Tecnica di produzione di tag a palloncino per il recupero di pesci sensore e pesci vivi

Riepilogo

Viene presentato un protocollo per la progettazione e la produzione di tag a palloncino per il recupero di pesci sensore e pesci vivi, consentendo di valutare le loro condizioni fisiche e le prestazioni biologiche nelle strutture idrauliche. Il metodo ottimizza le prestazioni dell'etichetta del palloncino considerando fattori quali il volume del palloncino, i tempi di gonfiaggio/sgonfiaggio, la selezione dei componenti e le caratteristiche dell'acqua iniettata.

Abstract

I pesci possono subire lesioni e mortalità quando passano attraverso i trasporti idraulici delle dighe idroelettriche, anche se questi trasporti sono progettati per essere rispettosi dei pesci, come i sistemi di bypass a valle, gli sfioratori modificati e le turbine. I principali metodi utilizzati per studiare le condizioni di passaggio dei pesci nelle strutture idrauliche prevedono test diretti in situ utilizzando la tecnologia Sensor Fish e pesci vivi. I dati di Sensor Fish aiutano a identificare i fattori di stress fisico e la loro posizione nell'ambiente di passaggio dei pesci, mentre i pesci vivi vengono valutati per lesioni e mortalità. Le targhette a palloncino, che sono palloncini autogonfiabili attaccati esternamente a Sensor Fish e pesci vivi, aiutano nel loro recupero dopo essere passati attraverso le strutture idrauliche.

Questo articolo si concentra sullo sviluppo di tag a palloncino con un numero variabile di capsule solubili a base vegetale contenenti una miscela di acido ossalico, polveri di bicarbonato di sodio e acqua a due diverse temperature. La nostra ricerca ha determinato che i tag a palloncino con tre capsule, iniettati con 5 mL di acqua a 18,3 °C, hanno raggiunto costantemente il volume desiderato del palloncino. Questi tag avevano un volume di gonfiaggio medio di 114 cm 3 con una deviazione standard di 1,2 cm³. Tra i tag a palloncino iniettati con acqua a 18,3 °C, è stato osservato che i tag a palloncino a due capsule hanno impiegato il tempo più lungo per raggiungere il gonfiaggio completo. Inoltre, le etichette a palloncino a quattro capsule hanno dimostrato un tempo di inizio del gonfiaggio più rapido, mentre le etichette a palloncino a tre capsule hanno dimostrato un tempo di inizio dello sgonfiaggio più rapido. Nel complesso, questo approccio si dimostra efficace per convalidare le prestazioni di nuove tecnologie, migliorare la progettazione delle turbine e prendere decisioni operative per migliorare le condizioni di passaggio dei pesci. Funge da strumento prezioso per la ricerca e le valutazioni sul campo, aiutando a perfezionare sia la progettazione che il funzionamento delle strutture idrauliche.

Introduzione

L'energia idroelettrica è un'importante risorsa di energia rinnovabile in tutto il mondo. Negli Stati Uniti, l'energia idroelettrica contribuisce con circa il 38% o 274 TWh di elettricità generata da fonti rinnovabili¹ e ha il potenziale per aggiungere circa 460 TWh all'anno². Tuttavia, con l'aumento dello sviluppo dell'energia idroelettrica, le preoccupazioni per le lesioni e la mortalità dei pesci durante il passaggio idraulico sono diventate fondamentali³. Vari meccanismi contribuiscono alle lesioni dei pesci durante il passaggio, tra cui la decompressione rapida (barotrauma), lo stress da tagl....

Protocollo

1. Incapsulamento acido/base

1. Miscelare un rapporto 1:2 in peso di H 2 C₂O₄ (acido ossalico) e NaHCO₃ (bicarbonato di sodio) in una tazza di miscelazione (vedi Tabella dei materiali). Se la miscela acido-base in polvere è cristallizzata, macinarla con un mortaio e un pestello (Figura 1A).
2. Recupera le capsule a base vegetale formato 3 e la riempitrice di capsule semiautomatica per iniziare il processo (vedi Tabella dei materiali).
3. Posizionare il foglio del cappuccio su una superficie pulita e asciutta. Allineare il fo....

Discussione

Questo studio ha concluso che i tag a palloncino a tre capsule iniettati con 5 mL di acqua a 18,3 °C avevano un tempo di gonfiaggio iniziale più lento e un volume costantemente maggiore rispetto ai tag a palloncino a due e quattro capsule. Quando i tag del palloncino sono stati iniettati con acqua a 12,7 °C, il volume medio era inferiore e il tempo di gonfiaggio era più lungo. La capsula a tre capsule inizia a sgonfiarsi per prima, seguita da quella a quattro capsule e infine da quella a due capsule. I periodi di gon.......

Materiali

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