WO2020031165A2 - Dispositivo de caracterización de piscinas de acuacultura - Google Patents

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WO2020031165A2
WO2020031165A2 PCT/IB2019/060837 IB2019060837W WO2020031165A2 WO 2020031165 A2 WO2020031165 A2 WO 2020031165A2 IB 2019060837 W IB2019060837 W IB 2019060837W WO 2020031165 A2 WO2020031165 A2 WO 2020031165A2
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aquaculture
variable measurement
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Carlos Alberto CALDERON CORDOVA
Pablo Estuardo MALLA PACHECO
Pedro Daniel IRENE ROBALINO
Benito Eduardo VALAREZO VALDEZ
Ana Paulina ORTIZ VIÑAN
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Universidad Técnica Particular De Loja
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K61/00—Culture of aquatic animals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish

Definitions

  • the invention relates to a device for the characterization of aquaculture pools that can be included in the technical field of commercial aquaculture, in particular, in automatic measurement of variables of aquatic animal hatchery pools.
  • document CN 107505441 describes a device for monitoring fish farms capable of analyzing water quality and sending the information collected through the Internet.
  • This device is characterized in that it comprises a fish-shaped main shell, as well as a variety of sensors for monitoring water quality. It has the ability to send the collected data, as well as acquired photographic images, to a remote computer.
  • document CN 101814228 discloses a wireless device for monitoring water quality in a fish farm, which comprises a group of sensors, a microprocessor and a wireless communication module.
  • the invention also comprises a system for wirelessly controlling water quality, and a data storage module, a power supply module and a buoy for floating on the water surface.
  • document KR20170138297 describes a system to control the quality of water in a farm. More specifically, the system is able to determine the concentration of chlorophyll and organic matter in real time.
  • All the described devices can monitor at least some of the characteristics of the fish farms in which they are positioned, but they cannot monitor other types of characteristics relevant to fish farming, such as the bottom characteristics of that pool.
  • the described devices are not able to monitor the state of the water at different levels of the bottom, since they are either intended to float on the water or remain in contact with the bottom, or they remain constantly at an intermediate height in the water , without being able to move easily in height, thus managing to collect data at different depths.
  • the object of the invention relates to a device for wireless underwater monitoring of water characteristics, with the aim of guaranteeing water quality, as well as an adequate selection of the optimal aquatic animal classes for each particular type of water .
  • the device is introduced into a aquaculture pool in which some fish are bred and comprises a sealed housing, preferably spherical in shape, and inside which a data processing and storage unit is located first.
  • the device Associated with said processing and storage unit, there is a unit for measuring environment variables.
  • the device has the ability to measure both water variables of the aquaculture pool as variables of the bottom of said pool.
  • Also associated with the processing and storage unit is a communication unit, with the ability to transmit the data collected by the device to an external unit, such as a computer or mobile phone.
  • the device also includes a programmable float, so that the device can float at different heights in e! Pool interior. All the above elements are powered by a power unit.
  • the device may additionally comprise a positioning unit, also associated with the processing and storage unit, and intended to allow the location of the device to be known at all times.
  • a positioning unit also associated with the processing and storage unit, and intended to allow the location of the device to be known at all times.
  • the device may comprise inertial sensors intended to know the position of the device object of the invention with respect to the background.
  • Figure 1.- Shows a schematic view of the aquaculture pool characterization device.
  • Figure 2. Shows the device inside a aquaculture pool while communicating and sending the collected data to different external devices.
  • the device is intended to be introduced into a aquaculture pool (10) filled with water, with a surface and a bottom, and in which some fish are raised.
  • the device comprises, firstly, a sealed housing (1), spherical in shape. Since the device is intended to be placed inside a aquaculture pool (10), as shown in Figure 2, the waterproof housing (1) must prevent water from entering the interior of the device, preventing damage .
  • the shape of the waterproof housing (1) is spherical, for two reasons mainly. The first is to allow the device to move through the aquaculture pool (10) in a simple way, without offering resistance. The second reason is to avoid damaging the fish that are in the aquaculture pool (10), as could happen if the device included corners or spikes.
  • FIG. 1 shows, schematically, a series of elements that are inside the waterproof housing (1) and are described below.
  • a data storage and processing unit (2) which, as the name implies, is intended to collect, process and store a series of data collected by the device.
  • a unit for measuring environment variables (3) Associated with the processing unit (2) is a unit for measuring environment variables (3).
  • This unit includes sensors for measuring water variables and a unit for measuring soil or background variables. Being the measurement of the characteristics of both fundamentals in order to know the quality of the water, as well as the bottom, so that the survival rate and quality of life of the fish raised in the fish farm (10) is Or better possible.
  • a communication unit (4) is located, intended to send the data related to the measurements made by the device object of the invention to an external device (9).
  • the External devices (9) to which this data is sent can be, for example, a computer, a mobile, a tablet or a drone.
  • the device also comprises a programmable float (6), which allows the device to be located at different heights from the bottom of the aquaculture pool (10), from positions in contact with the bottom so that the unit of measurement of environment variables (3 ) can collect data on the status of said fund, up to positions at intermediate heights, or even floating on the surface of the aquaculture farm (10).
  • a programmable float (6) which allows the device to be located at different heights from the bottom of the aquaculture pool (10), from positions in contact with the bottom so that the unit of measurement of environment variables (3 ) can collect data on the status of said fund, up to positions at intermediate heights, or even floating on the surface of the aquaculture farm (10).
  • a feeding unit (5) is located inside the waterproof housing (1), which is removable and can also be recharged from the outside.
  • a positioning unit (7) associated with the processing unit (2).
  • This positioning unit (7) can be, for example, a GPS.
  • inertial sensors (8) are inside the waterproof housing (1) and also associated with the processing unit (2). These inertial sensors allow to know, firstly, the position of the device with respect to the bottom, and secondly, they allow to know the state of agitation of the water of the aquaculture pool (10). Depending on this state of agitation you can know the state of activity of the fish at any time.

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Abstract

Dispositivo para e! monitoreo subacuático inalámbrico de las características del agua de una piscina de acuacultura (10), con el objeto de garantizar una adecuada calidad del agua y una selección adecuada de las clases de animales acuáticos óptimos para cada tipo de agua. El dispositivo comprende una carcasa estanca (1) preferentemente esférica y una unidad de medición de variables del entorno (3) para la recogida de datos del fondo y del agua de la piscina de acuacultura (10), asi como un flotador programadle (6) y una unidad de procesamiento (2) y almacenamiento de datos y una unidad de comunicación (4) con capacidad de enviar los datos recopilados a un dispositivo externo (9).

Description

DISPOSITIVO DE CARACTERIZACIÓN DE PISCINAS DE ACUACULTURA OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un dispositivo de caracterización de piscinas de acuacultura que se puede incluir en el campo técnico de la acuacultura comercial, en particular, en ¡a medición automática de variables de las piscinas de criadero de animales acuáticos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad, y de manera cada vez más habitual y mayoritaria, se está desarrollando la piscicultura, en la que se crían peces en piscinas o piscifactorías, destinados normalmente al consumo humano.
Las condiciones en las que se crían y viven ios peces en dichas piscinas resultan enormemente importantes, pues el objetivo final es lograr un producto de calidad para el consumidor. Además, no todas las aguas presentes en las piscifactorías son iguales. De hecho, es de gran importancia determinar el tipo de agua presente en una piscifactoría, pues de ello dependerá el tipo de peces que se pueden criar.
Con objeto de controlar las condiciones de la piscifactoría, se han desarrollado diferentes sistemas, que van desde sensores posicionados en puntos estratégicos de la piscina, hasta dispositivos tipo boya que recogen datos del agua.
Por ejemplo, el documento CN 107505441 describe un dispositivo de monitorización de piscifactorías con capacidad de analizar la calidad del agua y enviar la información recopilada a través de Internet. Este dispositivo se caracteriza porque comprende una carcasa principal con forma de pez, así como una variedad de sensores para el monitoreo de la calidad del agua. Tiene la capacidad de enviar los datos recopilados, así como imágenes fotográficas adquiridas, a un equipo remoto.
Por otra parte, el documento CN 101814228 expone un dispositivo inalámbrico de monitorización de la calidad de agua en una piscifactoría, que comprende un grupo de sensores, un microprocesador y un módulo de comunicación inalámbrica. La invención comprende también un sistema para controlar de forma inalámbrica la calidad del agua, y un módulo de almacenamiento de datos, un módulo de suministro de energía y una boya para flotar sobre la superficie del agua.
Finalmente, el documento KR20170138297 describe un sistema para controlar la calidad del agua de una piscifactoría. Más específicamente, el sistema es capaz de determinar la concentración de clorofila y materia orgánica a tiempo real.
Todos los dispositivos descritos pueden monitorizar ai menos algunas de las características de las piscinas de piscifactoría en la que se posicionan, pero no pueden monitorizar otro tipo de características relevantes para la cría de peces, como podrían ser las características del fondo de dicha piscina.
Además, los dispositivos descritos no son capaces de monitorizar el estado del agua a distintos niveles del fondo, puesto que o bien están destinados a flotar sobre el agua o permanecer en contacto con el fondo, o bien permanecen constantemente a una altura intermedia en el agua, sin poder desplazarse en altura fácilmente, logrando así recopilar datos a diferentes profundidades.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención se refiere a un dispositivo para el monitoreo subacuático inalámbrico de las características del agua, con el objetivo de garantizar la calidad del agua, así como una selección adecuada de las clases de animales acuáticos óptimos para cada tipo de agua en particular.
El dispositivo se introduce en una piscina de acuacultura en ¡a que se crían unos peces y comprende una carcasa estanca, de forma esférica preferentemente, y en cuyo interior se sitúa, en primer lugar, una unidad de procesamiento y almacenamiento de datos.
Asociada a dicha unidad de procesamiento y almacenamiento, se encuentra una unidad de medición de variables de entorno. El dispositivo tiene capacidad de medir tanto variables del agua de la piscina de acuacultura como variables del fondo de dicha piscina.
Asociada asimismo a la unidad de procesamiento y almacenamiento se encuentra una unidad de comunicación, con capacidad de transmitir ios datos recogidos por el dispositivo a una unidad externa, como podría ser un ordenador o un móvil.
El dispositivo comprende también un flotador programabíe, de manera que el dispositivo puede flotar a diferentes alturas en e! interior de la piscina. Todos los elementos anteriores son alimentados por una unidad de alimentación.
El dispositivo puede comprender adicíonalmente una unidad de posicionamiento, asociada también a la unidad de procesamiento y almacenamiento, y destinada a permitir conocer en todo momento la ubicación del dispositivo.
Por último, el dispositivo puede comprender unos sensores inerciales destinados a conocer la posición del dispositivo objeto de la Invención respecto del fondo.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática del dispositivo de caracterización de piscinas de acuacultura.
Figura 2.- Muestra el dispositivo en el interior de una piscina de acuacultura mientras se comunica y envía los datos recopilados a diferentes dispositivos externos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN Seguidamente se describe el dispositivo de caracterización de piscinas de acuacuitura, con ayuda de ¡as figuras 1 y 2, referidas anteriormente. El dispositivo está destinado a introducirse en una piscina de acuacuitura (10) llena de agua, con una superficie y un fondo, y en ¡a que se crían unos peces.
E¡ dispositivo comprende, en primer lugar, una carcasa estanca (1), de forma esférica. Al estar el dispositivo destinado a colocarse en el interior de una piscina de acuacuitura (10), tal y como se muestra en la figura 2, la carcasa estanca (1) debe evitar la entrada de agua al interior del dispositivo, evitando que se dañe.
Además, la forma de la carcasa estanca (1 ) es esférica, por dos motivos principalmente. El primero de ellos es para permitir que el dispositivo se desplace por la piscina de acuacuitura (10) de manea sencilla, sin ofrecer resistencia. El segundo motivo es para evitar dañar a los peces que se encuentran en la piscina de acuacuitura (10), como podría ocurrir si el dispositivo comprendiera esquinas o picos.
En la figura 1 se muestran, de manera esquemática, una serie de elementos que se encuentran en el interior de la carcasa estanca (1) y que se describen a continuación.
En primer lugar, una unidad de procesamiento (2) y de almacenamiento de datos, que como su nombre indica, está destinada a recopilar, procesar y almacenar una serie de datos que recopila el dispositivo.
Asociada a la unidad de procesamiento (2) se encuentra una unidad de medición de variables del entorno (3). Esta unidad comprende unos sensores de medición de variables del agua y una unidad de medición de variables del suelo o fondo. Siendo la medición de las características de ambas fundamental de cara a conocer la calidad del agua, así como del fondo, de cara a que la tasa de supervivencia y calidad de vida de ¡os peces criados en ¡a piscina de piscifactoría (10) sea ¡o mejor posible.
Por otra parte, y también asociada a la unidad de procesamiento (2) se localiza una unidad de comunicación (4), destinada a enviar los datos relativos a las mediciones realizadas por el dispositivo objeto de invención a un dispositivo externo (9). Los dispositivos externos (9) a los que se envían estos datos pueden ser, por ejemplo, un ordenador, un móvil, una tableta o un dron.
El dispositivo comprende también un flotador programable (6), que permite ai dispositivo situarse a diferentes alturas respecto del fondo de la piscina de acuacultura (10), desde posiciones en contacto con el fondo para que la unidad de medición de variables del entorno (3) puede recopilar datos sobre el estado de dicho fondo, hasta posiciones a alturas intermedias, o incluso flotando sobre la superficie de la piscifactoría de acuacultura (10).
Para alimentar todos los elementos descritos, en el interior de la carcasa estanca (1) se localiza asimismo una unidad de alimentación (5), que es extraíble y puede también recargarse desde el exterior. Para poder tener el dispositivo localizado en todo momento, este comprende una unidad de posicionamiento (7), asociada a la unidad de procesamiento (2). Esta unidad de posicionamiento (7) puede ser, por ejemplo, un GPS.
Por último, en el interior de la carcasa estanca (1) y también asociados a la unidad de procesamiento (2) se encuentran unos sensores ínerciaies (8). Estos sensores inerciales permiten conocer, primeramente, la posición del dispositivo respecto del fondo, y en segundo lugar, permiten conocer el estado de agitación del agua de la piscina de acuacultura (10). En función de este estado de agitación se puede conocer el estado de actividad de los peces en cada momento.

Claims

1.- Dispositivo de caracterización de piscinas de acuaculfura (10), caracterizado por que comprende:
- una carcasa estanca (1),
- una unidad de procesamiento (2) y almacenamiento de datos en el interior de la carcasa estanca (1),
- una unidad de medición de variables del entorno (3) asociada a la unidad de procesamiento (2),
- una unidad de comunicación (4) en el interior de la carcasa estanca (1) y asociada a la unidad de procesamiento (2), destinada a enviar unos datos recogidos por la unidad de medición de variables del entorno (3) a un dispositivo externo (9),
- un flotador programadle (6) asociado a la unidad de procesamiento (2), y
- una unidad de alimentación (5).
2.- El dispositivo de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una unidad de posicionamiento (7) asociada a la unidad de procesamiento (2).
3.- El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la unidad de posicionamiento (7) es un GPS.
4.- El dispositivo de la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente unos sensores inerciales (8) asociados a la unidad de procesamiento (2).
5.- El dispositivo de la reivindicación 1 , en el que la unidad de medición de variables de entorno (3) comprende unos sensores de medición de variables de agua de piscinas de acuacuitura (10).
6.- El dispositivo de la reivindicación 1 , en el que la unidad de medición de variables de entorno (3) comprende unos sensores de medición de variables de fondo de piscinas de acuacuitura (10).
7 - El dispositivo de la reivindicación 1 , en el que la carcasa estanca (1) es esférica.
8 - El dispositivo de la reivindicación 1 , en la que el dispositivo externo (9) es un ordenador.
9.- El dispositivo de la reivindicación 1 , en la que el dispositivo externo (9) es un móvil.
10.- El dispositivo de la reivindicación 1 , en la que el dispositivo externo (9) es un dron.
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