$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
כוח מים הוא משאב אנרגיה מתחדשת משמעותי ברחבי העולם. בארצות הברית, אנרגיה הידרואלקטרית תורמת כ-38% או 274 TWh של חשמל המופק ממקורות מתחדשים1 ויש לה פוטנציאל להוסיף כ-460 TWh בשנה2. עם זאת, ככל שפיתוח כוח המים גדל, חששות לגבי פגיעה ותמותה של דגים במהלך מעבר הידראולי הפכו לחשובים ביותר3. מנגנונים שונים תורמים לפציעות דגים במהלך המעבר, כולל דקומפרסיה מהירה (ברוטראומה), לחץ גזירה, מערבולות, מכות, קוויטציה ושחיקה4. למרות שלמנגנוני פגיעה אלה עשויה שלא להיות השפעה מיידית על מצבם הכללי של הדגים, הם יכולים להפוך אותם לפגיעים יותר למחלות, זיהומים פטרייתיים, טפילים וטריפה5. בנוסף, פגיעות פיזיות ישירות כתוצאה מהתנגשויות עם טורבינות או מבנים הידראוליים אחרים יכולות להוביל לתמותה משמעותית, תוך הדגשת החשיבות של הפחתת סיכונים אלה בפיתוח כוח מים.
אחת השיטות הנפוצות ביותר להערכת תנאי מעבר דגים היא שחרור דגי חיישן ודגים חיים דרך מבנים הידראוליים 6,7. דג החיישן הוא מכשיר אוטונומי שנועד לחקור את התנאים הפיזיים שדגים חווים במהלך מעבר דרך מבנים הידראוליים, כולל טורבינות, מברצים וחלופות עוקפות סכר 8,9. מצויד במד תאוצה תלת-ממדי, גירוסקופ תלת-ממדי, חיישן טמפרטורה וחיישן לחץ9, דג החיישן מספק נתונים חשובים על תנאי מעבר הדגים.
תגי בלונים, שהם בלונים המתנפחים מעצמם ומחוברים חיצונית לדגי חיישן ולדגים חיים, מסייעים בהתאוששותם לאחר שעברו דרך מבנים הידראוליים. תגי הבלון מורכבים מקפסולות מתמוססות המלאות בכימיקלים מחוללי גז (למשל, חומצה אוקסלית וסודיום ביקרבונט), פקק סיליקון וקו דיג. לפני הפריסה מוזרקים מים דרך פקק הסיליקון לתוך הבלון. המים ממיסים את הקפסולות הצמחיות, ומעוררים תגובה כימית המייצרת גז המנפח את הבלון. בתגובת נטרול זו, נתרן ביקרבונט, בסיס חלש, וחומצה אוקסלית, חומצה חלשה, מגיבים ליצירת פחמן דו חמצני, מים ונתרן אוקסלט10. התגובה הכימית מסופקת להלן:
2NaHCO3+ H 2 C2O 4 → 2CO 2 + 2H2O + Na 2 C2O4
הבלון המנופח מגביר את הציפה של דגי החיישן והדגים החיים, ומאפשר להם לצוף על פני המים להתאוששות קלה יותר.
מספר תגי הבלון הנדרשים כדי להשיג הנפקה ולהקל על שליפת דגימה (למשל, דג חיישן או דג חי) עשוי להשתנות בהתאם למאפייני הנפח והמסה של הדגימה. ניתן להתאים את משך ניפוח תג הבלון על ידי הזרקת מים בטמפרטורות שונות. מים קרים יותר יגדילו את זמן הניפוח, בעוד מים חמים יותר יפחיתו אותו. תגי בלונים הופעלו בהצלחה במקומות שונים, כולל מסך האיכרים, מבנה אופקי ייחודי של דגים שטוחים ופסולת בהוד ריבר, אורגון11, וטורבינת פרנסיס בסכר נאם נגום ברפובליקה הדמוקרטית העממיתשל לאוס 12. דוגמה נוספת לתג בלון זמין מסחרית היא Hi-Z Turb'N Tag13,14. תג Hi-Z Turb'N מאפשר לכוונן את זמן הניפוח בין 2 דקות ל-60 דקות, בהתאם לטמפרטורת המים המוזרקת13. טכנולוגיה זו שימשה במחקרי דגים באתרי שדה רבים, כולל מחקרים שכללו סמולט סלמון צ'ינוק ששוחרר בסכר Rocky Reach על נהר קולומביה ושאד אמריקאי צעיר בסכר מפלי האדלי על נהר קונטיקט15,16. שתי הטכנולוגיות משתמשות בתגובות כימיות על בסיס חומצה כדי לנפח את תגי הבלון להתאוששות.
שיטה זו מציעה חסכוניות ופשטות בייצור, עם עלות חומר משוערת של 0.50 דולר בלבד לבלון. כפי שמתואר כאן, תהליך הייצור קל לביצוע, מה שהופך את ייצור תגי הבלון לנגיש לכל אחד.