China – ¿Piscigranjas inteligentes? El uso de la tecnología de las comunicaciones está configurando una nueva acuicultura.
La moderna tecnología de la información gradualmente ha penetrado en varios campos, y el concepto de piscigranjas inteligentes ha empezado a tomar forma.
La piscifactoría inteligente está orientada a la precisión del incremento del oxígeno, la optimización de la alimentación, la reducción de la incidencia de las enfermedades y de las cosechas a través de la idea de “reemplazar humanos por máquinas”.
Un equipo de investigadores de la China Agricultural University publicó una revisión de equipos inteligentes pesqueros, el internet de las cosas (IoT), computación de frontera, 5G, y los algoritmos de inteligencia artificial; y analizan los problemas existentes y las perspectivas de desarrollo futuro.
Asimismo, en base a los diferentes requerimientos del negocio, los investigadores proponen diseños de estructuras de trabajo para módulos funcionales claves en la construcción de piscifactorías inteligentes.
Necesidad de innovación científica y tecnológica
Los investigadores destacan que la innovación científica y tecnología, y el soporte de la ingeniería de toda la cadena de la industria pesquera son insuficientes.
“Hay una falta de investigación básica y teoría básica relacionada con la interacción del ambiente biológico y la integración de procesos de ingeniería. El desarrollo de la ingeniería, la mecanización y tecnología de la información y la construcción de equipamiento para la acuacultura están a la zaga” reportan.
La acuicultura está enfrentando grandes desafíos, pero también hay una gran oportunidad. La ecología, la industria y la inteligencia son las direcciones del futuro desarrollo de la industria acuícola.
Sistema de trabajo de una piscifactoría inteligente
Los autores del estudio creen que la piscigranja inteligente es un modo de producción automatizado para todo clima, proceso completo y espacio completo; es decir, la nueva generación de la tecnología de la información como el Internet de las Cosas (IoT), la big data, la inteligencia artificial (IA), 5G, computación en la nube y robots son usados para la medición remota y control de las piscifactorías.
La piscigranja inteligente depende de la tecnología digital e inteligente para resolver los problemas de escasez de mano de obra en la acuacultura, la contaminación del agua, los elevados riesgos y la baja eficiencia.
La piscifactoría inteligente es la transformación industrial del modo de producción pesquera y la dirección del desarrollo de la acuicultura en el futuro.
Los investigadores dividen las piscigranjas inteligentes en cuatro categorías de acuerdo a los diferentes ambientes de cultivo: estanques, fábrica en tierra, jaula o rancho marino.
Piscigranjas inteligentes tipo estanques
Las piscigranjas inteligentes tipo estanques recolectan información en tiempo real sobre la calidad del agua usando sensores, y vehículos aéreos no tripulados para obtener información de las actividades superficiales de los peces.
El crecimiento y los procesos de alimentación de los peces son observados por peces biónicos; mientras que la calidad del agua es regulada por la fertilización y distribución de químicos por botes no tripulados.
El nivel de oxígeno disuelto en el agua es controlado con exactitud por un sistema de aireación inteligente. Los dispositivos de alimentación liberan los alimentos de forma automática y exacta.
Piscigranjas inteligentes tipo fábrica en tierra
Las piscifactorías inteligentes tipo fábricas principalmente realizan de forma automatizada la recirculación del agua. Estas piscigranjas principalmente integran los microfiltros, los filtros biológicos, máquinas de alimentación inteligentes, purificación del agua y dispositivos de utilización; además de modelos avanzados y tecnologías de equipamiento inteligente para construir un modelo de acuacultura tridimensional.
Basado en un estudio profundo de la relación entre los requerimientos básicos de la biología y la operación de los parámetros de los sistemas de recirculación en acuicultura (RAS), la toma de decisión científica sobre la densidad de cultivo óptima, la apropiada demanda ambiental de agua y la estrategia eficiente de gestión acuícola son realizados por la extensa recolección de datos de producción y la integración de la tecnología de análisis de big data.
Piscigranjas inteligentes tipo jaula
Las piscifactorías inteligentes tipo jaula obtienen información sobre la calidad del agua de mar y la corriente del océano usando sensores, y capturan información sobre el movimiento de los peces y de la alimentación usando visión de máquina y sonar.
Las redes de las jaulas son limpiadas autónomamente por un robot limpiador; mientras que la captura de los peces se realiza un sistema de redes automáticas y una bomba para peces.
Rancho marino inteligente
Los ranchos marinos inteligentes usualmente emplean cámaras superficiales de alta definición y robots submarinos para recolectar información en video del rancho en tiempo real, y luego transmiten el video a un servidor de datos en un centro de control de la información con el propósito de identificación biológica, análisis del comportamiento y estimación de biomasa.
Mediante la instalación de sensores Dopplers, cámaras submarinas y sonares el rancho obtiene datos de la corriente del océano y la distribución de las plantas y animales cerca de los arrecifes artificiales.
El rancho emplea boyas de monitoreo de la calidad del agua, estaciones de monitoreo del clima, botes de gestión, radares y otros equipamiento móviles de monitoreo bajo el agua para realizar el monitoreo autónomo del rancho marino.
Tecnología de la información avanzada en piscifactoría inteligente
El sistema de internet de las cosas en la acuacultura tradicional es la alta integración de la tecnología en las nubes y la tecnología de IoT. Este adopta una estructura de tres niveles: capa de dispositivo, capa de red y capa de servicio en la nube.
Capa de dispositivo
La capa de dispositivo está compuesta por equipos de detección, equipos de control y terminales de adquisición de datos. El equipo de detección es responsable de recopilar datos ambientales como oxígeno disuelto, pH, temperatura, salinidad, nitrógeno amoniacal, nitrito, nivel de agua, etc.
El equipo de control incluye aireador, alimentador, válvula de la bomba y otros equipos de acuicultura. Finalmente, el terminal de adquisición de datos es responsable de la transmisión de los datos del sensor y la recepción de las instrucciones de control.
Capa de red
La capa de red generalmente adopta una red inalámbrica, como Bluetooth, Wi-Fi, 3g/4G, Lo-Ra, NB-IoT y otras tecnologías de transmisión inalámbrica, que es responsable de la transmisión de datos entre la capa del dispositivo y la capa del servicio en la nube.
Capa de servicio en la nube
La capa de servicio en la nube incluye una plataforma en la nube y una aplicación para teléfonos inteligentes, que se usan principalmente para almacenar y procesar datos de acuicultura y proveer varios servicios de información.
Desafíos de las piscifactorías inteligentes
En base al nivel avanzado de la tecnología de la información, los investigadores dividen las piscigranjas inteligentes en tres etapas:
a) En estado primario: la mayoría del trabajo en las piscifactorías dependen de los expertos en acuacultura para operar y controlar remotamente con experiencia.
b) En estado intermedio: las personas ya no necesitan operar de forma remota el equipo en la sala de monitoreo durante 24h, y el sistema IoT puede operar de manera autónoma, pero aún requiere de la participación de una pequeña cantidad de personas en la ejecución del comando y la toma decisiones.
c) En estado avanzado: la producción de la piscigranja no requiere de la participación humana, todas las operaciones y negocios se planifican y deciden de forma independiente por la plataforma de gestión en la nube, y los robots y equipos inteligentes operan de forma autónoma, es decir una piscifactoría completamente autónoma.
Conclusión
Los investigadores proponen un nuevo concepto de piscigranja inteligente, y la aplicación de la nueva generación de tecnología de la información en acuicultura es ampliamente discutida. Ellos presentan con detalle la aplicación de medidas y controles inteligentes de la alimentación, inspección y el equipamiento de cosecha.
Referencia (acceso libre):
Wang, C., Li, Z., Wang, T. et al. Intelligent fish farm—the future of aquaculture. Aquacult Int (2021). https://doi.org/10.1007/s10499-021-00773-8
