La creciente demanda mundial de productos del mar ha llevado a un aumento significativo en la acuicultura, la cría de peces y mariscos en entornos controlados. Sin embargo, el espacio limitado en aguas costeras y los desafíos ambientales han llevado a la expansión de la acuicultura hacia sitios marinos más profundos y alejados de la costa.
Este enfoque, conocido como acuicultura offshore, tiene el potencial de ser una solución sostenible para satisfacer la demanda de productos del mar. Sin embargo, para tener éxito en entornos marinos más hostiles, es esencial contar con competencias en ingeniería offshore.
Una revisión científica publicada por investigadores de la Griffith University, de The University of Queensland, del Blue Economy Cooperative Research Centre, de la University of Tasmania y DNV Offshore Classification Maritime Sector reúne los criterios de diseño para piscigranjas en mar abierto bajo los siguientes subtemas: vida útil del diseño, cargas ambientales de diseño, combinación de cargas ambientales y condiciones de carga diversas.
Ingeniería para la Acuicultura en mar abierto
El traslado de las granjas de peces a ubicaciones en alta mar es un paso significativo hacia la sostenibilidad en la producción de peces cultivados. Sin embargo, estas instalaciones deben lidiar con un entorno marino más severo, que impone desafíos únicos. Para diseñar y analizar la infraestructura de acuicultura offshore, es necesario aprovechar las competencias en ingeniería offshore.
Diseño y Análisis en la Acuicultura Offshore
Este artículo revisa las directrices de diseño y análisis existentes proporcionadas por autoridades nacionales e internacionales y organizaciones de clasificación marítima que pueden ser aplicables a las granjas de peces en alta mar. Se centra en los siguientes subtemas:
- Vida Útil del Diseño: La durabilidad de la infraestructura offshore es crucial para su rentabilidad y sostenibilidad a largo plazo. Se analizan las directrices existentes relacionadas con la vida útil del diseño.
- Cargas Ambientales de Diseño: Las instalaciones offshore deben resistir las condiciones climáticas extremas y las fuerzas del océano. Se revisan las directrices sobre cómo calcular y abordar las cargas ambientales.
- Combinación de Cargas Ambientales: La interacción de múltiples cargas ambientales es un aspecto crítico del diseño de infraestructura offshore. Este artículo analiza cómo se deben combinar y evaluar estas cargas.
- Condiciones de Carga Variadas: Además de las cargas ambientales, se deben considerar diversas condiciones de carga, como el impacto de las olas y las corrientes. Se revisan las pautas para abordar estas situaciones.
Análisis de Rendimiento Global
El artículo también se centra en los procedimientos y métodos de análisis de rendimiento global, basados en prácticas utilizadas en industrias vecinas, como la producción de petróleo y gas en alta mar y la energía eólica. Los siguientes subtemas se discuten en detalle:
- Análisis Hidrostático: Se analiza cómo se aplican las técnicas hidrostáticas para evaluar el comportamiento de las estructuras en el agua.
- Análisis Hidrodinámico: El estudio de cómo las estructuras interactúan con las fuerzas del agua y las olas es fundamental para la seguridad y la eficiencia. Se presentan métodos y teorías detrás del análisis hidrodinámico.
- Análisis del Sistema de Amarre: El sistema de amarre es esencial para mantener la estabilidad de las instalaciones en alta mar. Este artículo introduce técnicas de análisis y la teoría subyacente.
Estándares de diseño y guías técnicas
Cuando se diseña un nuevo producto, los ingenieros y diseñadores deben considerar un grupo de criterios que pueden guiar sus procesos de diseño. Dentro de la industria de la acuicultura, cuando se desarrolla el diseño de una nueva jaula, es necesario contar con la aprobación del cliente.
Entre las sociedades de clasificación, American Bureau of Shipping (ABS) y Det Norske Veritas (DNV) proveen reglas y estándares de certificación para las instalaciones de las piscigranjas offshore, como se listan a continuación:
- ABS, Guide for building and classing, aquaculture installations.
- ABS-FPI, Rules for building and classing, floating production installations.
- ABS-OI, Rules for building and classing, facilities on offshore installations.
- ABS, Position mooring systems.
- DNV-RU-OU-0503, Rules for classification, offshore fish farming units and installations.
- DNV-ST-C502, Offshore concrete structures.
- DNV-OTG-24, Fish escape prevention from marine fish farms.
- DNV-OS-C101, Design of offshore steel structures, general—LRFD method.
- DNV-OS-C102, Offshore standard for structural design of offshore ships.
- DNV-OS-C103, Structural design of column stabilised units—LRFD method.
- DNV-OS-C106, Structural design of deep draught floating units—LRFD method.
- DNV-OS-C201, Offshore standard for structure design of offshore units—WSD method.
- DNV-RP-C205, Environmental conditions and environmental loads.
- DNV-RP-F205, Global performance analysis of deepwater floating structures.
- DNV-OS-E301, Offshore standard for position mooring.
Por otro lado, existen estándares nacionales e internacionales como:
- Norway Standard, NS 9415, Marine fish farms requirements for design, dimensioning, production, installation, and operation (inclusive Norway Standard, NS 3472, Steel Structures—Design rules).
- Marine Scotland, A technical standard for Scottish finfish aquaculture.
- ISO 16488:2015, Marine finfish farms—open net cage-design and operation.
Limitaciones y Precauciones
Se enfatiza la importancia de reconocer las limitaciones y precauciones al utilizar estos métodos de diseño y análisis en el contexto de la acuicultura offshore, dado que el entorno es único y presenta desafíos específicos.
El estudio reporta que existen inconsistencias en las diferentes guías de diseño, particularmente con respecto a las combinaciones de la carga ambiental y factores de seguridad para evaluar los amarres.
Además, destacan que el documento no incluyó criterios de diseño como la fatiga y las evaluaciones de riesgos, que dependen en gran medida de la selección de materiales de construcción y métodos de piscicultura.
Conclusiones
Proporcionar esta información integral, junto con comentarios sobre su aplicabilidad, empodera a ingenieros y diseñadores para desarrollar infraestructura de acuicultura offshore con confianza.
“Se necesitan más esfuerzos para proporcionar una directriz unificada, así como un enfoque de diseño más racional, a través de análisis directos en el diseño de corrales para peces en alta mar con el fin de ganar la confianza de la industria con respecto a las granjas en alta mar”, concluyen los investigadores.
Esto representa un paso importante hacia un futuro sostenible y seguro en la producción de alimentos del mar, que es esencial para abordar las crecientes demandas de una población global en constante aumento.
El estudio fue financiado por Blue Economy Cooperative Research Centre of Australia.
Referencia (acceso abierto)
Chu, Y.-I.; Wang, C.-M.; Zhang, H.; Abdussamie, N.; Karampour, H.; Jeng, D.-S.; Baumeister, J.; Aland, P.A. Offshore Fish Farms: A Review of Standards and Guidelines for Design and Analysis. J. Mar. Sci. Eng. 2023, 11, 762. https://doi.org/10.3390/jmse11040762
