Herramientas metodológicas para el diseño de instalaciones acuícolas basado en el bienestar animal

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Rocío Navarrete Fernández
hace 6 años
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Interna'onal Workshop on Fish Welfare 8 10 de Febrero de 2010.

1 Interna'onal Workshop on Fish Welfare 8 10 de Febrero de Madrid Herramientas metodológicas para el diseño de instalaciones acuícolas basado en el bienestar animal Proyecto MEC ( ): "Diseño de instalaciones acuícolas para el bienestar animal y la sostenibilidad ambiental Grupo de Inves'gación AQUAL (UPC)

2 Obje8vos Diseño de Tanques Bienestar Animal Caracterización Hidrodinámica Tanques de Cul8vo Acumulación Residuos Sólidos (Sedimentos) Influencia en el comportamiento y bienestar de los peces

3 Metodologías para el diseño de tanques y evaluación de su influencia en el comportamiento de los peces Análisis hidrodinámico de los tanques Par8cle Tracking Velocimetry Residence Time Distribu8on Acous8c Doppler Velocimetry Gestión residuos sólidos: sedimentación-resuspensión Rejilla oscilante Acous8c Doppler Velocimetry (RMS) Estudio del comportamiento del pez en cultivo (ADI) Iden8ficación individual Sustracción de imágenes Escaneado Laser

4 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Velocimetría de seguimiento de partículas (PTV) LUZ Agua + NaCl (ρ=1023 kg m -3 ) Lámina de flujo particulas (ρ pl =1023 kg m -3 )

Obtención campo de velocidades 2D Iden8ficación remolinos,

5 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Velocimetría de seguimiento de partículas (PTV) Modelos de tanque a escala Obtención campo de velocidades 2D Iden8ficación remolinos, zonas muertas, corrientes de cortocircuito Medida de la turbulencia (RMS)

6 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Análisis de Tiempos de Residencia (RTD) Configuración PTV RTD Configuración 2: Entrada sumergida Configuración 3: Múltiples saltos de agua Configuración 4: Formación 2 vórtices

7 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Velocimetría Acústica de efecto Doppler (ADV) Z Y X α= 30º

8 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Velocimetría Acústica de efecto Doppler (ADV) 2 INLET DEVICES Single inlet 2 INLET DEVICES α=0º α=30º Through orifice Ct DU % % J. Oca, I. Masaló /. Aquaculture Europe (2007). Estambul.

9 Análisis hidrodinámico de los tanques de cul8vo Velocimetría Acústica de efecto Doppler (ADV) 25 Tank A (D=150 cm, H=50 cm): Tangential velocities V R and identical Q, different Vin Q 2100 Vin 230 Q 1200 Vin 420 Q 1200 Vin 130 Q 600 Vin 210 and similar Q Vin

10 Metodologías para el diseño de tanques y evaluación de su influencia en el comportamiento de los peces Análisis hidrodinámico de los tanques Par8cle Tracking Velocimetry Residence Time Distribu8on Acous8c Doppler Velocimetry Gestión residuos sólidos: sedimentación-resuspensión Rejilla oscilante Acous8c Doppler Velocimetry (RMS) Estudio del comportamiento del pez en cultivo (ADI) Iden8ficación individual Sustracción de imágenes Escaneado Laser

11 Acumulación de Residuos Sólidos (Sedimentación Resuspensión) Rejilla Oscilante Esquema de funcionamento de la rejilla oscilante

12 Acumulación de Residuos Sólidos (Sedimentación Resuspensión) Rejilla Oscilante I. Masaló et al. / Aquacultural Engineering, 38 (2008) Porcentaje de sólidos en suspensión en función de la turbulencia durante los procesos de sedimentación y resuspensión

13 Acumulación de Residuos Sólidos (Sedimentación Resuspensión) Acoustic Doppler Velocimetry (RMS) I. Masaló et al. / Aquacultural Engineering, 38 (2008) Relación entre la densidad de cultivo y la turbulencia medida en el tanque

14 Acumulación de Residuos Sólidos (Sedimentación Resuspensión) Acoustic Doppler Velocimetry (RMS) Detección de las variaciones de actividad natatoria en tanques a partir de las medidas de turbulencia (RMS)

15 Metodologías para el diseño de tanques y evaluación de su influencia en el comportamiento de los peces Análisis hidrodinámico de los tanques Par8cle Tracking Velocimetry Residence Time Distribu8on Acous8c Doppler Velocimetry Gestión residuos sólidos: sedimentación-resuspensión Rejilla oscilante Acous8c Doppler Velocimetry (RMS) Estudio del comportamiento del pez en cultivo (ADI) Iden8ficación individual Sustracción de imágenes Escaneado Laser

(x,y) Condiciones de cul'vo Iluminación Captura de

16 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Identificación Individual Centroide (x,y) Condiciones de cul'vo Iluminación Captura de imágenes Procesado Iden'ficación individuos Coordenadas (x, y)

Individual Iden8ficación morfológica Iden8ficación

17 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Identificación Individual Iden8ficación morfológica Iden8ficación por marcaje Diferenciación de poblaciones per la geometría del marcaje

18 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Identificación Individual

19 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Identificación Individual Preferencia de sustratos (lenguado) A B C D

20 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Identificación Individual mean frequency Preferencia de sustratos (lenguado) a a' substrate a b' b b' sand plas8c concrete FREQ IMI 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Mean FREQ (frequency) and IMI (immobility index) values obtained by each substrate. Reig et al./aquaculture Engineering (2009)(in press)

21 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Sustracción de imágenes (peces planos) PECES PLANOS Bajo nivel de ac8vidad Concentración de la biomasa en el fondo del tanque

22 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Sustracción de imágenes (peces planos) Con actividad Sin actividad Procedimiento cuan8ta8vo No intrusivo Permite analizar largos períodos con un coste asumible

23 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Sustracción de imágenes (peces planos) Direct observation activity index (DOAI) vs. image processing activity index (IPAI) for two tanks with 92% and 210% of area covered

24 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Escaneado Laser (peces planos) 2cm mapa de espesor de biomasa de peces

Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Escaneado Laser (peces planos) Velocidad uniforme 10 cm/s Velocidad variable 7/14/7 cm/s

25 Estudio del comportamiento del pez en cul8vo (Análisis Digital de Imágenes) Escaneado Laser (peces planos) Velocidad uniforme 10 cm/s Velocidad variable 7/14/7 cm/s Separadores 8/64/8 cm/s Maps of fish distribution: b) Uniform velocity; c) Variable velocity 2 ; d) Baffle treatment Almansa C. et al./aquaculture Engineering (en preparación)

26 La geometría de los tanques y los disposi8vos de entrada y salida de agua 'enen una enorme influencia en las caracterís'cas hidrodinámicas de los tanques y en la homogeneidad de los parámetros ambientales. El patrón de flujo de los tanques de cul'vo puede ser estudiado u'lizando técnicas de PTV en modelos a escala y técnicas ADV en tanques a escala real. La autolimpieza en los tanques de consigue cuando el nivel de turbulencia generado por el flujo y por la propia ac'vidad natatoria de los peces alcanza unos valores mínimos, que pueden ser establecidos caracterizando los sedimentos u'lizando una rejilla oscilante La sustracción de imágenes consecu'vas es una buena técnica para la cuan'ficación del nivel de ac'vidad de los peces planos en condiciones de cul'vo. Puede ser u'lizada en condiciones de alta densidad y también para detectar situaciones de pánico. El marcaje individual de los peces, combinado con el análisis digital de imágenes, nos permite estudiar la distribución de peces planos en los tanques en condiciones de baja densidad y analizar sus preferencias. El escaneado laser del tanque nos permite analizar de forma sencilla, la influencia de las condiciones de cul'vo en la distribución de la biomasa en la superficie del tanque de cul'vo, incluso trabajando con densidades elevadas. También nos permite hacer es'maciones de la can'dad de biomasa existente.

27 Interna'onal Workshop on Fish Welfare 8 10 de Febrero de Madrid Herramientas metodológicas para el diseño de instalaciones acuícolas basado en el bienestar animal Proyecto MEC ( ): "Diseño de instalaciones acuícolas para el bienestar animal y la sostenibilidad ambiental Grupo de Inves'gación AQUAL (UPC)

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