Técnicas de Produção de Peixe e Renovação de Água
Uso de Bio-filtros na Criação de Peixe (Tilápia) em Tanques
Produções de Tilápia da ordem de 25 a 50 kg/m3 de água ao final de uma safra, 4 – 6 meses, podem ser obtidas em tanques sem troca ou renovação de água com uso de filtros biológicos. Em uma boa condição de crescimento, larvas de peixe com 1 gr são criadas em viveiros berçários até 20 – 40 gr em 5 – 8 semanas e, então, estocadas para crescerem em viveiros.
Em um bom regime de temperatura, os machos apresentam crescimento de até 200 gr em 3 – 4 meses, 400 gr em 5 – 6 meses e 700 gr dentro de 8 a 9 meses. Se o ciclo for maior que 5 – 6 meses, na tentativa de produzir filés, corre-se o risco de fêmeas não revertidas, incluídas não intencionalmente no tanque, desovem.
O principal problema das altas concentrações de peixe em termos de qualidade de água, vem do fornecimento diário de ração (base 1-5% da biomassa) e da consequente produção de dejetos. Quantidade de ração que os peixes conseguem ingerir em condições de boa qualidade de água e temperatura, de acordo com a idade, é aproximadamente a seguinte:
Tabela de ração para peixes
Tipos de Criação de Peixe
Tabela de criação de peixes
Produtos tóxicos aos peixes são a amônia (NH4) e seu instável e altamente venenoso par iônico, o amônio (NH3). Este produto, em pH alcalino, se concentra causando a morte dos peixes rapidamente por envenenamento do sangue. Outro produto formado na decomposição, é o nitrito (NO2), também venenoso, e o gás carbônico (CO2). Este último, em altas concentrações,
Solubilidade do oxigênio (ppm) em água em função da temperatura, salinidade e altitude.
diminui a apetência dos peixes, retardando o crescimento. O CO2 também causa redução do pH da água pela formação do acido carbônico (COOH) e promove o desenvolvimento de algas fotossintéticas que o usam como fonte de carbono (nutriente). Estas algas por sua vez, embora não tóxicas, conferem à carne dos peixes gosto desagradável.
Entre os vários fatores que determinam o desenvolvimento da Tilápia e outros peixes tropicais, cita-se a temperatura que, idealmente, deverá estar entre 25 a 27ºC. Aeróbios, os peixes necessitam do oxigênio para seu metabolismo. Sua concentração na água depende da temperatura, altitude e salinidade.
O oxigênio dissolvido (OD) na água pode variar entre 0 e 13 mg/l; águas a 15ºC podem conter até 10 mg de OD e a 30º C, apenas 7,6 mg/l. O oxigênio, 21% do volume da atmosfera, na água, se encontra dissolvido por contato com o ar ou por atividade das plantas fotossintéticas que vivem na água. Peixes tropicais são mais resistentes a baixos níveis de oxigênio do que peixes de águas frias. Níveis de OD abaixo do ideal provocam estresse, redução da alimentação e da conversão alimentar, tornando os peixes mais suscetíveis a doenças. A concentração ideal de OD no tanque é em torno de 5 mg/l, suficiente para as atividades dos peixes, oxidação da matéria orgânica e desenvolvimento dos microrganismos do biofiltro.
Demanda de Oxigênio
O oxigênio dissolvido na água é usado intensamente pelos microrganismos decompositores da matéria orgânica, fazendo concorrência às necessidades dos peixes. O oxigênio se dissolve e se incorpora na água por difusão superficial e por ação dos microrganismos fotossintéticos como as algas. Estas, entretanto, enquanto o liberam para a água durante o dia, à noite o consomem, produzindo dióxido de carbono (CO2) para a água. A difusão superficial do oxigênio, numa situação natural, representa apenas 5% do total de oxigênio, mas, se na superfície houver vento e ondulação, a tensão superficial pode ser quebrada e esta pequena participação pode ser aumentada.
Em lagos naturais observamos presença de O2 (3 a 5 mg/litro) apenas nos primeiros metros, caindo rapidamente para zero abaixo dos 3 metros de profundidade devido à existência da aeração superficial e à produção de O2 via microrganismos fotossintetizantes nesta zona. Os peixes demandam oxigênio dependendo da espécie, da temperatura, da idade e da atividade.
Tabela de oxigênio de peixes
A presença de oxigênio dissolvido na água (OD) é fundamental para o desenvolvimento dos peixes; teores entre 0 e 1 mg/litro são letais, entre 2,5 e 3,5 os peixes sobrevivem sem estresse, e acima de 4,5 mg/litro o aproveitamento da ração é melhor, doenças são raras e a água mais límpida. Na falta de OD na água podem se observar os peixes na superfície procurando respirar.
A amônia é encontrada na água na forma de NH3 (amônio) e de NH4 (amônia), o primeiro é altamente tóxico, ocorrendo no tanque de acordo com o pH e temperatura. As leituras dos testes práticos determinam a concentração das duas formas, amônio e amônia, o que explica a presença de peixes saudáveis em águas com mais de 20 mg/L de amônia em pH ácido. Com pH neutro a concentração de NH3 é relativamente baixa tendendo a aumentar com o pH. Concentrações de amônia total em torno de 6 ppm podem ocasionar alguns problemas aos peixes, principalmente com baixos níveis de OD. O ideal é que a concentração de amônia total fique abaixo de 1,5 a 2 ppm.
Obs.: gr/m3 = ppm = parte por milhão = mg/litro* Considera-se Nitrogênio (N)=Quantidade de Proteína/6.23 e 30% do total fornecido aos peixes volta á água via fezes, o resto evapora via amônia, mineraliza (NO3), é absorvido por outros organismos na água, como algas por ex.
O nitrito (NO2-) é resultante do processo de oxidação de bactérias, principalmente as nitrossomonas sobre a amônia; o nitrato (NO3-), por sua vez, se origina num processo semelhante, a partir do nitrito, realizado por bactérias como as nitrobacter. O nitrito pode ser estressante para os peixes na concentração de 0,1 ppm; com uma concentração de 0,5 ppm o sangue pode adquirir uma cor chocolate dando origem a um sintoma conhecido como doença do sangue marrom. Esta mudança de cor no sangue se deve à concentração de ácido nitroso que oxida o íon ferroso da hemoglobina formando a metahemoglobina. Esta forma de hemoglobina não é capaz de transportar o oxigênio, matando os peixes por asfixia.
É por este motivo que, mesmo com uma concentração ideal de oxigênio, corremos o risco de não obter o desenvolvimento esperado dos peixes e de nos depararmos com peixes debilitados ou em alta mortalidade.
O nitrato é o produto final do biofiltro aeróbio, não causa muitos problemas aos peixes, mas deve ser retirado por propiciar o desenvolvimento de algas. A retirada do nitrato, por transformação em gás nitrogênio (N2) se dá no filtro biológico anaeróbio.
A alcalinidade representa a quantidade de carbonato de cálcio (CaCO3) presente na água; águas duras apresentam mais de 40 mg/litro. Águas com menos de 20 mg/litro apresentam baixa atividade no biofiltro. A alcalinidade se relaciona com o pH, gás carbônico e a nitrificação da amônia. As bactérias nitrificantes do bio filtro retiram o carbonato da água para formar o seu esqueleto e o processo de oxidação da amônia fornece energia para o processo. Aumentando o nível de amônia no sistema, se reduz a concentração de carbonato de cálcio e a falta deste elemento compromete o funcionamento do biofiltro. Monitoram-se os níveis de carbonato de cálcio para que fique entre 70 a 120 ppm. Para cada grama de amônia que entra no sistema são necessárias 7 gramas de carbonato de cálcio para sua neutralização.
A presença de CaCO3 também promove um efeito tampão na água, evitando grandes mudanças de pH geradas pela transformação do gás carbônico em ácido carbônico. O gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2) é produzido pela respiração e decomposição da matéria orgânica no sistema. As concentrações de gás carbônico acima de 2 ppm acidificam a água pois o produto de transforma em ácido carbônico. O carbonato de cálcio pode evitar a mudança de pH formando uma solução tampão:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
O CO2 é removido pela aeração da água e, em alguns casos, absorvido pelas algas. O pH, medida da concentração de íons hidrogênio na água, determina as condições ácidas ou básicas do sistema. Os valores de pH variam entre 0 e 14, sendo neutro o valor de pH = 7. Valores abaixo de 7 são considerados ácidos e acima, alcalinos ou básicos. Em águas muito ácidas, os peixes apresentam um excesso de produção de muco enquanto que em águas alcalinas o muco é ausente. O valor ideal deve ser mantido entre 7 e 7,5.
Qualidade, monitoramento, procedimentos e faixas de preferência:
Notas:
1. O método de Winkler é relativamente complicado, consumindo muito tempo, mas pode ser apropriado se o sistema de criação dispõe de poucos recursos. Os medidores de oxigênio dissolvidos são rápidos e convenientes , mas custam caro e exigem manutenção e regulagens constantes para funcionarem corretamente. Kits de análises colorimétricos são razoavelmente precisos e satisfatórios para análises de campo, mas às vezes difícil interpretar à noite com luz limitada. Se frequentemente são levadas leituras múltiplas, um medidor polarografico é o método preferido.
2. Sondas íon-específicas requerem instrumentação cara e sofisticada; eles não são práticos em situações comerciais. Uma possível exceção é um computador monitorador para sistema de recirculação intensivo. Uma variedade de equipamentos colorimétricos com preços moderados disponíveis para monitorar amônio e nitrito. É obtida maior precisão com um spectrophotometro. Se peixes forem criados a densidades altas, a amônia deveria ser monitorada através de métodos de analíticos precisos (por exemplo, APHA 1989; Boyd and Tucker 1992).
3. Medidores estão disponíveis com uma gama muito grande de preços. O desempenho depende de calibragem diária e manutenção regular. A calibragem é determinada com padrões conhecidos chamado solução tampão. Testes colorimétrico falta precisão , mas é rápido, econômico, e adequado para análises de campo.
4. Condutividade mede a capacidade da água para conduzir corrente elétrica; é relacionado diretamente à concentração de íons na água. Água destilada tem uma condutividade de 1 uMHOS/cm; águas natural de 20 a 1,500 uMHOS/cm. Os medidores de condutividade estão extensamente disponíveis e relativamente baratos. Refratômetros medem opticamente a salinidade de uma amostra de água; eles são caros e mais precisos em água salgada ou salobra.
5. Estes parâmetros deverão ser avaliados quando escolhemos a fonte de água.
Tratamento da Água – Teoria dos Biofiltros
O tratamento da água prevê o conhecimento dos mecanismos de depuração natural que ocorrem na água com o acúmulo de fezes, prevê o conhecimento da necessidade de oxigênio pela presença dos peixes e dos microrganismos aeróbios e anaeróbios, que se multiplicam nestas condições, e o que se faz, em síntese, é proporcionar um aumento desta atividade natural. Num lago natural com 0,15 a 0,3 kg de peixe por m3 de água, a demanda de oxigênio é suprida pela incorporação superficial do ar e pela ação dos microrganismos fotossintéticos. Explorações comerciais, entretanto, com 25 a 50 kg de peixe/m3, lotação 100 vezes maior, terão que aumentar proporcionalmente a oxigenação para manter a taxa de decomposição dos dejetos, e isto, só se consegue, aumentando o numero de microrganismos que a processam.
A matéria Orgânica
A matéria orgânica em excesso na água, por dejetos, restos de comida, secreções dos peixes, folhas, etc., é constituída por proteínas, carboidratos, gorduras, óleos, uréia e fenóis. As proteínas, por decomposição, produzem nitrogênio, hidrogênio e oxigênio, podem conter fósforo, enxofre e ferro. O enxofre é responsável pelo aparecimento do gás sulfídrico (H2S), venenoso e de mau odor. Os carboidratos, gorduras e óleos contêm carbono, hidrogênio e oxigênio e são prontamente atacadas pelos microrganismos apodrecedores (bactérias, fungos, etc.). Os carboidratos estão presentes nos açúcares, amido, celulose, etc. e a ação bacteriana produz ácidos orgânicos que geram aumento da acidez na água (redução de pH).
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
No tratamento de água, a DBO é um dos parâmetros mais importantes por ser indicativo da quantidade de oxigênio necessário, dissolvido na água, que permita aos microrganismos decomporem estes materiais. A DBO mede a quantidade de matéria orgânica oxidável por ação de bactérias e, por tabela, o grau de poluição de uma água. É um índice de concentração de matéria orgânica por unidade de volume de água.
A decomposição da matéria orgânica ocorre em 2 estágios: primeiro, a matéria orgânica composta de carbono é oxidada pelas bactérias gerando CO2 e H2O, na segunda parte do processo se dá o ataque dos compostos nitrogenados gerando amônia (NH4), que é oxidada a nitrito (NO2) e, depois, a nitrato (NO3). O nitrato é prontamente assimilável pelas plantas como fertilizante e não apresenta maiores problemas à vida aquática.
Entre os microrganismos benéficos que fazem a decomposição da matéria orgânica temos as algas, as bactérias aeróbias, as anaeróbias e as facultativas.
As bactérias aeróbias precisam do oxigênio atmosférico para se desenvolver, as anaeróbias retiram o oxigênio da matéria orgânica e de produtos químicos, não precisam do ar atmosférico e, as facultativas, podem retirar e usar o oxigênio, para seu desenvolvimento, tanto do oxigênio atmosférico como de compostos orgânicos, quando de sua ausência.
Decomposição aeróbica de matéria orgânica:
A decomposição da ureia, componente da matéria orgânica, é rapidamente hidrolisada no início da decomposição transformando-se em amônia. Depois, com a presença de oxigênio atmosférico dissolvido na água, começa a segunda fase da decomposição, a chamada nitrificação ou oxidação biológica que transformará amônia em nitrito e nitrito em nitrato.
Demanda de Oxigênio e Sistemas SNatural de Oxigenação
A SNatural produz aeradores para tanques e lagos de várias potências e projetos.
(1) P15- difusor tipo plano/prato com 15 cm de diâmetro e vazão de até 50 litros de ar/minuto – auto afundante; (2) difusor tipo plano/prato com 20 cm de diâmetro e vazão de até 100 litros de ar/minuto – auto afundante; (3) profundidade de colocação do difusor para melhor oxigenação.
Cálculo da demanda do Oxigênio/Ar para o sistema
Como todos estes processos biológicos demandam oxigênio, este deverá ser suprido artificialmente por sistemas de aeração artificial (Tabela acima). No caso optamos por aeração por ar difuso que, entre os variados sistemas de aeração é o que apresenta maior eficiência de dissolução por kwatt/hora.
Exemplo: tanque de 2 x 2 x 1,5 m de profundidade (6 m3) com 80 kg de peixe por m3 ou 250 kg no tanque (500 peixes de 500 gr).
1) Demanda pelos microrganismos apodrecedores: Incorporação de matéria orgânica seca/dia: 5 kg de ração (1% da biomassa). DBO no tanque/dia = 140 mg de O2/litro ou 800 gr de O2/tanque/dia (6 m3) = 8 litros de ar/minuto.
2) Demanda dos peixes: 500kg de peixe x 150 mg O2/kg peso vivo/hora /60 minutos = 1,25 gr de O2/minuto ou = 5 litros de ar/minuto;
Demanda total = 8 + 5 = 13 litros de ar/minuto
Sistema SNatural
Considerando que na natureza se encontram, em lagos estabilizados, 2 a 4 tons/ha de biomassa (= 0,15 – 0,30 kg/m3), supõe-se que em lotações de 30 a 40 kg/m3, a produção de matéria orgânica residual esteja também 100 vezes acima da capacidade natural de purificação e demanda de oxigênio.
Sequência do tratamento de água intensificado:
Filtração e retirada da fase sólida das fezes e restos da ração;
Decomposição acelerada da matéria orgânica solúvel por incremento do filtro biológico com tempo de contato múltiplo;
Dois filtros de alto contato: filtro aeróbio e anaeróbio em processo sequencial.
O sistema permite:
Manutenção da qualidade da água sem algas verdes;
Conjugar hidropônia com piscicultura, aproveitando as perdas de ração e produção de fezes de peixe como adubo para plantas. No sistema se produzem hortaliças e verduras como
agrião, alface, temperos diversos, rúcula, tomates, etc… A produção de plantas sobre a água rica em nitrato é duas vezes mais rápida que no solo;
Economia de 57% se o peixe produzido for usado para consumo próprio.
Uso, Tanques e Sistema de Aeração
