Name: Assemblage d’étiquette de ballon et fixation à des capuchons de poisson de capteur
Uploaded: 2023-10-13T12:10:00
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balloon tag assembly and attachment to sensor fish caps

Optimisation de l’assemblage des étiquettes de ballon pour récupérer les poissons-capteurs et les poissons vivants

Hydropower is a significant renewable energy resource worldwide. In the United States, hydropower contributes an estimated 38% or 274 TWh of electricity generated from renewable sources1 and has the potential to add approximately 460 TWh per year2. However, as hydropower development increases, concerns about fish injury and mortality during hydraulic passage have become paramount3. Various mechanisms contribute to fish injuries during passage, including rapid decompression (barotrauma), shear stress, turbulence, strikes, cavitation, and grinding4. Although these injury mechanisms may not have an immediate impact on the overall condition of the fish, they can render them more vulnerable to diseases, fungal infections, parasites, and predation5. Additionally, direct physical injuries resulting from collisions with turbines or other hydraulic structures can lead to significant mortality, emphasizing the importance of mitigating these risks in hydropower development.
One of the most common methods for evaluating fish passage conditions is releasing Sensor Fish and live fish through hydraulic structures6,7. The Sensor Fish is an autonomous device designed to study the physical conditions that fish experience during passage through hydraulic structures, including turbines, spillways, and dam bypass alternatives8,9. Equipped with a 3D accelerometer, 3D gyroscope, temperature sensor, and pressure sensor9, the Sensor Fish provides valuable data on fish passage conditions.
Balloon tags, which are self-inflating balloons attached externally to Sensor Fish and live fish, assist in their recovery after passing through hydraulic structures. The balloon tags consist of dissolvable capsules filled with gas-generating chemicals (e.g., oxalic acid and sodium bicarbonate), a silicone stopper, and a fishing line. Prior to deployment, water is injected through the silicone stopper into the balloon. The water dissolves the vegetable-based capsules, triggering a chemical reaction that produces gas&#160;inflating the balloon. In this neutralization reaction, sodium bicarbonate, a weak base, and oxalic acid, a weak acid, react to form carbon dioxide, water, and sodium oxalate10. The chemical reaction is provided below:
2NaHCO3+ H2C2O4 &#8594; 2CO2 + 2H2O + Na2C2O4
The inflated balloon increases the buoyancy of the Sensor Fish and live fish, enabling them to float on&#160;the water surface for easier recovery.
The number of balloon tags required to achieve flotation and facilitate the retrieval of a sample (e.g., Sensor Fish or live fish) may vary based on the volume and mass characteristics of the sample. The duration of balloon tag inflation can be adjusted by injecting water at different temperatures. Colder water will increase the inflation time, while warmer water will decrease it. Balloon tags have been successfully employed in various locations, including the Farmers Screen, a unique horizontal, flat-plate fish and debris screen structure in Hood River, Oregon11, and a Francis turbine at Nam Ngum Dam in the Lao People&#39;s Democratic Republic12. Another commercially available balloon tag example is the Hi-Z Turb&#39;N Tag13,14. The Hi-Z Turb&#39;N Tag allows inflation time to be adjusted between 2 min and 60 min, depending on the injected water temperature13. This technology has been used in fish studies at many field sites, including studies involving Chinook salmon smolts released at Rocky Reach Dam on the Columbia River and juvenile American shad at Hadley Falls Dam on the Connecticut River15,16. Both technologies utilize acid-base&#160;chemical reactions to inflate the balloon tags for recovery.
This method offers cost-effectiveness and simplicity in manufacturing, with an estimated material cost of only $0.50 per balloon. As described here, the manufacturing process is easy to follow, making balloon tag production accessible to anyone.

Pleins feux sur l’auteur : Développer des étiquettes de ballon rentables et personnalisables pour les études sur le passage des poissons 

Technique de fabrication d’étiquettes de ballons pour la récupération de poissons capteurs et de poissons vivants

This research focuses on developing and evaluating cost-effective balloon tags for fish passage studies and hydraulic structures. Our aim is to assess the effectiveness of different balloon tag configurations for the recovery of sensor fish and live fish after they pass through these hydraulic structures. The balloon tag protocol we developed offer a cost effectiveness, customizability, and adjustable inflation times.It is a low-cost solution for large scale studies with limited budgets. It helps to understand the impact of hydraulic structures on fish and can be tailored to different species and environments. We have developed a cost-effective balloon tag manufacturing process.This will enhance our understanding of balloon tag performances under different conditions, enabling tailored testing and facilitating environmental impact assessments for developing and operating fish-friendly hydropower systems.

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Assemblage d’étiquette de ballon et fixation à des capuchons de poisson de capteur

Pour commencer l’assemblage de l’étiquette de ballon, insérez soigneusement l’outil de perçage dans le bouchon en silicone. Insérez ensuite l’outil de perçage fixé au bouchon dans une aiguille de seringue de calibre 15. Après cela, retirez l’outil de perçage du bouchon en silicone en ne laissant que l’aiguille incrustée dans le bouchon.Coupez un morceau de six pouces d’une ligne de pêche de 50 livres. Insérez le morceau de fil de pêche dans le bouchon en silicone à travers l’aiguille de calibre 15. Tout en maintenant le bouchon et la ligne de pêche ensemble, rétractez soigneusement l’aiguille du bouchon en laissant la ligne de pêche à l’intérieur du bouchon.Ensuite, insérez deux capsules remplies de poudre à base d’acide dans un ballon en latex. À l’aide d’un outil d’expansion élastique comme une pince à bande de castration, élargissez doucement l’ouverture du ballonnet. Insérez ensuite soigneusement un bouchon en silicone dans l’ouverture du ballon, en veillant à garder les deux extrémités de la ligne de pêche à l’extérieur du ballon.Placez deux joints toriques sur l’outil d’expansion de l’élastique et déployez-les. Poussez le col du ballon en latex à travers les deux joints toriques expansés. Retirez délicatement les deux joints toriques de l’outil d’expansion de l’élastique en les laissant étroitement enroulés autour du cou du ballon, centré sur le bouchon.Insérez une extrémité de la ligne de pêche dans l’un des petits trous du capuchon du capteur et tirez-la à travers le grand trou au centre. Attachez les deux extrémités de la ligne de pêche ensemble en laissant un espace de 0,5 à un pouce entre le haut du capuchon et la base du ballon. Gardez la ligne de pêche supplémentaire attachée car la couper trop près d’un nœud pourrait la faire se détacher.L’étude du temps moyen de gonflage des étiquettes de ballons avec différents volumes d’eau à deux températures différentes a révélé que le gonflage complet se produisait plus rapidement lorsque l’on utilisait de l’eau à 18,3 degrés Celsius par rapport à 12,7 degrés Celsius. Une dissolution plus lente des capsules à des températures plus basses a retardé le gonflage. Parmi les conditions testées, les trois ballons capsules injectés avec cinq millilitres d’eau à 18,3 degrés Celsius présentaient une taille constante avec un volume moyen de 114 centimètres cubes.À 18,3 degrés Celsius, les quatre étiquettes de ballons de la capsule ont démontré un temps de début de gonflage plus rapide. Cependant, les temps de gonflage complets pour les étiquettes de ballons à deux capsules et à quatre capsules étaient presque identiques. L’étiquette de ballon à trois capsules a commencé à se dégonfler en premier, suivie par les quatre capsules, et enfin, les étiquettes de ballons à deux capsules.

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Balloon Tag Assembly and Attachment to Sensor Fish Caps

Balloon Tag Manufacturing Technique for Sensor Fish and Live Fish Recovery

Fish may experience injuries and mortality when they pass through hydraulic conveyances at hydropower dams, even if these conveyances are designed to be ...