Search

The integration of fish farms with seaweed in recirculation systems is a promising line of action for the diversification and sustainability of aquaculture, and will contribute to the reduction, use and recovery of waste and by-products. The incident irradiance on the surface of the seaweed cultures, expressed as µmol of photosynthetic photons per square meter and second (µmol m-2 s-1), is frequently the determining factor in the growth and photoinhibition processes, and one of the main challenges to increase the productivity and reduce the land surface required for seaweed production in the IMTA-RAS system. The engineering of these IMTA-RAS systems has been studied (UlvaPRO Subproject 2, https://futur.upc. edu/25161329?locale=en), emphasizing the adequate management of light in algae culture tanks to obtain the best macroalgae production, both from the quantitative and qualitative point of view. Here we presented the main results obtained in an IMTA-RAS system (S. senegalensis-Ulva ohnoi). The studies conducted included: -The distribution of light in seaweed tanks in function on irradiance, stocking densities and chlorophyll content of the Ulva; -The effects of light distribution on growth and photoinhibition processes in Ulva; -The effects of light distribution on nutritional quality and food safety of the Ulva, Postprint (published version)

Postprint (published version)

In situ measurement of chlorophyll concentration, with an optical meter, in the green seaweed Ulva ohnoi is presented to estimate the absolute chlorophyll content. The MC-100 optical meter (Apogee Instruments) was used during the study; the optical meter gives chlorophyll content in relative units as Chlorophyll Content Index units (CCI). Absolute chlorophyll content, in µmol m-2, was determined by extraction with dimethylformamide, and the chlorophyll concentration was measured with a spectrophotometer. Equations to convert CCI from optical meter to absolute chlorophyll content were presented for total chlorophyll, chlorophyll a, and chlorophyll b. Highly linear relationships (r2 above 0.9, n = 130) were found for total chlorophyll, chlorophyll a, and chlorophyll b. In situ non-destructive estimation of U. ohnoi chlorophyll content using the MC-100 portable chlorophyll optical meter was considered convenient, fast, and accurate., This work was funded by Spanish Ministerio de Ciencia,Innovación y Universidades (RTI2018-095062-A-C22), Postprint (author's final draft)

The growth of the global population generates an increasing demand for food and products from the earth. The need for agricultural products applies high pressure to terrestrial and aquatic ecosystems, causing irreversible damage. The production of macroalgae, together with the low need for energy and water for their production and their high nutritional values, make them a good candidate, mainly for human nutrition, in addition to other uses such as pharmaceuticals, cosmetics, livestock breeders and in the biofuel industry. Taking into account the diverse uses of macroalgae in industry, the objective of this project has been to assess the surface growth of Ulva Ohnoi macroalgae using a photobioreactor. To achieve this goal, fragments of algae have been grown in a photobioreactor, which allowed maintaining the ideal environmental conditions for the growth of algae; the value of the surface of the fragments was obtained by image processing of the samples. The results showed a maximum growth rate of 0.14 d-1, corresponding to the last period of the first culture (14-21 days). This growth rate compared to previous studies is considerably low, which can be attributed to high pH values inside the photobioreactor, which consequently did not allow algae to fix carbon. In the second and third cultures, maximum growth rates of the order of 0.06 d-1 and 0.05 d-1, were respectively obtained. In both cases, there was a cell death of the culture, produced by the combination of high irradiation and high temperature. This fact brought the culture into a state of photoinhibition that as consequence caused a loss of the initial concentration of chlorophyll in the algae fragments of the 20% in the case of the second culture and 30% in the case of the third culture. In this study, no significant growth results have been obtained that provide sufficient evidence to understand the behaviour and evolution of the growth of fragments, since this would have required more cultures to be done., El crecimiento de la población global genera una demanda creciente de alimentos y productos provenientes de la tierra. La necesidad de productos agrícolas, aplica una alta presión sobre los ecosistemas terrestres y acuáticos, provocando daños irreversibles. La producción de macroalgas, en conjunto con la poca necesidad de energía y agua para su producción y sus elevados valores nutricionales, hacen que sean un buen candidato, principalmente, para la nutrición humana, además de otros usos como son los farmacéuticos, cosméticos, ganaderos y en la industria de los biocombustibles. Teniendo en cuenta los usos diversos de las macroalgas en la industria, el objetivo de este proyecto ha sido evaluar el crecimiento en superficie de la macroalga Ulva Ohnoi mediante un fotobiorreactor. Para alcanzar este objetivo se han hecho crecer fragmentos de alga en un fotobiorreactor, el cual permitía mantener las condiciones ambientales idóneas para el crecimiento de las algas, el valor de la superficie de los fragmentos se obtuvo mediante el tratamiento de imágenes de las muestras. Los resultados mostraron una tasa de crecimiento máxima de 0.14 d-1, correspondiente al último periodo del primer cultivo (14-21 días), esta tasa de crecimiento en comparación con estudios previos es considerablemente baja, lo que puede atribuirse a elevados valores de pH dentro del fotobiorreactor, que en consecuencia no permitían a las algas fijar carbono. En el segundo y tercer cultivo se obtuvieron tasas de crecimiento máximas del orden de 0.06 d-1 y 0.05 d-1, respectivamente. En ambos casos se produjo una muerte celular del cultivo, producida por la combinación de una alta irradiación y una alta temperatura, que llevaron al cultivo a un estado de fotoinhibición y que además provocaron una pérdida de la concentración de clorofila inicial en los fragmentos de alga del 20% en el caso del segundo cultivo y del 30% en el caso del tercer cultivo. En este estudio no se han obtenido resultados significativos d, El creixement de la població global genera una demanda creixent d'aliments i productes provinents de la terra. La necessitat de productes agrícoles, aplica una alta pressió sobre els ecosistemes terrestres i aquàtics, provocant danys irreversibles. La producció de macroalgues, en conjunt amb la poca necessitat d'energia i aigua per la seva producció i els seus elevats valors nutricionals, fan que siguin un bon candidat, principalment, per a la nutrició humana, a més d'altres usos farmacèutics, cosmètics, ramaders i en la indústria dels biocombustibles. Tenint en compte els usos diversos de les macroalgues en la indústria, l'objectiu d'aquest projecte ha estat avaluar el creixement en superfície de la macroalga Ulva ohnoi mitjançant un fotobioreactor. Per tal d'assolir aquest objectiu s'han fet créixer fragments d'alga a un fotobioreactor, el qual permetia mantenir les condicions ambientals idònies pel creixement de les algues, el valor de la superfície dels fragments es va obtenir mitjançant el tractament d'imatges de les mostres. Els resultats van mostrar una taxa de creixement màxima de 0.14 d-1 corresponent a l'últim període del primer cultiu (14-21 dies), aquesta taxa de creixement en comparació amb estudis previs és considerablement baixa, fet que es pot atribuir a elevats valors de pH dins del fotobioreactor que no permetien a les algues fixar carboni. En el segon i tercer cultiu es van obtenir taxes de creixement màximes de l'ordre de 0.06 d-1 i 0.05 d-1, respectivament. En tots dos casos es va produir una mort cel·lular del cultiu, produïda per la combinació d'una alta irradiància i una alta temperatura, que van portar al cultiu a un estat de fotoinhibició i que a més van provocar una pèrdua de la concentració de clorofil·la inicial en els fragments d'alga del 20% en el cas del segon cultiu i del 30% en el cas del tercer cultiu. En aquest estudi no s'han obtingut resultats significatius de creixement que aportin evidències suficients per poder entendre el co

This work consists of the drafting of a preliminary project for a fictitious promoter, who wishes to expand his business by starting up the production of sea bream (Sparus aurata), setting a production target of 50 tons per year. The assignment of this promoter would consist of defining the technique and technologies to be used to reach the objective and to make an approximate budget. The preliminary project will propose the solutions that are considered appropriate to achieve the objectives set, justify the solutions adopted, design facilities and make a budget for the implementation of the project. In order to achieve the desired production, it has been decided to opt for the construction of a multitrophic aquaculture farm under a recirculation system. This is a system in which there is a main production (gilthead bream), and other secondary production from organisms that act as purifying elements, so that the water can be reused. For this project, it has been proposed to use the green alga Ulva ohnoi (sea lettuce) as a purifier of the ammonium produced by fish, and the anemone Anemonia viridis (snakelocks anemone) as a detritivore. The production of these organisms serves to recover the waste produced on the fish farm, and thus increase its profitability, while reducing operating costs by not having to manage this waste. Therefore, facilities have been designed for this system, and production has been planned and organized using growth models. The forecasts made and the budget calculated would enable the developer to carry out an economic study based on its knowledge of the market and, if considered viable, to commission a project., Aquest treball consisteix en la redacció d'un avantprojecte per a un promotor fictici, que desitja ampliar el seu negoci posant en marxa la producció d'orades (Sparus aurata) fixant un objectiu productiu de 50 tones anuals. L'encàrrec d'aquest promotor, consistiria a definir la tècnica i tecnologies a emprar per a aconseguir l'objectiu i realitzar un pressupost aproximat. En l'avantprojecte es proposaran les solucions que es creguin convenients per a aconseguir els objectius marcats, es justificaran les solucions adoptades, es dissenyaran unes instal·lacions concordes i es realitzarà un pressupost per a la realització del projecte. Per a aconseguir la producció desitjada, s'ha decidit optar per la construcció d'una granja aqüícola multitròfica en règim de recirculació. Es tracta d'un sistema en el qual hi ha una producció principal (orades), i altres secundàries d'organismes que actuen com a elements depuradors, de manera que permeten la reutilització de l'aigua. Per a aquest projecte, s'ha proposat la utilització de l'alga verda Ulva ohnoi (enciam de mar) com a depurador de l'amoni produït pels peixos, i l'anemone Anemonia viridis (fideus de mar) com a detritívor. La producció d'aquests organismes, serveix en definitiva per a donar valor als residus produïts en la piscifactoria i augmentar així la seva rendibilitat, alhora que es redueixen costos de funcionament al no haver de gestionar aquests residus. Per tant, s'han dissenyat unes instal·lacions per a aquest sistema, i s'han previst i organitzat les produccions emprant models de creixement. Les previsions realitzades i el pressupost calculat permetrien al promotor realitzar un estudi econòmic basant-se en el seu coneixement del mercat, i si es considerés viable, encarregar la redacció d'un projecte., Este Trabajo consiste en la redacción de un anteproyecto para un promotor ficticio, que desea ampliar su negocio poniendo en marcha la producción de doradas (Sparus aurata) fijando un objetivo productivo de 50 toneladas anuales. El encargo de dicho promotor, consistiría en definir la técnica y tecnologías a emplear para alcanzar el objetivo y realizar un presupuesto aproximado. En el anteproyecto se propondrán las soluciones que se crean convenientes para alcanzar los objetivos marcados, se justificarán las soluciones adoptadas, se diseñarán unas instalaciones acordes y se realizará un presupuesto para la realización del proyecto. Para alcanzar la producción deseada, se ha decidido optar por la construcción de una granja acuícola multitrófica en régimen de recirculación. Se trata de un sistema en el cual hay una producción principal (doradas), y otras secundarias de organismos que actúan como elementos depuradores, de manera que permiten la reutilización del agua. Para este proyecto, se ha propuesto la utilización del alga verde Ulva ohnoi (lechuga de mar) como depurador del amonio producido por los peces, y la anémona Anemonia viridis (ortiga de mar) como detritívoro. La producción de estos organismos sirve en definitiva para valorizar los residuos producidos en la piscifactoría y aumentar así su rentabilidad, a la vez que se reducen costes de funcionamiento al no tener que gestionar dichos residuos. Por lo tanto, se han diseñado unas instalaciones para este sistema, y se han previsto y organizado las producciones empleando modelos de crecimiento. Las previsiones realizadas y el presupuesto calculado permitirían al promotor realizar un estudio económico basándose en su conocimiento del mercado, y si se considerase viable, encargar la redacción de un proyecto., Outgoing

The existence and consumption of macroalgae currently represents an important part of the marine resources of greater exploitation. They main applications are in the use of these as biofilters, cosmetics and food products, since they contain high nutritional values in bioactive compounds, they act as antioxidants and antitumor agents. Also, they are emulsifiers and contain few calories, allowing almost no caloric intake in food. Given the great amount of natural resources and the possible uses that contain the algae, the objective of this work is based on the assessment of the morphology, the growth rate and the productivity of Ulva ohnoi, cultivating: circular and irregular fragments in photobioreactors, fragments of talus in tanks and integration of cultivation ropes without previous seeding in an IMTA system (Integrated Multitrophic Aquaculture). To carry out this assessment, a thickness, biomass and image treatment were performed on random samples of each type of crop, providing the subsequent analysis of the aspect ratio and circularity. The results showed a maximum growth rate of μ_MÁX = 0.93d-1 on the 4th day, in photobioreactors for irregular fragments. What induces to think that, a good production of Ulva ohnoi would be a previous crop of irregular fragments in photobioreactors and a later one in tanks. On the other hand, regardless of the initial morphology of the alga culture, there is a remarkable increase in the elongation of the talus and a high loss of circularity in the three types of culture, so that every sample tends to obtain irregular morphologies. It should also be noted that the greater the handling received by the samples, the greater the thickness values obtained. Finally, it is possible to obtain biomass in ropes of culture without an initial seeding, although it is important to consider the necessary previous time and make a good selection of the ropes according to their composition., L'existència i el consum de macroalgues, actualment representa una part important dels recursos marins de major explotació. Les seves principals aplicacions són l'ús d'aquestes com biofiltres, productes cosmètics i alimentaris, ja que contenen alts valors nutricionals en compostos bioactius, actuen com antioxidants i antitumorals. També, són emulsionants i contenen baixes calories, permetent una aportació calòrica gairebé nul·la en els aliments. Donada la gran quantitat de recursos naturals i els possibles usos que contenen les algues, l'objectiu d'aquest treball es basa en la valoració de la morfologia, la taxa de creixement i la productivitat de Ulva ohnoi, cultivant: fragments circulars i irregulars en fotobiorreactors, fragments de tal·lus en tancs i integració de cordes de cultiu sense sembrat previ en un sistema IMTA (Aqüicultura Multitrófica Integrada). Per dur a terme aquesta valoració, es va realitzar un mesurament del gruix, de la biomassa i un tractament d'imatges en mostres aleatòries de cada tipus de cultiu, proporcionant el posterior anàlisi de la relació d'aspecte i circularitat. Els resultats van mostrar una taxa de creixement màxima de μ_MÁX = 0.93d-1 al 4t dia, en fotobiorreactors per fragments irregulars. El que indueix a pensar que, una bona producció de Ulva ohnoi seria un cultiu previ de fragments irregulars en fotobiorreactors i un de posterior en tancs. D'altra banda, indiferentment de la morfologia inicial de cultiu de l'alga, hi ha un augment destacable de l'elongació dels tal·lus i una elevada pèrdua de circularitat en els tres tipus de cultiu, de manera que tota mostra tendeix a obtenir morfologies irregulars. Cal destacar també que, com més gran és la manipulació que reben les mostres, majors són els valors de gruix obtinguts. Finalment, és possible obtenir biomassa amb cordes de cultiu sense un sembrat inicial, tot i que és important tenir en compte el temps previ necessari i fer una bona selecció dels caps segons la seva composici, La existencia y el consumo de macroalgues, actualmente representa una parte importante de los recursos marinos de mayor explotación. Sus principales aplicaciones están en el uso de estas como biofiltros, productos cosméticos y alimenticios, ya que contienen altos valores nutricionales en compuestos bioactivos, actúan como antioxidantes y antitumorales. También, son emulsionantes y contienen pocas calorías, permitiendo un aporte calórico casi nulo en los alimentos. Dada la gran cantidad de recursos naturales y los posibles usos que contienen las algas, el objetivo de este trabajo se basa en la valoración de la morfología, la tasa de crecimiento y la productividad de Ulva ohnoi, cultivando: fragmentos circulares e irregulares en fotobiorreactores, fragmentos de talo en tanques e integración de cuerdas de cultivo sin sembrado previo en un sistema IMTA (Acuicultura Multitrófica Integrada). Para llevar a cabo esta valoración, se realizó una medición del grosor, de la biomasa y un tratamiento de imágenes en muestras aleatorias de cada tipo de cultivo, proporcionando el posterior análisis de la relación de aspecto y circularidad. Los resultados mostraron una tasa de crecimiento máxima de μ_MÁX= 0.93d-1 en el 4o día, en fotobiorreactores para fragmentos irregulares. Lo que induce a pensar que, una buena producción de Ulva ohnoi seria un cultivo previo de fragmentos irregulares en fotobiorreactores y uno posterior en tanques. Por otro lado, indistintamente de la morfología inicial de cultivo del alga, existe un aumento destacable de la elongación de los talos y una elevada perdida de circularidad en los tres tipos de cultivo, por lo que toda muestra tiende a obtener morfologías irregulares. Cabe destacar también que, cuanto mayor es la manipulación que reciben las muestras, mayores son los valores de grosor obtenidos. Finalmente, es posible obtener biomasa en cuerdas de cultivo sin un sembrado inicial, aunque es importante tener en cuenta el tiempo previo necesario y ha

A growth model was developed to optimize the management of multi-trophic aquaculture systems by analyzing the influence of light and biomass stocking density (SD) in the productivity of Ulva ohnoi fed with the effluents from Solea senegalensis culture tanks. Growth rates and productivity were determined in three flat bottom algae tanks with different incident photon irradiances (E0) (163, 280, and 886 µmol photons m-2 s -1 ), photoperiod 12:12 h, and with stocking densities ranging from 82 to 340 gdw m-2, This work was funded by Spanish MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD (AGL2013‐ 378 41868‐R), Postprint (updated version)

El evidente futuro crecimiento de la población mundial exige la búsqueda de nuevos recursos naturales que puedan cubrir las necesidades nutricionales de los humanos, y el consumo de algas puede ser una solución. El alga es un recurso natural que puede ser manipulado por el ser humano y gracias a esta manipulación puede ser inducida al crecimiento en masa para la obtención de biomasa del alga que puede ser utilizada para la alimentación, animal y humana, y también para la obtención de productos usados en farmacia, cosmética, etc. En este proyecto se ha estudiado la posible relación existente entre el tamaño inicial de Ulva Ohnoi y su tasa de crecimiento. Además se han estudiado las diferencias de crecimiento entre fragmentos extraídos de la parte cercana a la zona de anclaje (zona basal) i fragmentos de la parte más cercana al perímetro de la hoja del alga (zona apical). Finalmente, también se ha realizado el estudio de la capacidad de reactivación de Ulva Ohnoi post conservación en un refrigerador ya que es un proceso que fácilmente podría ser incorporado en el mundo del cultivo de alga industrial para planificar la producción conforme la demanda. En el primer experimento, donde se comparaba la tasa de crecimiento (SGR) de los fragmentos con diferente diámetro inicial, se obtuvieron tasas de crecimiento de 0.167d-1±0.067 y 0.167d-1±0.064 en los fragmentos de diámetro inferior y diámetro superior respectivamente, y 0.192d-1±0.048 en los de diámetro intermedio. En el segundo experimento en el que se comparaban fragmentos apicales y basales las tasas de crecimiento medias han estado de 0.209d-1 ±0.084 y de 0.221d-1±0.065 respectivamente, pero en las basales se ha observado un retraso en el inicio del crecimiento. Finalmente, en el tercero y último experimento, los fragmentos “reactivados” después de un periodo de una semana en la nevera han presentado un SGR de 0.236d-1±0.045 a pesar de que ha habido una pérdida de biomasa en los días posteriores a la etapa, L’evident futur creixement de la població mundial exigeix la recerca de nous recursos naturals que puguin cobrir les necessitats nutricionals dels humans, i el consum d’algues podria ser una solució. L’alga és un recurs natural que pot ser manipulat pels humans i gràcies a aquesta manipulació pot ser induïda al creixement en massa per a l’obtenció de biomassa de l’alga que pot ser utilitzada per l'alimentació, animal i humana, així com per l'obtenció de productes utilitzats en farmàcia, cosmètica, etc. En aquest projecte s’ha estudiat la possible relació existent entre la mida inicial d’Ulva Ohnoi i la seva taxa de creixement. A més a més, s’han estudiat les diferències de creixements entre fragments extrets de la part més propera a la zona d’ancoratge (zona basal) i fragments de la part més propera al perímetre de la fulla de l’alga (zona apical). Com a tercer apartat d’aquest projecte, s’ha realitzat l’estudi sobre la capacitat de reactivació d’Ulva Ohnoi post conservació en una nevera, ja que és un procés que fàcilment podria ser introduït en el món del cultiu d’alga industrial per tal de planificar la producció d’acord amb la demanda. En el primer experiment, on es comparava la taxa de creixement (SGR) de fragments amb diàmetre inicial diferent, s’han obtingut taxes de creixement de 0.167d-1±0.067 i 0.167d-1±0.064 en els fragments de diàmetre inferior i diàmetre superior respectivament, i 0.192d-1±0.048 en els de diàmetre intermedi. En el segon experiment en el qual es comparaven fragments apicals i basals les taxes de creixement mitjanes han estat de 0.209d-1±0.084 i de 0.221d-1±0.065 respectivament, però en els basals s’ha observat un retard en l’inici del creixement. Finalment, en el tercer i últim experiment, els fragments “reactivats” després d’un període d’una setmana a la nevera han presentat un SGR mig de 0.236d-1±0.045 tot i que hi ha hagut una pèrdua de biomassa els dies posteriors a l’etapa a la nevera. Els fragments amb major estança a la nevera no h, The obvious worldwide population future growth demands the research of new natural resources that can meet the human nutritional needs, and the algae consumption can be a solution. Algae is a natural resource that can be manipulated by humans and thanks to that manipulation it can be induced to growth in mass for the procurement of algae biomass, which can be used as animal or human alimentation, as well as to obtain pharmaceutical or cosmetic products, etc. In this project, it has been studied the possible connection among the initial size of the Ulva Ohnoi and its growth rate. Moreover, it has been studied the growth differences between fragments extracted from the closest part of anchoring area (basal zone) and fragments from the closest part of the perimeter of the algae leaf (apical zone). Finally, it has been also studied the reactivation capacity of Ulva Ohnoi after a conservation period in a fridge, because it is a process that could be easily incorporated into the world of algae industrial production in order to plan the production according to the demand. In the first experiment, where the growth rate (SGR) of fragments with different initial diameter was compared, growth rates of 0.167d-1±0.067 and 0.167d-1±0.064 were obtained in lower and bigger diameter fragments respectively, and 0.192d-1±0.048 in those with intermediate diameter. In the second experiment in which apical and basal fragments were compared, average growth rates were 0.209d-1 ±0.084 and 0.221d-1±0.065 respectively, but at the basals, there was a delay in the onset of growth. Finally, in the third and last experiment, the “reactivated” fragments after a period of one week in the refrigerator presented an average growth rate of 0.236d-1±0.045 although there was a loss of biomass the days after refrigerator period. The fragments with larger stay in the refrigerator have not survived.

On the Optimization of Recirculated Aquaculture Systems n of fish tanks. The proposed CFD based methodology allows the modeler (the designer) to manipulate both the tank geometry and operating conditions, in order to solve a multicriteria optimization problem., This work was supported by the MEYS of the Czech Republic -projects “CENAKVA” (No. CZ.1.05/2.1.00/01.0024),“CENAKVA II” (No. LO1205under the NPU I program), and by the long-term strategic development financingof the CTU, Postprint (published version)

Integrated multitrophic aquaculture is gaining importance between fish producers because it can improve the sustainability of this activity by using fish wastes to grow up algae species of commercial interest, in our case Ulva ohnoi. The most important limitation to the expansion of fish-seaweed integrated production is the large seaweed culture area required to reach the necessary uptake of nutrients in order to significantly reduce their concentration. It makes very important to increase the seaweed production and nutrients uptake per unit surface. This can be influenced by the tank design and the algae agitation system, which plays an important role in light availability. The main goal of this work is to analyze the influence of the agitation systems at different nutrient load levels in algae growth and bioremediation capacity. Three experiments lasting three weeks each were conducted. In all the experiments, two tanks with identical geometry, lighting conditions and stocking density were used. To assure that there were no differences of water quality between both tanks; a pump mixed and recirculate the water of both tanks in a closed loop at a ratio of 3.3 renewals per hour. In the first experiment, conducted at a high nutrient load, two agitation systems were compared; one of them, based in bottom aeration, provided a higher turbulence level. In the other, the agitation was produced by water jets entering into the tank, producing a lower turbulence level but a more homogeneous tumbling. In the second experiment the conditions were the same than in the first one, but it was conducted at a low nutrient load. In the third experiment both tanks were set up with bottom aeration systems and high nutrient loads. Two different airflow rates were used to provide different agitation levels. During all three experiments sample colleting and analysis were regularly made. Twice a week biomass yield was checked and some biomass kept for organic nitrogen and phosphorous analy, L'aqüicultura multitròfica integrada està despertant l'interès entre els productors de peix perquè pot millorar la sostenibilitat d'aquesta activitat mitjançant l'ús des residus dels peixos per a fer créixer espècies d'algues d'interès comercial. La limitació més important a l'expansió de la producció integrada peix-algues és la gran àrea de cultiu d'algues necessària per assolir l'absorció de nutrients convenient per reduir significativament la producció de residus. És molt important augmentar la producció d'algues i l'absorció de nutrients per unitat de superfície. Això pot estar influenciat pel disseny del tanc i el sistema d'agitació d'algues, que té un paper important en la disponibilitat de la llum. L'objectiu principal d'aquest treball és analitzar la influència dels sistemes d'agitació en el creixement de les algues, en funció de la càrrega de nutrients. Es van dur a terme tres experiments amb una durada de tres setmanes. En tots els experiments, es van utilitzar dos tancs amb geometria, condicions d'il·luminació i densitat de cultiu idèntiques. Per assegurar que no hi havia diferències de qualitat de l'aigua entre els dos tancs; una bomba barrejava i recirculava l'aigua d'ambdós tancs en un circuit tancat a una proporció de 3,3 renovacions per hora. En el primer experiment, realitzat amb una alta càrrega de nutrients, es van comparar dos sistemes d'agitació; un d'ells, basat en l'aeració inferior, proporcionava un nivell de turbulència més alt. A l'altre, l'agitació era produïa per jets d'aigua que penetren en el tanc, produint un nivell de turbulència més baix però una agitació més homogènia. En el segon experiment, les condicions van ser les mateixes que en el primer, però es va realitzar amb una baixa càrrega de nutrients. En el tercer experiment, ambdós tancs es van configurar amb sistemes d'aeració inferior amb elevada càrrega de nutrients. Es van utilitzar dos fluxos d'aire per proporcionar diferents nivells d'agitació. Durant els tres experiments es, La acuicultura multitrófica integrada está despertando interés entre los productores de pescado porque puede mejorar la sostenibilidad de esta actividad mediante el uso de desechos de peces para cultivar especies de algas de interés comercial. La limitación más importante para la expansión de la producción integrada de peces y algas marinas es el área de cultivo de algas marinas necesaria para alcanzar la absorción necesaria de nutrientes a fin de reducir la producción de residuos. Es muy importante aumentar la producción de algas marinas y la absorción de nutrientes por unidad de superficie. Esto puede verse influido por el diseño del tanque y el sistema de agitación de algas, que juega un papel importante en la disponibilidad de la luz. El objetivo principal de este trabajo es analizar la influencia de los sistemas de agitación a diferentes niveles de carga de nutrientes en el crecimiento de algas y la capacidad de biorremediación. Se llevaron a cabo tres experimentos que duraron tres semanas cada uno. En todos los experimentos, se usaron dos tanques con geometría, condiciones de iluminación y densidad de almacenamiento idénticas. Para asegurar que no hubiera diferencias en la calidad del agua entre ambos tanques; una bomba mezclaba y recirculaba el agua de ambos tanques en un circuito cerrado en una proporción de 3.3 renovaciones por hora. En el primer experimento, llevado a cabo con una alta carga de nutrientes, se compararon dos sistemas de agitación; uno de ellos, basado en la aireación sumergida, proporcionando un nivel de turbulencia más alto. En el otro, la agitación fue producida por los jets de agua que penetraban en el tanque produciendo un nivel de turbulencia más bajo pero un volteo más homogéneo. En el segundo experimento, las condiciones fueron las mismas que en el primero, pero se realizó con una baja carga de nutrientes. En el tercer experimento, ambos tanques fueron configurados con sistemas de aireación sumergida y alta carga de nutrientes. Se us

Bacterial communities associated to Ulva spp. (Ulvales, Chlorophyta) are different from those of the surrounding water both in terms of biodiversity and function and play an essential role for the function of the algae, implying that the macroalgae andall their associated microbiota form a singular entity or holobiont (Egan et al 2012). The specific composition of those bacterial communities may be formed by different members of equivalent functional guilds and a stable core set of functional genes in the bacterial communities associated with different Ulva species has been demonstrated (Roth-Schulze et al 2018)., This work is funded by Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (AGL2013-41868-R), Postprint (published version)

Photoinhibition is the light-induced reduction in the photosynthetic capacity of a photosynthetic organism which takes places when they are exposed to high irradiances that exceed their light energy requirement, and includes photoprotection and photodamage, This work was funded by Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (AGL2013-41868-R), Postprint (published version)

The present work is a comparative study of three aquaponic systems: Media Bed, Vertical Columns and RAFT. Using Tilapia fishes, Tilapia mariae, and growing lettuce, Lactuca sativa, of the Oak leaf cultivar. For the comparison, growth of lettuce has been observed on the different systems. Data of height of lettuce, number of leafs, weight at the beginning and the end of the crop, and the percentage of dry weight at the end of the crop, has been collected. During the cultivation the advantages and disadvantages of each management system has been also compared. The experiment has been developed for seven weeks, from the 16th October to the 7th September of 2017, in a greenhouse in the Parc de Collserola. Tilapia has an average of measure of 250 - 300 gr, raised with a 14.85 kg/m3 density in a 1000L tank. They have been feed with 40g everyday. Simultaneously lettuce of Oak leaf cultivar had been planted in repetitions of 16 plants for each system. Media Bed with a clay substrate, Vertical Columns and RAFT in plates of expanded polyethylene. The physicochemical parameters of water had been, temperature between 14.1 to 23.8 ºC, with an average of 18.4; average pH of 7.7; and nitrates between 60 to 30 ppm on the weeks when temperature had been constraining. The results obtained from these experiments indicate a higher yielding and production on the Vertical Column system, followed by RAFT and finally Media Bed. The lettuce had been affected by Mildiu at different intensities. The Media Bed system was less diseased, followed by Vertical Column and RAFT. The lowest yielding and production has been observed on the Media Bed system. At the same time had the highest dry weight percentage of the three system. Then there is an slower growth, less water absorption and more dry weight %. Logistically, Vertical Columns is the easier system to clean, followed by RAFT and the last, Media Bed. For the plantation and recollection, Media Bed system is the more fast, followed by RAFT and, Aquest treball és l'estudi comparatiu de tres sistemes diferents d'aquaponia, sistema Media Bed, de Columnes verticals i RAFT. Amb la espècie de peix Tilapia, Tilapia mariae, i el cultiu d'enciam, Lactuca sativa, varietat fulla de roure. Per la comparació dels sistemes s'ha observat el creixement de l'enciam en els diferents sistemes, mesurant l'altura dels enciams i el nombre de fulles setmanalment, el pes a principi i fi de cultiu, i el % de pes sec a final de cultiu. Durant el cultiu també es compara els avantatges i inconvenients de gestió de cada sistema. L'experiment s'ha realitzat durant set setmanes, del 16 d'octubre al 7 de desembre del 2017, al Parc de Collserola, dins un hivernacle. Les Tilàpies tenen una mida mitjana de 250-300g, criades amb una densitat de 14,85 kg/m3 en un tanc de 1000l, i tenen una alimentació de 40g cada dia. Paral·lelament s'han plantat Enciams Fulla de Roure, 16 en sistema Media Bed amb substrat d'argila expandida, 16 en les Columnes verticals i 18 en el sistema RAFT, en plaques de polietilè expandit. Els paràmetres fisicoquímics de l'aigua durant l'experiemnt han estat, temperatures de l'aigua de 14,1 a 23,8 ºC, amb mitjanes de 18'4ºC, Ph de 7,7 de promig, i nitrats de 60ppm fins a 30ppm en les setmanes que la temperatura ha estat limitant. En l'experiment realitzat els resultats obtinguts són un major rendiment i producció en el sistema Vertical, seguit del RAFT i després el Media Bed. Els enciams han estat afectats de míldiu a diferents intensitats, el sistema Media Bed ha estat el que ha tingut menor afectació pel Míldiu, seguit del Vertical i el RAFT. El sistema Media Bed és el que té produccions i rendiments més baixos. I a la vegada té el % de pes sec més elevat dels tres sistemes. Aquest sistema té un creixement més lent, menys absorció d'aigua, i més % de pes sec. A nivell logístic el sistema Columnes verticals és més fàcil de sanejar, seguit del RAFT i per últim el Media Bed, i en la plantació i collita el Media Bed és el, Este Trabajo és el estudio comparativo de tres sistemes diferentes de acuaponia, sistema Media Bed, de Columnas verticales i RAFT. Con la espècie de pez Tilápia, Tilapia mariae, y cultivo de lechuga, Lactuca sativa, variedad hoja de roble. Para la comparación de los sistemes se ha observado el crecimiento de la lechuga en los diferentes sistemes, mesurando la altura de las lechugas y el número de hojas semanalmente, el peso a principio y fin de cultivo, y el % de peso seco a final de cultivo. Durante el cultivo también se compara las ventajas y inconvenientes de gestión de cada sistema. El experimento se ha realizado durante siete semana, del 16 de octubre al 7 de diciembre del 2017, en el Parc de Collserola, dentro de un invernadero. Las Tilápias tiene una medida media de 250-300g, la cría es a una densidad de 14,85kg/m3, en un tanque de 1000l, y con una almentación de 40g diarios. Paralelamente se han plantado lechugas Hoja de Roble, 16 unidades en el Media bed con sustrato de arcilla expandida, 16 el las Columnas verticales i 18 en el RAFT, sujetadas en placas de porexpan. Los parametros medioambientales del agua durante el experimento han sido, temperatures del agua de 14,1 a 23,8 ºC, con temperatura media de 18'4ºC, el pH ha sido de 7,7 de promedio, y los nitratos han sido de 60ppm a 30ppm en las semanas con temperatures limitantes. En el experimento realizado los resultados obtenidos han sido mayor rendiemiento i producción en el sistema Vertical, seguido del RAFT i por último el Media Bed. Las lechugas han estado afectades por Míldiu en diferentes intensidades, el sistema Media Bed ha sido el menor afectado, seguido del Vertical y el RAFT. El sistema Media bed es el que tiene produccions y rendimientos menores. Y a la vez tiene el %de peso seco mayor. Este sistema tiene un crecimiento más lento, menor absorción de agua en las lechugas, y mayor porcentaje de peso seco. A nivel logístico, el sistema de Columnas verticales és más fàcil de sanear, seguido del RAF

The present study aims to gain knowledge about the influence of the concentrations of these nutrients and their possible interactions in the development of Ulva ohnoi, the selected species in this project, AGL2013-41868-R, Postprint (published version)

Integrated multitrophic aquaculture is gaining importance between fish producers because it can improve the sustainability of this activity by using fish wastes to grow up algae species of commercial interest, in our case Ulva ohnoi, Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (AGL2013-41868-R), Postprint (published version)

Integrated multitrophic aquaculture (IMTA), more precisely the seaweed (macroalgae) cultivation integrated with RAS -recirculating aquaculture systems, is currently one of the most promising lines of action to increase sustainability of fish farms . In our study we analyze the flow pattern in tanks for seaweed culture. Seaweeds are usually tumbled (mixed) by vigorous bottom aeration., MEYS of the Czech Republic - projects CENAKVA (No. CZ.1.05/2.1.00/01.0024), CENAKVA II (No. LO1205 under the NPU I program), by the long-term strategic development financing of the CTU, Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (AGL2013-41868-R)., Postprint (published version)

Tank bottom surface is an important question to take into account in flatfish aquaculture considering the intimate contact that the fish have with it. The most usual materials in aquaculture tank surfaces are inert materials such as epoxy resins or plastics with null porosity, and cement that presents a high alkalinity, roughness and porosity. To improve the cement characteristics, silica fume admixture is usually added in construction industry. The aim of this study was to evaluate the effect of three types of tank bottom surfaces on growth and welfare over a Solea senegalensis population. Moreover, the degree of fin erosion, the appearance of skin lesions and malpigmentation patterns were also monitored. The bottom surfaces tested were plain cement (CE), the same plain cement blended with silica fume (10%) (SF) and epoxy coated surface (EP). Specific growth rate for each bottom surface were compared. The Image Processing Activity Index (IPAI) was used to evaluate the Senegalese sole welfare. Higher SGR and lower IPAI values were obtained in the surface of cement with silica fume, suggesting a higher welfare. The use of plain cement affected negatively the performance of fish, probably due to the high pH and alkalinity of the water in direct contact with fish skin. The null porosity of EP seems to be related to the main cause of higher activity level of fish kept on it outcoming in lower growth. Silica fume that is frequently use to improve the mechanical characteristics of plain cement, also provides benefits in terms of fish welfare., Postprint (author's final draft)

As epibiotic communities in macroalgae may be randomly formed by functionally equivalent guild members present in the surrounding seawater, we hypothesize that experimental colonization of Ulva spp. with selected algal-epiphytic APB could control pathogenic or opportunistic bacteria in IMTA-RAS systems, improving fish health. Samples of Ulva australis and U. rigida, sharing the same intertidal area, taken in Galicia (NW Spain) showed that bacterial communities on Ulva species were distinct from planktonic bacteria and showed host specificity., MINECO/AGL/2013-41868-R, Postprint (published version)

Integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) use multiple species from different trophic levels for reducing wastes, contributing to increase the sustainability of aquaculture. One of the most common IMTA systems consist of the integration of seaweed cultures in land-based fish farms., Postprint (published version)

En el presente trabajo se estudia la influencia de las variaciones de pH, reserva alcalina, concentraciones de nitrógeno y fósforo en el crecimiento en cultivo de Ulva ohnoi con el fin de optimizar su integración en sistemas de AMTI-RAS, Postprint (published version)

Cultures of Ulva spp. are currently being used in Integrated Multitrophic Aquaculture (IMTA) as biofiltration systems in fish farms, both in open and recirculating systems (IMTA-RAS). Ulva ohnoi has been identified as ideal candidate for filtering fish effluents due to their high growth rates and capacity to absorb and metabolize nitrogen, Postprint (published version)

Integrating seaweed production into land-based marine fish-farms allows removing dissolved nutrients and improves the sustainability of the coastal marine aquaculture. Free-floating seaweed culture in tanks, with suspension provided by tumbling, is the most usual cultivation technique used in this kind of facilities, Postprint (published version)

Aquaculture production is increasing about 10% annually. That's why the effluents with nutrients and organic matter increases in recent years and consequently integrated multitrophic aquaculture started gain strength for reduce the environmental impact using the organic matter and nutrients for grow up species of commercial interest. The development of this work focuses on a recirculating aquaculture system associated with the cultivation Ulva Ohnoi and the benefits of combining a culture of algae and fish on the dissolved nutrients uptake. That nutrients are excreted by fish and utilized by algae for grow. There's a comparison of nitrogen and phosphorus uptake comparing continuous and not continuous water flow in a tank. It also studies the effect of lighting intensity, stocking density and water flow rate on nitrogen and phosphorus removed rate. With the results of elimination rates is estimated that approximately 70% of N and P is assimilated by the collected algae and the rest is assimilated by fragments of algae that gets out of tank with the water flow, by phytoplankton or biofouling that grows in the same tank. Also is observed the importance of the availability of inorganic carbon in elimination rates and growth and working close the optimum stocking density increases the accumulation of N when self-shading becomes more important. Finally, day and night evolution of dissolved oxygen and pH are analysed in the algae tanks. And is estimated the oxygen and carbon dioxide earned (0,67 g O2 m-2 d-1 and 2,4 g CO2 m-2 d-1) by the algae-fish association in a recirculation system., La producció aqüícola està en continu creixement i augmenta al voltant del 10% anualment. A causa d'aquest fet s'ha multiplicat l'abocament de nutrients i matèria orgànica en els últims anys i ha anat agafant força l'aqüicultura multitròfica integrada per tal de disminuir l'impacte ambiental aprofitant els nutrients i la matèria orgànica per al cultiu d'espècies amb interès comercial. El desenvolupament d'aquest treball es centra en un sistema aqüícola amb recirculació associat al cultiu de la macroalga Ulva ohnoi i s'estudien els beneficis de combinar un cultiu d'algues i peixos en l'eliminació de nutrients dissolts els quals són excretats pels peixos i aprofitats per les algues en el seu creixement. Es comparen les taxes d'eliminació de nitrogen i fòsfor quan hi ha entrada continua d'aigua en un tanc i quan no la hi ha. També s'estudia com afecta la il·luminació, la densitat de cultiu i les taxes de renovació d'aigua en la quantitat de nitrogen i fòsfor eliminat. Amb els resultats obtinguts de les taxes d'eliminació s'estima que aproximadament el 70% de l'eliminació de N i P correspon a l'assimilació de l'alga recol·lectada i la resta s'assimila pel fitoplàncton, pel "biofouling" que es produeix en el mateix tanc o pels petits fragments que surten del tanc. També s'observa la importància de la disponibilitat de CO2 inorgànic tant en les taxes d'eliminació com en el creixement de l'alga. A més, treballant amb densitats molt properes a l'optima sembla que l'alga té la tendència d'acumular N quan disminueix la irradiació rebuda a causa de l'auto-ombreig. Per últim, s'analitza l'evolució diürna i nocturna de l'oxigen dissolt i el pH en els tancs d'algues i s'estima que, en un sistema amb recirculació associat a un cultiu d'algues l'aportació d'oxigen dissolt és de 0,67 g O2 m-2 d-1 i que els peixos aporten al voltant de 2,4 g CO2 m-2 d-1 als tancs d'algues., La producción acuícola está en continuo crecimiento y aumenta alrededor del 10% anualmente. Debido a este hecho se ha multiplicado el vertido de nutrientes y materia orgánica en los últimos años y ha ido cogiendo fuerza la acuicultura multitròfica integrada para disminuir el impacto ambiental aprovechando los nutrientes y la materia orgánica para el cultivo de especies de interés comercial. El desarrollo de este trabajo se centra en un sistema acuícola con recirculación asociado al cultivo de la macroalga Ulva Ohnoi y se estudian los beneficios de combinar un cultivo de algas y peces en la eliminación de nutrientes disueltos excretados por los peces y aprovechados para el crecimiento de las algas. Se comparan las tasas de eliminación de nitrógeno y fósforo cuando hay entrada continua de agua en un tanque y cuando no la hay. También se estudia cómo afecta la iluminación, la densidad de cultivo y las tasas de renovación de agua en la cantidad de nitrógeno y fósforo eliminado. Con los resultados obtenidos de las tasas de eliminación se estima que aproximadamente el 70% de la eliminación de N y P corresponde a la asimilación del alga recolectada y la resta se asimila por el fitoplancton o por "biofouling" que se produce en el mismo tanque o por los pequeños fragmentos que salen del tanque. También se observa la importancia de la disponibilidad de CO2 inorgánico tanto en las tasas de eliminación como en el crecimiento del alga. Además, trabajando con densidades muy próximas a la óptima parece que el alga tiende a acumular N cuando disminuye la irradiación recibida a causa del "self-shading". Por último, se analiza la evolución diurna y nocturna del oxígeno disuelto y el pH en los tanques de algas y se estima que, en un sistema de recirculación asociado a un cultivo de algas, la aportación de oxígeno disuelto es de 0,67 g O2 m-2 d-1 i que los peces aportan aproximadamente 2,4 g CO2 m-2 d-1 a los tanques de algas.

Probiotics are a potential tool for bacterial control in aquaculture (Pintado et al. 2011), decreasing the use of disinfectants and antibiotics and contributing to an ecosystem approach, which is more sustainable and respectful to the environment., Postprint (published version)

Among Integrated Multitrophic Aquaculture (IMTA) techniques, the integration of fish and macroalgae cultures in Recirculating Aquaculture Systems (IMTA-RAS) is currently one of the most promising lines of action., Postprint (published version)

The commercial production of Ulva spp. by aquaculture is gaining in importance due both to the qualitative and quantitative increase in the use of the harvested biomass and its new applications in inland IMTA techniques. However, very little is known about the specific culturing requirements and commercial quality of the different species of Ulva. The aim of this work is to try from this point of view four Ulva species that could be grown in southern Europe: U. australis, U. fasciata, U. ohnoi and U. rigida, Postprint (author's final draft)

The integrated production of fish and seaweeds can improve the sustainability of the marine aquaculture industry. Seaweeds remove the nutrients dissolved in fish-farm effluents and can become a good source of proteins, carbohydrates and bioactive compounds of commercial interest, Postprint (published version)

The effect of swimming fish on the average velocity and velocity profile of a circular tank was studied. Working with different inlet diameters and flow rates, nine different impulse forces (configurations) were evaluated. Each configuration was tested with and without fish, and the effects of two different fish sizes were compared. The velocity profiles in experiments with fish presented a considerable reduction in velocity in the centre of the tank near the outlet, which was a consequence of the increase in the kinematic eddy viscosity due to the turbulence introduced by fish swimming. A flattening of the angular velocity profile was observed in the central area of the tank, which had a radius of about 0.3 m (18% of the total volume of the tank). A previous model proposed by Oca and Masaló (2013) was modified in order to better describe the distribution of velocities in the central volume of a tank with swimming fish. The proposed modification was based on Burgers¿ proposal for a bathtub vortex, which implies the determination of the parameter (1¿e¿ar2)(1¿e¿ar2), where r is the radius and the a values were experimentally obtained for each tank configuration, in which they increased with the impulse force. The average velocities in the tank were proportional to the square root of the impulse force in experiments with and without fish. Experiments with fish presented lower average velocities, which imply higher tank resistance coefficients. At similar stocking densities (14.6 kg/m3), the increase in the tank resistance coefficients obtained with small fish sizes (154 g) were slightly higher than those obtained with bigger fish sizes (330 g)., This work was funded by Spanish Ministerio de Educación y Ciencia (AGL2009-1655)., Postprint (updated version)

Circular tank geometry is very common in aquaculture because it provides more stable flow patterns, more homogeneous distribution of oxygen and metabolites, better self cleaning features, and higher average velocities than rectangular tanks, thanks to the rotating flow characteristics., Postprint (published version)