يشهد قطاع الاستزراع المائي تحولاً جذرياً مع ظهور أقفاص الاستزراع المغلقة الحديثة ، وهي أنظمة مصممة لتقليل الأثر البيئي وتحسين رفاهية الأسماك. ويُظهر عدد متزايد من المشاريع التجريبية والحلول التجارية إمكانية إنتاج كميات أكبر من الأسماك بجودة أفضل، مع تقليل حالات الهروب والأمراض، وتحسين إدارة البيئة بشكل ملحوظ.
في هذا السياق، تبرز أسماء مثل ستارفيش، وبلو سيف، وأكواتراز سي 2، وهيمدال، وأغشية الأقفاص المغلقة المرنة ، التي تُجرى تجاربها بشكل أساسي في النرويج، ولكنها تتوسع لتشمل دولًا أخرى. وتُكمّل هذه التقنيات الأقفاص التقليدية وأحواض تربية الأحياء المائية، التي لا تزال تلعب دورًا محوريًا في العديد من المزارع، وأنظمة الاحتواء المغلقة من شركات مثل سيرماك. كل هذا يرسم صورةً لاتجاه تربية الأحياء المائية نحو نموذج أكثر استدامة، وأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية، وأكثر تركيزًا على الأداء.
ما هي أقفاص تربية الأحياء المائية المغلقة ولماذا تكتسب شعبية متزايدة؟
الأقفاص المغلقة هي أنظمة تُربى فيها الأسماك في البحر أو البحيرات، ولكنها معزولة عن البيئة الخارجية بواسطة هيكل شبكي أو غشاء أو كيس محكم الإغلاق يتحكم في تدفق المياه. وعلى عكس الأقفاص المفتوحة التقليدية، تسمح هذه الأنظمة بترشيح المياه، وتنظيم التدفق، وتحسين إدارة الأكسجين، والأهم من ذلك، تقليل التلامس مع الطفيليات مثل قمل البحر بشكل كبير.
بدلاً من مجرد حلقة بسيطة وشبكة معلقة، تتضمن هذه الحلول أغشية تقنية، وأنظمة هيدروليكية داخلية، وأجهزة استشعار، ومآخذ مياه عميقة ، وفي كثير من الحالات، تقنيات محددة لجمع وإدارة الحمأة والنفايات المتراكمة في قاع الهيكل. والنتيجة هي بيئة زراعية أكثر تحكماً تشبه "حوضاً في البحر" أكثر من كونها قفصاً تقليدياً.
يرتبط هذا النوع من الأحواض المغلقة ارتباطًا وثيقًا بتربية سمك السلمون الأطلسي ، نظرًا لقيمته العالية وحساسيته الشديدة لمشاكل مثل قمل البحر (Caligus)، إلا أن هذه التقنية يجري تكييفها مع أنواع أخرى من الأسماك البحرية والمياه العذبة خلال مراحل النمو وما بعد التحول. وقد خضعت بعض هذه التطورات للاختبار لعدة سنوات، محققةً نتائج متسقة فيما يتعلق بمعدل نفوق الأسماك ونموها وصحتها.
إضافةً إلى عنصر الإنتاج، ينشأ العديد من هذه المشاريع استجابةً لمتطلبات تنظيمية متزايدة الصرامة . ومن الأمثلة الواضحة على ذلك مقاطعة كولومبيا البريطانية الكندية، حيث تم فرض استخدام الأقفاص المغلقة لتربية سمك السلمون في تواريخ محددة، مما ساهم في تسريع اعتماد هذه التقنيات على الصعيد الدولي.
نجم البحر وثورة السطح العائم في ليستافجورد
على طول ساحل ليستافجورد، في مقاطعة أغدر (النرويج)، تم تصميم حل لمهاجمة أحد أخطر مشاكل تربية سمك السلمون: مجموعة العوادم de peces وتكاثر الطفيليات. إنه قفص عائم مغلق جديد لسمك السلمون، مصمم كنظام ديناميكي وآلي للغاية.
يبلغ قطر النموذج الأولي لهذا القفص، الملقب بـ "نجمة البحر "، حوالي 20 مترًا، ويعمل في ظروف واقعية منذ مارس 2021 قبالة سواحل فليكفيورد. وتتولى شركة نيكار، الموردة للمعدات البحرية، تطويره بالتعاون الوثيق مع خبراء في هذا المجال، من بينهم شركة ليروي الشهيرة في مجال الاستزراع المائي. والهدف واضح: تثبيت الأسماك في مكانها، والحد من هروبها، ومكافحة الطفيليات البحرية.
القطعة الأساسية لمفهوم Starfish هي غطاء عائم يعمل كحقيبة تحت الماء وفي الوقت نفسه، كغطاء علوي للقفص. يجب أن يتحمل هذا "الكيس" ضغطًا ميكانيكيًا كبيرًا ويمنع التسرب. de peces وبدوره، يلتزم متطلبات بيئية صارمة للغاية، سواء من حيث المتانة أو إمكانية إعادة التدوير أو الأداء في البيئة البحرية.
لمعالجة هذه المشكلة الحرجة، طورت شركة بروتان النرويجية مجموعة من أغشية PVC العائمة القابلة لإعادة التدوير تحت العلامة التجارية بلو سيف. وبفضل خبرتها التي تزيد عن 80 عامًا في مجال الأغشية والمنسوجات التقنية للتطبيقات الصعبة، مثل صناعة النفط والغاز وتخزين المياه في المناطق الصحراوية، قامت بروتان بتطوير وتحسين تقنيتها لتلبية التحديات الخاصة بتربية الأحياء المائية.
في حالة ستارفيش تحديدًا، ابتكرت بروتان غشاءً جديدًا عالي الجودة ضمن مجموعة بلو سيف ، يتميز بخصائص استثنائية: مادة متناظرة، ذات ثبات أبعاد عالٍ، ومتانة مثبتة من خلال اختبارات دورية مكثفة في معهد سينتيف للأبحاث والتكنولوجيا في النرويج. كل هذا مصمم لضمان تحمل الغطاء لسنوات من التشغيل في ظروف المحيط القاسية.
بروتان بلو سيف: التطوير والتجميع والنهج البيئي
لا يُعدّ عمل شركة بروتان مع غشاء بلو سيف للاستزراع المائي تطوراً حديثاً. فمنذ مطلع الألفية الثانية، دأبت الشركة على تطوير أغشية وأنظمة لنقل وتخزين المياه العذبة، حتى في بيئات قاسية كشبه الجزيرة العربية. وقد طُبّقت هذه الأسس التكنولوجية نفسها لاحقاً على حلول مُخصصة لقطاع النفط والغاز وقطاعات أخرى ذات متطلبات بالغة الدقة.
انطلاقاً من هذه التجربة، تبنّت بروتان نهجاً يركز بشكل كبير على العملاء، حيث تصمم الأغطية بالتعاون المباشر مع مشغلي مزارع الأحياء المائية ، وتُكيّف المنتج وفقاً للاحتياجات الخاصة لكل مشروع ومنطقة زراعية. وتقوم الفكرة على الاستفادة من الخبرة العملية للمُنتِج إلى جانب الخبرة الفنية للشركة لتحقيق الأداء الأمثل في جميع الحالات.
يتم تصنيع وتجميع هذه الأغطية في مصنع بروتان في نيسبيين، النرويج . يُنجز جزء من العمل داخل المصنع، بينما يُنفذ جزء آخر مباشرةً على الأقفاص، حيث يقوم فنيون متخصصون في العزل المائي، يرتدون سترات النجاة، بلحام الوصلات باستخدام الهواء الساخن والكهرباء. تُعدّ طريقة التركيب هذه خالية من الانبعاثات ، ما يُمثل ميزة إضافية من الناحية البيئية.
أثناء عملية التجميع، يتم تركيب حلقات تثبيت ومشابك لتسهيل ربط الغشاء ودمجه في الهيكل العائم. والهدف هو أن يكون التجميع ليس فقط محكم الإغلاق ومتينًا، بل أيضًا عمليًا من حيث التعامل والصيانة والتكيف مع التغييرات في التشغيل أو اللوائح الحالية.
إلى جانب الأقفاص المغلقة والحواجز المضادة للطفيليات، تُستخدم أغشية BlueSafe في غابات عشب البحر الاصطناعية ، وبطانات أحواض الاستزراع، وبطانات الأحواض القديمة والجديدة المخصصة لصغار الأسماك وأنواع التنظيف. وتُظهر هذه المرونة كيف يمكن لمجموعة واحدة من المواد أن تدعم حلولًا مستدامة مختلفة للاستزراع المائي.
قفص مغلق مرن: اقتراح سيرج فيراري
ومن العناصر المهمة الأخرى في تطور الأقفاص المغلقة تقنية الأقفاص المرنة التي طورها سيرج فيراري . في هذه الحالة، تُربى الأسماك في نوع من "الصندوق" في البحر، معزولة عن البيئة الخارجية بواسطة مزيج من شبكة هيكلية وغشاء مرن مصمم خصيصًا للاستزراع المائي.
تم اختبار النموذج الأولي لهذا الحل لمدة ثلاث سنوات تقريبًا في النرويج ، مما أتاح التحقق من أدائه في بيئة واقعية، مع مراعاة الأمواج وتقلبات درجات الحرارة وضغوط التشغيل المعتادة في مزارع سمك السلمون. وابتداءً من عام 2017، بدأت الشركة بتطبيق هذه التقنية دوليًا على أنواع أخرى من الأسماك في مرحلة النمو، مما يثبت أنها ليست حلاً حصريًا لسمك السلمون.
تشمل النتائج الملحوظة في هذه الأقفاص المرنة المغلقة انخفاضًا ملحوظًا في معدل النفوق ، وانعدام الطفيليات مثل قمل البحر بفضل التحكم في كمية المياه الداخلة، ومستويات أكسجين أكثر استقرارًا، ومعدل نمو تنافسي عالٍ. كل هذا يتحقق دون الحاجة إلى علاجات متكررة مضادة للطفيليات، مما يؤثر بشكل مباشر على التكاليف ويقلل من استخدام الأدوية.
فيما يتعلق بإدارة النفايات، يتبنى نظام سيرج فيراري نهجًا مبتكرًا للغاية: حيث تُصفّى المياه، وتُجمع الحمأة من القاع ، وتُجفف، وتُستخدم كسماد عضوي. وبهذه الطريقة، يُستعاد جزء كبير من العناصر الغذائية التي كانت تُفقد سابقًا في البيئة البحرية، ويُعاد دمجها في سلسلة الإنتاج البرية.
يُعدّ الحفاظ على الغشاء بين دورات الإنتاج أمرًا بسيطًا نسبيًا، إذ يُقدّر عمره الافتراضي بحوالي 10 سنوات لهيكل القفص بأكمله. علاوة على ذلك، تسمح مرونته للغشاء بامتصاص طاقة الأمواج، مما يمنع التمزقات التي تُعدّ أكثر شيوعًا في الهياكل الصلبة المصنوعة من الألياف الزجاجية أو الخرسانة. وانطلاقًا من ذلك، تعمل شركة سيرج فيراري منذ عام 2018 على بناء شبكة عالمية من الموزعين والمُكاملين لتقديم حلولها إلى أسواق متنوعة.
Aquatraz C2: الجيل الجديد من الأقفاص المغلقة ذات الحجم الكبير
من بين المشاريع الضخمة، يبرز التزام مجموعة ليروي للمأكولات البحرية وشركة سالمار بنظام أكواتراز سي 2، الذي طُوّر بالتعاون مع شركة سي فارمينغ سيستمز. وقد أعلنت الشركتان عن استثمار مشترك لبناء ست وحدات من هذا النموذج، بهدف مضاعفة حجم إنتاجهما الحالي مقارنةً بالتقنيات السابقة، وتعزيز ريادة النرويج التكنولوجية في مجال الاستزراع المائي المغلق.
يستفيد نظام Aquatraz C2 من الخبرة المكتسبة من طراز S1 من شركة Lerøy وأقفاص Aquatraz الأولى من شركة SalMar، ولكنه يتطور بشكل ملحوظ من حيث الحجم والتصميم الهيدروليكي. تبلغ سعة كل وحدة 70.000 متر مكعب من الماء ، وتضم ستة مداخل تقع على عمق 35 مترًا تقريبًا، مما يضمن جمع مياه باردة ونظيفة مع ضغط منخفض جدًا لقمل البحر.
تتيح هذه الاستراتيجية، التي تعتمد على سحب المياه من الطبقات العميقة، استخدام مياه أكثر استقرارًا في درجة حرارتها وجودتها ، مما يُحسّن من صحة الأسماك ويقلل الحاجة إلى المعالجات. كما يُساعد التجديد المستمر للحجم الداخلي على الحفاظ على مستوى جيد من الأكسجين، ويُتيح إزالة الفضلات بشكل مُتحكم فيه.
وفقًا للخطط الحالية، سيتم إجراء أول عملية زراعة de peces تم التخطيط لهذه الأقفاص Aquatraz C2 لـ الربع الأول من عام 2027، مع بدء العمليات الكاملة في عام 2028. وسيتم تصنيع جزء من الهيكل في الصين، في حين سيتم التجميع النهائي في أحواض بناء السفن النرويجية، بمشاركة عدد من موردي التكنولوجيا المحليين والأوروبيين.
يؤكد ممثلو شركتي ليروي وسالمار أن هذا الالتزام بالإنتاج في الأقفاص المغلقة لا يهدف إلى استبدال تربية الأحياء المائية التقليدية بالكامل، بل إلى استكمال التقنيات الحالية . والهدف هو توفير حلول إضافية لتحقيق نمو مستدام، وخفض الانبعاثات، والقدرة على مواجهة التحديات البيئية المتزايدة التعقيد على نطاق عالمي.
Heimdall من ScaleAQ: قفص مغلق معياري منخفض الطاقة
ومن الحلول الأخرى التي تكتسب رواجاً نظام "هايمدال" ، وهو أول قفص مغلق للاستزراع المائي البحري تسوقه شركة "سكيل إيه كيو" العالمية. عُرض هذا النظام في معرض "أكوا نور" التجاري في تروندهايم، وكان أول عميل له شركة "هاردينغسمولت"، وهي شركة تشغيل تتمتع بخبرة واسعة في مجال أنظمة الاحتواء العائمة المغلقة لصغار الأسماك منذ عام 2019.
هايمدال عبارة عن قفص بطول 160 مترًا، بسعة إنتاجية فعّالة تبلغ حوالي 20.000 متر مكعب. يتميز هذا الهيكل بنظام هيدروليكي داخلي مصمم بعناية لتحسين أداء الأسماك، والحفاظ على تدفق مياه فعال، واستهلاك منخفض جدًا للطاقة. في الواقع، يتم تجديد حجم المياه بالكامل داخل القفص مرة أو مرتين في الساعة.
يُتيح التصميم المعياري لحوض هايمدال سهولة تكييفه مع مختلف مراحل نمو الأسماك، سواءً كانت في مرحلة ما بعد اليرقة أو في مرحلة الإنتاج التجاري، بل ويمكن تشغيله في المياه الضحلة دون التأثير على الأداء أو السلامة. وهذا يمنح مربي الأسماك مرونة كبيرة عند اختيار المواقع وتعديل الكتلة الحيوية.
يأتي بيع الوحدة الأولى في وقت مناسب للغاية، إذ يتزامن مع برنامج المرونة البيئية الذي أطلقته الحكومة النرويجية لمزارعي الأسماك في غرب البلاد. يسمح هذا البرنامج باستخدام جزء من الكتلة الحيوية المخصصة التي كانت معلقة بموجب نظام الإشارات الضوئية النرويجي، شريطة استخدام أنظمة احتواء مغلقة للحد من الأثر البيئي.
بحسب شركة ScaleAQ، فإنّ نظام Heimdall يفي بجميع المتطلبات التنظيمية، وقد صُمّم لضمان تشغيل قوي ومربح . وتهدف الشركة إلى توفير أقفاص ذات سعة إنتاجية عالية تُمكّن من الإنتاج بكفاءة، بتكاليف تنافسية وبنية تقنية متينة تُشجع المنتجين على الاستثمار في وحدات متعددة.
الأقفاص والهاباس: أساس العديد من أنظمة تربية الأحياء المائية
على الرغم من أن النقاش يتجه بشكل متزايد نحو الحلول المغلقة عالية التقنية، إلا أن الأقفاص والأحواض التقليدية (الهاباس) لا تزال أساسية في العديد من مشاريع الاستزراع المائي، سواء في المياه العذبة أو البحرية. تسمح هذه الهياكل بتربية الأسماك والكائنات المائية الأخرى في مساحات محدودة مع الحفاظ على تبادل مباشر للمياه مع البيئة المحيطة.
تُعدّ الأقفاص التقليدية هياكل شبكية مغلقة تُثبّت في البرك والأنهار والبحيرات أو المناطق البحرية المحمية. وهي تُصنع في الغالب من البلاستيك المقوى أو المعدن أو البوليستر، وهي مصممة لمقاومة التآكل والظروف الجوية القاسية. يُعزز تصميمها الدوران الطبيعي للأكسجين، مع إمكانية إضافة أنظمة تهوية إضافية في المناطق ذات التبادل المائي المنخفض.
تُعدّ الأقفاص العائمة الصغيرة (هاباس أو بانتين) شائعة الاستخدام لتربية صغار الأسماك أو حماية الأسماك البالغة. يتيح صغر حجمها إدارة دقيقة للغاية للتغذية وكثافة التخزين ومراقبة صحة الأسماك. تُركّب هذه الأقفاص في كل من البرك وأنظمة الاستزراع المائي المُعاد تدويرها، لتكون بمثابة "حضانة" أو وحدة تكاثر مُتحكّم بها.
في كلتا الحالتين، تُختار المواد لتتحمل فترات طويلة في الماء، باستخدام البولي فينيل كلوريد والبولي إيثيلين أو أسلاك معدنية مجلفنة تضمن عمرًا افتراضيًا مناسبًا مع صيانة معقولة. يمكن أن تكون الأقفاص دائرية أو مربعة أو مستطيلة، بينما تكون أحواض تربية الأحياء المائية عادةً مستطيلة أو أسطوانية حسب نوع الكائن الحي والهدف من الإنتاج.
ومن بين المزايا الرئيسية لهذه الحلول البسيطة هي التحكم البيئي الأساسي، والحماية من الحيوانات المفترسة، وزيادة الكفاءة من خلال إدارة الكثافة بشكل أفضل de peces بفضل هذا، تُنتج أنواعٌ مثل السلمون والبلطي والقاروص على نطاقٍ واسع في أنظمةٍ مفتوحةٍ أو شبه مغلقة، بالاعتماد على الهابات في مراحلَ حاسمةٍ مثل تربية اليرقات أو التكاثر.
نظام القفص المغلق من شركة سيرماك وحماية النظم البيئية
طورت شركة سيرماك نظامها الخاص للأقفاص المغلقة مع تركيز واضح للغاية: حماية كل من الأسماك المستزرعة والأسماك البرية في المناطق الساحلية التي تعمل بها. تتميز العديد من هذه المناطق بوجود كثيف لمجتمعات محلية وغير محلية تعتمد بشكل كبير على صحة النظام البيئي البحري.
من بين الجوانب التي درستها شركة سيرماك لسنوات العلاقة بين قمل البحر (Caligus) وسمك السلمون المستزرع والأسماك البرية . وقد سعت الشركة إلى تنسيق إنتاجها مع أنماط الهجرة المحلية لتقليل خطر إصابة سمك السلمون البري بهذه الطفيليات خلال رحلته من وإلى مناطق التكاثر.
في السنوات الأخيرة، اعتمدت شركة سيرماك حلولاً مغلقة تسمح بتحكم أدق بكثير في عوامل مثل أكسجة الماء ودرجة الحرارة وتدفق المياه . وتُراقَب هذه المعايير بأنظمة استشعار متطورة، مما يُسهّل المراقبة المستمرة لحالة الأسماك والكشف المبكر عن أي مشاكل صحية أو متعلقة برفاهيتها.
بفضل توفر هذه المعلومات في الوقت الفعلي، يستطيع المنتجون تعديل التغذية وتدفق المياه ومستويات الأكسجين بسرعة ، مما يقلل من الإجهاد وبالتالي احتمالية الإصابة بالأمراض. ويتماشى هذا النهج مع التوجه العام في القطاع نحو الاستزراع المائي الدقيق القائم على البيانات، بدلاً من الاعتماد فقط على الملاحظة البصرية التقليدية.
يُظهر نظام الأقفاص المغلقة لشركة Cermaq كيف يمكن للتكنولوجيا أن تُواءم أهداف الإنتاج مع حماية التنوع البيولوجي واحترام المجتمعات الساحلية ، مما يوفر نموذجًا يمكن للشركات الأخرى استخدامه كمرجع لتطويراتها الخاصة.
التصميم التشغيلي: مقاومة الأمواج والأداء في الظروف القاسية
صُممت العديد من هذه الأقفاص والأنظمة المغلقة الجديدة للعمل في بيئات بحرية قاسية ، مع أمواج عاتية، وفي بعض الحالات، حتى مع الأعاصير. وهناك حلول مصممة للبحيرات والبحار المفتوحة قادرة على تحمل أمواج يصل ارتفاعها إلى ستة أمتار، مع الحفاظ على سلامتها الهيكلية واستقرارها أثناء العواصف الشديدة.
ولتحقيق ذلك، يتم دمج مواد عالية القوة مع تصاميم توزع الأحمال وتمتص جزءًا من طاقة الأمواج . فعلى سبيل المثال، تتكيف الأقفاص المرنة مع حركة الماء، مما يقلل من الإجهاد، بينما تستخدم الهياكل الأكثر صلابة دعامات وأشكالًا هندسية تعمل على تبديد الإجهاد الميكانيكي بشكل أفضل.
إلى جانب المقاومة الفيزيائية، يُولى اهتمام كبير لاستهلاك الطاقة المرتبط بالنظام الهيدروليكي وتبادل المياه. تُظهر مشاريع مثل مشروع هايمدال أنه من الممكن تجديد الحجم الداخلي بالكامل مرة أو مرتين في الساعة بأقل قدر من استهلاك الطاقة، وهو عامل أساسي للجدوى الاقتصادية على المدى الطويل.
تُقدّم الخبرات المكتسبة من المزارع الكبيرة، بما في ذلك مشاريع تربية البلطي وأنواع أخرى في البلدان المعرضة للأعاصير ، معلومات قيّمة حول متانة هذه التصاميم. وتُسهم المراجع التشغيلية الإيجابية من المزارع الكبيرة والمشاريع الحكومية في التحقق من أن هذه الأنظمة لا تعمل نظرياً فحسب، بل تعمل أيضاً في ظل ظروف واقعية صعبة.
كل هذا الجهد في التصميم والاختبار الميداني له هدف مشترك: ضمان أن الأقفاص المغلقة يمكن أن تعمل لسنوات عديدة دون أعطال خطيرة ، مما يقلل المخاطر على المنتجين والأسماك والبيئة المحيطة.
مع إضافة مشاريع مثل Starfish وBlueSafe وأقفاص سيرج فيراري المرنة وAquatraz C2 وHeimdall والأقفاص التقليدية وأنظمة hapas وأنظمة Cermaq، يُنشئ قطاع الاستزراع المائي مجموعة واسعة من الحلول التي تسمح بتعديل مستوى الحماية ودرجة التحكم والاستثمار بما يتناسب مع احتياجات كل منطقة ونوع ونموذج عمل. هذا التنوع التكنولوجي يمهد الطريق لإنتاج أكثر مسؤولية واستدامة، يتماشى مع المتطلبات البيئية والاجتماعية المتزايدة، دون المساس بالربحية أو سلامة الغذاء.
