evaluación de un sistema de recirculación acuícola...
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Evaluación de un sistema de recirculación acuícola cómo prototipo didáctico. Proyecto de certificación
aprobado en CERTIDEMS
Heredia-Ochoa, Luis Gabriel
Agosto, 2012.
INTRODUCCIÓN
El ABC está muy alejado de disponer de escenarios pertinentes con el entorno sociocultural-laboral cómo lo establece la Reforma Integral de Educación Media Superior (RIEMS). Esto es, al no disponer de los medios didácticos básicos (unidades de cultivos acuáticos).
Agua del medio con variaciones fisicoquímicas bruscas y altos niveles de contaminantes como microorganismos patógenos, sólidos suspendidos, materia orgánica, agroquímicos e hidrocarburos que provienen de diversas descargas.
Los sistemas de cultivo producen en su proceso normal un deterioro de la calidad del agua por los desechos del metabolismo y de alimentos de los organismos cultivados principalmente.
Consecuencias: Altos índices de mortalidad, enfermedades y bajo desarrollo de las especies de cultivo… malas prácticas de acuacultura.
Dimensión pedagógica: A falta de unidades de cultivo con cantidad y calidad de agua de mar en el Plantel no se desarrollan las actividades de desempeño para la formación profesional del técnico en acuacultura y para otras actividades cocurriculares cómo la investigación científica y tecnológica.
Alternativa: Desarrollo y evaluación de un proyecto de prototipo didáctico para cultivos acuáticos mediante un sistema de recirculación acuícola con pretratamiento de agua.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Evaluar cómo prototipo didáctico un sistema de recirculación acuícola para el ABC en las prácticas de laboratorio de acuacultura.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Desarrollar un sistema de recirculación de agua de mar para el ABC en prácticas de laboratorio de acuacultura.
2. Evaluar la eficiencia del sistema de recirculación acuícola desarrollado cómo prototipo didáctico basado en competencias para las prácticas de laboratorio de acuacultura.
Evaluación del Prototipo Didáctico
Evaluación didáctica
Validación del
Diseño Técnico
Validación del
Manual
Rúbrica-Categoría 1(SEP-DGCFT, 2005), (Pérez Lozada y Falcón, 2009)
1) Cumple el prototipo con los objetivos por el cual fue construido (Eficacia).
2) Se puede utilizar para otros objetivos; (Versatilidad).
3) Es un recurso eficiente para el aprendizaje (Didáctica).
4) Originalidad del prototipo.
5) Facilidad de obtención de los materiales empleados en la construcción del prototipo.
6) Facilidad de elaboración y/o construcción.
7) Facilidad de operación y manipulación.
8) Acabado y presentación (Estética).
Rúbrica-Categoría 2(SEP-DGCFT, 2005), (Pérez Lozada y Falcón, 2009)
1) ¿El propósito didáctico se relaciona con el prototipo didáctico?
2) ¿Las imágenes del prototipo indican detalladamente las partes de éste?
3) ¿Los detalles de construcción permiten que otra persona pueda construir el prototipo?
4) ¿Las actividades sugeridas para los docentes están relacionadas con el propósito didáctico propuesto para el prototipo?
5) ¿El contenido sugerido se puede cumplir a cabalidad con el prototipo propuesto?
6) ¿Las preguntas sugeridas están relacionadas con el contenido de las actividades realizadas con el uso del prototipo?
Método de Juicio de los Expertos (4 profesores)1 ; Test de Likert
Factibilidad/Estudio Técnico: -NMP: NOM-001-ECOL-1996. -Condiciones optimas de cultivos de camarón y jaiba. -Desarrollos del cultivo y fisiológicos de camarón y jaiba.
METODOLOGÍA *Etapa 2: Evaluación
Didáctica del Prototipo con base a su pertinencia (FBC)
Etapa 3: Validación del Prototipo y su Manual en sesión de clase (Laboratorio)**
Secuencia didáctica (3/3), Matriz socioformativa Hrs. de Sec. Didac./Sub: 58/128.
Etapa 1: Evaluación del diseño y construcción
Demostración/Lista de cotejo: 1) Demostración de su operación. 2) Creatividad e innovación. 3) Aplicación pedagógica. 4) Documentación técnica del prototipo. 5) Factibilidad de producción. Evaluadores: Gpo. de expertos1 + 20 alumnos.
**Etapa 3: Validación del Prototipo y el manual en sesiones de clase (laboratorio de acuacultura)
Secuencia didáctica:
No. 3/3; 58 hrs.; Semestre IV (febrero-julio 2011); Carrera: Acuacultura.
Secuencia didáctica del Submódulo 2 del Módulo Profesional III de Acuacultura; Engorda de Crustáceos (basado en el cultivo semiintensivo de camarón).
Objetivos de aprendizaje: 1) Controla el desarrollo de la engorda, 2) Aplica medidas profilácticas y 3) Cuantifica población de crustáceos.
Evaluación del PEA:
Evaluación de desempeños por medio de tres matrices de evaluación socioformativa (Tobón, 2010), enmarcándose evaluaciones inicial, formativa y sumativa en cada matriz valorando cada criterio de evaluación por cinco niveles de dominio: 1) preformal, 2) receptivo, 3) resolutivo, 4) autónomo y 5) estratégico. De esta forma, se detectaron y registraron los niveles de logros obtenidos y los aspectos a mejorar.
Observación y registro de evaluación:
Durante las actividades de aprendizaje (individual y colectiva) y su evaluación se aplicó un seguimiento de observación y registro de esta información en las matrices de evaluación a través de una heurística bimodal de Growin (Nova y Growin, 1988) participando el profesor-facilitador y un etnógrafo donde simultáneamente actúan los alumnos siguiendo las indicaciones del profesor y del manual del prototipo y de la práctica de laboratorio establecidos en la secuencia didáctica aplicada para reproducir las actividades (de aprendizaje) con su desarrollo de procesos y generación de productos a evaluar por autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación.
2.0 m
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN: CARACTERISTÍCAS.
RESULTADOS
Tratamiento Testigo
No semana A (T1) B (T2) C (T3) D (T4) E (T5)
1 190 190 190 190 190
2 187 186 185 184 177
3 185 184 183 183 165
4 183 182 182 182 155
5 181 180 181 181 145
6 180 179 180 180 135
7 179 178 179 179 125
8 178 177 178 178 116
9 177 176 177 177 107
10 176 175 176 176 98
11 174 175 175 175 88
12 175 174 174 174 78
En jaiba: 50 organismos en 400 L de agua por tanque, 4 semanas.
Camarón
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA OBTENIDA EN EL CULTIVO DE CAMARÓN Litopenaeus vannamei CON SRA
Cri
teri
o
Lím
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1/
Óp
tim
o2
Co
mp
arac
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Entr
ada
Co
mp
arac
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Cu
ltiv
o
Co
mp
arac
ión
Salid
a
Indicador
1N
OM
-001-E
CO
L-1
996
Temperatura (0C) 34.0 ±6 = 31.109 = 31.109 = 31.109
Grasas y aceites (mg/l) 15.0 » 0.000a » 0.000a » 0.000a
Material flotante 0.0 = 0.000 = 0.000 = 0.000
Sólidos Sedimentables (ml/l) 1.0 » 0.000a » 0.003a » 0.009a
SST (mg/l) 75.0 » 0.000 » 2.959a » 28.939a
DBO (mg/l) 75.0 » 0.001 » 0.108a » 0.250a
N total (mg/l) 15.0 » 0.000a » 0.543a » 0.639a
P total (mg/l) 5.0 » 0.000a » 0.106a » 0.248a
Metales pesados (mg/l) Varios » 0.000a » 0.000a » 0.000a
Cianuros (mg/l) 1.0 » 0.000a » 0.000a » 0.000a
CF (NMP/100 ml) 1,000.0 » 0.000a » 0.000a » 0.000a
Huevos de helmintos (h/l) 1.0 » 0.000a » 0.000a » 0.000a
2C
on
dic
ion
es d
e
Cu
ltiv
o
Temperatura (0C) 28.0 ± 2.0 ≤ 31.109a ≤ 31.109a ≤ 31.109a
Salinidad (‰) 32.0 ± 2.0 = 33.997 ≈ 34.263 ≈ 34.330
O2D (mg/l) 6.0 ± 1.0 ≤ 8.200a ≤ 8.000a ≤ 8.200a
PH 8.0 ± 0.5 = 7.500 = 7.500 ≈ 7.000a
NH4 (ppm) < 0.15 > 0.000 > 0.096a < 0.240a
a Valor con diferencia significativa con respecto al criterio de evaluación en el ANOVA.
Cri
teri
o
Indicador Límite1,2 E C S
Permitido Entrada Cultivo Salida
NO
M-0
01
-EC
OL
-19
96
1
Temperatura (0C) 28.0±2.0 = 29.957 = 29.957 = 29.000
Grasas y aceites (mg/l) 15.0 << 0.000 << 0.000 << 0.000
Material flotante (mg/l) 0.0 = 0.000 = 0.000 = 0.000
Sólidos Sedimentables (ml/l) 1.0 << 0.000 << 0.000 < 0.000
SST (mg/l) 75.0 << 0.000 << 2.959 < 28.939
DBO (mg/l) 75.0 << 0.001 << 0.108 << 0.250
N total (mg/l) 15.0 << 0.000 << 0.543 << 0.639
P total (mg/l) 5.0 << 0.000 << 0.106 << 0.248
Metales pesados (mg/l) Varios << 0.000 << 0.000 << 0.000
Cianuros (mg/l) 1.0 << 0.000 << 0.000 << 0.000
CF (NMP/100 ml) 1000.0 << 0.000 << 0.000 << 0.000
Huevos de helmintos (h/l) 1.0 << 0.000 << 0.000 << 0.000
Co
nd
icio
ne
s d
e C
ult
ivo
2
Temperatura (0C) 28.0±2.0 = 29.957 = 29.957 = 29.000
Salinidad (‰) 32.0±2.0 = 34.214 = 34.875 = 34.875
O2D (mg/l) 7.0 ±1.0 > 7.907 > 7.714 > 7.714
PH 8.0±0.5 ≤ 7.232 ≤ 7.232 < 6.75
NH4 (ppm) < 0.15a << 0.000a << 0.093a > 0.231a
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA OBTENIDA EN EL CULTIVO DE JAIBA Callinectes tóxotes CON SRA
50 organismos en 400 L de agua por tanque.
Prueba de consumo de oxígeno de camarón Litopenaeus vannamei y jaiba Callinectes tóxotes
y = 0.4375x + 13.563; R² = 0.875
y = 0.4375x + 13.613 R² = 0.875
y = 0.4213x + 13.717; R² = 0.8495
12.500
13.000
13.500
14.000
14.500
15.000
15.500
16.000
16.500
31 32 33 34 35
29 30 31 32 33
mgO
2h-1
g-1
Salinidad (‰) Temperatura (°C)
Fig. 1. Consumo de oxígeno de camarón Litopenaeus vannamei cultivado en el prototipo de SRA.
T-A
µRéplicas B,C,D
E testigoC
Lineal (T-A)
Lineal (µRéplicas B,C,D)
Lineal (E testigoC)
Lineal (E testigoC)
1.56
1.02
1.55
2.09
1.55
2.08
y = 1E-05x6 - 0.0005x5 + 0.0036x4 + 0.0116x3 - 0.1802x2 + 0.3389x + 1.3867 R² = 0.9995
y = 3E-05x6 - 0.001x5 + 0.0091x4 - 0.0144x3 - 0.1261x2 + 0.3123x + 1.37 R² = 0.9999
y = 1E-05x6 - 0.0005x5 + 0.0036x4 + 0.0116x3 - 0.1802x2 + 0.3389x + 1.9167 R² = 0.9995
0.10
0.60
1.10
1.60
2.10
2.60
35 30 24 18 12 18 24 30 35
mgO
2h
-1g-1
(p
.s)
Salinidad (S‰)
Fig. 2. Consumo de oxígeno (mgO2h-1g-1, p.s) de jaiba Callinectes tóxotes cultivada en el prototipo de SRA.
T-Aexperimental
Prom. 3 tanques réplicas
T-D testigo (C)
Polinómica (T-Aexperimental)
Polinómica (Prom. 3 tanques réplicas)
Polinómica (Prom. 3 tanques réplicas)
1.550
1.560
2.080
14.875
14.975
14.999
PRUEBA DE CONCENTRACIÓN OSMÓTICA Y CAPACIDAD OSMORREGULADORA EN CAMARÓN Litopenaeus vannamei
y = -19,654x - 111,13 R² = 1
-250.000
-200.000
-150.000
-100.000
-50.000
0.000
31 32 33 34 35
Cap
acid
ad o
smo
rre
gila
do
ra (m
mo
lKg-1
)
Salinidad (‰)
Fig. 4. Capacidad osmorreguladora de camarón Litopenaeus vannamei cultivado en el prototipo de SRA.
Tanque A
µTanques B,C,D
T testigo
Lineal (T testigo)
0.000
200.000
400.000
600.000
800.000
1,000.000
1,200.000
31 32 33 34 35
Co
nce
ntr
ació
n O
smó
tica
(m
mo
lKg-1
)
Salinidad (‰)
Fig. 3. Concentración osmotica en hemolinfa (MI) de camarón Litopenaeus vannamei y en el medio externo
(ME) del cultivo en el prototipo de SRA.
Conc. Osm. (mmolKg-1) ME
Conc. Osm. (mmolKg-1) MI
-165.163
-165.163
-165.171
PRUEBA DE CONCENTRACIÓN OSMÓTICA Y CAPACIDAD OSMORREGULADORA EN JAIBA Callinectes tóxotes
840.000
860.000
880.000
900.000
920.000
940.000
960.000
980.000
1,000.000
1,020.000
1,040.000
1,060.000
31 32 33 34 35
Co
nce
ntr
ació
n O
smó
tica
(m
mo
lKg-1
)
Salinidad (‰) Fig. 5. Concentración osmótica en hemolinfa (MI) de jaiba Callinectes toxotes y en el medio externo (ME) del cultivo
en el prototipo de SRA.
Conc. Osm. (mmolKg-1) ME
Conc. Osm. (mmolKg-1) MI
y = 0.0181x + 0.9705 R² = 0.9521
y = 0.014x + 0.98 R² = 0.9423
y = 0.007x + 0.9952 R² = 0.7671
0.940
0.960
0.980
1.000
1.020
1.040
1.060
1.080
31 32 33 34 35
Cap
acid
ad o
smo
rre
gila
do
ra (m
mo
lKg-1
)
Salinidad (‰)
Fig. 6. Capacidad osmorreguladora de Jaiba Callinectes tóxotes cultivada en el prototipo de SRA.
Tanque A
µTanques B,C,D
T testigo
Lineal (Tanque A)
Lineal (µTanques B,C,D)
Lineal (T testigo)
1,035
1,030
1,020
Prueba del sistema con base en la sobrevivencia de camarón Litopenaeus vannamei
y = 0,1174x2 - 2,8477x + 191,82; R ² = 0,9908
y = 0,1261x2 - 11,566x + 199,93; R² = 0,9994
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
No
. de
org
anis
mo
s
Periodo del cultivo (semanas)
Fig. 7. Sobrevivencia de camarón Litopenaeus vannamei cultivado en el prototipo de SRA.
Tratamiento A (T1)Tratamiento B (T2)Tratamiento C (T3)Tratamiento D (T4)Testigo E (T5)Polinómica (Tratamiento B (T2))Polinómica (Testigo E (T5))
92.11 %
41.27 %
Evaluación del diseño y construcción del prototipo mediante la lista de cotejo del “Instructivo
para la Evaluación de Prototipos Didácticos” de la SEP-DGCFT (2005):
1) En operación: El expositor realizó la explicación bien fundamentada teóricamente, describió completamente el procedimiento para operar el prototipo y utilizó un lenguaje claro durante la explicación, y el prototipo operó sin presentar fallas durante su demostración.
2) En creatividad e innovación del prototipo: Cumplió satisfactoriamente las necesidades educativas durante el proceso de evaluación.
3) En aplicación pedagógica:
a) Dimensión multifuncional: Cubrió las necesidades de capacitación relacionándose con más del 50% de los subobjetivos y contenido de los submódulos de aprendizaje en EBC, permitió al alumno enfrentarse a diferentes situaciones y tomar decisiones pertinentes para la solución de problemas.
b) Dimensión de seguridad: No mostró riesgos de provocar accidentes de trabajo.
c) Dimensión de presentación física: Los colores (azul y blanco) del prototipo mostraron ser atractivos a la vista, en su acabado no mostró escurrimiento de pintura, rebabas de soldadura, asperezas en la madera ni roturas o deterioros.
4) Presentación de documentación técnica el prototipo: Mostró contenerse el resumen de éste, el instructivo de instalación, operación y mantenimiento y el manual de prácticas.
5) Dimensión de factibilidad de producción: Los materiales utilizados, costos y gastos para la producción y mantenimiento mostraron la posibilidad de multiplicar el prototipo.
Rúbrica (cuestionario) para validar los modelos y prototipos experimentales propuestos y los manuales para los docentes y estudiantes:
I) Preguntas relacionadas con el Prototipo propuesto:
Validación del prototipo: Excelente en 75 % y muy bueno con 25 %.
II) Preguntas relacionadas con el Manual de Especificación del Prototipo propuesto:
Validación del manual excelente en 83 % y muy bueno con 17 %.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Evaluación de la aplicación didáctica del prototipo con el apego de la secuencia didáctica:
-Fue obtenido el logro de los objetivos de aprendizaje: 1) Controla el desarrollo de la engorda. 2) Aplica medidas profilácticas. 3) Cuantifica población de crustáceos.
-Se lograron desarrollar las Competencias Profesionales: 15) Controla el desarrollo de la engorda, 16) Aplica medidas profilácticas y 17) Cuantifica población de crustáceos; las Competencias Genéricas: 5.1.) Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo; Las Competencias Disciplinares: CE14) Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana, CE4) Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes y M6) Cuantifica, representa y contrasta experimental o matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea: y las Competencias Docentes: 4.4.) Diseña actividades y materiales adecuados para la enseñanza de los contenidos de un plan de estudios, 7.2.) Construye un proyecto de formación dirigido a los estudiantes en forma conjunta con otros docentes, los directivos y el personal de apoyo de la institución, 8.2.) Incorpora nuevos conocimientos y experiencias al acervo con el que cuenta y los traduce en estrategias de enseñanza-aprendizaje.
DISCUSIONES
El prototipo experimental para la enseñanza de la acuacultura en laboratorio fue igualado en unos casos y mejorado en otros en su diseño, presentación e instrucciones de elaboración, adecuándolos a las normas de la UNESCO (1975), citadas por Falcón (1989) y por Quiroz (2003).
Con base en Carrillo-Sánchez y Salomón-García (1994) y Keller, Bellows y Guillard (1988) el sistema diseñado satisface la demanda hidráulica de agua de mar tratada para los laboratorios de acuacultura a los cuales se les abastecerá de la misma, ya que con este gasto se obtiene el llenado total de todos los depósitos de cultivo en 4:00-4:45 hrs y en 1:00-1:20 hrs para los recambios diarios subsiguientes; los cuales se pueden incrementar a 200-300 % diario, según los requerimientos del cultivo.
De acuerdo con Lawrence, McVey y Huner (1985) los valores encontrados de la calidad del agua tratada muestran que el sistema es viable para cultivos cerrados de crustáceos, peces y moluscos.
Aquanering (2000) reportó que los sistemas de recirculación de agua con estas magnitudes contribuyen notablemente a la mejora de los distintos procesos de los cultivos cómo en el desarrollo de cultivo de camarón incrementándose 10-30 %, mientras que en el sistema de recirculación del prototipo expuesto en este trabajo logró el 80-90 % en este indicador.
CONCLUSIONES Evaluación del diseño y construcción del prototipo mediante la lista de cotejo del
“Instructivo para la Evaluación de Prototipos Didácticos” de la SEP-DGCFT (2005): Se encontró viable en todos los criterios de evaluación especificados.
Cuestionario (rúbrica) para validar los modelos y prototipos experimentales propuestos y los manuales para los docentes y estudiantes: Se encontró validado el prototipo como excelente en 75-83% y como muy bueno en 25-17 %.
El sistema establecido mostró eficiencia significativa al generar gastos hidráulicos alentadores ante posibles contingentes que exijan altos recambios o renovaciones de agua (100-300 %) lo cual constituye una competencia del componente profesional de acuacultura.
El diseño del prototipo y del manual de uso docente, mostraron su pertinencia y efectividad tanto en el ejercicio en el laboratorio como su positiva validación por los académicos a nivel de enseñanza del NMS y Superior.
Los resultados obtenidos con la guía de construcción y operación, validada y probada en el aula a nivel de laboratorio acuícola, demostraron ser una herramienta eficaz para el logro de la didáctica experimental.
Los logros reportados indican expectativas de crecimiento en las instalaciones brindando oportunidad de incrementar la capacidad para cultivos acuáticos en condiciones de laboratorio o para más estanques.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN