RAS ni shughuli kubwa za mji mkuu, zinazohitaji matumizi makubwa ya fedha kwenye vifaa, miundombinu, mifumo ya matibabu yenye nguvu na ya maji, uhandisi, ujenzi na usimamizi. Mara baada ya shamba la RAS limejengwa, mtaji wa kazi unahitajika mpaka mavuno na mauzo mafanikio yanapatikana. Matumizi ya uendeshaji pia ni makubwa na huwa na gharama za kudumu kama vile kodi, riba juu ya mikopo, uchakavu na gharama za kutofautiana kama vile kulisha samaki, mbegu (vidole au mayai), kazi, umeme, oksijeni ya kiufundi, Vizuizi vya pH, umeme, mauzo/masoko, gharama za matengenezo, nk.

Wakati kulinganisha uzalishaji na uchumi, RAS itakuwa daima kushindana na aina nyingine za uzalishaji wa samaki na hata vyanzo vingine vya uzalishaji wa protini kwa matumizi ya binadamu. Ushindani huu unaweza kuwa na shinikizo la chini juu ya bei ya mauzo ya samaki, ambayo kwa upande wake lazima iwe juu ya kutosha kufanya biashara ya RAS faida. Kama ilivyo katika aina nyingine za uzalishaji wa majini, kufikia uchumi wa kiwango kikubwa kwa ujumla ni njia ya kupunguza gharama za uzalishaji na hivyo kupata upatikanaji wa masoko. Baadhi ya mifano ya kupunguza gharama za uzalishaji ambazo zinaweza kupatikana kwa vifaa vikubwa ni:

1. Kupunguza gharama za usafiri kwa amri nyingi za kulisha, kemikali, oksijeni.

2. Punguzo kwa ununuzi wa kiasi kikubwa cha vifaa.

3. Upatikanaji wa viwango vya umeme vya viwanda.

4. Automation ya michakato ya kilimo kama vile ufuatiliaji wa mchakato na udhibiti, kulisha, kuvuna, kuchinjwa na usindikaji.

5. Uboreshaji wa matumizi ya kazi: Wafanyakazi sawa walihitajika kutunza tani 10 za samaki kama ilivyohitajika kutunza tani 100 za samaki au zaidi.

Kufuatia ongezeko la uchumi wa kiwango katika sekta ya ufugaji wa maji ya kalamu, RAS kubwa inaendelezwa kwa mizani isiyofikiriwa miaka kumi iliyopita. Muongo uliopita umeona ujenzi wa vituo vyenye uwezo wa uzalishaji wa maelfu ya tani kwa mwaka, na ongezeko hili la ukubwa wa vifaa vya RAS linaleta changamoto mpya za kiufundi, ambazo zinachunguzwa katika sehemu inayofuata.

3.5.1 Hydrodynamics na Usafiri wa Maji

Udhibiti sahihi wa hali ya hydrodynamic katika mizinga ya samaki ni muhimu ili kuhakikisha ubora wa maji sare na usafiri wa kutosha yabisi kuelekea maduka ya tank (Masaló 2008; Oca na Masalo 2012). Mizinga ambayo haina uwezo wa kusafisha metabolites haraka kutosha itakuwa na uwezo mdogo wa kubeba. Kuhakikisha utendaji sahihi wa hydrodynamic katika mizinga ya samaki ni mada muhimu ya utafiti wa uhandisi wa maji ambayo imesaidia kubuni sekta na kuendesha mizinga ya maumbo na ukubwa tofauti. Hata hivyo, kuongeza ukubwa tank kutumika katika RAS kibiashara kuuliza changamoto mpya uhandisi kwa wabunifu na waendeshaji. Uchunguzi wa hivi karibuni unaendelea kuongeza sifa hydrodynamic katika mizinga mikubwa octagonal kutumika kwa ajili ya uzalishaji samaki smolt (Gorle et al. 2018), kwa kusoma athari za samaki majani, jiometri na inlet na plagi miundo katika mizinga kubwa kutumika katika vifaa Norway smolt. Vile vile, Summerfelt et al. (2016) ilipata mwelekeo kuelekea kiwango cha kupakia chakula kwa mtiririko wa kitengo katika mizinga ya kisasa ikilinganishwa na mizinga iliyojengwa zaidi ya muongo mmoja uliopita katika vituo vya smolt Norway. Mzigo wa kulisha uliopungua kwa ufanisi husababisha ubora bora wa maji ya tank huku maji yanayoendelea yanatibiwa kwa kiwango cha kasi zaidi, kuzuia mkusanyiko wa metabolites na kupungua kwa oksijeni katika tangi hata zaidi ikilinganishwa na mizinga ya zamani ambayo iliendeshwa kwa mizigo ya juu ya kulisha. Kazi ya baadaye itawezekana kutoa taarifa zaidi juu ya hydrodynamics ya mizinga na zaidi ya 1000 msup3/sup kwa kiasi. Mifano mingine ya mizinga mikubwa ambayo sasa inatumiwa ni mizinga inayotumika katika mifumo ya RAS 2020 (Kruger, Denmark) au dhana ya Niri (Niri, Norway). Kupitishwa kwa dhana hizi mpya kwa kutumia mizinga kubwa itakuwa na jukumu muhimu katika faida yao, kwa muda mrefu kama hali nzuri ya hydrodynamic inapatikana.

3.5.2 Hatari ya kupoteza hisa

Katika RAS, hali kubwa ya kuzaliana inaweza kusababisha hasara ya ghafla na ya kutisha ya samaki ikiwa mfumo unashindwa. Vyanzo vya kushindwa kwa mfumo vinaweza kujumuisha kushindwa kwa mitambo ya mifumo ya kusukumia na vifaa vya RAS, kukatika kwa umeme, kupoteza mifumo ya oksijeni/aeration, kujenga sulfidi hidrojeni na kutolewa, ajali za uendeshaji na zaidi. Hatari hizi na ufumbuzi kwao zinahitaji kutambuliwa na kuingizwa katika taratibu za uendeshaji.

Ukubwa unaoongezeka wa shughuli za RAS pia unaweza kumaanisha hatari kubwa ya kupoteza kifedha ikiwa upotevu wa samaki hutokea. Kwa upande mwingine, hatua za kukabiliana na hatari na redundancy ya mfumo pia zinaweza kuongeza gharama za mradi wa RAS na hivyo, wabunifu na wahandisi wanapaswa kugonga usawa kati ya vipengele hivi.

Mbali na ripoti za sekta na vyombo vya habari, utafiti mdogo wa kitaaluma umefanyika juu ya hatari ya ubia wa biashara wa RAS. Badiola et al. (2012) alichunguza mashamba ya RAS na kuchambua masuala makuu ya kiufundi, na kugundua kuwa mfumo duni wa kubuni, matatizo ya ubora wa maji na matatizo ya mitambo yalikuwa vipengele vikuu vya hatari vinavyoathiri uwezekano wa RAS.

3.5.3 Uchumi

Mjadala juu ya uwezekano wa kiuchumi wa RAS inalenga zaidi juu ya gharama kubwa za kuanza kwa mji mkuu wa mashamba ya maji na muda mrefu wa kuongoza kabla ya samaki tayari kuuzwa, pamoja na mtazamo kwamba mashamba ya RAS yana gharama kubwa za uendeshaji. De Ionno et al. (2007) alisoma utendaji wa kibiashara wa mashamba ya RAS, na kuhitimisha kuwa uwezekano wa kiuchumi huongezeka kwa kiwango cha operesheni. Kulingana na utafiti huu, mashamba madogo kuliko tani 100 kwa mwaka wa uwezo wa uzalishaji ni kidogo tu faida katika mazingira ya Australia ambapo utafiti ulifanyika. Timmons na Ebeling (2010) pia hutoa kesi ya kufikia uchumi mkubwa wa wadogo (kwa utaratibu wa ukubwa wa maelfu ya tani za uzalishaji kwa mwaka) ambayo inaruhusu kupunguza gharama za uzalishaji kupitia miradi ya ushirikiano wima kama vile kuingizwa kwa vifaa vya usindikaji, hatcheries au kulisha viwanda vya. Liu et al. (2016) alisoma utendaji wa kiuchumi wa shamba la RAS la kinadharia na uwezo wa tani 3300 kwa mwaka, ikilinganishwa na shamba la kalamu la jadi la uwezo sawa. Kwa kiwango hiki operesheni ya RAS inafikia gharama sawa za uzalishaji ikilinganishwa na shamba la kalamu la wavu, lakini uwekezaji mkubwa wa mji mkuu huongeza mara mbili kipindi cha malipo kwa kulinganisha, hata wakati samaki kutoka shamba la RAS wanauzwa kwa bei ya premium. Katika siku zijazo, leseni ya gharama kubwa na kali inayohitaji utendaji mzuri wa mazingira inaweza kuongeza uwezekano wa RAS kama chaguo la ushindani kwa ajili ya uzalishaji wa samaki ya Atlantic.

3.5.4 Ushughulikiaji wa samaki

Katika mashamba ya ardhi, utunzaji wa samaki mara nyingi huhitajika kwa sababu mbalimbali: kutenganisha samaki katika madarasa ya uzito, kupunguza msongamano wa kuhifadhi, kusafirisha samaki katika idara zinazoongezeka (yaani kutoka kitalu hadi idara inayoongezeka) au kuvuna samaki wakati wao ni soko tayari. Kulingana na Lekang (2013), samaki hushughulikiwa kwa ufanisi zaidi na mbinu za kazi kama vile pampu za samaki na pia kwa mbinu zisizofaa kama vile matumizi ya ishara za kuona au za kemikali zinazowawezesha samaki kujihamisha kutoka sehemu moja kwenye shamba hadi nyingine.

Summerfeltet al. (2009) alisoma njia kadhaa kwa umati na mavuno salmonids kutoka mizinga kubwa mviringo kutumia Cornell-aina mitaro dual. Mikakati ni pamoja na msongamano wa samaki na mionzi mfuko wa fedha, msongamano clam-shell bar na samaki ufugaji kati ya mizinga kuchukua faida kwa majibu yao innate kuepuka dioksidi kaboni. Mbinu za kuvuna zilijumuisha kuchimba samaki kupitia bandari ya kutokwa kando ya tank ya aina ya Cornell-mbili-kukimbia au kutumia airlift kuinua samaki iliyojaa kwenye sanduku la kumwagilia maji. AquaMaof (Israeli) inaajiri swimways na mizinga kugawana ukuta wa kawaida kwa kuhamisha samaki kwa njia ya shamba, huku kuvuna unafanyika kwa kutumia pescalator (Archimedes screw pampu) mwishoni mwa swimway. Dhana ya RAS2020 kutoka Kruger (Denmark) inatumia graders/umati wa watu wa kudumu imewekwa kwenye tank ya raceway ya donut au mviringo ili kuhamia na kuwatia samaki bila ya haja ya pampu za samaki.

Licha ya maendeleo ya kuendelea juu ya mada hii, ukubwa unaoongezeka wa mashamba ya RAS utaweka wabunifu na waendeshaji wa changamoto juu ya jinsi ya kushughulikia samaki kwa usalama, kiuchumi na bila matatizo. Aina mbalimbali za kupanua, aina zilizo chini ya uzalishaji na uendeshaji wa mashamba ya RAS zinaweza kusababisha teknolojia mbalimbali za usafiri wa samaki na mavuno.