ACUICULTURA I “Balance Hídrico en estanques de Acuicultura
PROFESORA:
ING. ELSA VEGA
GRUPO:
D*
FECHA DE PRACTICA:
18/10/08
FECHA DE ENTREGA:
25/ 10 / 08
ALUMNOS:
Guzman Mallqui, Roxana Quiroz Gil, Katya
2009-II
”
TERCERA PRACTICA “Balance Hídrico en Estanques de Acuicultura”
INTRODUCCION El abastecimiento de agua confiable es el factor más importante que debemos considerar al seleccionar un sitio para una empresa acuícola. Agua de calidad y cantidad adecuada para las operaciones de la granja. La cantidad del agua necesaria depende del sistema de producción, de la especie, de las prácticas de manejo, de las densidades, de la habilidad del criador, etc. Wheaton(1977) identificó cuatro funciones que el abastecimiento del agua debe satisfacer: Pérdidas por evaporación, pérdidas por infiltración, agotamiento de la concentración de oxígeno en los estanques y eliminación de los desechos. Además, el agua puede ser requerida para otros usos en la empresa como por ejemplo emergencias, operaciones de limpieza, uso residencial, etc. Así como también el agua necesaria para futuras ampliaciones. El llenado de los estanques de cultivo debe ser realizado en un tiempo razonable, por lo tanto la fuente de agua deberá ser suficiente para este propósito asó como también para mantener el nivel deseado durante todo el proceso productivo, compensando las pérdidas. El balance hídrico típico para un estanque según Boyde, 1990 puede ser representado con la siguiente fórmula:
∆ Almacenamiento = (I+E)-P
Donde: ∆
Almacenamiento es el cambio en el nivel de agua del estanque en un periodo de tiempo y es igual a la cantidad de agua requerida para mantener el nivel deseado en el estanque.
I
Es la infiltración del agua a través del suelo.
E
Es la evaporación.
P
Es la precipitación.
Para una situación dinámica en el estanque donde hay recambio parcial del agua el balance esta dado por:
QD = (Qev + Qin) –Qpp+Qr
Donde: QD
Caudal requerido o demandado.
Qev Caudal de evaporación. Qin
Caudal de infiltración.
Qpp Caudal de precipitación. Qr
Caudal de recambio.
Todos los valores expresados en metros cúbicos por segundo.
OBJETIVOS
Estudio del balance hídrico en un estanque de cultivo.
Estimar la cantidad de agua necesaria para el llenado y mantenimiento del nivel adecuado de los estanques de cultivo.
Aplicas la teoría de clase. Trabajar con datos reales, para tener una idea verdadera del trabajo de acuicultor.
METODOLOGÍA Tomando en cuenta los registros meteorológicos de precipitación y evaporación de un período de 10 años, el valor de infiltración en los estanques, hallar el vapor promedio mensual y total de las pérdidas de agua y de los aportes que serán utilizados para el cálculo del caudal requerido para las siguientes situaciones:
a) Realizada y entregada en clases.
b) Si se conoce que la fuente de agua tiene un caudal mínimo de 10 metros cúbicos por segundo. Estime usted si será adecuada la instalación de una piscigranja con un área total de espejo de agua de 50ha, de las cuales el 1% son estanques de concreto para el alevinaje con una profanidad promedio de 0.90m y debe de tener una tasa de recambio diario del 100%, el 40% del área está conformado por estanques de tierra para juveniles, de una profundidad promedio de 1m, cuyo valor de infiltración es de 15mm/día y una tasa diaria de recambio del 59% y el resto del área en estanques de engorde con una profundidad promedio de 1.20m, una infiltración similar un recambio del 20% diario. Considerar que al inicio se desea llenar los estanques en 24 horas.
Para esta pregunta trabajaremos con los datos de la Zona norte de Cajamarca en la cual exhortamos los siguientes resultados como valores de precipitación máxima y su correspondiente evaporación: Para la estación de Llaucano – Tororco: Precip. TMP : 111.4 Evap. TPM : 87
SOLUCION: •
Precipitación Total Mensual (mm) Febrer
Mes
Enero
Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sep
Oct
Nov Diciembre
Promedio 1967-74
66 61.3
•
77.8
111.4
92
34.7
Evaporación Total Mensual (mm)
22.7
29
16.6
51.1
104
90.2
Marz Abri May Agost Enero Febrero o l o Junio Julio o
Mes Promedio 1967-74
97.5
•
Mes Días x Mes
84.8
87
82.7 88.4
90.5
97.8
99.4
Sep
Oct
Nov
Diciembre
102.5
94. 3
105.7
94.6
Días por mes
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Prom. Total 31
28
31
30
31
30
31
31
30
31
30
31
30
b.1) Para los alevines: Un área correspondiente al 1%, es decir 5 000 m 2, con estanques que tienen una profundidad de 0.90 m y una tasa de recambio del 40% diario.
Estanque: 5 000 m2 * 0.90 m = 4 500 m3 Tasa de recambio 100% diario 4 500 m3 * 1.0/día = 4 500 m 3/día = 0.05208 m3/seg
Precipitación para el mes de enero 5 000 m2 * 61.3 mm/mes = 306.5 m3/mes = 1.182 * 10 -4 m3/seg
Evaporación para el mes de enero 5 000 m2 * 97.5 mm/mes =487.5 m3/mes = 1.88 * 10-4 m3/seg
Infiltración: 0 m3/seg QD = (QEV + QIN) – QPP + QR QD = (1.88 * 10-4 + 0) – 1.182 * 10-4 + 0.05208 QD=0.0521498 m3 /seg TABLA N°1- CAUDAL MENSUAL REQUERIDO POR LOS ALEVINES ALEVINES MES ENERO
Qe
(m3/seg)
Qin (m3/seg)
Qpp (m3/seg)
Qr (m3/seg)
Qd (m3/seg)
0.000188078
0
0.000118248
0.05208
0.05214983
0.00016358
0
0.000150077
0.05208
0.052093503
MARZO
0.000167824
0
0.000214892
0.05208
0.052032932
ABRIL
0.000159529
0
0.000177469
0.05208
0.05206206
MAYO
0.000170524
0
6.69366E-05
0.05208
0.052183588
JUNIO
0.000174575
0
4.37885E-05
0.05208
0.052210787
JULIO
0.000188657
0
3.85802E-05
0.05208
0.052230077
FEBRERO
AGOSTO
0.000191744
0
3.20216E-05
0.05208
0.052239722
SEPTIEMBRE
0.000197724
0
9.85724E-05
0.05208
0.052179151
OCTUBRE
0.000181906
0
0.000200617
0.05208
0.052061289
NOVIEMBRE
0.000203896
0
0.000173997
0.05208
0.0521099
DICIEMBRE
0.000182484
0
0.000127315
0.05208
0.05213517
b.2) Para los juveniles: Un área correspondiente al 40%, es decir 200 000 m 2, con estanques que tienen una profundidad de 1 m, con una tasa de infiltración de 15 mm/día y una tasa de recambio del 59% diario.
Estanque: 200 000 m2 * 1 m = 200 000 m3 Tasa de recambio 59% diario 200 000 m3 * 0.59/día = 118000 m 3/día = 1.3657 m 3/seg
Tasa de infiltración 200 000 m2 * 15 mm/día = 3000 m 3/día = 0.03472 m3/seg
TABLA N°2 - CAUDAL REQUERIDO POR LOS JUVENILES JUVENILES MES
Qe
(m3/seg)
Qin (m3/seg)
Qpp (m3/seg)
Qr (m3/seg)
Qd (m3/seg)
ENERO
0.000564236
0.002604
0.000354745
0.05208
0.054893491
FEBRERO
0.000490741
0.002604
0.000450231
0.05208
0.054724509
MARZO
0.000503472
0.002604
0.000644676
0.05208
0.054542796
ABRIL
0.000478588
0.002604
0.000532407
0.05208
0.054630181
MAYO
0.000511574
0.002604
0.00020081
0.05208
0.054994764
JUNIO
0.000523727
0.002604
0.000131366
0.05208
0.055076361
JULIO
0.000565972
0.002604
0.000115741
0.05208
0.055134231
AGOSTO
0.000575231
0.002604
9.60648E-05
0.05208
0.055163167
SEPTIEMBRE
0.000593171
0.002604
0.000295718
0.05208
0.054981454
OCTUBRE
0.000545718
0.002604
0.000601852
0.05208
0.054627866
0.00061169
0.002604
0.000521991
0.05208
0.054773699
0.000547454
0.002604
0.000381944
0.05208
0.054849509
NOVIEMBRE DICIEMBRE
b.3) Para el área de engorde correspondiente el 59%, es decir 295 000 m 2, con estanques que tienen una profundidad de 1.20 m, una tasa de infiltración de 15 mm/día y una tasa de recambio del 20% diario.
Estanque:
295 000 m2 * 1.20 m = 354 000 m3
Tasa de recambio 20% diario 354 000 m3 * 0.20/día = 70 800 m 3/día = 0.81944 m3/seg
Tasa de infiltración 354 000 m2 * 15 mm/día = 5310 m 3/día = 0.061458 m3/seg
TABLA N°3 - CAUDAL MENSUAL REQUERIDO EN LA ETAPA DE ENGORDE ENGORDE MES
Qe
Qin (m3/seg)
(m3/seg)
Qpp (m3/seg)
Qr (m3/seg)
Qd (m3/seg)
ENERO
0.001128472
0.005208
0.00070949
0.083333
0.088959981
FEBRERO
0.000981481
0.005208
0.000900463
0.083333
0.088622018
MARZO
0.001006944
0.005208
0.001289351
0.083333
0.088258593
ABRIL
0.000957176
0.005208
0.001064814
0.083333
0.088433361
MAYO
0.001023148
0.005208
0.00040162
0.083333
0.089162528
JUNIO
0.001047453
0.005208
0.000262731
0.083333
0.089325722
JULIO
0.001131944
0.005208
0.000231481
0.083333
0.089441463
AGOSTO
0.001150463
0.005208
0.00019213
0.083333
0.089499333
SEPTIEMBRE
0.001186342
0.005208
0.000591435
0.083333
0.089135907
OCTUBRE
0.001091435
0.005208
0.001203703
0.083333
0.088428732
NOVIEMBRE
0.001223379
0.005208
0.001043981
0.083333
0.088720398
DICIEMBRE
0.001094907
0.005208
0.000763889
0.083333
0.088872018
Si sumamos los caudales requeridos por cada sector de piscigranja obtenemos lo siguiente:
TABLA N° 4 - CAUDAL MENSUAL REQUERIDO EN TOTAL ALEVINES MES
Qd
(m3/seg)
JUVENILES Qd (m3/seg)
ENGORDE Qd (m3/seg)
TOTAL Qd
(m3/seg)
ENERO
0.052113565
0.054784694
0.088742389
0.195640648
FEBRERO
0.052081157
0.054687472
0.088547944
0.195316574
MARZO
0.051941111
0.054267333
0.087707667
0.193916112
ABRIL
0.052024059
0.054516176
0.088205352
0.194745587
MAYO
0.052153688
0.054905065
0.088983129
0.196041882
JUNIO
0.052174329
0.054966986
0.089106972
0.196248287
JULIO
0.052225062
0.055119185
0.08941137
0.196755617
AGOSTO
0.052195548
0.055030644
0.089234287
0.196460478
SEPTIEMBRE
0.052092153
0.054720458
0.088613917
0.195426528
OCTUBRE
0.051990687
0.05441606
0.088005121
0.194411868
NOVIEMBRE
0.052038333
0.054559
0.088291
0.194888333
DICIEMBRE
0.05212456
0.054817681
0.088808361
0.195750602
C) Graficar la demanda del caudal mensual en base a los datos históricos de 10 años para la granja. (Datos en Anexo 1)
CAUDAL MENSUAL REQUERIDO POR LA PISCIGRANJA 0.1970 0.1960 0.1950 0.1940 0.1930
E N E
B E F
R A M
R B A
Y A M
Qd
N U J
L U J
O G A
P E S
T C O
V O N
C I D
(m3/seg)
CONCLUCIONES:
La mayor cantidad de agua será requerida para los meses de junio a setiembre que muestran menor precipitación y un mayor valor de evaporación.
El caudal total es en promedio 0.1951167 m 3/seg, por lo que podemos decir, que para la instalación de una piscigranja de un área total de espejo de agua de 50 ha y con estas condiciones nos es posible instalar en este lugar una piscigranja, puesto que el requerimiento necesario promedio es cubierto por el mínimo caudal de la fuente de agua, el cual es 10 m 3/seg. .
