Diseño y desarrollo de incubadoras que optimizan la temperatura de incubación de huevos de peces

M.E. Martínez; L.G. Chiale; F.M. Loker; M.S. Simoncini; A.E. Frutos

doi:10.30972/vet.3719286

Autores

M.E. Martínez Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional del Nordeste (FCV - UNNE). https://orcid.org/0009-0001-2863-7906
L.G. Chiale Centro de Investigación Científica y Transferencia de Tecnología para la Producción (CICYTTP - CONICET - Prov. de Entre Ríos - UADER) Diamante-Entre Ríos https://orcid.org/0009-0006-8043-4838
F.M. Loker Indicium developers and technologies SAS https://orcid.org/0009-0005-6749-8370
M.S. Simoncini Centro de Investigación Científica y Transferencia de Tecnología para la Producción (CICYTTP - CONICET - Prov. de Entre Ríos - UADER) Diamante-Entre Ríos. Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad Autónoma de Entre Ríos (FCyT - UADER). https://orcid.org/0000-0002-1010-5231
A.E. Frutos Centro de Investigación Científica y Transferencia de Tecnología para la Producción (CICYTTP - CONICET - Prov. de Entre Ríos - UADER) Diamante-Entre Ríos. Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad Autónoma de Entre Ríos (FCyT - UADER). https://orcid.org/0000-0001-5500-3637

DOI:

https://doi.org/10.30972/vet.3719286

Palavras-chave:

Carassius auratus, sistema de circuito cerrado, microcontrolador, prototipos de incubadoras, Peltier, monitoreo remoto

Resumo

El control preciso de la temperatura durante la incubación artificial es un factor crítico para optimizar el desarrollo embrionario y minimizar las deformidades morfológicas en la acuicultura. Este estudio tuvo como objetivo diseñar, desarrollar y evaluar técnicamente dos sistemas de incubación artificial capaces de gestionar distintos perfiles térmicos, seguido de una validación biológica in vivo. El primer prototipo utilizó tecnología termoeléctrica Peltier para crear un microambiente portátil. Si bien era prometedor, alcanzar una temperatura mínima de 7,3 °C en un volumen de 5 litros requería un alto consumo de energía, lo que indica límites operativos para estándares biológicos estrictos a escala. En consecuencia, se desarrolló un segundo dispositivo: una incubadora de circuito cerrado de doble capa integrada con un sistema de telemetría basado en IoT (microcontrolador ESP8266 y bot de Telegram). Este sistema mantuvo con éxito entornos térmicos altamente estables en cuatro puntos de ajuste experimentales (6,2 °C, 11,6 °C, 17,6 °C y 23,5 °C) con fluctuaciones continuas inferiores a 1 °C. Para validar la utilidad práctica de este sistema de doble capa, se realizó una prueba de concepto in vivo complementaria con huevos de Carassius auratus en siete tratamientos térmicos. Los resultados biológicos confirmaron que la precisión térmica del equipo se traduce directamente en datos fiables, demostrando diferencias altamente significativas en los tiempos de eclosión, las tasas de eclosión y las malformaciones físicas evidentes (p<0,001), especialmente en condiciones de estrés por frío. En conclusión, si bien el prototipo Peltier requiere mayor optimización, la incubadora de doble capa demostró ser una herramienta altamente precisa, escalable y versátil que elimina eficazmente las variaciones térmicas aleatorias para la investigación aplicada en acuicultura.

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Referências

1. Carciofi I, Maspi N, Mendoza F, Pablo J, Lynch G. Economías regionales en Argentina: sistemas integrados de producción acuícola-vegetal y cultivos arroceros. Argentina Productiva 2022. Available from: https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/2021/03/31_-_sistemas_integrados_de_produccion_-_arg._productiva.pdf

2. Cargnin G, Adorian TJ, Dalcin MO, Oliveira F, Betine A, Bender B, Rodrigues F, Ferigollo G. Tecnologia para valorização de subproduto de arroz com potencial de aplicabilidadena piscicultura. Res Soc Dev 2022; 11(12): 1-9. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i12.34944 DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v11i12.34944

3. Cheepati KR, Balal N. Solar Powered Thermoelectric Air Conditioning for Temperature Control in Poultry Incubators. Sustainability 2024; 16(11): 4832. https://doi.org/10.3390/su16114832 DOI: https://doi.org/10.3390/su16114832

4. Enescu D, Virjoghe EO. A review on thermoelectric cooling parameters and performance. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2014; 38: 903-916. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.045 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.045

5. Franke A, Bayer T, Clemmesen C, Wendt F, Lehmann A, Roth O, Schneider R. Climate challenges for fish larvae: Interactive multistressor effects impair acclimation potential of herring larvae. Science of the Total Environment 2024; 954: 175659. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175659 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175659

6. FAO. The State of World Fisheries and Aquaculture 2020. Sustainability in action. Rome: FAO; 2020. Available from: https://doi.org/10.4060/ca9229en DOI: https://doi.org/10.4060/ca9229en

7. FAO. The State of World Fisheries and Aquaculture 2024. Blue Transformation in action. Rome: FAO; 2024. Available from: https://doi.org/10.4060/cd0683en DOI: https://doi.org/10.4060/cd0683en

8. Ferrotec Corporation. Thermoelectric module reliability: thermal reference guide [Internet]. Livermore (CA): Ferrotec Thermal Solutions; 2025. Available from: https://thermal.ferrotec.com/technology/thermoelectric-reference-guide/

9. Fuiman LA, Werner RG. Fishery Science: the unique contributions of early life stages. Oxford: John Wiley and Sons; 2009. SBN: 9780632056613. Available from: https://www.wiley.com/en-us/Fishery+Science%3A+The+Unique+Contributions+of+Early+Life+Stages-p-9780632056613

10. García-Sobrino C. Desarrollo de un protocolo para el uso de un peltier en el proceso de enfriamiento direccional. Tesis de Grado. Sevilla: Universidad de Sevilla; 2020. Available from: https://hdl.handle.net/11441/106933

11. Gisbert E, Luz RK, Fernández I, Pradhan PK, Salhi M, Mozanzadeh MT, Kumar A, Kotzamanis Y, Castro-Ruiz D, Bessonart M, Darias MJ. Development, nutrition, and rearing practices of relevant catfish species (Siluriformes) at early stages. Rev. Aquacult. 2022; 14(1): 73-105. https://doi.org/10.1111/raq.12586 DOI: https://doi.org/10.1111/raq.12586

12. Godoy-Vaca LF. Diseño, construcción y evaluación energética de una cámara con celdas Peltier para refrigeración de vacunas. Tesis de Grado. Quito: Universidad Central del Ecuador; 2016. Available from: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16901

13. Honji RM, de Mello PH, Araújo BC. Reproduction and development in fish: Solving bottlenecks in modern aquaculture. Animals 2025; 15(2): 145. https://doi.org/10.3390/ani15020145 DOI: https://doi.org/10.3390/ani15020145

14. Intriago-Loor EL. Analizador de redes eléctricas con transmisión inalámbrica de datos. Trabajo de Grado. Quito: Universidad Central del Ecuador; 2019. https://repositorio.uisrael.edu.ec/handle/47000/2097

15. Li D, Yang J, Bai Y, Du Z, Wang C. Advances in dissolved oxygen prediction and control methods in aquaculture: a review. at-Automatisierungstechnik. 2024; 72(6): 499-517. https://doi.org/10.1515/auto-2023-0212 DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2023-0212

16. Loginov D. Quick start with NodeMCU v3 (ESP8266), Arduino Ecosystem and PlatformIO IDE; 2018 [Internet]. Available from: https://loginov-rocks.medium.com/quick-start-with-nodemcu-v3-esp8266-arduino-ecosystem-and-platformio-ide-b8415bf9a038

17. Mardini-Bovea J, Torres-Díaz G, Sabau M, De-la-Hoz-Franco E, Niño-Moreno J, Pacheco-Torres PJ. A review of refrigeration with thermoelectric energy based on the Peltier effect. Dyna 2019; 86(208): 9-18. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n208.72589 DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v86n208.72589

18. Motta JHS, Glória LS, Radael MC, Mattos DC, Cardoso LD, Vidal-Júnior MV. Effect of temperature on embryonic development and first exogenous feeding of goldfish Carassius auratus. Braz J Biol. 2023; 83: e270943. https://doi.org/10.1590/1519-6984.270943 DOI: https://doi.org/10.1590/1519-6984.270943

19. Nájera SMR, Valencia JAH, Mendoza JP, López REE, Rodríguez LRG. Desarrollo de un sistema para la automatización de una incubadora para el proceso de hormonado de alevines de tilapia usando Arduino. IPSUMTEC J 2020; 3(1): 29-35. https://doi.org/10.61117/ipsumtec.v3i1.32 DOI: https://doi.org/10.61117/ipsumtec.v3i1.32

20. Nederlof MAJ, Verdegem MCJ, Smaal AC, Jansen HM. Nutrient retention efficiencies in integrated multi-trophic aquaculture. Rev Aquacult 2021; 14(3): 1194-1212. https://doi.org/10.1111/raq.12645 DOI: https://doi.org/10.1111/raq.12645

21. Parra-Hernández DA, Suarez-Sierra M. Diseño De un sistema de monitorización para la incubadora artificial de alevinos de mojarra roja ubicada en la planta de agroavicola San Marino en el Municipio de Flandes - Tolima. [en línea]. Espinal - Tolima: Institucion de Educación Superior “ITFIP”, 2016. Disponible en: https://repositorio.itfip.edu.co/handle/itfip/112

22. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria; 2021. Available from: https://www.R-project.org/.

23. Ramos J, Reza Khansari A, Tort L. Health and welfare in early stages of zebrafish: Factors and indicators [Internet]. zebrafish model in medical research. IntechOpen; 2025. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.1012469 DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.1012469

24. Sánchez-Calle JE, Valles-Coral MA, Gonzales-Sánchez PA. Technification-promoting policies and their effect on aquaculture productivity. Cienc Tecnol Agropecuaria 2021; 22(3): e2100. https://doi.org/10.21930/rcta.vol22_num3_art:2100 DOI: https://doi.org/10.21930/rcta.vol22_num3_art:2100

25. Sánchez-Figueroa FA. Evaluación de cuatro densidades de acopio en el pez dorado Carassius auratus. Tesis de Grado. Bogotá: Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales; 2020. Disponible en: https://hdl.handle.net/20.500.14625/27336

26. Szabo M. Chlorine: Socket REPL Client for Clojure and ClojureScript. Atom.io; 2024 [Internet]. Available from: https://github.com/mauricioszabo/atom-chlorine

27. Tan S, Zhang X. Numerical study on temperature control of double-layer phase-change material cold storage box. J. Energy Storage. 2024; 85: 111031. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111031 DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111031

28. Telegram. Bot API. Core Telegram; 2025 [Internet]. Available from: https://core.telegram.org/bots/api

29. Telegram FZ-LLC. Telegram Bot API [Internet]. 2025. Available from: https://core.telegram.org/bots/api

30. Trott CR. Engage the ISO C++ Standard Committee. Albuquerque: Sandia National Lab (SNL-NM); 2019. (No. SAND-2019-14095R). DOI: https://doi.org/10.2172/1575113

31. Urushibata H, Takahashi E, Shimizu Y, Miyazaki T, Fujimoto T, Arai K, Yamaha E. Morphological differences in embryos of goldfish (Carassius auratus) under different incubation temperatures. Int J Dev Biol 2020; 63(11-12): 597-604. https://doi.org/10.1387/ijdb.190144hu DOI: https://doi.org/10.1387/ijdb.190144hu

32. Villasevil-Marco FJ. Desarrollo y caracterización de estructuras termoeléctricas con pellets constituidos por nuevos materiales y geometrías no estándar [Tesis Doctoral]. Barcelona: Universitat Politècnica de Catalunya; 2006. Disponible en: http://www.tdx.cat/TDX-1212106-124148

33. Wang B, Yang H, Mao H, Shi Q. Development and testing of an aquaculture environmental control system based on behavioral stress responses. Life 2025; 15(12): 1809. https://doi.org/10.3390/life15121809

34. Zhang SY, Lei Y, Liang Q, Wang Y, Zheng Y, Gan X, Baia C, Chen J. Cold stress during the perinatal period leads to developmental and neurobehavioral toxicity in zebrafish larvae. Neurotoxicol. Teratol. 2023; 96: 107164. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2023.107164 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ntt.2023.107164

35. [dataset] Martinez ME, Locker FM. 2025; “Pez íncu”; Data repository in GitHub; Persistent identifier (https://github.com/FedeLoker/incufish).