El cultivo de ostras, una actividad económica vital en las regiones costeras, a menudo se ve amenazado por desastres naturales, en particular tifones. Las balsas de bambú tradicionales, que se utilizan habitualmente para el cultivo de ostras, son vulnerables a los daños durante estos fenómenos meteorológicos extremos.
Para mejorar la resiliencia del cultivo de ostras, un enfoque novedoso consiste en construir balsas de polietileno altamente flexible. La flexibilidad y durabilidad superiores de este material ofrecen una solución prometedora para mitigar los impactos de los tifones.
En este sentido, un equipo de investigadores de la Osaka Prefecture University (Japón), de The University of Osaka (Japón) y de la Osaka Metropolitan University (Japón) propone una balsa de cultivo de ostras hecha de polietileno (PE) altamente flexible; e implementaron un modelo de análisis del dominio del tiempo para evaluar las características de movimiento y el rendimiento de deformación de las balsas de polietileno.
Desafíos de las balsas tradicionales de cultivo para ostras
Las balsas tradicionales para ostras, construidas principalmente de madera o bambú, enfrentan varios desafíos:
- Susceptibilidad a los daños: Estos materiales son vulnerables a las tormentas, las olas y los organismos marinos, lo que genera reparaciones y mantenimiento frecuentes.
- Impacto ambiental: Las balsas dañadas pueden contribuir a la contaminación de los océanos y alterar los ecosistemas marinos.
- Crecimiento reducido de las ostras: Las vibraciones causadas por el viento y las olas pueden afectar negativamente la alimentación y el crecimiento de las ostras.
Balsas de polietileno: una alternativa prometedora
Las balsas de polietileno ofrecen una solución prometedora a las limitaciones de las balsas tradicionales. Fabricadas con un material duradero y flexible, las balsas de PE son:
- Resistentes a los daños: El PE es menos susceptible a las roturas y a la intemperie, lo que reduce los costos de mantenimiento y garantiza una vida útil más larga.
- Respetuoso con el medio ambiente: El PE es reciclable y tiene menos probabilidades de contribuir a la contaminación de los océanos.
- Mejora del crecimiento de las ostras: Las balsas de PE son menos propensas a las vibraciones, lo que crea un entorno más estable para el desarrollo de las ostras.
Balsas de polietileno: un enfoque numérico
Para evaluar el rendimiento de las balsas de PE en entornos dominados por las olas, esta investigación combina el análisis numérico y las pruebas de modelos. Se utiliza un modelo de análisis del dominio del tiempo para simular el movimiento y la deformación de las balsas en diversas condiciones de olas. El modelo se valida mediante pruebas experimentales, comparando las deformaciones de flexión y los movimientos de las balsas previstos con observaciones del mundo real.
El modelo es capaz de simular las características de movimiento y el comportamiento de deformación de las balsas en diversas condiciones de olas. Al comprender la elasticidad del polietileno, el modelo puede brindar información valiosa sobre la integridad estructural y la resiliencia de las balsas.
Validación del modelo: pruebas experimentales
Para validar la precisión del modelo numérico, se realizaron pruebas con un modelo a escala 1:6,75 en un tanque de agua. Se utilizaron placas de aluminio, con una rigidez de flexión similar a la de las balsas de polietileno a escala real, para representar las balsas. Las deformaciones por flexión se midieron en tres ubicaciones de las placas de aluminio en condiciones de oleaje normales.
Comparación de resultados numéricos y experimentales
Los resultados del modelo numérico se compararon con los datos experimentales. La comparación reveló una fuerte correlación entre los desplazamientos y las deformaciones por flexión previstos y los observados en los experimentos físicos. Esta validación confirma la confiabilidad del modelo numérico para evaluar el rendimiento de las balsas de polietileno.
Análisis de sensibilidad: optimización del diseño de balsas
Se realizó un análisis de sensibilidad en el modelo numérico para explorar el impacto de diferentes parámetros, como las dimensiones de las balsas, las propiedades del material y las condiciones de las olas, en el rendimiento de las balsas. Este análisis ayuda a identificar los factores más críticos que influyen en la resiliencia de las balsas y proporciona una valiosa orientación para optimizar su diseño.
Conclusión
El desarrollo de balsas de polietileno presenta una solución prometedora para mejorar la sostenibilidad del cultivo de ostras. Al combinar el modelado numérico y la validación experimental, este estudio ha demostrado el potencial de estas balsas innovadoras para resistir los desafíos que plantean los tifones. Los conocimientos obtenidos de esta investigación se pueden utilizar para informar futuros diseños de balsas y contribuir a la viabilidad a largo plazo del cultivo de ostras en las regiones costeras.
El profesor asociado de la Escuela de Ingeniería de la OMU, Yasunori Nihei, dirigió al equipo en la ejecución del análisis numérico y la verificación del rendimiento mediante la construcción de un modelo de prueba de la balsa de polietileno.
“Se espera que la técnica de análisis numérico desarrollada en esta investigación sea aplicable no solo a las ostras, sino también a la evaluación del rendimiento de los estanques de acuicultura”, afirmó el profesor Nihei. “Esperamos que nuestros esfuerzos contribuyan en gran medida al crecimiento futuro de la industria de la acuicultura”.
Finalmente, si estas interesado en el cultivo de ostras puedes descargar este manual de FAO y revisar esta investigación para conocer la rentabilidad de este cultivo acuícola.
Contacto
Yasunori Nihei
Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University
Email: nihei@omu.ac.jp
Referencia (acceso abierto)
Tamura, H., Iwamatsu, S., Iijima, K., & Nihei, Y. (2024). Motion characteristics and deformation performance of highly flexible polyethylene rafts for oyster farming. Ocean Engineering, 310, 118537. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.118537
