Peces sensores

Un pez sensor es un pequeño dispositivo tubular de plástico que contiene sensores. Está diseñado para registrar información como las tensiones físicas que experimenta un pez al navegar por las corrientes de las turbinas de una presa. ^{[ 1 ]}

Los sensores proporcionan mediciones físicas precisas de aceleración, presión, velocidad de rotación y orientación, que transmiten lo que los peces reales pueden experimentar durante su paso río abajo.

Creado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía de EE. UU ., el dispositivo tubular mide 9 cm (3,5 pulgadas) de largo, 2,5 cm (0,98 pulgadas) de diámetro y pesa 42 gramos (1,5 onzas) . Tiene aproximadamente el mismo tamaño que un salmón joven. El pez sensor tiene flotabilidad neutra, lo que le permite permanecer bajo el agua. En su interior hay sensores y una batería de iones de litio . Tomando 2048 mediciones por segundo, es capaz de registrar cinco minutos de turbulencia, presión y aceleración, guardando los datos en una memoria flash . Registra una presión externa máxima de 1,2 MPa (174 libras por pulgada cuadrada), hasta 200 gs de aceleración, temperaturas que van desde -40 a 127 °C (-40 y +260 grados F) y una velocidad de rotación de hasta 2000 grados por segundo.     

Construcción

El pez sensor se construye manualmente en el Laboratorio de Bioacústica y Flujo del PNNL. Recibe financiación del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica y de la Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables del Departamento de Energía de los Estados Unidos .

Los datos recopilados por los peces sensores se utilizan para ayudar a crear nuevos diseños de turbinas para presas. Las presas antiguas requieren modernizaciones y mejoras, y se pueden tener en cuenta las consideraciones sobre el impacto en los peces.

El pez sensor se diseñó inicialmente para examinar los efectos del tipo de turbina más común en la cuenca del río Columbia , la turbina Kaplan. La mayoría de las pruebas se llevaron a cabo en la presa Ice Harbor , una estructura de 30 metros de altura. Dentro de la turbina de esa presa, los cambios de presión experimentados son equivalentes a pasar del nivel del mar a la cima del Monte Everest en un instante. ^{[ 4 ]}

En 2015, el pez sensor evaluará una represa en el río Mekong del sudeste asiático , estructuras de irrigación en Australia , una represa convencional, así como tres pequeñas instalaciones hidroeléctricas dentro de los Estados Unidos. ^{[ 5 ]}

El sensor de peces se deposita en el tanque de liberación de peces en la parte superior de la presa. Allí, comienza a registrar datos mientras desciende por el tubo de liberación del cubo. Luego entra y pasa a través de la turbina. Desde allí, es arrastrado hacia el canal de descarga y recuperado por una embarcación.

El dispositivo se coloca en una estación de acoplamiento donde comienza a recargar su batería y espera la transferencia de los datos recopilados. La estación de acoplamiento envía los datos a una computadora portátil a través de USB mediante un software desarrollado por PNNL. Este software puede convertir los datos binarios sin procesar al formato CSV , lo que permite a los científicos graficar los datos con mayor facilidad. ^{[ 3 ]}

La primera versión se desarrolló a finales de la década de 1990 y se denominó "Flubber Fish". ^{[ 6 ] [ 7 ]} Fue creada para aumentar la tasa de supervivencia del salmón durante su travesía por las represas de la cuenca del río Columbia. Era transparente, estaba recubierta de goma y tenía la apariencia de un pez. ^{[ 8 ]}

El modelo de segunda generación podrá integrar otras estructuras hidráulicas y turbinas. Incorpora sensores mejorados para la detección de presión, acelerómetros más precisos y giroscopios que detectan la velocidad de rotación . El dispositivo incluye un transmisor de radio . Además, dispone de un mecanismo que libera dos pesas tras un periodo de tiempo determinado, lo que permite que el sensor suba a la superficie para su recuperación.

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• Diseño e implementación de un nuevo pez sensor autónomo para apoyar el desarrollo avanzado de la energía hidroeléctrica , ZD Deng, J. Lu, MJ Myjak, JJ Martinez, C. Tian, ​​SJ Morris, TJ Carlson, D. Zhou y H. Hou
• Informe técnico: Caracterización de las condiciones de paso de peces a través del vertedero para peces y la unidad de turbina 1 en la presa Foster, Oregón, utilizando peces sensores, 2012 , febrero de 2013
• Síntesis de datos de peces sensores para la evaluación de las condiciones de paso de peces en turbinas, aliviaderos e instalaciones de derivación – Fase 1: Estudio de caso del aliviadero de la presa de The Dalles , 31 de diciembre de 2007
• Evolución del dispositivo sensor con forma de pez para medir las condiciones físicas en entornos hidráulicos severos , TJ Carlson, JP Duncan, febrero de 2003