Fase de investigación
A continuación, se presenta la investigación realizada sobre el uso de electricidad para bombeo de agua a los estanques de producción de tilapia en la Estación Experimental de Monterrico.
Diagnóstico de la situación actual
Un sistema de bombeo se compone de bomba, motor, tubería y accesorios. La energía eléctrica consumida depende de la potencia, el tiempo en que funciona la bomba y de la eficiencia del sistema. Esta última es la relación entre la potencia que suministra la bomba al fluido y la potencia eléctrica consumida. La potencia suministrada por la bomba, está en función del gasto y la carga.
La estación experimental de Monterrico cuenta con 5 pozos con lo cual suministran agua a los estanques y piletas para la producción de tilapia. De los 5 pozos 2 se encuentran a una profundidad de 6 metros para abastecerse de agua dulce y los 3 restantes están entre 28 y 30 metros los cuales suministran el agua salada utilizada en el cultivo de camarón.
Para realizar el diagnóstico del sistema de bombeo de la estación experimental de Monterrico, se llevaron a cabo visitas de campo y entrevistas al personal. Aplicando el diagrama de Ishikawa (ver figura 22) se determinó lo siguiente.
Los parámetros evaluados en el diagnostico fueron medio ambiente, mano de obra, materiales y equipo, y la población de peces. Dichos parámetros se describen a continuación.
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Medio ambiente
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Evaporación: Debido a que en Monterrico la temperatura se encuentra entre los 30 y 33 ºC y en temporada de verano alcanza los 39 ºC, se produce evaporación, haciendo recambios de agua parciales (20 % de la profundidad del estanque), lo que requiere el funcionamiento la bomba hidráulica.
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Mano de obra
Figura 22. Diagrama de Ishikawa de la situación actual
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Baja escolaridad: el personal de campo no sabe leer ni escribir, dificultando el uso de documentación para registro de horarios de encendido y apagado de la bomba o cualquier otro registro para generar datos estadísticos.
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Malos hábitos: es notable la poca responsabilidad por parte del personal en el uso de los recursos energéticos e hídricos.
Falta de capacitación: no se tiene evidencia de capacitación sobre concientización ambiental o técnica.
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Materiales y equipo
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Mala ubicación: el estanque se encuentra alejado del pozo de agua, lo que implica el uso de bomba hidráulica para el llenado.
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Tubería en mal estado: la tubería utilizada para llenar el estanque está en mal estado, es vieja y sucia.
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Equipo deteriorado: la bomba utilizada es antigua y la salinidad del entorno ha deteriorado su funcionamiento. No ha sido reemplazada por equipo nuevo.
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Población de peces
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Consumo de oxígeno: mientras mayor es la población de peces en un estanque, mayor es el consumo de oxígeno, lo que también requiere recambios de agua para oxigenación.
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En la figura 23 se muestra la bomba hidráulica succiona el agua de un pozo de 6 m de profundidad para luego ser trasladada, a través de tubos, a las piletas donde se encuentran los peces.
Figura 23. Perforaciones para la obtención del recurso hídrico en la estación experimental de Monterrico
Cuando los elementos del sistema de bombeo, han sido mal seleccionados en su tipo, capacidad o material; si el motor no está funcionando correctamente; si alguno de los accesorios está obstruido o si la tubería está deteriorada, aumenta el consumo de energía eléctrica total del sistema.
3.2. Componentes de una bomba de agua
Una bomba de agua está compuesta por:
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Carcasa o Armazón: es el cuerpo, recubierto, donde se encuentra el mecanismo de avance de los líquidos a traspasar. Generalmente debe ser anticorrosión, en acero inoxidable o hierro fundido si no es sumergible.
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Entrada y Salida: debe existir un hueco o entrada por donde pase el fluido, y luego una salida del mismo
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Impulsor, Rotor o Rodetes: es el dispositivo que se usa para poder impulsar el fluido contenido en la carcasa.
Sellos, Retenedores y Anillos: es todo lo que hace que la bomba selle de manera correcta permitiendo la compresión interna.
3.3. Funcionamiento de una bomba de agua
El agua es aspirada por el tubo de entrada de la bomba de agua para luego ser impulsada por el motor que utiliza bobinas e imanes para crear un campo magnético y así lograr que el impulsor gire de una manera continua. Entonces, a medida que el rotor gira, se mueve el fluido alimentado así la bomba.
En la figura 25 las palas van impulsando los fluidos de manera muy fuerte, haciendo que este pase rápidamente de la entrada a la salida.
Figura 24. Componentes de una bomba de agua
El objetivo de estas palas del impulsor es que el agua entre al centro haciendo que la fuerza centrífuga sea tan fuerte por la compresión del fluido, lo que genera una presión haciendo que el agua salga con rapidez y gran caudal.
El propósito final, no es sólo pasar fluido de un lado a otro, es ahorrar tiempo inclusive a veces elevarlo de una parte a otra.
Resultados
A continuación, se presentan los resultados obtenidos durante la investigación realizada, respecto al funcionamiento de una bomba hidráulica en el llenado de un estanque de 900 m² en la estación experimental de Monterrico, Santa Rosa.
Figura 25. Funcionamiento de una bomba de agua
3.4.1. Tiempo de funcionamiento de la bomba hidráulica
Un factor importante a tomar en consideración para el análisis de producción de tilapia, es el costo de operación del sistema de bombeo que suministra el agua a los estanques acuícolas, el cual requiere de energía eléctrica para impulsar el eje del motor que transmite potencia al impulsor de la bomba.
El cobro del servicio es totalmente dependiente de las horas de utilización de la carga eléctrica (motor eléctrico) y de la potencia eléctrica que este desarrolle durante su operación. Dicho cobro lo realiza la empresa que presta el servicio de energía al recinto donde se encuentra instalado el sistema de bombeo.
En la estación experimental de Monterrico se utiliza una bomba hidráulica para abastecer un estanque de 900 metros cuadrados de área por 1 metro de profundidad, funcionando 3 o 4 horas diarias para el recambio de un 20 % del agua total del estanque de tilapia. Esta es operada manualmente por personal operativo del lugar, que por distintas actividades asignadas se pudo observar un mal control en la operación de la máquina, provocando un alto consumo de energía eléctrica y desperdicios de agua.
La tabla XVIII muestra un resumen del funcionamiento de la bomba utilizada en el llenado de estanques en horas por día y horas por mes.
Tabla XVIII. Tiempo de funcionamiento de la bomba hidráulica
Comparación de los gastos energéticos y la producción de tilapia
El consumo de energía eléctrica viene expresado mediante la siguiente ecuación:
Donde:
C = consumo energético en kW-h
Pem= potencia eléctrica media en kW
h = horas de operación
Con el propósito de medir el costo operacional para el sistema de bombeo le fue acoplado un contador eléctrico monofásico 120 voltios, el cual registró el consumo en kW-h. consumo, funcionando totalmente a la realidad en cuanto al consumo de agua.
Durante los treinta días para la bomba el contador registró las siguientes cifras.
siendo el costo de la operación total de la bomba Q 5 671,00, durante el ciclo de producción equivalente a 6 meses desde la siembra.
En la tabla XX se presentan los costos de producción de tilapia el consumo de energía eléctrica representa el 18,93 %, situado en la segunda posición después de la mano de obra, la cual representa un 50,08 % del total de los gastos analizados.
Tabla XIX. Consumo eléctrico de bomba por mes
Tabla XX. Comparación entre los gastos operativos y el consumo energético
Fase de enseñanza – Aprendizaje
A continuación, se presenta como parte de la fase enseñanza aprendizaje la capacitación realizada sobre la elaboración de abonos orgánicos a base de lombrices coqueta roja Eisenia foetida y su aplicación en la acuicultura.
Diagnóstico
El Centro de Estudios del Mar y Acuicultura está enfocado principalmente en la formación de profesionales acuícolas. Cuenta con una población de aproximadamente 1 000 personas entre estudiantes, personal administrativo, docentes y personal de servicios, quienes diariamente generan basura orgánica e inorgánica, a la cual no se le da uso alguno.
Es por ello, que se buscó una alternativa viable, sostenible y sustentable para solucionar la problemática de los desechos generados, siendo la principal respuesta al problema la lombricultura a través de la creación de aboneras orgánicas, permitiendo obtener fertilizantes de buena calidad y respetuosos con el medio ambiente mejorando la fertilidad de los suelos.
La lombricultura es el cultivo de las lombrices de tierra de la clase Eisenia foetida teniendo un papel importante en la agricultura. Producen estiércol rico en nutrientes para las plantas a través de la descomposición de la materia orgánica.
Además, se obtiene una producción de lombrices, viejas, de las que se obtiene un 60 % de proteínas en peso seco, la cual se utiliza en la producción de harinas para la elaboración de concentrados para la alimentación animal como peces, aves, entre otros.
Para realizar el diagnóstico y obtener así una solución a dicha problemática se encuesto a 30 personas quienes conforman el grupo del séptimo ciclo de la carrera de Licenciatura en Acuicultura. Dichas personas formaron partes del equipo de trabajo a lo largo del proyecto.
Los resultados se muestran a continuación.
4.1.1. Resultados de la encuesta realizada
La encuesta que se realizo estuvo conformada por 5 preguntas con respuestas de sí y no. Con las cuales se obtuvieron los siguientes resultados.
La figura 26 mostró el comportamiento de la población encuestada respecto a las edades, dando como resultado un 83 % de los encuestados comprenden entre los 18 y 25 años de edad, mientras que el 17 % restante cuentan con más de 26 años, correspondientes a estudiantes y docentes de CEMA.
Como se mostró en la figura 27, el 90 % de la población encuestada respondió que si tiene conocimiento sobre la elaboración de abonos orgánicos. Tan solo un 10 % no cuenta con conocimiento alguno sobre dicho tema.
Respecto a la pregunta 3 de la encuesta, la población completa, es decir, 100 % respondió que si le gustaría conocer más sobre los abonos orgánicos elaborados a base de lombrices. Dicho comportamiento se mostró en la figura 28.
Figura 26. Rango de edades
Figura 27. Conoce usted los abonos orgánicos elaborados a base de lombrices
En la figura 29 se mostró el comportamiento poblacional respecto de la pregunta 4. El 67 % de los encuestados piensan que la elaboración de abonos orgánicos es una buena opción, mientras que el 23 % dice que es algo sucio y tan solo un 10 % no opina al respecto.
Al preguntarle a los encuestados sobre participar en una capacitación sobre la elaboración de abonos orgánicos, la respuesta fue positiva. El 100 % de la población respondió que, si apoyaban con la actividad, de tal manera que se planificó una conferencia teórico-práctica en las instalaciones de la institución, dicho comportamiento se presentó en la figura 30.
Figura 28. Le gustaría conocer más sobre abonos orgánicos elaborados a base de lombrices
Figura 29. ¿Qué piensa sobre los abonos orgánicos elaborados a base de lombrices?
4.2. Planificación de capacitación
Luego de determinar la mejor alternativa a la problemática causada por la generación de basura orgánica en la institución, se planifico una capacitación sobre la elaboración de abonos orgánicos a base de lombrices.
La capacitación estuvo comprendida en dos fases;
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Fase teórica: impartida por el médico veterinario Jacques Sigal quien es un profesional experto en el tema. Dicha fase tuvo una duración de 5 horas tratando temas como las generalidades de la lombriz y sus requerimientos medio-ambientales. También se contó con la participación del licenciado Carlos Mazariegos, quien tuvo a su cargo temas como la elaboración de harinas especiales para la alimentación de peces hechas a base de lombrices adultas.
Figura 30. Apoyaría usted participando en una capacitación sobre el tema
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Fase práctica: en dicha fase se elaboraron composteras demostrativas instruyendo a los participantes en el manejo adecuado tanto de la lombriz, como de la compostera y su resultado final. Se realizó una práctica de laboratorio donde se elaboró harina a partir de lombrices adultas.
En las figuras 31 y 32 se pude apreciar el alto interés, por parte de los asistentes, en la producción de abono orgánico a través del cultivo de lombrices Eisenia foetida, pero fue más el interés al momento de llevar a cabo la práctica, pues estuvieron en contacto directo con las aboneras.
La tabla XXI muestra la calendarización de la actividad realizada con los estudiantes, docentes y personal de servicios de CEMA, sobre la elaboración de abono orgánico con lombrices coqueta roja.
Al final del curso, se le reconoció el esfuerzo a cada uno de los asistentes con un diploma autorizado por el coordinador académico de CEMA.
Resultados
Con la creación y uso de las aboneras demostrativas se dio a conocer la importancia en la utilización de los abonos orgánicos utilizando la basura generada y residuos naturales como la hojarasca de los árboles de la Universidad.
Con la capacitación se brindó asistencia a estudiantes, personal administrativo y personal de servicios sobre la forma de producir lombricompost, sus beneficios y la manera correcta para realizar la colecta de exudados, llamado purín. También se realizó un aprovechamiento de las lombrices adultas a través de la elaboración de harinas especiales, la cual puede utilizarse en la alimentación de los peces propios de la institución.
En la tabla XXII se muestran los resultados obtenidos durante la capacitación, siendo estos 20 kilogramos de abono orgánico y 2 litros de exudados los cuales fueron aplicados en una parcela demostrativa observándose una mejoría en el follaje debido a que en su composición están presentes todos los nutrientes: Nitrógeno,
Figura 32. Capacitación sobre lombricultura básica, parte práctica
Figura 31. Capacitación sobre lombricultura básica, parte teórica
Tabla XXI. Capacitaciones sobre lombricompost
Fósforo, Potasio, Calcio, Magnesio, Hierro, Cobre, Zinc, Carbono en cantidades suficientes para desarrollar el perfecto desarrollo de las plantas, además de un alto contenido de materia orgánica, que enriquece el terreno.
Favorece la circulación del agua y del aire, las tierras ricas en humus son esponjosas y menos sensibles a las sequías. Las excretas de las lombrices contienen 5 veces más Nitrógeno, 7 veces más Fosforo, 5 veces más Potasio, 2 veces más calcio que el material orgánico que ingirieron las lombrices. Lo que genera un ahorro en las aplicaciones de fertilizantes químicos, observándose buenos resultados.
Conclusiones
1. Se elaboró una metodología para la producción de tilapia, desde la siembra hasta la cosecha adaptada a las condiciones de la estación experimental de Monterrico, a través de un manual práctico en el cual se toman en cuenta todos los aspectos relacionados a la producción bajo un sistema de cultivo semi-intensivo, incluyendo normativas y regulaciones, planteados por instituciones involucradas (CEMA, MAGA-DIPESCA Y MARN).
2. Se estandarizaron los procesos de los productos elaborados a base de carne de pescado, chorizo argentino y chorizo uruguayo, en el curso de Industrialización de Hidrobiológicos, utilizando la normativa 34 192 de la Comisión Guatemalteca de Normas (COGUANOR) de Aditivos permitidos para el consumo humano.
3. Se realizó una propuesta de mejora para las instalaciones de la planta de industrialización de productos hidrobiológicos bajo regulaciones del CODEX ALIMENTARIUS, Principios Generales de Higiene.
4. Se realizó una capacitación teórico-práctica, en las instalaciones del CEMA, tomando como punto principal la elaboración, uso y aplicación de los abonos orgánicos en la acuicultura contando con la participación de estudiantes, personal administrativo y de servicios del mencionado lugar.
5. Se analizó económicamente el impacto que produce el uso de la energía eléctrica utilizada en el bombeo de agua a los estanques en la producción de tilapia, específicamente en las instalaciones de la estación experimental de Monterrico, tomando en cuenta el tiempo de funcionamiento de la bomba, las dimensiones del estanque, la población de peces, y el costo de la energía eléctrica.
6. La actividad piscícola del país tuvo un crecimiento desordenado por no tener sistemas adecuados de información de producción, incumplimiento del marco legal y ausencia de información clara y precisa de los componentes de la cadena de valor de la actividad de producción de tilapia en Guatemala.
Recomendaciones
1. El manual elaborado debe ser actualizado al surgir nueva información sobre el cultivo de tilapia, así como también divulgado entre productores para aprender de las experiencias de otros.
2. Para ser competitivos en este tipo de emprendimiento se debe tener una producción con control de calidad y se recomienda mantener una asistencia técnica especializada para dicho efecto.
3. Sin importar el tamaño de la planta procesadora de alimentos, es recomendable contar con bases sólidas de higiene y sanitización para evitar riesgos de contaminación y garantizar un producto inocuo y así cumplir con las exigencias del mercado.
4. Consultar las regulaciones alimenticias al momento de manipular todo tipo de aditivo para que el producto final dañino para el consumo humano.
5. Contar con servicio de energía eléctrica es indispensable para el buen desarrollo de las actividades propias de la granja productora de tilapia, en caso contrario los costos de producción se incrementarán a causa de la necesidad de generarla por medio de motores diésel o gasolina.
6. Contar con la disponibilidad económica para poder hacer frente a los gastos necesarios al dedicarse a esta actividad que, si bien es muy atractiva y rentable económicamente, necesita de la inversión de cantidades de dinero que puede decirse son considerables
7. Las instalaciones de la granja productora de tilapia deben contar con vías de acceso vehicular, para facilitar el movimiento que conlleve la actividad propia de la granja, como a los a los futuros compradores y visitante.
Apéndices
En cuanto a las harinas, se obtuvo una producción de una libra de harina de lombriz por cada 10 libras de lombrices vivas, la cual es un alimento balanceado que contiene proteínas y minerales contribuyendo al desarrollo de los animales.
Tabla XXII. Producción de lombricompost
Apéndice 1. Encuesta realizada para el diagnóstico de la fase de enseñanza aprendizaje.
1. Edad
18-25 26 o mas
2. Conoce usted los abonos orgánicos elaborados a base de lombrices
Sí No
3. Le gustaría conocer más sobre abonos orgánicos elaborados a base de lombrices
Sí No
4. Que piensa sobre los abonos orgánicos elaborados a base de lombrices
Buena opción Es algo sucio Sin Comentarios
5. Apoyaría usted participando en una capacitación sobre el tema
Sí No
Apéndice 2. Tabla utilizada para toma de datos en la bomba hidráulica analizada en la fase de investigación.
