Contenedor Flexible Para Acuicultura y Método
MEMORIA DESCRIPTIVA
Campo de aplicación de la invención
La presente invención se refiere a la protección y al manejo de deshechos contaminantes y otros elementos extraños en la crianza de peces u otras especies en jaulas insertas en un ambiente acuático. Más específicamente a un sistema contenedor ecológico para acuicultura de gran flexibilidad, con protección para robos y depredadores naturales y con un tratamiento controlado, automático y diferenciado de los contaminantes ambientales y de otros elementos extraños -internos y externos- que existen o se generan durante la crianza de peces u otras especies acuáticas en jaulas y un método operativo del sistema contenedor ecológico de acuicultura.
Descripción del arte previo
En los años recientes la demanda por pescado en la dieta alimentaria de las personas se ha incrementado debido a los beneficios en la salud que esta carne entrega, por lo cual su consumo ha ido en aumento, al igual que las exigencias para cumplir con estándares internacionales demandados en la industria acuícola.
El incremento de la crianza de peces o similares en jaulas ha puesto en relevancia tanto el manejo de los desechos que esta industria produce como el manejo apropiado para mantener limpia el agua de las jaulas o estanques de cultivo ubicados en mares, ríos, lagos y estuarios.
En otras palabras, un primer desafío es minimizar el impacto de la industria en el medio acuático donde se insertan los estanques y jaulas. Ejemplos: Los desechos orgánicos sólidos -tales como fecas y alimentos sin consumir por los animales en cautiverio- que se precipitan al fondo acuático; las vacunas administradas vía acuática que quedan en suspensión; la fuga de peces o de similares especies con potenciales riesgos o impactos sanitarios, genéticos y como depredadores de especies nativas.
Un segundo desafío es mantener el agua al interior de las jaulas libre de contaminantes de todo tipo y circulando. Agua que es menester oxigenar, filtrar, extraerle los desechos sólidos y líquidos propios del proceso de crianza tales como vacunas administradas por vía acuática y que quedan en suspensión.
Un tercer desafío es aislar o proteger las jaulas de las amenazas del medio externo sobre ellas. Ejemplos: virus, bacterias, hongos, parásitos, microalgas nocivas, depredadores, robos.
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Para enfrentar estos desafíos se han desarrollado en el mundo mecanismos o sistema que solucionan problemas focalizados, pero que no abordan de manera integral las necesidades antes descritas. Estos se analizan a continuación:
La solicitud de patente de invención WO2006081359 solicitada el 03.08.2006 como "Aquatic habitat and ecological tank"; de Papadoyianis, E.; y Cherch, X., describe una instalación de un contenedor para la crianza de peces solamente de forma circular, no incorpora jaula en su interior, cuenta con manejo de sólidos, manejo de riles y agua fresca filtrada. Sin embargo no presenta tratamiento alguno para los sólidos y riles posteriores al retiro desde el contenedor. Igual situación presenta para el caso del agua fresca. Esta no es filtrada ni tratada previamente para ser re-introducida al contenedor de crianza.
La solicitud de patente de invención WO2004012502 del 12.02.2004, titulada "A system for rearing fish"; de Macleod, C, describe una instalación para la crianza de peces instalada en tierra, a borde de mar. Está construida por materiales rígidos autosoportantes y dispone de instalaciones para manejo y tratamiento de sólidos, manejo y tratamiento de riles, agua fresca filtrada, pero no está diseñada como una instalación acuática.
La patente de invención US5762024 del 09.06.1998 titulada "Aquaculture system", de Meilahn, D., consiste en un contenedor para la crianza de peces solamente de forma circular, no incorpora jaula en su interior, cuenta con manejo de sólidos, manejo de riles y agua fresca. Sin embargo no permite tratamiento para los sólidos y riles posterior al retiro desde el contenedor. Igual situación presenta para el caso del agua fresca: ésta no es filtrada ni tratada previamente antes de ser introducida al contenedor de crianza.
La patente de invención US6216635 del 17.04.2001 titulada "Apparatus and method for lifting a net of an aquaculture pen and aquaculture pen ¡ncorporating same", McRobert, I., describe una instalación para el manejo de la crianza de peces en jaula e incorpora un sistema que permite reducir el volumen de la jaula para el manejo de los peces y solamente recupera los sólidos depositados en el fondo de la jaula.
En conclusión, ninguna de las soluciones antes descritas entrega un sistema contenedor ecológico integrado, que permita a la acuicultura instalar en el medio acuático un mecanismo flexible de tratamiento controlado, automático y diferenciado de los contaminantes ambientales y otros elementos extraños -internos y externos- que existen o se generan durante la crianza de peces o similares en jaulas, de manera que logre una producción limpia y eficiente. Este sistema, además, actúa como protector
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tanto frente a robos y depredadores naturales, como a la fuga de los peces criados en jaulas.
Breve Descripción de las Figuras
La figura 1 ilustra un diagrama general del sistema de la presente invención.
La figura 2 ilustra una disposición general en planta esquemática del sistema de la presente invención.
La figura 3 muestra un detalle en planta del Interior de un contenedor flexible rectangular de la invención.
La figura 4 muestra un detalle en corte vertical del contenedor flexible rectangular de la figura 3.
La figura 5 muestra un detalle en planta del fondo del contenedor flexible rectangular de la figura 4.
La figura 6 muestra un detalle en Sección de un canal recolector de sólidos decantados, del contenedor flexible rectangular de la figura 4.
La figura 7 muestra una disposición general en planta, de una segunda versión de la invención con un contenedor flexible circular.
La figura 8 muestra una vista en corte vertical del contenedor flexible circular de la figura 7.
Descripción detallada de una realización preferida
La figura 1 presenta un diagrama general del conjunto de componentes del sistema contenedor ecológico (100). Este conjunto está compuesto por un contenedor flexible (1 10) de sección rectangular o de un contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular que en su interior dispone, a lo menos, de una jaula (180) para la crianza de peces o similares, pudiendo ser jaulas de sección rectangular o sección circular.
En el fondo del contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) se dispone de un medio de extracción de sólidos decantados (160) que conduce y transporta hidráulicamente todos los sólidos decantados en el interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1). Sólidos que se generan producto de la crianza de peces o similares. El medio de extracción de sólidos decantados (160) deposita todos los sólidos en una unidad de tratamiento de sólidos (130) en donde por efectos mecánicos los sólidos son secados y quedan disponibles para ser enviados a un botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125). El agua recuperada desde esta unidad de tratamiento de sólidos (130) es conducida y transportada hidráulicamente por un medio de agua recuperada (138) hasta una unidad de tratamiento de riles (120).
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Desde el contenedor flexible (1 10,11 1) se dispone de un medio de extracción de riles (150) que conduce y transporta hidráulicamente todos los riles que se generen al interior del contenedor flexible (1 10,1 11 ). Riles generados por la crianza de peces o similares al interior de la jaula (180) dispuesta para la crianza.
La unidad de tratamiento de riles (120) permite tratar de forma independiente cada uno de los riles generados producto de la crianza de peces o similares. Riles que en su totalidad están contenidos al interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1). Los riles son tratados en un 100%, liberándolos de todo elemento contaminante para el medio ambiente de acuerdo a parámetros preestablecidos o ajustados según normas, para finalmente ser vertidos libres de contaminación al medio acuático (125).
Una unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) asegura el ingreso de agua fresca y limpia al contenedor flexible (1 10,1 1 ) en función de las necesidades propias de la crianza de peces o similares desde el medio acuático (125). El agua que proviene del medio acuático externo (125) es filtrada mediante la unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) eliminándosele todo tipo de contaminante o elementos extraños, tales como: micro algas nocivas, parásitos, virus, bacterias o líquidos extraños nocivos para la crianza de peces o similares. Dicha unidad cuenta con filtros autolimpiantes o filtros biológicos o de otro tipo.
Una unidad de control automático (170), que se muestra en la figura 1 , permite operar a cada uno de los componentes del contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) de forma integrada y automatizada.
Como parte fundamental del conjunto de componentes del contenedor ecológico (100) se dispone de sensores (que no se muestran) que miden parámetros vitales para la crianza de peces o similares, tales como: oxígeno disuelto, temperatura del agua, amonio, pH, conductividad, nivel de agua, temperatura ambiente y otros tales que se requieran y que aseguren la crianza de peces o similares libres de contaminación externa. Cada uno de estos sensores, con sus señales y datos, son integrados a la unidad de control automático (170) para permitir así la automatización del contenedor ecológico (100).
El contenedor flexible (1 10,1 1 1) cuenta con medios de protección contra robos y depredadores naturales. Ya que al producirse una ruptura por esta acción en el contenedor flexible (1 10, 1 11 ) se dispone de un circuito de alarma de rompimiento (que no se muestra) inserto en el material flexible (1 12) del contenedor flexible (1 10,11 1 )
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que activa un dispositivo de alarma sonora, luminosa o de otro tipo (que no se muestra), instalado fuera del medio acuático (125).
La figura 2, muestra una disposición general esquemática en planta de los componentes que son parte del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular. Sobre la balsa flotante (190) instalada en el medio acuático se ubican: la unidad de tratamiento de sólidos (130), la unidad de tratamiento de riles (120) y la unidad de tratamiento de agua fresca del medio externo (140). Y en el medio acuático, se representa el contenedor flexible (1 10) con la jaula (180) para la crianza de peces o similares.
La figura 3 muestra en planta el detalle del Interior de un contenedor flexible
(1 10) de sección rectangular. Que en su interior se ve el punto de ingreso (141 ) del agua fresca, que procede de la unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) que trata, filtra y limpia al agua de todo tipo de contaminantes y de otros elementos extraños, dejándola libre de: sólidos, micro algas nocivas, parásitos, virus, bacterias o líquidos extraños nocivos para la crianza de peces o similares, para lo cual la unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) dispone de filtros autolimpiantes o filtros biológicos o de otro tipo.
El medio de extracción de sólidos decantados (160) instalado al interior del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular, tiene una cañería (1 18) recolectora de sólidos decantados ubicada en el fondo de un canal recolector longitudinal de sólidos (1 15) de sección cuadrada y con pendiente, como se muestra en la figura 5. La cañería (1 18) es de material sintético con perforaciones ubicadas radialmente en toda su extensión, que permiten extraer los sólidos decantados desde el interior del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular que permite conducir y transportar hidráulicamente todos los sólidos decantados hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130) la cual seca todos los sólidos extraídos, para su posterior manejo a un botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125).
El medio de extracción de riles (150) dispuesto en el interior del contenedor flexible (110) de sección rectangular, conduce y transporta hidráulicamente todos los riles que se generan al interior del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular hasta la unidad de tratamiento de riles (120) mediante una cañería de salida (151 ). La unidad de tratamiento de riles (120) permite tratar de forma independiente cada uno de los riles generados como producto de la crianza de peces o similares, riles que en su totalidad están contenidos al interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1 ). Los riles son tratados en un 100%, liberándolos de todo elemento contaminante para el medio
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ambiente de acuerdo a parámetros preestablecidos o ajustados según normas, para finalmente ser vertidos libres de contaminación al medio acuático (125).
Un conjunto de material flexible (1 12) como se muestra en la figura 3, representa el material con que está fabricado el contenedor flexible (1 10) de sección rectangular. Este material flexible (1 12) está dispuesto en todo el perímetro y el fondo, rodeando completamente bajo el agua a lo menos una jaula (180), de sección rectangular, para la crianza de peces o similares.
El contenedor flexible (1 10) de sección rectangular, para ser instalado en una jaula (180) para la crianza de peces o similares, que se muestra en la figura 4, tiene un flotador perimetral (185) que asegura la flotabilidad del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular.
Las cañerías (132) que se muestran en la figura 4 y que son parte del medio de extracción de riles (150) contenidos en el interior del contenedor flexible (110) de sección rectangular, conducen y transportan hidráulicamente los riles hasta la unidad de tratamiento de riles (120).
El material flexible (1 12) con que está fabricado el contenedor flexible (1 10) de sección rectangular, está dispuesto en todo el perímetro y fondo de -a lo menos- una jaula (180) de sección rectangular, para la crianza de peces o similares.
Una vista en planta del fondo del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular, como se ve en las figura 5 y 6, muestra la cañería (1 18) recolectora de sólidos decantados que es parte del medio de extracción de sólidos (160). Dicha cañería (1 18) está ubicada en el fondo del canal recolector longitudinal de sólidos (1 15) de sección cuadrada y con pendiente. Todo este conjunto cañería/canal recolector está soportado por el material flexible (1 12) del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular, y es un material que envuelve totalmente a la jaula (180) al cubrir su perímetro y su fondo.
Otra realización propuesta de la invención, que se muestra en las figuras 7 y 8, muestra un contenedor flexible (1 1 1) de sección circular, instalado para una jaula (180) de crianza de peces o similares (que para efectos prácticos no se muestra).
Un flotador perimetral (186) asegura la flotabilidad del contenedor flexible (1 11 ) de sección circular en donde está instalada la jaula (180) de sección circular dispuesta para la crianza de peces o similares.
Un anillo circular de cañerías (133) que son parte del medio de extracción de riles (150) se ubica en el interior del contenedor flexible (1 1 1) de sección circular, para
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conducir y transportar hidráulicamente los riles hasta la unidad de tratamiento de riles (120).
La vista en planta de la figura 7, muestra las cañerías recolectoras de sólidos decantados (1 19) que son parte del medio de extracción de sólidos decantados (160) las cuales se ubican sobre las paredes cónicas del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular. Estas cañerías recolectoras de sólidos decantados (1 19) son de material sintético, tienen perforaciones ubicadas radialmente en toda su extensión las cuales permiten extraer los sólidos desde el contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular, conduciendo y transportando hidráulicamente todos los sólidos decantados hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130). Esta unidad de tratamiento de sólidos (130) seca todos los sólidos extraídos permitiendo, así posteriormente su manejo a un botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125).
En el pozo decantador de sólidos (1 16) convergen las cañerías recolectoras de sólidos decantados (1 19). Se conecta el medio de extracción de sólidos (160) para conducir y transportar hidráulicamente todos los sólidos decantados en el interior del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular, hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130).
La figura 8 representa una vista en corte vertical del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular para ser instalado en una jaula (180) de sección circular para la crianza de peces o similares. Esta figura muestra un flotador (186) perimetral que asegura la flotabilidad del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular durante su funcionamiento en la crianza de peces o similares.
Un anillo circular de cañerías (133) que alimenta al medio de extracción de riles (150) en el interior del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular, permite conducir y transportar hidráulicamente los riles hasta la unidad de tratamiento de riles (120).
El contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular está fabricado de un material flexible (1 12) y está dispuesto en todo el perímetro y el fondo de la jaula (180) de sección circular para la crianza de peces o similares.
Una sección de las cañerías recolectoras de sólidos decantados (1 19) que se muestran en la figura 8, que se ubican en la pared cónica del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular, son parte del medio de extracción de sólidos indicado (160). Las cañerías están fabricadas de material sintético con perforaciones ubicadas radialmente en toda su extensión y permiten extraer los sólidos desde el contenedor flexible (1 1 ) de sección circular, conduciendo y transportando hidráulicamente todos los sólidos decantados hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130). Posteriormente todos los
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sólidos extraídos del contenedor flexible (1 1 1) de sección circular son secados y enviados a botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125).
Al pozo decantador de sólidos (1 16) convergen las cañerías recolectoras de sólidos decantados (1 19) y se unen a la cañería (161 ) que es parte del sistema de extracción de sólidos (160). Allí convergen todos los sólidos decantados para ser conducidos y transportados hidráulicamente hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130). Posteriormente todos los sólidos extraídos del contenedor flexible (1 1 1 ) de sección circular son secados y enviados a botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125).
Para la operación del sistema ecológico contenedor (100) la jaula (180) de sección rectangular o circular para la crianza de peces o similares, instalada en un medio acuático (125), es recubierta totalmente en su perímetro y su fondo por el contenedor flexible (1 10,11 1 ) fabricado con un material flexible (1 12) impidiendo así el ingreso de agua desde el medio acuático (125) al interior del contenedor flexible (1 10,1 ). De la misma forma impidiendo totalmente la salida de agua contaminada desde el interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1) hacia en medio acuático (125). Los contenedores flexibles (1 10,11 1 ) aseguran su flotabilidad en el medio acuático (125) mediante un flotador (185,186) de material sintético que rodea su perímetro.
En el fondo del contenedor flexible (1 10,1 11 ) se ubica el medio de extracción de sólidos decantados (160). En el caso del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular se dispone de una cañería de sólidos decantados (118) instalada en el fondo del canal longitudinal recolector de sólidos decantados (115). La cañería de sólidos decantados (1 18) es de material flexible, está instalada en el sentido longitudinal del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular y dispone de perforaciones dispuestas radialmente que permiten extraer la totalidad de los sólidos decantados y generados por la crianza de peces o similares, tales como: fecas, alimento no consumido, alimento con vacunas, vitaminas u otros sólidos, propios de la crianza, generados al interior del contenedor flexible (1 10) de sección rectangular.
Para el caso de las jaulas (180) de crianza de peces o similares de sección circular, los sólidos decantados al interior del contenedor flexible (1 1 1) de sección circular, son recolectados por medio de cañerías de sólidos decantados (1 19) que están adosadas a las paredes cónicas del contenedor flexible (1 1 1) de sección circular, cañerías que convergen al pozo decantador de sólidos (1 16) para conectarse con el medio de extracción de sólidos (160).
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Todos los sólidos decantados son extraídos desde el interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1) por el medio de extracción de sólidos (160) y son conducidos y transportados hidráulicamente hasta la unidad de tratamiento de sólidos (130) instalada sobre la balsa flotante (190). Dicha unidad puede procesar sólidos extraídos desde jaulas (180) de crianza de peces o similares, sin importar la geometría de la jaula.
La unidad de tratamiento de sólidos (130) cuenta con un estanque que recibe y ajusta la mezcla de sólidos/agua, en términos de densidad de los sólidos decantados y extraídos desde el contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) mediante el medio de extracción de sólidos (160). Posteriormente a la preparación de dicha mezcla y con sus parámetros ajustados, los sólidos son impulsados a un filtro, en donde por medios mecánicos se producen sólidos secos y agua recuperada. Los sólidos secos obtenidos posteriormente son enviados a un botadero autorizado (135) fuera del ambiente acuático (125). El agua recuperada desde el filtro es conducida y transportada hidráulicamente por el medio de agua recuperada (138) hasta la unidad de tratamiento de riles (120). En la unidad de tratamiento de riles (120) el agua recuperada es tratada, eliminándose de ella, todo componente contaminante o nocivo al medio ambiente y así ser finalmente devuelta como agua limpia al medio acuático (125).
Todos los riles contenidos en el interior del contenedor flexible (1 10,1 1 ) que se generan por la adición de elementos químicos o biológicos, necesarios para la crianza de peces o similares en jaulas (180) son extraídos hacia el medio de extracción de riles (150) mediante las cañerías (132,133) desde interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1). Dicho medio (150) conduce y transporta hidráulicamente todos los riles hasta la unidad de tratamiento de riles (120) instalada sobre la balsa flotante (190). Esta instalación puede procesar riles extraídos desde jaulas (180) de crianza de peces o similares, indistintamente sin importar la geometría de la jaula.
La unidad de tratamiento de riles (120) permite tratar de forma independiente cada uno de los riles generados producto de la crianza de peces o similares, riles que en su totalidad están contenidos al interior del contenedor flexible (1 10,1 1 1 ). Los riles son tratados en un 100%, liberándolos de todo elemento contaminante para el medio ambiente de acuerdo a parámetros preestablecidos o ajustados según norma. Finalmente todos los riles tratados por la unidad de tratamiento de riles (120) se vierten al medio acuático (125).
Una unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) asegura el ingreso de agua fresca y limpia al contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) en función de las necesidades propias de la crianza de peces o similares desde el medio acuático (125). El agua del
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medio externo, previamente al ingreso al contenedor flexible (1 10,1 1 1) es filtrada eliminándose todo tipo de contaminante externo, tales como: micro algas nocivas, parásitos, virus, bacterias o líquidos extraños nocivos para la crianza de peces o similares. Para esta función de filtrado, la unidad de tratamiento de agua fresca (140) cuenta con filtros autolimpiantes y filtros biológicos.
La unidad de tratamiento de agua del medio externo (140) está instalada sobre la balsa flotante (190) puede procesar agua del medio acuático (135) y alimentar jaulas de crianza (180) de peces o similares, sean ellas de sección rectangular o de sección circular. Además, dicha unidad está preparada para proveer de agua fresca y limpia a una pluralidad de jaulas (180) para la crianza de peces o similares, insertas en otros sistemas contenedores ecológicos (100).
Como parte fundamental del conjunto de componentes del contenedor ecológico (100) se dispone de sensores (que no se muestran), que miden parámetros vitales para la crianza de peces o similares, tales como: oxígeno disuelto, temperatura del agua, amonio, pH, conductividad, nivel de agua, temperatura ambiente u otros, que se requieran y aseguren la crianza de peces o similares libres de contaminación externa o interna. Cada uno de estos sensores son integrados a la unidad de control automático (170) para permitir así la automatización del contenedor ecológico (100), integrando las variables entregadas por los instrumentos instalados al interior del contenedor flexible (1 10,11 1 ) ajustando de forma automática la mejor operación del sistema contenedor ecológico (100) teniendo como base los parámetros operacionales preestablecidos.
Además, el contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) cuenta con medios de protección contra robos y depredadores naturales. Ya que al producirse una ruptura por esta acción del material (1 12) del contenedor flexible (1 10,11 1 ) se dispone de un circuito de alarma de rompimiento (que no se muestra) inserto en el material flexible del contenedor flexible (1 10,1 1 1 ) que activa un dispositivo de alarma sonora, luminosa o de otro tipo (que no se muestra), instalado fuera del medio acuático (125).
Las unidades (120), (130), (140) instaladas sobre la balsa flotante (190) pueden asistir a uno o varios contenedores flexibles (1 10, 1 1 1) al mismo tiempo: tratar los riles, mediante la unidad de tratamiento de riles (120), procesar los sólidos decantados, mediante la unidad de tratamiento de sólidos (130) y aprovisionar agua fresca y limpia, mediante la unidad de tratamiento de agua del medio externo (140). Asimismo la unidad de control automático (170) puede controlar y automatizar uno o más contenedores flexibles (1 10, 1 1 1 ) a la vez.
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