En el sistema de recirculación de acuicultura (RAS), la mejora del rendimiento hidrodinámico de los estanques está determinada por los requisitos de las especies y la eliminación de desechos. Los principales parámetros de diseño que influyen en la hidrodinámica de los estanques, incluido el patrón de flujo y las velocidades promedio, son la geometría del estanque y las características de la entrada y salida de agua. Hasta ahora, los estanques rectangulares y circulares son las configuraciones más comunes en RAS industriales cerrados o semicerrados.
Se conoce que los estanques rectangulares tienen bajo costo de construcción y alta utilización espacial, pero baja velocidad, poca uniformidad y zonas de mezcla de baja velocidad. En comparación, los estanques circulares obtienen patrones de flujo más estables y velocidades más altas que los tanques rectangulares, pero la utilización espacial es la más baja.
Con el fin de maximizar la utilización espacial del sistema de recirculación de acuicultura (RAS) y mejorar las condiciones para el crecimiento de especies criadas en pisciculturas, investigadores chinos estudiaron a través del método de dinámica de fluidos computacional (CFD) los rendimientos hidráulicos de un RAS de un solo canal con diferente utilización espacial.
Para esto, los investigadores establecieron un modelo de simulación numérica con referencia al modelo experimental, y se verificó la validez del método comparándolo con los resultados experimentales.
En primer lugar, se establecieron modelos inestables tridimensionales reemplazando un estanque rectangular con un estanque de arco circular. Luego, se analizó la hidrodinámica de recirculación de los estanques, incluida la distribución de la velocidad, la fuerza de la vorticidad, el coeficiente de utilización efectiva de la energía y el índice de uniformidad del flujo.
Además, también se analizaron las características del flujo, incluida la evolución de las estructuras turbulentas y los factores de influencia relevantes. Finalmente, se propuso un índice de desempeño integral, que puede evaluar efectivamente la utilización espacial y las características hidrodinámicas para diferentes estanques de acuicultura.
De acuerdo con los resultados publicados en la revista Aquacultural Engineering, los investigadores revelaron que, con el aumento del radio de empalme de los estanques, la intensidad de la turbulencia en el campo de flujo se debilita gradualmente.
Además, observaron que la generación de la zona de mezcla de baja velocidad del estanque de cultivo se mejora significativamente y el índice de uniformidad de flujo muestra una tendencia general al alza. Asimismo, existe una correlación positiva entre el coeficiente de utilización de energía efectiva y el índice de uniformidad de flujo.
“Cuando la utilización espacial del tanque está en el rango de 95,3 a 98,4%, el índice de rendimiento integral es relativamente grande”, revelaron los investigadores.
Finalmente, el estudio concluye que las zonas de mezcla de baja velocidad disminuirán con el aumento del radio de empalme, lo que significa una reducción en la zona de agua muerta dentro del estanque de cultivo.
