Arabia Saudita.- Los sensores solares para monitorear la calidad del agua pueden ayudar a los piscicultores a proteger sus peces y salvaguardar sus ingresos.
La acuicultura actualmente suministra más de la mitad de los pescados y mariscos del mundo, y en los últimos diez años, las ganancias de la acuicultura mundial se han cuadruplicado a más de $230 mil millones por año. Sin embargo, la contaminación de las actividades industriales está afectando a los estanques comerciales y está matando a los peces por un valor de mil millones de dólares. Por ejemplo, los fertilizantes agrícolas aumentan los nutrientes en el agua y producen floraciones de algas. A medida que las algas se descomponen, utilizan el oxígeno disuelto en el agua, lo que hace que los peces se asfixien.
Al vigilar la calidad del agua, los piscicultores pueden actuar cuando se detectan niveles nocivos de contaminación. Sin embargo, la mayoría de los sensores comerciales solo monitorean una sola cosa a la vez, como los niveles de acidez u oxígeno, en dispositivos individuales que el piscicultor debe verificar manualmente. Las alternativas multifuncionales son voluminosas, caras y necesitan de un operador experto.
Crear dispositivos electrónicos que hagan varias cosas a la vez es un desafío, y a menudo existe una compensación entre la calidad y la cantidad de funciones. El ingeniero eléctrico Muhammad Hussain y su equipo crearon un pequeño sensor que depende de la energía solar para monitorear múltiples parámetros de calidad del agua y transmite los datos a través del Bluetooth.
Los investigadores construyeron este sistema multisensorial utilizando un circuito integrado multidimensional (MD-IC). “Integrar diferentes funciones en un chip de computadora es complejo y costoso” explicó el autor principal del estudio Nazeh El-Atab. “Pero hemos combinado varios chips en un cubo para que cara tenga un propósito diferente”. Los chips conectados actúan como un solo dispositivo.
El cubo está diseñado para contar con sensores de pH, temperatura, salinidad y niveles de amoníaco en la cara inferior de flotación. La carcasa es pesada para asegurar que permanezca en el mismo lugar, incluso cuando los peces tratan de moverlo. “Queríamos crear algo pequeño y liviano” dijo Nazek. “El piscicultor simplemente puede poner el dispositivo en el agua, y girarlo en la posición correcta”.
Las otras caras externas incluyen sensores que monitorean la contaminación del aire, células solares para cargar la batería y una antena para transmitir datos a través de Bluetooth a un teléfono móvil. “El concepto MD-IC es único, debido a que abre oportunidades para dispositivos individuales con aplicaciones de internet de las cosas” explicó Hussein. “Y el agua es siempre un medio intrigante para la electrónica” agregó.
Prevenir la muerte innecesaria de los peces es un paso crucial hacia la seguridad alimentaria. “Arabia Saudita está invirtiendo US$3.5 mil millones en la acuicultura para que pueda producir 600 mil toneladas de pescados y mariscos cada año para el 2030” dijo Nazek.
El equipo espera que sus sensores respalden este objetivo, pero también cree que los cubitos podrían tener un gran futuro más allá de las granjas de peces. “Podría enviarse por tubería de aceite para recopilar datos sobre la calidad del aceite” agregó.
Referencia:
El-Atab, N., Almansour, R., Alhazzany, A., Suwaidan, R., Alghamdi, Y., Babatain, W., Shaikh, S.F., Khan, S.M., Qaiser, N. & Hussain, M.M. Heterogeneous cubic multidimensional integrated circuit for water and food security in fish farming ponds. Small 16, 1905399 (2019). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201905399
