Sistema automatizado para simulación en laboratorio de un gradiente térmico para estudios con organismos marinos

RESUMEN | Se presenta el diseño y pruebas de funcionamiento de un sistema de simulación de gradiente térmico para el estudio de las preferencias de temperatura en organismos bentónicos marinos. El sistema consistió en un tanque de fibra de vidrio dividido en un canal experimental flanqueado por secciones distales donde se controlan las temperaturas extremas del gradiente, enfriando o calentando con apoyo de bombas de calor. El sistema se encuentra automatizado en cuanto al control y registro de temperatura, cuenta con un módulo para adquisición de imágenes con una cámara de alta resolución y un controlador de relevadores, el cual permite el apagado de las bombas de aireación y el encendido de lámparas de luz justo antes de la toma de las fotografías. El sistema fue retado para evaluar su eficiencia y los resultados indican que 1) una aireación elevada a lo largo de todo el canal de experimentación permite mantener condiciones de saturación de oxígeno en el tanque y alcanzar un mejor comportamiento del gradiente térmico, 2) que la eficiencia del gradiente es mayor a menores profundidades del sistema y aceptable a 15 cm; 3) a partir de condiciones homogéneas el sistema tarda aproximadamente 30 h en que se estabilice el gradiente, 4) el sistema alcanza dentro del canal experimental un 60% del gradiente programado en las bombas de calor y 5) el sistema es exitoso en mantener el gradiente por periodos largos (semanas), aún bajo condiciones experimentales con manipulación y recambios de agua. Se discuten oportunidades de mejora del sistema, incluyendo el crecimiento en unidades experimentales, la incorporación de sensores para el registro autónomo de otras variables indicadoras de la calidad de agua, así como en el sistema de adquisición de imágenes y el seguimiento y observación de los organismos y sus respuestas.

ABSTRACT | The design and operation tests of a thermal gradient simulation system for studying temperature preferences in marine benthic organisms are reported. The system consists of a glass fiber tank divided into an experimental channel flanked by distal sections where extreme gradient temperatures are controlled by cooling or heating with the support of heat pumps. The system is automated in terms of temperature control and recording and features an image acquisition module with a high-resolution camera and a relay controller that allows the air pump to be turned off and light lamps to be lit just before taking the photographs. The system was challenged to evaluate its efficiency. The results indicated that 1) high aeration along the entire experimental channel allows not only the maintenance of oxygen saturation conditions in the tank, but also a better response of the thermal gradient, 2) that the efficiency of the gradient is greater at smaller depths of the system and acceptable at 15 cm, 3) that from homogeneous conditions the system takes approximately 30 h to stabilize the gradient, 4) that on average the system reaches within the experimental canal a 60% of the programmed gradient in the heat pumps, and 5) that once established the system is successful maintaining the gradient for long periods (weeks) still under experimental conditions with manipulation and water replacement. Opportunities for improving the system are discussed, including increasing the experimental units, incorporation of sensors for the autonomous registration of other water quality indicators, as well as in the image acquisition system, and the monitoring and observation of organisms and their responses.