Un nou model d'aqüicultura intensiva de recirculació
1.Introducció:
El model modern de sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS) es caracteritza per la purificació i reutilització d'aigües residuals de l'aqüicultura mitjançant equips de tractament d'aigües. És un sistema multidisciplinari que integra principis de zoologia, enginyeria mecànica, enginyeria ambiental, tecnologia de control informàtic i enginyeria civil. Aquesta forma innovadora d'aqüicultura intensiva representa la convergència de tecnologia avançada i pràctiques sostenibles.
2. Visió general del desenvolupament:
L'auge del RAS als països estrangers
El concepte d'aqüicultura de recirculació basada en fàbriques-es va originar a la dècada de 1960 als països desenvolupats europeus. Les seves tecnologies fonamentals provenien d'aquaris marins de l'interior, sistemes d'aquaris intel·ligents i de flux d'alta-densitat-a través de models de piscicultura.
El desenvolupament de RAS ha avançat en tres fases principals: l'aqüicultura pre-industrial, la de fàbrica- i l'aqüicultura industrialitzada. Avui, molts sistemes han aconseguitmecanització, automatització, informatització i gestió intel·ligent, marcant una transició cap a la gestió científica moderna de la pesca.
Impulsat per la implementació de la Directiva marc de l'aigua de la UE, RAS s'ha convertit en una prioritat política nacional a diversos països europeus i americans, així com un focus clau en el desenvolupament sostenible de les seves indústries aqüícoles.
Característiques tècniques i diversitat d'espècies a Europa
El desenvolupament inicial de RAS a Europa va ser pionerels Països Baixos i Dinamarca, centrant-se principalment en espècies d'aigua dolça com ara el bagre africà, la truita i l'anguila:
♢Sistemes RAS holandesos: normalment d'interior i{0}}bucle tancat, optimitzat per a la producció de bagres i anguiles africans.
♢Sistemes RAS danesos: Sistemes d'exterior semi-tancats, utilitzats principalment per a la cria de truites.
Amb l'evolució de les tecnologies RAS i l'atenció creixent de la indústria i el govern,la diversitat d'espècies cultivadess'ha expandit significativament. Actualment, les espècies comunes cultivades a RAS inclouen:
Salmó atlàntic, tilàpia, anguila, truita, turbot, bagre africà, fletán i gambes - per un total de més d'una dotzena de varietats.
Escala de desplegament i integració industrial
A partir del 2014, més deInstal·lacions d'aqüicultura basades en RAS-360s'havia establert a tot elEstats Units i Europa. Entre aquests,Noruega i Canadàsón reconeguts com a líders mundials en RAS percultiu del salmó.
Del 1985 al 2000, la capacitat de producció d'alevins de salmó d'una granja típica europea (en termes de biomassa) va augmentar aproximadament.20 vegades. A Escòcia, producció de alevins de salmóes va duplicar entre 1996 i 2006, assolint una producció anual de més150.000 juvenils de salmó.
Grans corporacions multinacionals d'aqüicultura aNord-oest d'Europa, Canadà i Xilehan adquirit contínuament empreses més petites, formant-segrups especialitzats i integrats verticalment. Per exemple, les empreses aEscòcia, Noruega i els Països Baixosara comptarmés del 85%de la producció mundial de salmó.
Maduresa Industrial i Empreses Representatives
A Europa, més empreses estan adoptant la tecnologia RAS tancada per a la producció de plàntules i l'agricultura de cicle complet-. Les empreses representatives inclouen:
♢Bluewater Flatfish Farm (Regne Unit)
♢France Turbot SAS (França)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Alemanya)
Aquestes empreses estan avançant cap a l'especialització i el desenvolupament a gran-escala, formant gradualment una cadena industrial integral que abasta:
Fabricació d'equips → Integració de sistemes → Desplegament comercial.
Aquesta evolució industrial ha establert una base sòlida per globalitzar l'aqüicultura de recirculació com asostenible, d'alta-tecnologia i eficientmodel de piscicultura.
Estat actual del desenvolupament d'equips del sistema d'aqüicultura de recirculació (RAS) a l'estranger
1.Fundament industrial fort que permet equips RAS avançats
Depenent de les seves infraestructures industrials molt desenvolupades, els països estrangers han avançat significativament en la recerca i el desenvolupament d'equips clau per a sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS). El rendiment i la fiabilitat de les instal·lacions agrícoles bàsiques d'aquests països es troben entre els millors del món, ja que admeten una-automatització de processos completa i una integració eficient del sistema.
2. Fabricants internacionals d'equips RAS líders
Diverses empreses globals estan a l'avantguarda de la fabricació d'instal·lacions RAS, cadascuna centrada en diferents components dins de la cadena de producció de l'aqüicultura:
♢ Grup AKVA (Noruega):
S'especialitza en el desenvolupament i la producció d'equips complets d'aqüicultura per a tot el cicle de vida - inclosa la cria de peixos, el creixement-, la recol·lecció i el processament, així com vaixells de cultiu en alta mar a gran-escala.
♢VAKI Aquaculture Systems (Islàndia):
Se centra en equips de suport per a operacions de granja, com ara bombes de peix, màquines classificadores i alimentadors automàtics.
♢HYDROTECH (Suècia):
Conegut per produir filtres de tambor de micro-tama{0}}d'alta qualitat, fonamentals per a la purificació d'aigua i l'eliminació de residus sòlids dins de les configuracions RAS.
3. Sistemes d'alimentació intel·ligents a l'avantguarda mundial
En l'àmbit de la tecnologia d'alimentació automatitzada, diverses empreses han desenvolupat sistemes líders a nivell internacional que milloren l'eficiència de l'alimentació i redueixen els residus:
♢Fishtalk-Control del grup AKVA (Noruega):
Una plataforma de gestió d'alimentació intel·ligent que integra el seguiment de dades, l'optimització de l'estratègia d'alimentació i la detecció ambiental.
♢Feedmaster per ETI Company (EUA):
Un sistema avançat de control d'alimentació dissenyat per a l'aqüicultura de precisió.
♢Robots d'alimentació desenvolupats per ArvoTec (Finlàndia):
Aquests robots permeten una alimentació automatitzada, programable i específica de les espècies-, millorant la precisió i l'eficiència laboral.
Desenvolupament de models RAS diversificats per a peixos, gambes, algues, mariscs i cogombre de mar
La Xina ja ha establert una tecnologia RAS i un sistema d'equips madurs i escalables per a l'aqüicultura de peixos i gambes.
A més, s'han dut a terme importants investigacions i pràctiques industrials en el cultiu industrial de microalgues, mariscs i cogombres de mar:
- o el cultiu d'algues unicel·lulars, així com la producció de plàntules de marisc i cogombre de mar, s'ha desenvolupat un sistema de tecnologia RAS madur.
- ElInstitut d'Oceanologia, Acadèmia Xinesa de Ciènciesha desenvolupat fotobioreactors tubulars de bucle tancat-per al cultiu a gran-escala d'Haematococcus pluvialis i ha establert un sistema de procés complet per extreure astaxantina d'aquesta alga.
- Universitat de Ciència i Tecnologia de la Xina Orientalva adoptar un"procés de cultiu continu fotoinduït per-dilució-heteròtrof"per al cultiu d'alta-densitat a escala de fàbrica-de Chlorella, abordant problemes com ara la baixa densitat cel·lular, la baixa taxa de creixement, la baixa productivitat, els alts costos de recol·lecció i la qualitat del producte inconsistent observada en els mètodes fotoautòtrofs tradicionals.
Per a la producció de plàntules de marisc i cogombre de mar:
- Les tecnologies són relativament madures i s'han aplicat a escala.
- No obstant això, la indústria encara adopta principalment models de conreu de fàbrica de flux-, amb baixos nivells de mecanització i automatització.
- Hi ha un marge de millora considerable pel que fa a la modernització de les instal·lacions i les actualitzacions del model agrícola.
Problemes internacionals en la indústria del sistema d'aqüicultura de recirculació (RAS).
1. Els alts costos de construcció i el consum d'energia són els principals reptes dels models RAS
Segons investigacions relacionades, els sistemes d'aqüicultura basats en fàbriques-consumen més energia (electricitat i combustible) i comporten costos de construcció més elevats en comparació amb els models d'aqüicultura tradicionals. Aquests factors representen els majors reptes per al desenvolupament sostenible de RAS. Tot i que RAS adopta sistemes de producció intensiva que redueixen significativament l'ús de l'aigua i el sòl, l'elevat consum d'energia augmenta els costos operatius i contribueix als impactes ambientals i energètics potencials associats amb l'ús de combustibles fòssils.
Per aconseguir la sostenibilitat tant econòmica com ambiental, és essencial trobar un equilibri entre l'ús de l'aigua, l'abocament de residus, el consum d'energia i l'eficiència de la producció.
Per tant, la investigació sobre tecnologies d'estalvi{0}}i reducció d'emissions-d'energia a les instal·lacions de RAS, juntament amb el desenvolupament de noves tecnologies i equipaments ecològics i eficients, serà una àrea d'enfocament clau per al futur avenç de la indústria RAS.
2.Els problemes de malaltia dificulten el desenvolupament saludable del RAS
Els brots de malalties són un dels factors més crítics que afecten el desenvolupament saludable de l'aqüicultura de fàbrica-. L'anèmia infecciosa del salmó (ISA), causada pel virus ISA, és una malaltia vírica greu. El seu impacte va provocar un fort descens de la producció de salmó atlàntic de Xile durant el període 2009-2010. Una altra malaltia important en la salmonicultura mundial és la síndrome de la truita arc de Sant Martí (RTFS), causada pel bacteri-d'aigua freda Flavobacterium psychrophilum.
Aquest bacteri Gram-negatiu provoca necrosi a la melsa, el fetge i els ronyons de la truita arc de Sant Martí infectada, provocant anorèxia i un comportament de natació anormal. La malaltia té una alta taxa de mortalitat en alevins de salmó i provoca pèrdues importants anualment.
En l'aqüicultura de gambes, els problemes de malalties són encara més greus que els que afecten els peixos. Les malalties comunes de les gambes inclouen la malaltia de la taca blanca (WSD), la malaltia del cap groc (YHD) i moltes altres. Aquestes malalties continuen preocupant la indústria de la cria de gambes RAS i s'han convertit en grans barreres per al seu desenvolupament saludable.
Perspectives: cap a una aqüicultura eficient, intel·ligent i de precisió
L'agricultura eficient, intel·ligent i de precisió representa una direcció clau per al futur desenvolupament verd de la indústria de l'aqüicultura de la Xina. Aquesta evolució implicarà avenços en la investigació i desenvolupament d'IoT aqüícola, sistemes de control intel·ligents, tecnologies de big data, robòtica i equipament intel·ligent, integrats amb sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS) dissenyats segons les característiques biològiques de les espècies cultivades.
En conjunt, aquests avenços tenen com a objectiu construir piscifactories intel·ligents "no tripulades" a l'estil de fàbrica{-terras.
Amb el ràpid progrés dels sensors de control de la qualitat de l'aigua domèstica, el processament intel·ligent d'informació i les plataformes IoT, l'aplicació de tecnologies intel·ligents a l'aqüicultura basada en fàbriques-es cada cop més factible. Tanmateix, cal subratllar que una veritable aqüicultura intel·ligent només es pot realitzar si primer estudiem i comprenem a fons:
- les condicions fisiològiques i les característiques de comportament de les espècies cultivades;
- els seus patrons de creixement i pressupostos energètics;
- la dinàmica de la qualitat de l'aigua en el procés de cultiu;
- i els mecanismes de regulació ambiental.
Només sobre aquesta base podem integrar eficaçment la recollida i l'anàlisi de grans dades basades en IoT-per crear un sistema de gestió expert en aqüicultura-que combini el seguiment i l'avaluació de la salut dels organismes cultivats, la gestió dels processos de cultiu, el control de la qualitat de l'aigua i el funcionament dels equips. Això serà essencial per assolir els objectius de l'aqüicultura intel·ligent.