Título
Leveraging data analytics in the assessment of water quality parameters on salmon mortality in aquaculture: A case study from a fish farm in Norway
Autor
Pires, Ana Rita Duarte
Resumo
pt
Esta tese investiga a aplicação da análise de dados na indústria da piscicultura, centrando-se
especificamente na identificação dos parâmetros de qualidade da água que influenciam as taxas de
mortalidade do salmão.
O foco desta investigação é examinar um conjunto de dados de cinco anos, explorando
minuciosamente o impacto de nove variáveis-chave da qualidade da água - pH, redox, salinidade,
temperatura, amónio, nitrato, nitrito, alcalinidade e dióxido de carbono - nas taxas de mortalidade.
Seguindo a metodologia CRISP-DM, o ênfase é colocado na preparação de dados, análise de
correlações e modelação. O objetivo é descobrir padrões e correlações significativos entre estes
parâmetros e a mortalidade do salmão, fornecendo informações valiosas sobre a complexa dinâmica
entre a qualidade da água e a mortalidade e, em última análise, contribuindo para a gestão sustentável
e eficiente das explorações piscícolas.
Os resultados revelam relações intrínsecas entre as variáveis analisadas, sendo validado que o
nitrato e o nitrito apresentam um comportamento paralelo e inverso ao redox e ao pH. A taxa de
mortalidade apresenta a maior correlação com o nitrato, e a menor com a temperatura. Este estudo
mostra o potencial da análise de dados para melhorar a sustentabilidade e a rentabilidade desta
indústria, sublinhando a importância do estudo dos dados em piscicultura para serem utilizados como
uma ferramenta de gestão proactiva para o bem-estar dos peixes.
Ao ser dada continuidade a este trabalho, os investigadores podem desenvolver soluções
práticas e garantir a produtividade e a qualidade das populações de peixes criadas em sistemas de
aquacultura.
en
This thesis delves into the application of data analytics in the aquaculture industry, specifically focusing
on identifying water quality parameters that influence salmon mortality rates in fish farms. Given the
significant economic and environmental implications of high salmon mortality rates, understand and
mitigate these rates is paramount.
A comprehensive dataset from a Norwegian fish farm is analyzed, encompassing water quality
parameters and mortality rates. This research focus is examining a five-year dataset thoroughly
exploring the impact of nine key water quality variables - pH, redox, salinity, temperature, ammonium,
nitrate, nitrite, alkalinity, and carbon dioxide - on mortality rates. Following the CRISP-DM
methodology, emphasis is placed on data preparation, correlation analysis, and modelling. The
objective is to uncover meaningful patterns and correlations between these parameters and salmon
mortality, providing valuable insights into the complex dynamics between water quality and mortality,
and ultimately contributing to fish farms' sustainable and efficient management.
The results reveal intrinsic relationships between analyzed variables, and it is validated that
nitrate and nitrite exhibit parallel behaviour and are inverse to redox and pH. The mortality rate
presents the highest correlation with nitrate, and the lowest with temperature. It shows the potential
of data analytics in enhancing the sustainability and profitability of the aquaculture industry by
underscoring the importance of study the data in aquaculture to be used as a proactive management
tool for fish welfare.
By continuing this work, researchers can enhance knowledge, develop practical solutions, and
ensure productivity and quality of fish populations created in aquaculture systems.