Técnica de fabricación de etiquetas de globos para la recuperación de peces sensores y peces vivos

Resumen

Se presenta un protocolo para el diseño y fabricación de etiquetas de globo para la recuperación de peces sensores y peces vivos, que permite evaluar su condición física y desempeño biológico en estructuras hidráulicas. El método optimiza el rendimiento de la etiqueta del globo teniendo en cuenta factores como el volumen del globo, los tiempos de inflado/desinflado, la selección de componentes y las características del agua inyectada.

Resumen

Los peces pueden sufrir lesiones y mortalidad cuando pasan a través de los medios de transporte hidráulicos en las presas hidroeléctricas, incluso si estos medios de transporte están diseñados para ser amigables con los peces, como los sistemas de derivación aguas abajo, los aliviaderos modificados y las turbinas. Los principales métodos utilizados para estudiar las condiciones de paso de los peces en las estructuras hidráulicas consisten en realizar ensayos directos in situ utilizando la tecnología Sensor Fish y peces vivos. Los datos de los peces sensores ayudan a identificar los factores de estrés físico y sus ubicaciones en el entorno de paso de los peces, mientras que los peces vivos se evalúan para detectar lesiones y mortalidad. Las etiquetas de globo, que son globos autoinflables unidos externamente a Sensor Fish y peces vivos, ayudan en su recuperación después de pasar a través de estructuras hidráulicas.

Este artículo se centra en el desarrollo de etiquetas de globo con un número variable de cápsulas solubles de origen vegetal que contienen una mezcla de ácido oxálico, polvos de bicarbonato de sodio y agua a dos temperaturas diferentes. Nuestra investigación determinó que las etiquetas de balón con tres cápsulas, inyectadas con 5 ml de agua a 18,3 °C, lograron consistentemente el volumen de balón deseado. Estas etiquetas tuvieron un volumen medio de inflado de 114^cm3 con una desviación estándar de 1,2^cm3. Entre las etiquetas de balón inyectadas con agua a 18,3 °C, se observó que las etiquetas de balón de dos cápsulas tardaron más tiempo en alcanzar el inflado completo. Además, las etiquetas de globo de cuatro cápsulas demostraron un tiempo de inicio de inflado más rápido, mientras que las etiquetas de globo de tres cápsulas demostraron un tiempo de inicio de desinflado más rápido. En general, este enfoque demuestra ser eficaz para validar el rendimiento de las nuevas tecnologías, mejorar el diseño de las turbinas y tomar decisiones operativas para mejorar las condiciones de paso de los peces. Sirve como una herramienta valiosa para la investigación y las evaluaciones de campo, ayudando en el refinamiento tanto del diseño como de la operación de las estructuras hidráulicas.

Introducción

La energía hidroeléctrica es un importante recurso de energía renovable en todo el mundo. En los Estados Unidos, la energía hidroeléctrica contribuye aproximadamente con el 38% o 274 TWh de la electricidad generada a partir de fuentes renovables¹ y tiene el potencial de agregar aproximadamente 460 TWh por año². Sin embargo, a medida que aumenta el desarrollo de la energía hidroeléctrica, la preocupación por las lesiones y la mortalidad de los peces durante el paso hidráulico se ha vuelto primordial. Varios mecanismos contribuyen a las lesiones de los peces durante el paso, incluida la descompresió....

Protocolo

1. Encapsulación ácido/base

1. Mezcle una proporción de 1:2 en peso de H2,_C2,_O4 (ácido oxálico) y NaHCO₃ (bicarbonato de sodio) en una taza mezcladora (consulte la Tabla de materiales). Si la mezcla de polvo ácido-base está cristalizada, muélala con un mortero (Figura 1A).
2. Recupere las cápsulas vegetales de tamaño 3 y la máquina llenadora de cápsulas semiautomática para comenzar el proceso (consulte la Tabla de materiales).
3. Coloque la hoja de tapa plana sobre una superficie limpia y seca. Alinee la hoja de encapsulació....

Discusión

Este estudio concluyó que las etiquetas de balón de tres cápsulas inyectadas con 5 ml de agua a 18,3 °C tenían un tiempo de inflado de inicio más lento y un volumen consistentemente mayor en comparación con las etiquetas de balón de dos y cuatro cápsulas. Cuando las etiquetas de los globos se inyectaron con agua a 12,7 °C, el volumen promedio fue menor y el tiempo de inflado fue más largo. La cápsula de tres comienza a desinflarse primero, seguida de la de cuatro cápsulas y, por último, la de dos cápsulas........

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Printed Silicone Stopper Plate	NA	NA
ARC800 Sensor Fish	ATS	NA
FDM 3D printer	NA	NA
Manual Capsule Filler Machine CN-400CL (Size #3)	Capsulcn	NA
Mold Star 15 SLOW	Smooth-On	NA
Oil-Resistant Buna-N O-Ring	McMaster-Carr	SN: 9262K141
Oxalic Acid, 98%, Anhydrous Powder (C2H2O4)	Thermo Scientific	CAS: 144-62-7
Rubber Band Expansion Tool	iplusmile	NA
Separated Vegetable Cellulose Capsules (Size #3)	Capsule Connection	NA
Smiley Face YoYo Latex balloon	YoYo Balloons, Etc.	NA
Sodium Bicarbonate Powder (CHNaO3)	Sigma	CAS: 144-55-8
Spectra Fiber Braided Fishing Line (50 lbs.)	Power Pro	NA