de la composición mineralógica que ponga en riesgo a los organismos cultivados  (presencia de compuestos químicos tóxicos).

Los terrenos que son muebles; Arenoso-fangoso o aquellos en donde los organismos se hunden  o que son poco permeables, no tienen la textura, estabilidad y la dureza conveniente para el cultivo.

De igual manera los terrenos que presenten marcas de oleaje y presencia de arenícolas.

Sin embargo existen técnicas para convertir estos  terrenos en  aptos corrigiendo los defectos del terreno  y  proporcionando un buen mantenimiento.

Adaptación de terrenos no aptos:

1.- Remoción de la capa superficial del terreno en profundidad variable. Ejemplo 5 - 10 cm con pala o maquinaria.

2.-  Aporte  de  materiales  diversos  (terrenos  fangosos).

Primero se crea una cama de ramas de 0.2 m , que se cubre con otra capa de igual espesor  de piedras, grava o conchas. Este material se hunde proporcionando un soporte. La operación se repite cada 3-5 años. Se  pueden usar tejas, conchas de ostión, piedra, arena  que distribuidos  sobre una malla le dan mucha firmeza  al  conjunto. Se  puede  usar  en sustratos poco muebles una capa  de  arena  y grava(10-30 cm)  y se espera a que esta mezcla sea compactada  por el fango.

3.-  Cuando  el  piso es lo suficientemente  firme  solo  se retiran las piedras, escombros, algas, etc.

4.- Una vez que se tiene listo este terreno  se procede a la nivelación del terreno, asegurando un buen escurrimiento del agua evitando con ello la asfixia  por agua limitada de oxigeno y  muy alta temperatura. La nivelación se realiza manualmente con apisonado  o con rieles o tubos pesados jalados con lancha  en  marea alta.

Mantenimiento

La presencia de organismos en el terreno aumenta  considerablemente  la proporción de la materia orgánica y generalmente  de sulfuros en el substrato. Por tanto se debe de mantener en continua remoción de organismos sembrados empleando para ello de palas y rastrillos. Si hay lodo hay que eliminar continuamente la  capa de lodo que se esta depositando. Para compensar el aporte de materia orgánica se añade CaCO3 en polvo. También puede añadirse arena con palos sobre el  terreno.  Si hay presencia de arenícolas esto pueden eliminarse  colocando sobre ellos pantallas de plástico o de papel.

Sistemas de protección

Protección de los suelos

Se  colocan estacas de madera de 50 cm de alto, por todo  el exterior del parque de cultivo, con una separación de 1-2  cm evitando la entrada de arena al parque.

Protección de los parques

A nivel individual los parques son rodeados por una reja con el objeto de delimitar el terreno y proteger a los organismos cultivados de ser arrastrados por el oleaje. Malla variando 10 - 20 - 30 mm. en función del  tamaño  del terreno,  algunas  veces estas mallas están fijas a cuadros de madera de 2 x 0.40 metros, que son clavados en estacas, la  parte inferior de la reja se entierra para evitar el paso de depredadores.

Protección en toda el área de cultivo.

Una banda de postes de madera enterrados con la ayuda de una motobomba,  midiendo de 3 a 5 metros, colocados uno al  lado  del otro formando una especie de almadraba.

Los  cultivos sobreelevados son realizados en zonas  emergidas en base de mareas. En este caso los organismos son depositados en canastas de rejillas o estructuras elevadas. Esta es una alternativa  para  el uso la zona intermareal no apta  para el cultivo sobre fondo. Esta  técnica permite  incorporar  estructuras  de protección  que  incrementan la supervivencia de los  organismos engordados. Este tipo de cultivo requiere de un soporte como  una mesa  o  estante  que mantienen a los  organismos  separados  del sustrato  al menos a una distancia de 30 a 50  cm. Este  soporte puede  ser de madera  o varilla corrugada. Sobre estos se  coloca un  contenedor, que puede ser cualquier estructura como  canasta, jaula, costal, etc., que permita aislar al organismo del sustrato  y de los depredadores.

Artes de cultivo para zonas costeras

 

Estanques

Características y generalidades

Los  estanques son estructuras ( construcciones) dentro de las cuales son contenidas las especies a cultivar. En esté capitulo nos ocuparemos de los estanques rústicos construidos  en tierra con bordos compactados. Sin embargo estos pueden ser  de concreto o bien en tallas pequeñas de fibra de vidrio.

La  longitud y  el ancho del los  estanques se determina principalmente  en base al procedimiento de cosecha que deba aplicarse para la especie que se cultive. Existen varios tipos de estanques; entre los principales se mencionan los rústicos, los semi-rústicos y los de concreto o mampostería.

Estanques semi-rústicos se caracterizan por ser estanques rústicos  ya construidos los cuales presentan una serie de problemas, enfocados a la permeabilidad, ya sea a través de los bordos que lo delimitan o por infiltración a través del fondo de los estanques. Independientemente de cual sea la razón de la fugas se recurre en colocar, sobre los taludes y el fondo, algún elemento que proporcione la impermeabilidad requerida para que los estanques funcionen correctamente.

Este elemento permeable, puede consistir en un recubrimiento del o las áreas permeables con una capa de arcilla compactándola con  un mínimo de 90% de compactación; también se  puede colocar una membrana o lámina impermeable, así como también se emplean la colocación de losas de concreto reforzado con malla metálica o varilla.

Notas de la publicidad de biomembranas

Today's sophisticated fish farming procedures demand a more manageable, controlled environment that can be achieved by an unpredictable mud-bottom pond. As fish hatcheries respond to the increased demand for edible fish, synthetic pond liners are being used to provide better control, increased production and decreased maintenance liner, not covered with soil, the pond operator can control the chemical and biological condition of the pond, and thus reduce chances of disease and other imbalance in the aquaculture environment. In addition, synthetic membrane liners reduce or eliminate grass mowing on the side slopes of the pond, stabilize soil moisture content caused by fluctuating water levels, and reduce shrink/swell soil instability problems caused by too wet or to dry soil

Aquaculture Ponds

Figura 3.10.- Estanques rústicos cubiertos con una biomembrana para hacerlos impermeables.

Estanques de Concreto o Mampostería.

Este tipo de estanquería es utilizado  en los cultivos intensivos 

Los  estanques  rústicos son cuerpos  de  agua  generalmente pequeños (pocas hectáreas) mas angostos que largos. Un estanque de tierra es aquel que retiene y recoge agua.

Mecánica de Suelos.

Evaluación de la textura del suelo y su clasificación

1.- La textura del suelo se refiere a la manera que el suelo se  siente al tacto, y como luce.

2.-  La  clasificación de los componentes del  suelo  va  de acuerdo al tamaño de las partículas que lo forman.

Cuadro 1.- Clasificación general de suelos.

Partículas de suelo

Diámetro en mm

Arena bien gorda

2.0 - 1.0

Arena gorda

1.0 - 0.5

Arena mediana

0.5 - 0.25

Arena fina

0.25 - 0.100

Arena muy fina

O.10 - 0.05

Limo

0.05 - 0.002

Arcilla

menos de 0.0002

 

Figura 3.11.- Clasificación de suelos basado en las diferentes clases de textura de suelo

Pruebas para la clasificación del suelo:

La  textura del suelo suele ser juzgada formándose una  bola de tierra húmeda en la mano:

Los suelos con suficiente arcilla forman bolas apretadas de tierra, no se desmoronan, es plástica y flexible, si se deja  caer al suelo esta no se desbarata y al secarse se endurece.

2.1.- Prueba para la Clasificación del suelo

Sirve  para  estimar la proporción de arena, limo y  arcilla en una muestra de suelo. Permitiendo conocer el tipo de suelo  en cuanto a u textura, y su grado de permeabilidad.

Metodología:

a).- Se toma una muestra de suelo y se procede a quitarle piedras o gravas (fracción gruesa) pasando la muestra  por  una criba de 1/4" (0.64 cm).

b).- Se coloca después en un frasco grande de boca ancha hasta 1/3 de su capacidad y se termina de llenar con agua.

c).- Se tapa el frasco y se agita vigorosamente durante 2 a 3 minutos, permitiendo así que el material del suelo se asiente.

EL material grueso (arena y gravas) se va al fondo primero, el material más fino (arcilla) se deposita al final al igual que el limo. Los limos permanecen en suspensión por lo menos  un minuto y la arcilla una hora o más. El material orgánico tiende a flotar.

d).- Se deja reposar la muestra durante 24 horas.

e).- Enseguida se procede a estimar las porciones  de arena, arcilla y limo comparándolas con el volumen total de la muestra.

f).- A partir de los resultados obtenidos y utilizando el cuadro siguiente  se estima la permeabilidad de dicho suelo, así mismo usando el triángulo de la fig. 2 se conoce el  tipo  de  suelo.

Cuadro 2.- Grado de permeabilidad del suelo (granulometría)

 

PORCENTAGE (%)

SUELOS

PERMEABLE

SEMI-PERMEABLE

IMPERMEABLE

ARENAS

70

60

50

ARCILLAS

15

25

35

LIMOS

15

15

15

 

2.2.-Prueba de Permeabilidad

Esta  prueba se aplica para medir las pérdidas de agua por filtración a través del suelo, directamente en el lugar en  donde se va ubicar la estanquería. La estimación de la Permeabilidad se realizar por la determinación  del Coeficiente de Permeabilidad (K). Los suelos de granos gruesos son altamente permeables y tienen coeficientes altos de permeabilidad; los suelos de granos finos son mucho más impermeables y tienen coeficientes más bajos, siendo estos suelos los más adecuados para la construcción de estanquería. Existen dos pruebas que son las más comunes para determinar el coeficiente de permeabilidad y se emplean en diferentes casos.

Prueba I

Se emplea cuando el nivel freático no se encuentra.

a).- Se hace un pozo, perforación de 15 cm de diámetro y un metro de profundidad.

b).-  Se satura el pozo 3 veces con agua; si el suelo es arcilloso basta saturar una vez.

c).-  Llenar el hoyo con agua hasta el nivel del suelo.

d).-  El tiempo que transcurre entre la baja perdida de 10 cm de nivel del agua debe de ser máximo 24 horas.

Cuadro 3.- Características de permeabilidad de los suelos (Cabrera, 1988) Datos al calcular la constante de permeabilidad en un pozo de 10 cm de diámetro y 50 cm de profundidad.

 

TIPO DE SUELO

K=(cm/seg)

PERMEABILIDAD

Grava limpia

5 - 10

Alta

Arena gruesa limpia

0.4 – 3

Alta

Arena media limpia

0.05 - 0.15

Alta

Arena fina limpia

0.004 - 0.02

Alta

Grava y arena limosa

10-5  - 0.01

Alta a Baja

Arena limosa

10  - 10-4

Baja

Arena arenosa

10-6 - 10-5

Baja

Arcilla limosa

10-6

Baja

Arcilla

10-7

Baja

Arcilla coloidal

10-9

Baja

Limo arcilloso

10-10

Casi nula

 

Valores óptimos de permeabilidad

1.- Por experiencia se sabe que un suelo que no permite  una filtración  mayor de 5 cm en 24 hrs. es un suelo impermeable,  en un pozo de 50x50x50 cm.

2.- La impermeabilidad es adecuada para terrenos secos, si la pérdida por filtración es menor de 10 cm en 24 hrs. para  un pozo de 15 cm de diámetro y un mínimo de 50 cm de profundidad.

3.- En  términos generales se puede decir que  suelos  cuyo coeficiente  de permeabilidad alcanza un valor igual o menor de 1x10-4 cm/seg. son adecuados para construcción de estanquería rústica.

2.3.  Prueba de carga directa

La capacidad de carga del terreno se podrá obtener mediante la ejecución de pruebas de carga directa consiste en realizar pruebas de carga, colocando horizontalmente, en el fondo de la excavación hecha para un pozo, una tabla o placa rígida de 0.30x0.30 m a la cual se le va aplicando carga en forma  uniforme con el auxilio de una plataforma de madera apoyada  mediante un polín vertical colocado sobre la placa. La carga irá incrementándose gradualmente y se estudiará su comportamiento hasta  que se observe un asentamiento brusco que indica que  se ha presentado la falla del terreno. La carga total en Kg. que ese momento  se tiene colocada sobre la plataforma dividida entre 0.18 m2 (que es el doble del área de la placa de apoyo), nos proporciona el valor de la capacidad de carga del terreno, en kg/m2, que debe de considerarse para el cálculo de cualquier tipo de estructura que se pretenda construir sobre el.

Para el caso en que únicamente se desee verificar que el terreno seleccionado tiene capacidad para soportar una presión determinada, por ejemplo de 5 ton/m2, entonces solo será necesario colocar, sobre la plataforma de madera, una carga de 5000 x 0.3x0.3 =  450 Kg. o bien 900 kg. si se desea tener un factor de seguridad de 2.

 

Estanques

Existen  diferentes tipos  de estanques en función de su construcción y diseño:

1.-  Amurallamiento-  consiste  en la construcción  de  una  represa  o estructura similar sobre tierra para encerrar el agua.

a) Es el tipo mas común ya que se puede construir en una variedad de condiciones topográficas.

b)  Estos estanques pueden encerrar la mas grande área de agua (superficie) por el menor volumen de relleno.

2.-Excavación - se saca tierra de un para formar una depresión  o cuenca que se llena de agua.

a) Se constituye en áreas de topografía relativamente plana o de nivel.

b) El tamaño práctico del estanque está limitado por el costo de la construcción donde la operación de excavación de tierra es cara.

c) A menudo son difíciles de drenar si el fondo del estanque penetra el limite superior del agua subterránea, excepto cuando se bombea, pero es caro.

d) El estanque debe de drenarse totalmente.

3.-  El método más eficiente para construir estanques es  el combinado de excavación y amurrallamiento, aunque este se realiza sólo donde hay una pendiente suave.

El costo de la construcción - área del estanque.

Ejemplo de los dos métodos:

Para proveer un área de una hectárea (10000 m2) de superficie con 2 metros de agua de profundidad.

Si  este  estanque se realizara excavado, se quitarán del medio 20,000 m3 de tierra. Con este volumen se podría hacer un estanque amurallado con represa de 1,330 m de largo; 3:1 de pendiente; 1.5 m de ancho de arriba y 2 m de alto y podría  contener 11 hectáreas de agua (110,000 m2)

Factores que determinan la forma del estanque

1.-  Relación entre lo largo de la represa y el área cubierta  de agua ,y su costo.

2.-  Topografía del área - con pendiente escarpada los  estanques serán estrechos y caros.

3.- Método esperado de cosecha y drenado.

* En la relación de tamaño habrá que considerar los  tiempos de llenado y drenado.

Elementos  de  las diferencias de nivel del  agua  entre  la entrada y la salida del estanque.

 

Figura 3.12.- Elementos de diferencia de nivel del agua a la entrada y salida de un estanque (presentación esquemática). Tomado de Wieniawski (1980).

 

1.- Perdida de la carga por la reja

2.- Perdida de la carga a la entrada de la válvula

3.- Profundidad del estanque a la entrada del monje de evacuación

4.- Profundidad del canal del drenaje ( a la entrada del monje de evaluación).

5.- Diferencia a la entrada del monje de evacuación

6.- Pendiente del tubo de evacuación

7.- Diferencia a la salida del tubo de evacuación

8.- Profundidad del canal de evacuación

NOTA: Las pendientes no deberán descender por debajo del 0.5% par evitar que se colmatase de los canales. El problema  existe  sobretodo  para canales de drenaje  al  interior  del estanque.

Evaluación de los sitios para la construcción de estanques.

Figura 3.13.- Forma y disposición típica de un estanque de cultivo.

 

A.- Topografía y elevación

A.1.- La pendiente ideal en el área propuesta deberá ser entre 0.5% y 1 % ( pero del 2-5% son aceptables ).

A.2.-  Planos  con  curvas  de nivel y/o  mapa  perfil  de  áreas críticas.

A.3.- Recomendaciones especiales :

-  Cuando el área de superficie de agua se compara  con  el volumen  de  tierra que se remueve para su  construcción  podemos decir que :

*  A/V  menor de 3 .- no se recomienda el  sitio, excepto  en áreas con pendientes favorables ya que no hay otra alternativa.

 A/V mayor a 3 .- Sitio satisfactorio.

  A/V mayor de 7 .- El sitio es ideal para la  construcción de un estanque al costo más económico .

 Esta  relación es función del costo de mover la tierra. Otro factor importante en la construcción de los estanques es el tamaño de estos, considerándose dos tipos, estanques  pequeños (menores  de 1 Ha.) y los grandes (iguales o mayores a 1 Ha.).

 A continuación se muestran las ventajas y cada uno.

Ventajas de Estanques Pequeños

- La cosecha es más fácil y rápida.

- El llenado y el drenado también es rápido.

- Adecuados para tratar enfermedades y parásitos.

- Están menos expuestos a la erosión por el oleaje.

Ventajas de Estanques Grandes

- Menor costos de construcción por superficie de agua

- Tienen mayor oxigenación natural y baja los costos de operación.

- Mayor posibilidad del uso del agua para otras actividades agrícolas.

Construcción de diques

Los  diques  son las paredes del estanque y su forma  típica  esta representada en la

 

Figura 3.14.- Representación esquemática de un dique.

 

El dique tiene una capa interior A, una cara exterior B  una base  C y una altura 1 que definir las pendientes en A y  B,  En este  modelo la pendiente esta indicada en función de  la  altura por lo que comenzaremos por definir lo que es la altura del dique o represa (1).

Altura = a + ab + aa + (aw)

a= es la profundidad del agua de la represa (deseada)

ab = Borde libre o distancia vertical desde la superficie del

agua a lo alto del dique. Generalmente varia de 0.5-1 m

aa = Asignación del asiento de la represa después de la construcción la que puede fluctuar del 5 - 10 % de la altura de la represa  si  el suelo se hace bien compacto, y del 20 - 25  %  en  los casos de poca o ninguna compactación.

aw  = Se aplica a estanques grandes en áreas con vientos  fuertes prevalecientes. Es la altura que se necesita para prevenir que el agua se desborde por efecto del olaje provocado por el viento.

Así:

aw = 0.014 F1/2

Donde  F  es  igual a la longitud del fetch,  es  decir,  la distancia  en  línea recta del punto más lejano del  estanque  al dique o represa.

La  altura  será  calculada basándose en la profundidad  deseada la tolerancia del asiento de la tierra en el dique, el borde libre y la  longitud  del fetch. Sin embargo la altura puede aumentarse arbitrariamente  para encerrar volúmenes de agua más grandes, si se requiere.

La variable o factor de compactación , depende de :

1.- Composición del suelo

2.- Humedad del suelo durante su construcción

3.- Cantidad de material compactado

4.- Velocidad de construcción

5.- Características del dique (forma).

Todos los factores enunciados son función de la compactación  del suelo durante la construcción, así tenemos que :

1.- La compactación del suelo es un proceso artificial  para aumentar la densidad del suelo, estabilizando el mismo, reduciendo su porosidad por la acción mecánica de la erosión.

2.- La tierra compactar tiene una diversidad de tamaños, por lo que deberán de contener agua (humedad) para que la compactación sea la adecuada.

El contenido de humedad tendrá que ser tal que permita:

- Coloque una pequeña muestra del suelo en la mano y enrolle la, si se puede hacer un rollo de +/- el diámetro de un lápiz  (8 mm) es demasiado húmedo por lo que se debe retrasar la  construcción.

- Si al material se desmorona es demasiado seco, por lo  que se debe de rosear el suelo durante la construcción.

- Si el material se desmorona solo ligeramente, el contenido de agua es + ó -  apropiado.

Sin  embargo  este prueba es efectiva para  suelos  que contienen arcilla al menos en el 5 %.

3.- Durante la compactación haga capas de 10 - 25 cm de espesor. Si  la compactación es a mano la profundidad dela capa será menor a diez centímetros.

El  ancho del dique (cima) depende del uso que se  hará de la misma, así si se va a usar como camino o bien para estanque profundo deberá ser  de 3 - 3.5 m de ancho .

Los siguientes anchos se recomiendan basándose en la  altura de los diques y los estudios de erosión del suelo.

Cuadro 4.- proporciones recomendadas para la construcción de diques usados en acuacultura

Altura del dique(m)

Ancho del dique(m).

menos de 3

2.4

3 - 4.5

3.0

4.5 - 6.0

3.7

6.0 - 7.5

4.3

 

Para un estanque pequeño a nivel familiar 1m es adecuado de ancho  de dique.

 

Cuadro 5.- El borde libre del dique (ab) es función del largo del estanque así :

 

Largo del estanque(m)

 Borde libre(m)

200

0.30

200 - 400

0.50

400 - 800

0.60

- La profundidad máxima en la represa debe ser entre 1.2 - 1.5 m, sí el agua esta disponible todo el año para mantener el nivel.

-  En  caso de evaporación excesiva y  grandes  fluctuaciones  de temperatura la profundidad máxima del estanque debe de extenderse a 2.5 - 3 m.

Pendiente del dique : (distancia htal. - distancia vcal.)

Frecuentemente la pendiente interna es más plana que la externa  porque está  saturada  de agua, sujeta a la acción de las olas  y  a  la actividad de socavación de los organismos mantenidos en el estanque.

- La  pendiente depende del tipo de suelo. Para suelos  arcillosos  se pueden  usar 2.0 - 2.5 : 1. Para suelos arenosos  o  inapropiados use 3 - 4 : 1 .

-  Para  represas construidas con suelos medianamente  impermeables  la pendiente interior debe ser : 2.0 - 2.5 : 1 y la exterior de 2: 1.

Los diques se construyen usando un patrón de construcción indicando las alturas y pendientes correctas.( Fig. 3)

Alternativas de construcción en el patrón de construcción del dique con pendiente 2:1

Se puede usar la siguiente ecuación:

D = (Ec - E) S + C/2

D  = distancia de la línea de centro de la represa a la estaca que marca  el pie

Ec = Elevación de la cima de cualquier punto

E  =  Elevación del suelo en la localización de la estaca  de  la  pendiente corriente arriba o abajo.

S  = Componente horizontal de la pendiente para el banco de la represa  corriente arriba o abajo. Para pendientes 2:1   S = 2

C = Ancho de la cima en pies (pie = 0.3048 m)

Estimado  el campo de volumen ( m3) de tierra requerido para  el  dique (bordo).

Área transversal (m2) de los extremos de secciones de la represa.

Am2 = A(P(A) + C)

A = Altura del bordo

P = Promedio de las componentes horizontales de ambos lados de la represa

C = Ancho de la cumbre.

A continuación determine el volumen de tierra en cada sección de 5 - 10 m de largo del dique, y se suman todas las demás secciones  hasta completar el contorno del estanque.

VTotal = Ar(C + P(Ar)L)

C = ancho de la cima

P = Componente horizontal de la pendiente del dique

L = Largo de la represa

Ar = Altura del dique .

Ejercicios de distribución y uso de tierra.

Para poder realizar la distribución y uso del terreno destinado  para la estanquería es necesario conocer:

- Topografía y altimetría del terreno

- Área

- Características del suelo

Una vez definidos estos puntos se podrán realiza calcular el volumen  de tierra a mover dependiendo del tipo de estanque. Considerando  que  al construir estanques  es  importante reducir  al mínimo el movimiento de tierra, debiéndose  de  tomar en cuenta los siguientes puntos:

1.-   Calcúlese  el volumen de tierra  disponible  por  cada centímetro  de  excavación. El volumen  (m3) iguala el  área  del fondo del estanque (m2) multiplicada por 0.01 m.

2.-  Fijar la altura final de la represa o borde.

3.-  Por el método de tanteo estímese el número de  unidades de profundidad de excavación (0.01 m) que se requiere y calcúlese el volumen de tierra disponible de la profundidad excavada.

4.-  Relaciones útiles en el movimiento de tierras:

Volumen de tierra excavada por centímetro (0.01m) de profundidad Vc(m3)= Vc/cm * Área del estanque * 0.01 m.

Altura de la represa que se necesita Ar(m)= altura total de la represa - la profundidad de excavación.

Volumen de tierra movida para estimar la deseada profundidad de excavación Ve (m3)= Vc * profundidad de excavación (cm)

Volumen de tirar que se requiere para construir una  represa es:

Vr (m3)= Ar [ C + P(Ar) ] L

donde:

C= Cumbre o ancho de arriba de la represa.

P= Componente horizontal de la pendiente de la represa

L= Largo de la represa.

Compárese los volúmenes (m3) contra  Vr

- Si  Ve>Vr Vuélvase a calcular e menos profundidad de excavación.

- Si  Ve<Vr Vuélvase a calcular e mayor profundidad de excavación.

- Si  Ve÷Vr En este caso se ha calculado correctamente la profundidad de excavación para reducir al mínimo el movimiento de tierras.

 Recomendaciones:

- Si un suelo posee deficiencias de humedad debe agregársele  agua  que  actué como lubricante y así  obtener  una  buena compactación.

- El contenido de humedad óptimo debe variar de 8 al  25% del peso del suelo.

- El suelo debe de depositarse en capas lo suficientemente delgadas para permitir una distribución uniforme de la humedad dentro de cada capa y para permitir también que penetre la presión producida por el equipo de compactación hasta la profundidad total de la capa.

- En suelos arenosos debe depositarse en capas relativamente gruesas; la arcilla se deposita en capas delgadas.

- El grado de compactación que se requiere,  debe  venir especificado  en los planos constructivos como un porcentaje  del peso volumétrico seco máximo del material a utilizar en la formación de bordos.

Figura 3.15.- Fotografía aérea de estranquería rustica construida  para el cultivo de camarón en Baja California Sur, México; Acuacultores de la Península B.C.S.

Estructuras complementarias

1.- Obra de Toma de agua.

Comprende el conjunto de estructuras construidas en un sistema de almacenamiento con el objeto de extraer el agua de una fuente de abastecimiento superficial o subterráneo y depositarla en un canal o tubo para su conducción hasta el Centro Acuícola o Centro de Producción, donde se utilizaron.

Las funciones de las obras de toma son las siguientes:

- Dejar salir las aportaciones en forma gradual

- Derivar los volúmenes recibidos a canales o tuberías

- Permitir la evacuación o la combinación de agua de necesidades múltiples.

Tipos de Obra de toma.

A).- Para aguas superficiales

B).- Para aguas subterráneas

Para aguas superficiales o tomas directas:

- Presas y canales de Derivación. Consisten en diques o represas construidas en cauces de ríos o arroyos, canales de manglar y estuarios con los que se capta el agua y se eleva su nivel.

-  Presa o canal de Almacenamiento. En ellos se almacena agua en grandes cantidades, proveniente de un canal de derivación. En este caso la toma consiste en una tubería o un canal que inunda el canal de almacenamiento.

- Toma Directa. Se construye en la orilla de un canal, una laguna o el mar, para lo que se requiere sobreelevar el nivel de agua.

- Galería Filtrante. Sirve para captar agua de las inmediaciones del mar, mediante tubos ranurados o bien canales excavados y rellenados con material poroso que se conecta a un cárcamo de bombeo ubicado en terrenos firme.

-  Cárcamo de Bombeo. Se construye cuando el sistema donde se va a utilizar el agua está ubicado en un nivel superior al de la fuente de suministro.

B).- Para Aguas Subterráneas o tomas indirectas:

-  Pozos. Consiste en hacer perforaciones en el  terreno a fin de extraer, mediante equipos de bombeo, el agua existente  en el subsuelo. Estos pueden ser profundos o bien someros  cuando el nivel del agua a captar está a poca profundidad.

- Manantiales. Las aguas de manantiales se captan a flor  de tierra  mediante la construcción de una caja o represa que  aísle los afloramientos, procurando que descarguen libremente, siendo protegidos  contra agentes contaminantes y animales.

2.- Obras de Conducción y distribución de agua

La  línea  de conducción es la parte del sistema hidráulico constituida por el conjunto de conductos, (tuberías, canales, etc.), y accesorios, destinados a transportar el agua procedente de la línea de abastecimiento, desde el sitio de su captación hasta el lugar donde ser utilizada. La velocidad mínima permisible en la línea de conducción para que no se presente asentamiento de las partículas que arrastra el agua debe de ser 0.5 m/seg. a velocidad máxima permisible en la línea de conducción para evitar erosiones, está en función del material del conducto, como se indica en el cuadro siguiente.

Cuadro 1.- Velocidades permisibles para diferentes tuberías (SEPESCA, 1988).

TIPO DE TUBERÍA

VELOCIDAD m/seg

Concreto simple hasta 0.45 m de diámetro

3.00

Concreto reforzado de 0.60 m de diámetro y mayores

3.00

Asbesto Cemento

5.00

Acero Galvanizado

5.00

Acero sin revestimiento

5.00

Acero con revestimiento

5.00

Polietileno de alta densidad(Poliducto)

5.00

Cloruro de Polivinilo (PVC)

5.00

 

Cuadro 2.- Velocidad medias máximas en canales rústicos (SEPESCA, 1988).

CANALES RUSTICOS ( Rectos )

VELOCIDAD m/seg

Suelo compuesto arenoso

0.76

 Suelo compuesto limoso

0.91

Suelo compuesto firme

1.07

Grava y/o Guijarros

1.50

 

Tuberías.

Uno de los problemas para emplear en un sistema de distribución por tubería es el su costo, por lo que es necesario buscar las distancias mínimas entre el estanque y la fuente de suministro de agua, reduciendo así el largo de la tubería.

Tipos de materiales para Tubería

a).- Concreto Reforzado, este tipo de tubería se debe de evitar si el agua a ser utilizada tiene acidez.

b).- Metal, Evite el uso de materiales que contengan zinc, cobre o plomo; son caros y se oxidan.

c).- Cloruro de Polivinilo (PVC), son los más empleados.

Diámetros recomendados para tuberías de suministro de agua, dependiendo del tamaño del estanque:

a).-Estanques pequeños, de 50 a 70 mm.

b).- Estanques de 0.1 a 0.2 Has., de 100 a 150 mm.

c).- Estanques de más de 2.4 Has., hasta de 300 mm.

- Canales

Los  canales son conductos abiertos en los cuales el agua circula debido a la acción de a la gravedad y sin ninguna presión pues la superficie libre del líquido esta en contacto con la atmósfera.

Los canales son usados en la acuacultura para el suministro de agua y para desalojar ésta, después de ser utilizada. Existen canales semicirculares, en forma de "v" y en forma trapezoidal, siendo este ultimo el más empleado.

El trazado de los canales debe de localizarse en forma tal que se tengan pendientes apropiadas, con el fin de no tener grandes velocidades de agua que produzcan erosiones en las paredes del conducto

Los canales pueden ser construidos  de dos tipos:

- Rústicos

- Revestidos

Rústicos. Son canales de bajo costo y proporcionan mayor oxigenación, sin embargo no son  recomendables para la conducción de agua agrandes distancias. Los canales rústicos requieren gran mantenimiento, debido a que los canales de tierra son construidos de forma trapezoidal; las pendientes de las paredes  laterales varían de 3:1 hasta 1:1 para suelos muy  estables.

Revestidos. Este tipo de canales se construye en terrenos cuya permeabilidad es superior a 2.2x10-4 cm/seg. El revestimiento se efectúa también cuando existe la posibilidad de erosión natural.

Ventajas de los canales reforzados:

1.-  Reducen las perdidas por filtración e incrementan las velocidades de flujo.

2.-  Reducen los costos de mantenimiento.

3.- Reduce los costos de construcción.

Tipos de Revestimientos:

1.- Revestimiento de Superficie: Concreto hidráulico

Concreto asfáltico

Mampostería de ladrillo.

2.- Suelo-Cemento.

3.-Estructuras de Alimentación

Las  estructuras de alimentación, permiten la deriva del agua, en canales de distribución; estos se ubican en la corona de los bordos. Las estructuras de alimentación comúnmente utilizadas consisten en cajas alimentadoras o conductos que partes del canal o tubería y vierten el agua a los estanques, estas estructuras controlan los gastos por medio de compuertas, tablas de madera, válvulas de compuerta o mariposa.

La forma de estas estructuras varía en función de las necesidades de aporte de agua y de la calidad de esta, por ejemplo la saturación de gases del agua es uno de los factores de mayor influencia en el diseño de estas estructuras.

4.- Sistema de Desagüe

Estos sistemas están en función del tipo de estanquería y de las dimensiones de estas. Existiendo sistema de desagüe simples, los cuales constan de tubería o manguera, y sistemas de  desagüe mecánico, siendo los más empleados.

Desagües Mecánicos:

- Desagüe mecánico con control de nivel y drenaje

- Canal de Desagüe de Emergencia.

- Desagüe tipo Monje.

De los tres tipos de desagües mencionados anteriormente, el desagüe tipo monje es el empleado en con mayor frecuencia en la estanquería comercial. El desagüe tipo monje, consiste de una  caja de madera, tabique, bloque o concreto armado, que generalmente se ubica en el talud interior de uno de los bordos del estanque y se conecta al exterior mediante un tubo de descarga de agua hacia la línea de desagüe. El control del gasto que sale del estanque, se realiza mediante  tablas de madera colocadas, una sobre otra, en  ranuras situadas en las paredes laterales de la estructura, lo cual le permite funcionar como vertedero de demasía o como desagüe, según el nivel de la cresta definido por el borde superior de la última tabla.

 

 Figura 3.16.- Monje o estructura de desagüe de un estanque y estructura de ingreso de agua o vertedero.

 

El ingreso del agua a los estanques debe d comprender una estructura de refuerzo que evite la erosión del bordo o muralla, estas son por lo general sistemas de resbalado de agua como lo muestra la fig. 3.16.