En la acuicultura intensiva, mantener niveles óptimos de oxígeno disuelto (DO) es crucial para el crecimiento saludable y la supervivencia de los peces. Los sistemas de acuicultura a menudo requieren aeración artificial para mantener niveles óptimos y garantizar un crecimiento saludable y productivo. Sin embargo, los métodos tradicionales de aeración suelen conllevar un alto consumo de energía y costos de mantenimiento.
Un grupo de investigadores del IIT Kharagpur y la Chonnam National University ha presentado el desarrollo y la evaluación de un aireador más sostenible y rentable, denominado “perforated pooled circular stepped cascade aerator (PPCSC)”, para la acuicultura intensiva. Este innovador diseño utiliza agua en cascada y perforaciones estratégicamente ubicadas para maximizar la transferencia de oxígeno, todo ello mientras consume significativamente menos energía.
¿Qué es el PPCSC?
El PPCSC cuenta con un diseño innovador que utiliza una única bomba para hacer que el agua caiga sobre escalones perforados, creando turbulencias y maximizando el contacto entre el aire y el agua. Los investigadores probaron el PPCSC en un entorno controlado, variando el radio inferior (Rb) y la descarga de agua (Q). El mejor rendimiento, con una eficiencia estándar de aireación (SAE) de 4.564 kg O2/kWh, se logró con un Rb de 0.75 metros y una Q de 0.016 metros cúbicos por segundo, tanto Rb como Q tuvieron un impacto significativo en la eficiencia de transferencia de oxígeno, destacando la flexibilidad del diseño.
Un diseño innovador que combina características clave para maximizar la eficiencia de la aireación. Veamos algunos aspectos importantes:
- Geometría Circular: El sistema utiliza una disposición circular, lo que permite una distribución uniforme del flujo de aire y una mayor área de contacto entre el agua y el aire.
- Perforaciones Estratégicas: Las perforaciones en las bandejas del PPCSC están cuidadosamente diseñadas para optimizar la transferencia de oxígeno. Estas perforaciones permiten que el agua caiga en cascada, creando turbulencias que favorecen la absorción del oxígeno atmosférico.
- Agrupación Inteligente: Las bandejas se agrupan en niveles escalonados, lo que aumenta aún más la superficie efectiva para la transferencia de oxígeno. Este diseño permite una mayor eficiencia sin aumentar significativamente el espacio ocupado por el sistema.
Los hallazgos clave sobre la relación entre las tasas de descarga de la bomba y las tasas estándar de transferencia de oxígeno (SOTR) en el estudio indican que tanto la tasa de descarga de la bomba como el radio inferior tienen un impacto significativo en la SOTR y la eficiencia estándar de aireación (SAE) del aerador PPCSC. Se observó que a mayores tasas de descarga, se incrementa la SOTR debido a un aumento en el área de contacto entre el aire y el agua, lo que proporciona más área disponible para el contacto. Además, las tasas de flujo más altas también generan condiciones de flujo turbulento, lo que contribuye a valores más altos de SOTR en tasas de flujo más altas.
El desarrollo de modelos de regresión para predecir la eficiencia estándar de aireación (SAE) basada en el radio inferior y la descarga es importante en el contexto de los sistemas de aireación de acuicultura porque permite entender cómo estos parámetros afectan la eficiencia de aireación. Estos modelos proporcionan una herramienta para optimizar el diseño y la operación de los sistemas de aireación, lo que puede resultar en una mejora significativa en la eficiencia y en la calidad del agua en instalaciones acuícolas. Además, al predecir la SAE, se pueden tomar decisiones informadas para maximizar la oxigenación en los cultivos acuícolas, lo que es crucial para el bienestar de los organismos acuáticos.
En conclusión, investigaciones como estas que llevan a avances tecnológicos en los sistemas de aireación son fundamentales para enfrentar los requerimientos cada vez mas estrictos de sostenibilidad exigidos por los mercados a la industria acuícola, la eficiencia en los sistemas de aireación es clave para reducir el consumo eléctrico de los sistemas al mismo tiempo que aumenta las densidades de cultivo haciendo mas eficiente los eficientes en biomasa por metro cubico.
REFERENCIA
Roy, S. M., Machavaram, R., Pareek, C. M., & Kim, T. (2024). Investigating the performance of a perforated pooled circular stepped cascade aeration system for intensive aquaculture. HELIYON.
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