Modelación de flujo de agua en un sistema de cultivo larvario de peces marinos.

Abstract

RESUMEN El cultivo de peces marinos en México ha progresado rápidamente en la última década. Es realizado en tanques de cultivo, con flujo de aire a presión, para generar movimiento en el agua y homogenizar los parámetros fisicoquímicos (O2, S, TºC, etc), así como la distribución de las larvas. Las larvas son sensibles al estrés físico, particularmente cuando el flujo de agua es desfavorable. Ésta condición crítica se presenta en el periodo larvario, específicamente en la primera semana del cultivo, cuando se registra la mayor mortalidad. El objetivo de este trabajo es aplicar un modelo hidrodinámico que permita determinar el régimen de flujo de agua, para adecuarlo a las necesidades de la especie en cultivo y aumentar la supervivencia. Con la plataforma computacional basada en el Método de Elementos Finitos, se realizaron simulaciones de las condiciones de flujo de agua, con fuente de aire central (Tanque A) y perimetral (Tanque B). Se observó que la circulación con fuente perimetral se dirige al centro del tanque, con velocidades máximas en la superficie y en el centro del tanque, mientras que, con la fuente central, la circulación se dirige a la pared del tanque con la mayor rapidez en la parte central y en la superficie. La visualización del movimiento del agua en el tanque, se obtuvo empleando azul de metileno y con partículas trazadoras, esto permitió constatar la tendencia del flujo de agua determinado con las simulaciones. Para validar el modelo hidrodinámico se realizaron tres corridas de cultivo larvario con jurel Seriola rivoliana. Con fuente de aire central se presentó una supervivencia larvaria de 6, 79 y 130 organismos con una presión de flujo de aire de 0.17, 0.10 y 0.05 atm, mientras que con fuente de aire perimetral, la supervivencia fue de 0, 46 y 65 organismos con una presión de flujo de aire de 0.23, 0.17 y 0.10 atm respectivamente. La simulación con fuente de aire central, proporciona un patrón de circulación más homogéneo y con velocidades que facilitan la supervivencia larvaria en el caso del jurel, esto fue confirmado en las tres corridas del cultivo.

ABSTRACT The marine fish culture in México has progressed rapidly in the last decade. It is performed in culture tanks with air flow pressure to generate movement in the water and homogenize the physicochemical parameters (O2, S, ToC, etc.), and the distribution of larvae. Larvae are sensitive to physical stress, particularly when the water flow is poor. This critical condition occurs in the larval period, specifically in the first week of culture, when most mortality occurs. The objective of this work is to apply a hydrodynamic model to determine the flow regime of water, to adjust the needs of the species in cultivation and increase survival. With the computing platform based on Finite Element Method, the simulations were performed of the conditions of water flow, with central air source (Tank A) and perimeter (Tank B). It was observed that the circulation perimeter source is directed to the center of the tank, with maximum speeds on the Surface and in the center of the tank, while, with central source, circulation is directed to the tank wall with máximum speed in the central part and on the surface. Displaying the movement of water in the tank, was obtained using methylene blue and tracer particles, this helped to confirm the trend of water flow determined with simulations. To validate the hydrodynamic model were performed three runs of larviculture with yellowtail Seriola rivoliana. With central air source was presents a larval survival of 6, 79 and 130 organisms, with a pressure of airflow 0.17, 0.10 and 0.05 atm, while, with perimetral air source the survival was 0, 46 and 65 organisms with a pressure of airflow 0.23, 0.17 and 0.10 atm respectively. The simulation with central air source, It provides a pattern of more homogeneous circulation and with speeds that facilitate larval survival in the case of yellowtail, this was confirmed in the three culture runs.