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El control de los movimientos de chapoteo en las jaulas de cultivo de peces en el mar mejora el bienestar de los peces

El control de los movimientos de chapoteo en las jaulas de cultivo de peces en el mar mejora el bienestar de los peces
Un estudio que utiliza un sistema de contención de peces a escala se informa en Physics of Fluids y muestra por qué surgen movimientos violentos de chapoteo, que ponen en peligro las jaulas y los peces, y cómo minimizarlos. Esta imagen muestra la pecera a escala con plataforma mecánica para crear salpicaduras. Crédito: Claudio Lugni

Los sistemas de cultivo de peces en el mar que utilizan rediles son perjudiciales para el medio ambiente y los peces. 


por el Instituto Americano de Física


Una jaula cerrada puede mejorar el bienestar de los peces, pero el agua de mar fresca debe circular continuamente a través de la jaula. Sin embargo, las olas del océano pueden hacer que esta agua circulante chapotee dentro de la jaula, creando movimientos violentos y poniendo en peligro la jaula y los peces.

Un estudio que utiliza un sistema de contención de peces a escala se informa en Physics of Fluids . El estudio muestra por qué surgen movimientos violentos de chapoteo y cómo minimizarlos.

Las corrientes suaves se pueden mantener artificialmente dentro de jaulas cerradas cilíndricas desarrolladas para el cultivo de salmón. La corriente se produce inyectando agua de mar a través de boquillas laterales, creando un flujo circular en el interior. El caudal máximo no debe exceder la velocidad de nado crítica a la que el salmón puede nadar cómodamente durante un tiempo prolongado.

Si bien esta corriente artificial mejora la salud de los peces, también afecta las frecuencias naturales de chapoteo que las olas del océano pueden excitar dentro de la jaula flotante . Estos violentos movimientos de chapoteo ocurren incluso cuando ondas relativamente pequeñas golpean la jaula, ya que el fenómeno de resonancia amplifica el movimiento de las ondas.

«En la literatura científica , se han encontrado problemas similares de comportamiento fluidodinámico en tanques giratorios sólo en estudios de estabilidad y control de tanques de combustible para cohetes, turbinas de gas y centrifugadoras», dijo el coautor Claudio Lugni.

«No es sencillo aplicar los resultados sobre los tanques de cohetes a los tanques de acuicultura», dijo el coautor Andrei Tsarau.

Para abordar este problema, se adjuntó un modelo a escala de una jaula cilíndrica para peces a una plataforma mecánica que podía mover el cilindro de un lado a otro. La maqueta se llenó parcialmente de agua e incluía boquillas para inyectar una corriente circular artificial.

Cuando el sistema fue oscilado lateralmente por la plataforma, comenzaron los movimientos de chapoteo y fueron monitoreados por sensores en el tanque .

«Dependiendo de la frecuencia de forzamiento, se observaron en el experimento varios regímenes de chapoteo caracterizados por diferentes formas de onda y amplitudes en la superficie libre del líquido», dijo Lugni.

Se realizaron estudios computacionales y teóricos con y sin corriente rotatoria y se compararon con el experimento. Los investigadores encontraron que el chapoteo violento observado cuando el líquido en el cilindro no circula puede suprimirse a las mismas frecuencias de excitación si el líquido gira a velocidades angulares suficientemente altas.

Este efecto puede ser beneficioso para jaulas relativamente pequeñas con un radio de menos de 10 metros en condiciones de chapoteo forzado. En tales jaulas, el líquido se puede rotar a una velocidad angular suficientemente alta sin forzar a los peces a nadar a velocidades superiores a su límite crítico.

«Para jaulas más grandes, la misma velocidad angular conduciría a velocidades de flujo demasiado altas para los peces «, dijo Tsarau.




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