Los sistemas de cultivo de peces en el mar que utilizan rediles son perjudiciales para el medio ambiente y los peces. Una jaula cerrada puede mejorar el bienestar de los peces, pero el agua de mar fresca debe circular continuamente a través de la jaula. Sin embargo, las olas del océano pueden hacer que el agua circulante se derrame dentro de la jaula, creando movimientos violentos y poniendo en peligro la jaula y los peces.

Un estudio que utiliza un sistema de contención de peces a escala se informa en Física de fluidos . El estudio muestra por qué surgen movimientos violentos de chapoteo y cómo minimizarlos.

Las corrientes suaves se pueden mantener artificialmente dentro de jaulas cerradas cilíndricas desarrolladas para el cultivo de salmón. La corriente se produce inyectando agua de mar a través de boquillas en el costado, creando un flujo circular en el interior. El caudal máximo no debe exceder la velocidad de nado crítica a la que el salmón puede nadar cómodamente durante un tiempo prolongado.

Si bien esta corriente artificial mejora la salud de los peces, también afecta las frecuencias naturales de chapoteo que pueden ser excitadas dentro de la jaula flotante por las olas del océano. Estos violentos movimientos de chapoteo ocurren incluso cuando olas relativamente pequeñas golpean la jaula, ya que el fenómeno de resonancia amplifica el movimiento de las ondas.

"En la literatura científica, problemas similares de comportamiento dinámico de fluidos en tanques giratorios solo se han encontrado en estudios de estabilidad y control de tanques de combustible de cohetes, turbinas de gas, y centrifugadoras, ", dijo el coautor Claudio Lugni.

"No es sencillo aplicar los resultados de los tanques de cohetes a los tanques de acuicultura, "dijo el coautor Andrei Tsarau.

Para abordar este problema, Se adjuntó un modelo a escala de una jaula cilíndrica para peces a una plataforma mecánica que podía mover el cilindro de lado a lado. La maqueta se llenó parcialmente de agua e incluía boquillas para inyectar una corriente circular artificial.

Cuando el sistema fue oscilado lateralmente por la plataforma, Los movimientos de chapoteo comenzaron y fueron monitoreados por sensores en el tanque.

"Dependiendo de la frecuencia de forzado, En el experimento se observaron varios regímenes de chapoteo caracterizados por diferentes formas de onda y amplitudes en la superficie libre del líquido, "Dijo Lugni.

Se realizaron estudios computacionales y teóricos con y sin corriente rotatoria y se compararon con el experimento. Los investigadores encontraron que el chapoteo violento observado cuando el líquido en el cilindro no circula puede suprimirse a las mismas frecuencias de excitación si el líquido gira a velocidades angulares suficientemente altas.

Este efecto puede ser beneficioso para jaulas relativamente pequeñas con un radio de menos de 10 metros en condiciones de chapoteo forzado. En tales jaulas, el líquido se puede rotar a una velocidad angular lo suficientemente alta sin obligar al pez a nadar a velocidades superiores a su límite crítico.

"Para jaulas más grandes, la misma velocidad angular conduciría a velocidades de flujo demasiado altas para los peces, "dijo Tsarau.