Más allá del oxígeno disuelto en mg/L: cómo medir lo que los peces realmente perciben.
En acuicultura, medir únicamente el oxígeno disuelto (OD) en mg/L puede llevar a interpretaciones incorrectas del estado real del agua para los peces. Desde el punto de vista fisiológico y fisicoquímico, el parámetro más representativo es el porcentaje de saturación de oxígeno (% Sat), ya que integra automáticamente el efecto de temperatura, salinidad y presión atmosférica sobre la disponibilidad real de oxígeno para los organismos acuáticos.
El valor de OD en mg/L expresa solo una concentración absoluta de oxígeno en el agua. Sin embargo, la capacidad del agua para contener oxígeno cambia fuertemente con las condiciones ambientales. Por ejemplo, el agua fría puede contener mucho más oxígeno que agua caliente; asimismo, el agua dulce puede contener más oxígeno que agua salada. Esto significa que un mismo valor de 7 mg/L puede representar condiciones excelentes en un estanque cálido y críticas en un centro marino frío, o viceversa. Leer solo ese número sin contexto es tomar decisiones a ciegas.
La saturación de oxígeno resuelve este problema porque compara el oxígeno realmente presente con el máximo que el agua puede contener bajo esas condiciones específicas (estado saturado respecto al aire en la atmósfera).
Matemáticamente:
% Sat = OD real /. OD de saturación×100
Por ello, la saturación representa directamente cuán "cargada" está el agua respecto de su equilibrio físico natural y ese dato es el que le importa al pez.
Desde la fisiología de los peces, lo relevante no es solamente cuántos mg/L existen, sino el gradiente de difusión de oxígeno entre el agua y las branquias. Ese gradiente depende principalmente de la diferencia de presión parcial de oxígeno, la cual está directamente relacionada con el porcentaje de saturación y no exclusivamente con la concentración en mg/L. Dos aguas con igual OD pueden generar disponibilidades respiratorias muy distintas si tienen diferentes temperaturas o salinidades.
Las branquias de los peces utilizan un sistema de intercambio de gases en contracorriente extremadamente eficiente, donde el agua fluye sobre las lamelas branquiales secundarias en dirección opuesta al flujo de sangre capilar. Este noble diseño de la naturaleza permite mantener a lo largo de todo el recorrido de la branquia un gradiente neto favorable de presión parcial de oxígeno entre el agua y la sangre. El oxígeno disuelto difunde desde el agua —donde su presión parcial es mayor— hacia la sangre —donde es menor— siguiendo las leyes básicas de difusión de gases. La ley de Henry por ejemplo enuncia que, a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido, es decir, a mayor presión, mayor solubilidad y a la inversa. Así, mientras mayor sea la presión parcial de oxígeno en el agua (y por tanto su saturación), mayor será la capacidad de transferencia hacia la sangre. Gracias al extraordinario mecanismo de contracorriente en las branquias, los peces pueden extraer entre un 70 y 90% del oxígeno disponible en el agua, una eficiencia muy superior a la de muchos sistemas respiratorios de flujo paralelo.
Intercambio de gases en CONTRACORRIENTE
Esquema de CONTRACORRIENTE mostrando las presiones parciales en mm Hg y la saturación en %
Además, el uso de la saturación permite comparar de forma consistente distintos sistemas productivos:
agua dulce vs. agua de mar
invierno vs. verano
centros en distintas altitudes
RAS vs. flujo abierto
smoltificación vs. engorda en mar
Por ejemplo, 8 mg/L puede equivaler aproximadamente a:
~100% de saturación en agua marina templada,
~75% en agua dulce fría,
o incluso sobresaturación en ciertas condiciones.
Si solo se usa el OD en mg/L, el operador podría creer que los peces están en condiciones similares cuando fisiológicamente no lo están. La diferencia podría verse reflejada en productividad y bienestar animal.
La saturación también es el parámetro correcto para:
evaluar riesgo hipóxico real,
controlar sistemas de oxigenación con precisión,
estimar transferencia de oxígeno,
modelar consumo metabólico,
prevenir la "gas bubble disease" por sobresaturación,
y automatizar control en PLC.
En la práctica moderna, los sistemas más avanzados de acuicultura utilizan ambos parámetros, pero el porcentaje de saturación se considera el indicador primario de disponibilidad biológica de oxígeno, mientras que los mg/L se usan para balances de masa.
En resumen: medir solo mg/L describe "cuánto oxígeno hay", mientras que medir saturación describe "cuán disponible está ese oxígeno para los peces bajo las condiciones reales del agua". Para manejo fisiológico, bienestar animal y control avanzado del cultivo, el porcentaje de saturación es el parámetro más correcto y universal. Medir bien es la base de una operación confiable.
Este artículo fue desarrolado por Martin Hevia Werkmeister, Gerente de Innovación y Desarrollo de Imenco Chile