¿Cómo resuelven los sensores de calidad del agua multiparamétricos el desafío de la monitorización de "alta salinidad + bioincrustación"?

El sector acuícola del sudeste asiático se está convirtiendo en un motor de alta velocidad. Las cadenas de producción transfronterizas se expanden, la logística de la cadena de frío mejora y los clústeres de granjas desde el Golfo de Tailandia hasta las islas Riau se modernizan para operar de forma continua y basada en datos. La detección es un punto débil en este entorno.

El agua salada con alta salinidad (superior a 35 en la mayoría de las zonas de cultivo costeras) y la proliferación de bioincrustaciones aumentan drásticamente las tasas de fracaso y limitan el oxígeno disuelto, justo cuando la conversión de los alimentos en energía para la supervivencia requiere una regulación rigurosa del oxígeno. Se necesitan sensores que sean precisos desde el principio y que mantengan su estabilidad durante semanas en condiciones adversas para garantizar que los sistemas marinos y de agua salobre, las cooperativas y los operadores puedan seguir el ritmo del rápido crecimiento.

¿Por qué la alta salinidad y la bioincrustación dificultan la monitorización convencional?

Bioincrustación: El principal disruptor de datos

Las granjas de la ASEAN ubicadas en la costa se encuentran en aguas cálidas, fértiles y ricas en nutrientes que se cubren rápidamente de humedad superficial y se sumergen en minutos por lodo y organismos de mayor tamaño. Estos últimos incluyen ventanas ópticas de membrana y celdas de conductividad. La bioincrustación produce una sensación de deriva y ruido aleatorio, y en ocasiones impide la transmisión de luz o la difusión de gases. Esto genera lecturas erróneas y, en el peor de los casos, una falla total del sensor, lo cual es inaceptable para cualquier responsable. La bioincrustación reduce la calidad de los datos y el intervalo entre mantenimientos. Además, incrementa los costos, ya que los equipos deben limpiar, recalibrar y redistribuir los equipos con mayor frecuencia.

Salinidad y temperatura: El desafío del cálculo del oxígeno disuelto

Otra complejidad del oxígeno disuelto radica en su dependencia de la salinidad y la temperatura. Los sensores de oxígeno son tanto electroquímicos como ópticos y miden la extinción de la luz o la presión parcial, en lugar de la concentración directamente. El control de las granjas acuícolas incorpora miligramos por litro. La solubilidad del oxígeno disminuye al aumentar la salinidad y también varía con la temperatura y la presión. Por lo tanto, la señal de oxígeno disuelto debe corregirse para proporcionar la concentración correcta. Con agua de mar al 35 % de salinidad y a temperaturas normales de la granja, un sensor sin compensación tendrá un error de varias decenas de miligramos por litro. Un error tan grande provocará una aireación prematura o ocultará el peligro de una baja concentración de oxígeno al amanecer. La buena práctica requeriría una corrección de temperatura y salinidad en todo el rango por el que transitan las granjas.

¿Por qué la alta salinidad y la bioincrustación dificultan la monitorización convencional?

Incluso una unidad óptica de alta gama que utiliza una sonda de oxígeno de un solo parámetro resulta insuficiente en sitios con alta salinidad o muy incrustados. El estándar actual es una sonda de calidad del agua multiparamétrica, compuesta por dos pilares fundamentales. El primero es una estrategia antiincrustante que retarda el crecimiento en todas las superficies húmedas. El segundo es un sistema de medición de oxígeno que compensa la temperatura mediante la salinidad, considerando el pH y la conductividad exógenos presentes en el mismo medio. Esta integración es crucial, ya que los valores de corrección, como la temperatura y la salinidad, se tratan como valores nativos medidos simultáneamente en el mismo lugar y momento. Esto elimina la especulación y el uso de datos teóricos.

Recubrimientos antiincrustantes, materiales y autolimpieza activa

Estrategias antiincrustantes pasivas y activas

En las condiciones de la ASEAN, ninguna defensa basada en el agua es suficiente. Los diseños robustos estratifican las estrategias. Las superficies ópticas y las membranas están protegidas por pantallas o cintas de aleación de cobre, o bien por cinta de cobre. Las capas de polímero reducen la adhesión. Limpiadores mecánicos o anillos de cepillo limpian los electrodos y las ventanas a intervalos predeterminados para evitar la acumulación prematura de lodo en los residuos. Esta experiencia acumulada a lo largo de los años en el terreno indica que estas combinaciones prolongan la duración de los despliegues y mantienen el rendimiento al reducir la deriva asociada a la incrustación. El beneficio económico radica en la reducción de las visitas a las instalaciones y la posibilidad de una menor pérdida de datos silenciosa durante los periodos de mantenimiento.

Mejores prácticas operativas

Las preguntas prácticas son sencillas para los operarios. ¿Cuál será el tiempo de protección en agua de mar a 30-32 grados? ¿Con qué frecuencia se desea que funcione el limpiador? ¿Con qué rapidez se reemplazan las piezas pequeñas? Los proveedores varían, pero las condiciones de trabajo son claras. Se debe utilizar protección a base de cobre donde sea apropiado. Seleccione sondas con un recubrimiento antiincrustante en las caras críticas en fábrica. Indique si se requiere un limpiador automático o un cepillo en áreas con ventanas ópticas o membranas de vidrio. Determine un programa de limpieza basado en las temporadas locales de algas, las tasas de alimentación y las condiciones climáticas. Es esta combinación de acabado pasivo de superficies y limpieza activa la que da como resultado niveles estables de oxígeno y pH semanalmente, no diariamente.

Oxígeno con compensación de temperatura que comprende la salinidad

El control de oxígeno falla cuando la corrección de temperatura y salinidad se considera una consideración secundaria. Se ha demostrado que la temperatura afecta la respuesta óptica y altera la solubilidad del oxígeno. La salinidad provoca un cambio en la conversión a miligramos por litro, independientemente de la presión parcial. En los canales ópticos de oxígeno modernos se utilizan dos correcciones. Una compensa la temperatura en la trayectoria óptica. La otra normaliza la salinidad y, generalmente, la presión para convertir el oxígeno detectado a una concentración. Los modelos más avanzados se calibran considerando tanto la señal de temperatura como la salinidad y la profundidad. Esto proporciona una mayor concordancia con los métodos de referencia en condiciones reales de campo y reduce el margen de error en comparación con una corrección basada únicamente en la temperatura cuando la salinidad varía debido a las mareas o la mezcla.

Un ejemplo concreto de granjas de la ASEAN

ElBOQU La sonda multiparamétrica MS 301 es una plataforma práctica. Mide temperatura, pH, conductividad, salinidad, turbidez, clorofila, cianobacterias y oxígeno óptico en un único cuerpo robusto, con un sistema de autolimpieza opcional. Las especificaciones clave para aplicaciones oceánicas y salobres son un canal de oxígeno óptico con una precisión de décimas de miligramos por litro en la capa superior altamente transparente, detección de temperatura integrada y un rango de conductividad que abarca la salinidad del agua de mar. En situaciones donde el oxígeno se combina con la conductividad inherente, el instrumento utiliza una corrección de salinidad constante. La opción de limpieza reduce la acumulación de partículas en la ventana de oxígeno y en el cristal del pH, lo que permite mantener valores de referencia estables entre revisiones.

Diseñar un despliegue que sobreviva a las realidades de la ASEAN

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Cómo se ve el bien en números

En las granjas costeras desarrolladas, que utilizan sistemas antiincrustantes junto con equipos de oxigenación óptica ajustados a la temperatura y la salinidad, se observa con frecuencia una variación de aproximadamente ±0,2 a 0,3 miligramos por litro durante despliegues semanales. Estos sistemas también previenen la aparición de episodios prolongados de deriva, que solían afectar la aireación. Se ha comprobado, mediante investigaciones y observaciones de campo, que las biopelículas son capaces de alterar la oxigenación óptica y electroquímica, a menudo en direcciones opuestas. Reducir la exposición a la incrustación y eliminar la capa inicial de biopelícula no es solo una cuestión estética; es una de las medidas de protección fundamentales para la precisión. Esto también se evidencia en los informes de campo, donde se demuestra que la aplicación sistemática de sistemas antiincrustantes puede prolongar los periodos de servicio y reducir los costos operativos al disminuir la frecuencia de los desplazamientos. El resultado final es un crecimiento estabilizado con una menor incidencia de hipoxia al amanecer y una reducción del consumo energético de los procesos de aireación.

Lista de verificación de adquisiciones para grupos y operadores del sudeste asiático

Ejemplo de producto:   BOQU MS 301 Sonda multiparamétrica

En resumen

El problema de la alta salinidad y la bioincrustación no es una molestia menor. Constituye la limitación más crítica para un monitoreo fiable en los sistemas costeros y salobres del sudeste asiático. Se utilizan sondas multiparamétricas con propiedades antiincrustantes, que miden temperatura y salinidad, junto con oxígeno óptico, pH y conductividad, para identificar las causas subyacentes de la deriva y las roturas. Esta estrategia está bien establecida y se ajusta a la realidad cotidiana de las granjas de la ASEAN. Esto implica menos visitas a las instalaciones, márgenes de error más reducidos en la medición del oxígeno y una mayor precisión en las alarmas que indican el peligro al amanecer.

Con la modernización de la acuicultura transfronteriza hacia este enfoque integrado, se trata de una de las acciones de mayor impacto que cualquier cooperativa u operador puede emprender, ya que no se puede tener en cuenta lo que no se mide con certeza, y en estas aguas, la fiabilidad está garantizada por la protección antiincrustante y la consideración de la salinidad.