Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3809
https://doi.org/10.69639/arandu.v11i2.539
Mitigación Ambiental para el Proceso de Producción de
Larvas de Camarón en Punta Carnero provincia de Santa
Elena
Environmental Mitigation for the Shrimp Larvae Production Process in Punta Carnero
Santa Elena Province
Rafael Antonio Marín Suárez
rafael.marinsuarez2142@upse.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8915-3377
Universidad Estatal Península de Santa Elena
Ecuador – La Libertad
Rolando Rafael Calero Mendoza
rcalero@upse.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-8931-9469
Universidad Estatal Península de Santa Elena
Ecuador – La Libertad
Artículo recibido: 20 noviembre 2024 - Aceptado para publicación: 10 enero 2024
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar
RESUMEN
Este estudio abordó los desafíos ambientales asociados con la producción de larvas de camarón
en laboratorios ubicados en Punta Carnero, provincia de Santa Elena, Ecuador, una región
estratégica para la acuicultura, pero afectada por la generación de aguas residuales con alta carga
orgánica. El objetivo fue diseñar una propuesta de tratamiento de aguas residuales basada en un
sistema de manto de lodos anaerobios de flujo ascendente (UASB) como una solución sostenible
para manejar estos efluentes. Se utilizaron encuestas al personal operativo, cuyos resultados se
analizaron mediante métodos estadísticos descriptivos e inferenciales para identificar barreras
culturales y técnicas que dificultan la adopción de prácticas sostenibles. Los resultados de las
encuestas aplicadas al personal operativo revelaron que el 53.8% cuenta con educación secundaria
y solo el 8% posee estudios universitarios, evidenciando una brecha en la formación técnica. A
pesar de que el 92.3% de los encuestados reconoce la diferencia entre residuos peligrosos y no
peligrosos, solo el 57.7% está familiarizado con métodos de reciclaje y monitoreo ambiental. El
análisis estadístico mostró una correlación positiva (ρ = 0.78, p < 0.01) entre la frecuencia de
capacitaciones y la disposición a implementar tecnologías sostenibles, como el reactor UASB.
Comparado con tecnologías como los sistemas de recirculación de agua (RAS) y los bioreactores
de lecho móvil (MBBR), el UASB destaca por su bajo consumo energético, alta eficiencia en la
remoción de materia orgánica (>85%) y producción de biogás, contribuyendo a la sostenibilidad
económica y ambiental. Este enfoque refuerza la necesidad de políticas que promuevan la
formación técnica y la adopción de tecnologías innovadoras. Aunque el UASB aún no ha sido
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implementado, los hallazgos indican su potencial como una solución escalable y replicable en la
industria camaronera.
Palabras clave: aguas residuales, biorreactor UASB, mitigación ambiental,
sostenibilidad, acuicultura
ABSTRACT
This study addressed the environmental challenges associated with shrimp larva production in
laboratories located in Punta Carnero, Santa Elena province, Ecuador, a strategic region for
aquaculture that faces issues related to the generation of wastewater with high organic loads. The
objective was to design a wastewater treatment proposal based on an upflow anaerobic sludge
blanket (UASB) system as a sustainable solution for managing these effluents. Surveys were
conducted with operational staff, and the results were analyzed using descriptive and inferential
statistical methods to identify cultural and technical barriers hindering the adoption of sustainable
practices. The survey findings revealed that 53.8% of the staff had a secondary education, while
only 8% held university degrees, highlighting a gap in technical training. Although 92.3% of
respondents recognized the difference between hazardous and non-hazardous waste, only 57.7%
were familiar with recycling and environmental monitoring methods. Statistical analysis showed
a significant positive correlation (ρ = 0.78, p < 0.01) between the frequency of training and the
willingness to adopt sustainable technologies, such as the UASB reactor. Compared to
technologies like recirculating aquaculture systems (RAS) and moving bed biofilm reactors
(MBBR), the UASB system stands out for its low energy consumption, high efficiency in organic
matter removal (>85%), and biogas production, contributing to both economic and environmental
sustainability. This approach underscores the need for policies that promote technical training and
the adoption of innovative technologies. Although the UASB system has not yet been
implemented, the findings highlight its potential as a scalable and replicable solution in the shrimp
farming industry.
Keywords: wastewater, UASB bioreactor, environmental mitigation, sustainability,
aquaculture
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INTRODUCCIÓN
A nivel global, la acuicultura ha experimentado un crecimiento significativo,
posicionándose como una fuente clave de producción de alimentos en diversas regiones del
mundo. Sin embargo, este crecimiento ha estado acompañado de desafíos ambientales notables,
especialmente en relación con el tratamiento de aguas residuales generadas por las instalaciones
acuícolas. A nivel internacional, diversos estudios han señalado la necesidad urgente de
desarrollar tecnologías sostenibles para mitigar los impactos negativos de la acuicultura, tales
como la contaminación de los ecosistemas acuáticos y marinos debido a la descarga de aguas
residuales cargadas de materia orgánica, nutrientes y contaminantes químicos (Liu et al., 2020;
Palmer et al., 2021; Buenaño et al., 2024). En este contexto, tecnologías como los Sistemas de
Recirculación de Agua (RAS, Recirculating Aquaculture System) (Ahmed & Turchini, 2021), los
Bioreactores de Lecho Móvil (MBBR, Moving Bed Biofilm Reactor) (Kawan et al., 2016) y los
Reactores de Membrana (MBR, Membrane Bioreactor) (Iorhemen et al., 2016) han demostrado
ser efectivas para reducir contaminantes. Sin embargo, estas soluciones a menudo están asociadas
con altos costos operativos y desafíos en su adaptabilidad a las condiciones locales. En este
contexto, los Bioreactores Anaerobios de Flujo Ascendente (UASB, Upflow Anaerobic Sludge
Blanket) emergen como una alternativa prometedora debido a su bajo consumo energético, la
producción de biogás como subproducto y su alta eficiencia en la remoción de materia orgánica
(Muñoz-Sierra et al., 2019; Matías-Pillasagua et al., 2023). Aunque esta tecnología ha sido
ampliamente utilizada en el tratamiento de aguas residuales industriales y domésticas, su
aplicación en la acuicultura, específicamente en la producción de larvas de camarón, sigue siendo
un área de investigación poco explorada (Gómez-Hermosillo et al., 2019).
En la provincia de Santa Elena, situada en la costa suroeste de Ecuador, se encuentra Punta
Carnero, una pequeña localidad que ha adquirido relevancia en la industria camaronera del país.
Esta región, ubicada en el cantón de Santa Elena, es conocida por su proximidad a la costa y sus
condiciones ambientales favorables para el desarrollo de la acuicultura (Ordóñez, 2009; Gómez,
2016; Matías-Pillasagua et al., 2023). Este sector, que ha crecido considerablemente en los
últimos años, agrupa a una serie de instalaciones que operan bajo estrictos estándares técnicos
para abastecer a la industria camaronera nacional. Los laboratorios en Punta Carnero no solo
producen larvas de camarón, sino que también juegan un papel crucial en la cadena de suministro,
abasteciendo aproximadamente el 75% de la demanda nacional de larvas para el cultivo de
camarón en todo el país (Gómez, 2016). Sin embargo, el desarrollo de esta industria en Punta
Carnero también ha generado una serie de desafíos ambientales. La actividad intensiva de los
laboratorios, que requiere grandes volúmenes de agua y genera residuos orgánicos y químicos, ha
planteado inquietudes sobre el impacto ambiental, especialmente en los ecosistemas costeros y
marinos cercanos.
Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3812
A pesar de los avances en el tratamiento de aguas residuales en la acuicultura, el vacío de
conocimiento persiste en cuanto a la aplicación de tecnologías específicas para el tratamiento de
aguas en la producción de larvas de camarón, especialmente en las condiciones locales de
Ecuador. Si bien los UASB han demostrado ser efectivos en otros sectores industriales, su
potencial en el tratamiento de aguas residuales acuícolas sigue siendo un área poco explorada, lo
que representa una oportunidad para avanzar en la investigación de soluciones innovadoras y
sostenibles.
El presente estudio tuvo como objetivo diseñar una propuesta de tratamiento de aguas
residuales basada en un sistema de manto de lodos anaerobios de flujo ascendente (UASB) para
los laboratorios de producción de larvas de camarón en Punta Carnero. Empleando un enfoque
interdisciplinario que integró análisis técnicos, económicos y sociales, la investigación buscó no
solo mitigar los impactos ambientales asociados a esta actividad, sino también proporcionar una
solución sostenible, replicable y adaptada a las condiciones locales. Este estudio contribuye al
creciente cuerpo de literatura sobre tecnologías sostenibles en la acuicultura y responde a la
necesidad de adoptar prácticas más responsables en una industria que enfrenta presiones
ambientales y normativas cada vez mayores.
MATERIALES Y MÉTODOS
Este estudio se llevó a cabo con el objetivo de diseñar una solución sostenible para mitigar
los impactos ambientales derivados de las aguas residuales generadas por los laboratorios de
producción de larvas de camarón en Punta Carnero, Ecuador. La investigación adoptó un enfoque
metodológico integral que combinó un análisis documental exhaustivo (Buenaño et al., 2024),
encuestas de campo para obtener datos primarios de los actores involucrados en la industria
(Muyulema-Allaica el al., 2024), evaluaciones técnicas de las tecnologías de tratamiento
disponibles (Matías-Pillasagua et al., 2023) y análisis estadísticos avanzados para asegurar la
validez y fiabilidad de los resultados obtenidos. Este enfoque metodológico no solo garantizó el
rigor científico, sino que también permitió asegurar la reproducibilidad y la aplicabilidad práctica
de las soluciones propuestas, con miras a su implementación en el contexto local.
Análisis documental y observaciones de campo
Se realizó una revisión sistemática de literatura científica y reportes técnicos locales sobre
las tecnologías utilizadas en la gestión de aguas residuales en la acuicultura, con énfasis en UASB,
RAS y MBR. Paralelamente, se llevaron a cabo visitas a los laboratorios de larvas de camarón
para observar las prácticas actuales de disposición de aguas residuales, obteniendo datos de
referencia sobre volúmenes generados, características operativas y retos específicos del sector.
Encuestas sobre prácticas y percepciones
Se diseñó un cuestionario estructurado aplicado a 26 trabajadores de cuatro laboratorios
camaroneros. Este incluyó preguntas relacionadas con datos demográficos, conocimiento sobre
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gestión ambiental, prácticas de manejo de aguas residuales y percepciones sobre los impactos
ambientales. Las respuestas fueron utilizadas para identificar barreras y oportunidades en la
adopción de tecnologías sostenibles.
Análisis estadístico
Los datos recopilados fueron analizados utilizando el lenguaje de programación R (versión
4.3.0). Se emplearon métodos como estadística descriptiva para caracterizar la población
estudiada, pruebas de Chi-cuadrado para evaluar asociaciones entre variables categóricas,
correlación de Spearman para analizar relaciones entre variables ordinales y modelos de regresión
logística para identificar factores determinantes en la disposición de adoptar el sistema UASB.
Estos análisis garantizaron la validez de las conclusiones al identificar patrones relevantes y
relaciones significativas entre las variables.
Diseño conceptual del reactor UASB
El reactor UASB propuesto fue diseñado considerando las condiciones específicas de los
laboratorios camaroneros. Se estimó un caudal de aguas residuales de 150–200 m³/día, y se utilizó
un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 12 horas para calcular el volumen del reactor
(V=Q×TRHV = Q \times TRHV=Q×TRH). Además, se calculó la tasa de carga orgánica (TCO)
para optimizar la eficiencia en la remoción de materia orgánica.
Los materiales seleccionados incluyeron hormigón armado para la estructura del reactor,
debido a su durabilidad y resistencia química, y PVC/HDPE para las tuberías, por su bajo costo
y resistencia a sustancias químicas. El diseño incorporó un sistema de captación de biogás, que
permite recolectar el metano producido durante la digestión anaerobia, con el potencial de ser
utilizado como fuente de energía renovable para las operaciones internas.
Validación y viabilidad técnica
Se realizó un análisis comparativo preliminar del reactor UASB frente a tecnologías
alternativas como RAS y MBBR, evaluando aspectos clave como costos operativos, generación
de lodos y consumo energético. Este análisis permitió identificar al UASB como una opción
viable y sostenible, con un menor consumo energético (0.3 kWh/m³ frente a 1.5 kWh/m³ en
tecnologías aerobias) y una producción mínima de lodos (0.1 kg/m³). Los datos técnicos serán
validados en etapas futuras a través de simulaciones y pruebas piloto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación, se presentan los resultados y la discusión del estudio, en los que se analizan
los principales hallazgos sobre la viabilidad de implementar un UASB para mitigar los impactos
ambientales generados por la producción de larvas de camarón en Punta Carnero, Ecuador. Los
resultados se dividen en tres apartados clave: la caracterización del personal y el nivel de
conocimiento ambiental, el análisis de percepciones y actitudes de los actores clave hacia la
adopción del UASB, y la evaluación técnica del UASB en el tratamiento de aguas residuales.
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Cada uno de estos aspectos proporciona una visión integral de los desafíos, oportunidades y
beneficios asociados con la implementación de esta tecnología en la industria camaronera local.
RESULTADOS
Caracterización del Personal y Nivel de Conocimiento Ambiental
El análisis descriptivo de las encuestas reveló que el 53.8% de los trabajadores posee un
nivel educativo secundario, mientras que solo el 8% cuenta con estudios universitarios. Esta
diferencia sugiere una notable brecha en la formación técnica necesaria para la implementación
de prácticas sostenibles dentro de la industria. Adicionalmente, aunque el 92.3% de los
encuestados afirmó conocer la distinción entre residuos peligrosos y no peligrosos, solo el 57.7%
indicó tener conocimiento sobre métodos de reciclaje y sistemas de monitoreo ambiental. Esta
disparidad resalta la necesidad urgente de desarrollar programas de capacitación específicos que
refuercen las competencias ambientales y técnicas de los trabajadores, como se ilustra en la Figura
1.
Figura 1
Distribución del nivel educativo y conocimiento sobre prácticas ambientales en el personal
operativo
Análisis de Percepciones y Actitudes
El análisis estadístico realizado evidenció factores clave que influyen en la adopción de
tecnologías sostenibles, como el uso de un reactor UASB. La correlación de Spearman (ρ = 0.68,
p < 0.01) mostró una relación positiva significativa entre la frecuencia de capacitaciones
ambientales y la disposición del personal a implementar tecnologías de mitigación. Este
resultado sugiere que la formación ambiental juega un rol determinante en la apertura hacia
prácticas sostenibles, alineándose con estudios previos que destacan la capacitación como motor
para la innovación tecnológica en el sector acuícola.
Por otra parte, las pruebas de chi-cuadrado (χ² = 12.45, p < 0.05) revelaron una asociación
significativa entre el nivel educativo y la percepción de la importancia de las normas
ambientales. Esto indica que un mayor nivel de formación académica está relacionado con una
mayor comprensión y valoración de la gestión ambiental en los procesos productivos.
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Tabla 1
Resultados de las pruebas estadísticas
Análisis
Estadístico
Variables
Evaluadas
Estadístico
Valor
de p
Interpretación
Correlación
de Spearman
Frecuencia de
Capacitaciones
y Disposición a
Implementar
Tecnologías
ρ = 0.68
< 0.01
Correlación positiva
significativa; mayor frecuencia
de capacitaciones se asocia con
mayor disposición.
Prueba de
Chi-
Cuadrado
Nivel
Educativo y
Percepción de
Normas
Ambientales
χ² = 12.45
< 0.05
Asociación significativa; el nivel
educativo influye en la
percepción de la importancia de
las normas ambientales.
Nota: Un valor de p < 0.05 indica significancia estadística, lo que sugiere que los resultados observados probablemente
no se deban al azar. Estos hallazgos subrayan la importancia de la capacitación ambiental y el nivel educativo en la
disposición del personal para adoptar tecnologías de mitigación y en la valoración de las normas ambientales. Fuente:
elaboración propia.
Ambos resultados destacan la necesidad de implementar programas estructurados de
capacitación que no solo aborden aspectos técnicos, sino también refuercen la conciencia
ambiental entre el personal operativo. La adopción exitosa de tecnologías de mitigación, como el
reactor UASB, dependerá en gran medida del fortalecimiento del conocimiento y la
sensibilización sobre la relevancia de las prácticas sostenibles.
Figura 2
Correlaciones entre variables claves
El mapa de calor (Figura 2) muestra una correlación positiva significativa (ρ = 0.68, p <
0.01) entre la frecuencia de las capacitaciones ambientales y la disposición a adoptar
tecnologías de mitigación, como el reactor UASB. Este hallazgo sugiere que a medida que
aumenta la frecuencia de las capacitaciones, también crece la aceptación del personal hacia
tecnologías sostenibles. Los resultados destacan la importancia de implementar programas
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educativos continuos que fortalezcan tanto el conocimiento técnico como ambiental,
promoviendo así la adopción de soluciones innovadoras. Estos hallazgos coinciden con estudios
previos que enfatizan la formación ambiental como un factor clave en la aceptación de tecnologías
sostenibles. Aunque el tamaño muestral limita la generalización de los resultados, los datos
obtenidos subrayan la relevancia de la capacitación como estrategia para superar las barreras
culturales y técnicas en la industria acuícola. Este análisis refuerza la necesidad de diseñar
políticas y programas educativos enfocados en promover la sostenibilidad dentro del sector
camaronero.
Evaluación Técnica del UASB
El diseño propuesto del reactor UASB fue sometido a una evaluación comparativa con
tecnologías ya consolidadas en la industria acuícola, tales como el RAS y los MBBR, en términos
de varios parámetros clave para el tratamiento de aguas residuales. Los resultados preliminares
obtenidos, respaldados por la literatura especializada, ofrecen un análisis detallado en tres áreas
críticas: la eficiencia en la remoción de materia orgánica, la reducción del consumo energético y
la producción de biogás. Estos aspectos son esenciales para determinar la viabilidad técnica,
económica y ambiental de la implementación del UASB en la industria acuícola.
Eficiencia en Remoción de Materia Orgánica
Una de las principales ventajas del reactor UASB radica en su capacidad para eliminar
materia orgánica de las aguas residuales. Los estudios previos reportan una eficiencia de remoción
superior al 85%, un rendimiento destacado frente a otras tecnologías acuícolas. Esta alta eficiencia
se debe a su funcionamiento bajo condiciones anaerobias, lo que permite el tratamiento efectivo
de aguas residuales con altas cargas orgánicas sin requerir oxigenación adicional (Figura 3).
Según Cecconet (2022), el proceso anaerobio en el UASB facilita la descomposición de la materia
orgánica, lo que se traduce en una notable reducción de la carga contaminante en el agua tratada.
En comparación, los sistemas RAS y MBBR, aunque efectivos, requieren mayores insumos
energéticos para lograr rendimientos similares en la remoción de materia orgánica (Tabla 2).
Figura 3
Diagrama de Reactor UASB
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Reducción del Consumo Energético
En cuanto al consumo energético, el UASB muestra una ventaja significativa sobre las
tecnologías aerobias como el RAS y el MBBR. Debido a que el sistema UASB no requiere
oxigenación forzada, el consumo de energía es considerablemente más bajo. Este factor lo
convierte en una alternativa atractiva para laboratorios y operaciones acuícolas que enfrentan
limitaciones en el acceso o costos de energía. De acuerdo con Ogunwumi et al. (2024), las
tecnologías aerobias como el RAS y el MBBR, que dependen de equipos de aireación y
recirculación, presentan un alto costo operativo debido al consumo constante de energía para
mantener la oxigenación del agua. En contraste, el UASB, con su proceso anaerobio, reduce estos
costos, lo que representa una ventaja económica sustancial en contextos de recursos limitados
(Tabla 2).
Producción de Biogás
El UASB no solo actúa como un sistema de tratamiento de aguas residuales, sino que
también produce biogás como subproducto del proceso anaerobio. Este biogás, compuesto
principalmente por metano, puede aprovecharse como fuente de energía renovable, contribuyendo
a la sostenibilidad económica de las operaciones. Según Rodríguez et al., (2024), la producción
de biogás no solo reduce la necesidad de insumos energéticos externos, sino que también
minimiza la huella de carbono de la planta. Esta capacidad para generar energía renovable a partir
de los residuos orgánicos del proceso coloca al UASB como una opción altamente sostenible,
especialmente en contextos donde los recursos energéticos son limitados o costosos (Enitan et al.,
2015). Además, la utilización del biogás puede generar ingresos adicionales, lo que refuerza la
viabilidad económica del sistema.
Tabla 2
Comparación entre tecnologías (UASB, RAS y MBBR) basada en métricas clave como consumo
energético, producción de lodos y costos operativos
Tecnología
Remoció
n de
materia
orgánica
(%)
Consumo
energétic
o
(kWh/m
3
)
Producció
n de lodos
(kg/m
3
)
Costo
operativo
(USD/m
3
)
Capacida
d de
tratamie
nto
(m
3
/día)
Requerimiento
s de
mantenimient
o
Viabilidad
para
pequeñas
escalas
UASB
Reactor
anaerobio
de flujo
ascendente
con
generación
de biogás
85
0.3
0.1
0.15
200
Bajo
(Mantenimient
o periódico)
Alta
(Costos
bajos y
simplicidad
)
RAS
Sistema de
70
1.5
0.4
0.5
150
Alto
(Mantenimient
Baja
(Costos
Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3818
recirculació
n de agua
con
oxigenación
intensiva
o continuo de
bombas y
oxigenadores)
altos y
complejida
d técnica)
MBBR
Biorreactor
de lecho
móvil con
película fija
en medios
plásticos
75
12
03
0.4
180
Moderado
(Reemplazo
periódico de
medios
plásticos)
Moderada
(Equilibrio
de costos y
eficiencia)
Sistematizando los resultados se puede argumentar que, las características del UASB lo
posicionan como una alternativa económica, práctica y sostenible para el tratamiento de aguas
residuales en la industria acuícola. Su alta eficiencia en la remoción de materia orgánica, la
reducción significativa de consumo energético y la producción de biogás hacen de este sistema
una opción viable y atractiva para laboratorios de producción de larvas de camarón, especialmente
en regiones con limitaciones de recursos financieros y energéticos. Además, su capacidad para
reducir la carga contaminante y generar energía renovable refuerza la sostenibilidad ambiental de
las operaciones acuícolas. En comparación con tecnologías tradicionales como el RAS y el
MBBR, el UASB ofrece ventajas técnicas y económicas, posicionándose como una opción
prometedora para la mejora de las prácticas de manejo de aguas residuales en la acuicultura.
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en este estudio destacan la relevancia crítica de la capacitación
ambiental en el impulso de la adopción de tecnologías sostenibles dentro de la industria
camaronera. La fuerte correlación positiva observada entre la frecuencia de la formación
ambiental del personal y su disposición para implementar tecnologías innovadoras, como el
reactor UASB (coeficiente de correlación de Spearman: 0.78; p < 0.01), sugiere que los programas
educativos tienen un impacto directo y significativo en la aceptación y percepción de las prácticas
sostenibles. Estos hallazgos están en línea con estudios previos que destacan la capacitación como
un factor esencial para la transición hacia sistemas más sostenibles en la acuicultura. Por ejemplo,
Banerjee et al. (2022) enfatizan que la formación técnica no solo mejora las habilidades
operativas, sino que también fomenta un cambio de actitud hacia prácticas ambientalmente
responsables. De manera similar, Hernández-Barraza et al., (2016); Matías-Pillasagua et al.,
(2023) identifican la capacitación como un pilar para superar las barreras culturales y técnicas
que dificultan la adopción de tecnologías sostenibles en diversas industrias, incluida la
acuicultura.
Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3819
El personal operativo juega un papel crucial en el éxito de la tecnología propuesta, ya que
su conocimiento técnico influye en la operación y mantenimiento del sistema. Además, invertir
en formación no solo puede facilitar la implementación inicial, sino también promover una cultura
de sostenibilidad a largo plazo en el sector camaronero. Sin embargo, se debe considerar que la
efectividad de los programas de capacitación dependerá de su diseño, duración y enfoque práctico,
así como de la disposición de las empresas para invertir en ellos.
El análisis técnico y económico del reactor UASB lo posiciona como una solución viable
para la gestión de aguas residuales en laboratorios camaroneros. Este reactor demostró ser más
eficiente en términos de remoción de materia orgánica (>85%) y producción mínima de lodos
(0.1 kg/m³), además de generar biogás como un subproducto aprovechable. Comparado con
tecnologías aerobias como los RAS y los MBBR, el UASB presenta un menor consumo
energético (0.3 kWh/m³ frente a 1.5 kWh/m³ de RAS) y costos operativos más bajos (0.15
USD/m³ frente a 0.40–0.50 USD/m³) (Ahmad et al., 2022; Nguyen et al., 2018). Estas ventajas lo
hacen especialmente atractivo para contextos con recursos financieros limitados.
El diseño modular y el enfoque anaerobio del UASB explican en gran parte estas ventajas.
A diferencia de los sistemas aerobios, el UASB no requiere oxigenación constante, lo que reduce
significativamente los costos energéticos. Además, el biogás producido puede ser utilizado como
fuente de energía renovable, contribuyendo a la sostenibilidad energética de los laboratorios. Sin
embargo, estas ventajas técnicas no eliminan desafíos potenciales, como la necesidad de
supervisión constante para garantizar el rendimiento óptimo, la correcta captura y uso del biogás,
y la sensibilidad del reactor a cambios en la calidad del agua residual, como picos de carga
orgánica o fluctuaciones de temperatura.
El diseño del UASB es adaptable a una amplia variedad de contextos, lo que lo convierte
en una solución escalable y replicable. Su modularidad permite ajustarlo a diferentes volúmenes
de aguas residuales, y su bajo costo relativo lo hace accesible para regiones con recursos
limitados. Sin embargo, el éxito de su implementación a gran escala dependerá de varios factores,
como la disponibilidad de infraestructura adecuada, el acceso a materiales resistentes y
económicos, y la existencia de políticas regulatorias que promuevan el uso de tecnologías
sostenibles.
Por ejemplo, en países con regulaciones ambientales más estrictas o donde los
laboratorios operan con mayores volúmenes de producción, podrían ser necesarios ajustes en los
parámetros operativos para mantener la eficiencia del reactor (Nenciu et al., 2022). En regiones
como Asia o África, donde la acuicultura representa una parte importante de la economía, el
UASB podría desempeñar un papel clave en la transición hacia sistemas más sostenibles (Palmer
et al., 2021). Sin embargo, la replicación exitosa requerirá la personalización del diseño según las
condiciones locales, incluyendo las características de las aguas residuales y los costos de
instalación.
Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3820
Este estudio tomó en consideración la sostenibilidad ambiental en la industria camaronera
ecuatoriana, permitiendo encontrar soluciones tecnológicas que aborden las necesidades locales
mientras se minimiza los impactos ambientales (Zinare-Mamo, 2019; Muyulema-Allaica et al.,
2024). No obstante, este enfoque podría enfrentar varias limitaciones. En primer lugar, la falta de
validación experimental del reactor bajo condiciones reales in situ siendo fundamental realizar
pruebas piloto que permitan ajustar los parámetros operativos del UASB y evaluar su desempeño
en escenarios reales. Esto garantizaría que las proyecciones de eficiencia, generación de biogás y
costos operativos sean precisas y aplicables en la práctica.
En segundo lugar, la implementación exitosa dependerá de factores sociales y
financieros. La aceptación del personal operativo y gerencial será crucial para la sostenibilidad
del sistema. Las empresas deberán asignar recursos para la instalación inicial, capacitación del
personal y monitoreo continuo del reactor. Además, es importante que los gobiernos locales
fomenten políticas de incentivos económicos y regulatorios para fomentar la adopción de
tecnologías sostenibles como el uso de biorreactores UASB.
Finalmente, aunque este estudio se centró en la tecnología de biorreactores UASB, su
integración en un enfoque más amplio de economía circular podría maximizar su impacto
(Capodaglio, 2021; Muyulema-Allaica et al., 2024). Por ejemplo, el biogás producido podría
utilizarse para reducir la dependencia de combustibles fósiles, y los lodos generados, aunque
mínimos, podrían ser procesados para su uso como fertilizantes en sistemas agrícolas. Este
enfoque integrado promovería no solo la sostenibilidad ambiental, sino también beneficios
económicos adicionales para el sector camaronero.
CONCLUSIONES
El presente estudio identificó al reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB) como una
solución tecnológicamente viable y ambientalmente sostenible para la gestión de aguas residuales
generadas en laboratorios de larvas de camarón en Punta Carnero, Ecuador. Los resultados
obtenidos evidenciaron que el UASB puede alcanzar eficiencias superiores al 85% en la remoción
de materia orgánica, mientras minimiza la generación de lodos (0.1 kg/m³) y genera biogás
aprovechable como fuente de energía renovable. Estas características lo posicionan como una
alternativa económicamente competitiva, con un costo operativo aproximado de 0.15 USD/m³,
frente a otras tecnologías como RAS (0.50 USD/m³) y MBBR (0.40 USD/m³). Además, el
consumo energético del UASB (0.3 kWh/m³) es significativamente menor en comparación con
sistemas aerobios, lo que lo hace especialmente adecuado para laboratorios con recursos
limitados.
Los análisis estadísticos subrayaron la importancia de la capacitación ambiental como un
factor determinante en la adopción de tecnologías sostenibles. Se encontró una correlación
positiva entre el nivel de formación técnica del personal y su percepción sobre la relevancia de
Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 3821
prácticas de mitigación ambiental (coeficiente de correlación de Spearman: 0.78; p < 0.01). Este
hallazgo refuerza la necesidad de implementar programas educativos continuos como parte de
una estrategia integral para asegurar la implementación exitosa de la tecnología UASB y fomentar
una mayor conciencia ambiental en el sector camaronero.
En términos de escalabilidad y replicabilidad, el diseño modular del reactor UASB y su
bajo costo operativo lo convierten en una solución adaptable a diferentes contextos productivos.
Sin embargo, se requiere validación experimental bajo condiciones locales específicas para
confirmar su rendimiento en términos de remoción de contaminantes y generación de biogás.
Adicionalmente, factores como los costos iniciales de instalación, la disponibilidad de materiales
y la necesidad de supervisión técnica especializada podrían representar desafíos en su
implementación a mayor escala.
Aunque el UASB demostró ventajas claras frente a tecnologías comparativas, es
importante reconocer que la adopción de cualquier tecnología sostenible en la industria acuícola
requiere una estrategia holística que contemple no solo aspectos técnicos y económicos, sino
también elementos sociales, como la aceptación del personal y las normativas locales. Este
enfoque integrado es clave para garantizar que la industria camaronera ecuatoriana se convierta
en un referente de sostenibilidad ambiental a nivel global.
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REFERENCIAS
Ahmad, A. L., Chin, J. Y., Harun, M. H. Z. M., & Low, S. C. (2022). Environmental impacts and
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