Sistemas de Recirculao para Cultivo de Peixes Marinhos

- Procedimento Operacional Padro (POP) -

Venncio Guedes de Azevedo 1, Hugo Gallo Neto 2,

Henrique Lus de Paula e Silva de Almeida 3 e Eduardo Gomes Sanches 1

outubro 2014

1 Ncleo de Pesquisa e Desenvolvimento do Litoral Norte

Centro Avanado de Pesquisa Tecnolgica do Agronegcio do Pescado Marinho, Instituto de Pesca, APTA, SAA-SP Estrada Joaquim Lauro de Monte Claro Neto, 2275, Ubatuba, SP - CEP: 11680-000 - vazevedo@pesca.sp.gov.br

2 Aqurio de Ubatuba Avenida Nove de Julho, 680, Ubatuba, SP CEP: 11680-000 - hugo@aquariodeubatuba.com.br

3 Terramare: Consultoria, Projetos e Construo de Aqurios Ltda - Rua Guarani, 859

Bairro Itagu, Ubatuba, SP - CEP: 11680-000 - contato@terramare.com.br

Palavras-chave: Sistemas de Recirculao Aqutica, Aquacultura, Sistemas de Suporte Vida

Key-words: Recirculation Aquatic Systems, Aquaculture, Life Support Systems

Em razo do alto valor das reas litorneas, a piscicultura marinha na regio

Sudeste do Brasil vem sendo desenvolvida em tanques-rede (SANCHES, 2006).

Sistemas de recirculao para o cultivo e manuteno de peixes marinhos so

considerados como alternativa ao cultivo em tanques-rede, sendo que esforos para o

desenvolvimento destes sistemas para escala comercial de produo de pescado vm

aumentando principalmente nos Estados Unidos e em pases da Europa (KATAVIC, 1999).

Comparativamente aos sistemas tradicionais de cultivo de peixes em viveiros,

os sistemas de recirculao proporcionam menor consumo de gua por quilo de peixe

produzido (reduo de mais de 90%) alm de terem a vantagem da praticamente nula

emisso de efluentes, com a consequentemente reduo do impacto ambiental. A

aplicao deste sistema de cultivo atende aos conceitos de uma aquicultura

responsvel e ambientalmente correta (BLANCHETON, 2000).

Sistemas de recirculao so compostos por tanques para cultivo dos peixes,

sistemas de bombeamento e filtragem da gua. Exigem ainda estrutura de captao

de gua, armazenamento, tratamento e descarte, mesmo que em pequenas quantidades.

O sucesso deste tipo de cultivo depende da implantao de complexos sistemas de

filtragem que proporcionem adequada qualidade de gua aos organismos aquticos,

oferta de rao com elevado teor de nutrientes, que possa satisfazer as exigncias

nutricionais dos organismos mantidos em altas densidades de estocagem, e de pessoal

devidamente capacitado para operar os equipamentos do sistema.

Os elevados custos de implantao e operao tornam os sistemas de

recirculao mais adequados a espcies com bom valor de mercado e que suportem

elevadas densidades de cultivo. Sistemas de recirculao possibilitam o emprego

de densidades de estocagem mais elevadas comparativamente aos sistemas

tradicionais de cultivo, em razo da possibilidade de maior controle dos fatores

limitantes (notadamente temperatura, teor de oxignio e amnia). A densidade de

estocagem ideal pode ser influenciada pelas caractersticas da espcie selecionada,

do sistema de cultivo e dos equipamentos e estratgias de filtragem, pelo tamanho inicial

e final dos peixes e, ainda, pelo formato e volume dos tanques. O peso comercial da

espcie outro importante fator para a definio da densidade de estocagem.

Para BLANCHETON (2000), a recria de formas jovens de peixes marinhos

em sistemas de recirculao at que atinjam peso adequado para serem

estocados em tanques-rede pode ser uma importante soluo para diminuio da

taxa de mortalidade, quando se faz estocagem direta para os tanques-rede. Formas

jovens de peixes marinhos so sensveis e pouco resistentes aos efeitos das

correntes marinhas e de outras variveis oceanogrficas, sendo comum o registro

de mortalidades quando se estocam peixes com peso inferior a 10 gramas em

tanques-rede.

Informaes sobre produo de peixes marinhos em sistemas de recirculao

so escassas, sendo a maioria composta por relatos de caso sem maiores

detalhamentos, dificultando a ampliao do conhecimento sobre esta alternativa

de cultivo (LOSORDO et al., 1998; BLANCHETON, 2000; WATSON e Hill, 2006;

WEBB JR. et al., 2007).

Dentre as vantagens deste tipo de sistema esto: requerimento de reduzido

espao e gua; alto nvel de controle ambiental, que permite cultivos anuais com

elevados ndices de crescimento; e possibilidade de controle de efluentes e de

localizao dos cultivos prximos aos grandes centros de comercializao. Como

principais desvantagens podem-se citar: elevado custo de instalao e operao e

complexidade do funcionamento dos sistemas de filtragem. Outra desvantagem,

segundo LOSORDO et al. (1999), reside em que a manuteno dos sistemas de

recirculao ainda pouco conhecida, constituindo-se em grande dificuldade para a

obteno de bons resultados.

Segundo KUBITZA (2006), os principais fatores de insucesso em sistemas de

recirculao decorrem do desconhecimento dos princpios bsicos que regem o

sistema e seu inadequado dimensionamento.

Quadro comparativo das vantagens e desvantagens da utilizao de sistemas de recirculao marinhos

Vantagens Desvantagens

Menor consumo de gua Alto custo de implantao e operao

Menor risco sanitrio Complexidade de operao

Menor demanda de rea

Menor descarte de efluentes

Menor impacto ambiental

Produo prxima dos mercados consumidores

Maior controle da produo

Os sistemas de recirculao podem ser de vrios tamanhos, desde sistemas

em larga escala de produo a pequenos sistemas. Podem ser utilizados como

sistemas de crescimento e engorda ou como incubadoras para produzir ovos e

alevinos de peixes, tanto para alimentao humana como para aquariofilia (HELFRICH

e LIBEY, 1991)

Sistemas de recirculao podem ser utilizados para cultivo de diversos

organismos aquticos, tais como camares, caranguejos, ostras, dentre outros.

A Figura 1 apresenta os principais componentes de um sistema de recirculao

para a criao de peixes marinhos.

Figura 1. Estrutura de um sistema de recirculao para peixes marinhos

Componentes do sistema

1. Tanques para cultivo de peixes

Os tanques podem apresentar diferentes volumes, entretanto os formatos

ideais so o circular e o octogonal, para facilitar a circulao da gua, mas que

sejam equipados com um dreno de fundo central, a fim de proporcionar a remoo dos

slidos decantveis (Figura 2). Os tanques podem ser construdos em concreto,

fibra, lona plstica ou outro material, dependendo de sua dimenso. Para tanques de

concreto, a execuo de uma boa impermeabilizao fundamental.

Um adequado planejamento dos pontos de entrada e sada de gua tambm

se faz fundamental para garantir uma boa circulao de gua nos tanques, evitando-

se zonas mortas.

Figura 2. Tanques de lona utilizados em sistema de recirculao. Fonte: Instituto de Pesca

2. Sistemas de filtragem

2.1. Filtragem fsica

A filtragem fsica retira da gua os slidos que so gerados no cultivo,

provenientes dos resduos de rao e fezes dos peixes. Tais resduos consomem

oxignio e geram amnia, constituindo-se em um problema para sistemas de

recirculao. Segundo KUBITZA (2006), os slidos podem ser divididos em trs

grupos: slidos decantveis (partculas maiores que 100 m), slidos suspensos

(partculas entre 40 e 100 m) e slidos dissolvidos (partculas menores que 40 m).

Os slidos decantveis so removidos do sistema pelos drenos de fundo e

retidos em tanques de decantao. Os slidos suspensos podem ser removidos por

drenos e por coletores superficiais ou de meia gua, sendo retidos por filtros de areia

(tipo filtro de piscina, Figura 3), filtros de disco (Figura 4), filtros de cartucho, filtros de

bolsa e filtros rotativos, dentre outros.

Figura 3. Bateria de filtros de areia (filtragem fsica). Fonte: Terramare

Figura 4. Filtros de disco (filtragem fsica). Fonte: Instituto de Pesca

Os filtros de areia, cartucho e bolsa tambm podem retirar os slidos

dissolvidos, removendo partculas de 1 a 20 micrmetros. Estes slidos tambm so

removidos atravs do uso de fracionadores de protena (skimmer).

2.2. Skimmer

O skimmer, tambm conhecido como desnatador ou fracionador de protenas,

consiste em um equipamento de filtragem da gua, muito eficiente em sistemas de

recirculao de gua salgada (Figura 5). Bem conhecido por aquaristas marinhos e

utilizado em praticamente todos os Aqurios Marinhos de Visitao Pblica, o skimmer

composto de uma cmara de reao ou de contato, cilndrica, onde uma grande

quantidade de gua e ar ou uma mistura de ar mais oznio (injetado por um sistema

venturi ou por difusor de ar) so misturados. Na extremidade superior deste tubo

(cilindro) existe um estreitamento atravs do qual a espuma formada expulsa, sendo

acumulada em um copo coletor para ser descartada (Figura 6). O processo de

filtragem realizado pelo efeito da atrao eletrosttica na superfcie das bolhas e

pelo aprisionamento da matria particulada na espuma. Alm das partculas orgnicas

e inorgnicas removidas, o processo de microfloculao tambm promove a remoo

de coliformes e outras bactrias, de forma que este tipo de equipamento tambm

proporciona a desinfeco da gua via remoo de micro-organismos (AIKEN, 2004).

Figura 5. Skimmer em sistema de recirculao de 32.000 litros

para criao de peixes marinhos. Fonte: Instituto de Pesca

Figura 6. Espuma sendo descartada em skimmer. Fonte: Aqurio de Ubatuba

Segundo ESCOBAL (1996), os parmetros bsicos a serem observados no projeto

destes equipamentos so dimetro e altura do cilindro (cmara de contato), vazo de

gua (que determina o tempo de contato) e taxa de bombardeamento (injeo de ar).

Atravs da injeo de oznio (ao invs de ar) em doses muito pequenas

possvel o incremento da microfloculao, o que aumenta ainda mais a eficincia do

skimmer (AIKEN, 2004).

No Brasil j existem empresas que dimensionam, projetam e constroem este

equipamento de acordo com as necessidades de cada sistema de recirculao (Figura 7).

Figura 7. Skimmer para tanques de grandes dimenses. Fonte: Terramare

2.3. Filtragem biolgica

A filtragem biolgica consiste na transformao da matria orgnica presente

na gua (principalmente os compostos nitrogenados) atravs de processos biolgicos

em meio aerbico ou anaerbico. Em sistemas de gua salgada, pode ser realizada

por bactrias ou macroalgas. Bactrias aerbicas transformam a amnia em nitrito e

posteriormente em nitrato; j bactrias anaerbicas so capazes de transformar o

nitrato em nitrognio gasoso. Macroalgas so organismos capazes de absorver

nitrognio e fsforo do ambiente aqutico e incorpor-los sua biomassa.

Em geral, os filtros biolgicos possuem um substrato no qual as bactrias se

fixam. Existe uma grande variedade de filtros biolgicos que podem ser utilizados em

sistemas de recirculao, tais como, filtro percolador aerbio (Trickling filter), tambor

rotativo, filtros de areia e areia fluidizada. Para HOVANEC (2004), o filtro biolgico

ideal aquele que possui grande rea para assentamento das bactrias nitrificantes

por volume geral, mantendo um fino biofilme de bactrias, no sofre comatao,

sufocando assim as bactrias e que apresenta baixa necessidade de manuteno e

baixo custo de operao.

O processo de filtragem biolgica implica grandes alteraes na qualidade da

gua, pois as bactrias consomem oxignio, produzem gs carbnico e elevam a

acidez da gua. Desta maneira, fundamental a aerao da gua, a eliminao do

gs carbnico e o controle da alcalinidade aps a filtragem biolgica, sendo

necessrias aplicaes peridicas de calcrio para controlar o pH.

Embora o nitrato seja menos txico para a vida aqutica, a acumulao dessa

substncia deve ser controlada nos sistemas de aquacultura. Este controle pode ser

feito atravs da troca parcial da gua ou da instalao de filtros denitrificadores. Estes

filtros se tornam especialmente importantes para a manuteno de elasmobrnquios

em sistemas de recirculao, uma vez que altos nveis de nitratos na gua tm

influncia negativa no metabolismo de iodo, causando o aparecimento de bcio neste

grupo de animais (CROW, 2004).

Atravs da denitrificao, compostos nitrogenados inorgnicos oxidados, tais

como, nitrito e nitrato, so reduzidos a nitrognio elementar (N2), sendo este processo

conduzido por micro-organismos anaerbios facultativos em processos autotrficos ou

heterotrficos (RIJN et al., 2006). O uso de filtros denitrificadores, alm de reduzir a

necessidade de gua, diminui o descarte de compostos nitrogenados no meio

ambiente. No Brasil, poucas empresas projetam e fabricam filtros denitrificadores

(Figura 8).

Figura 8. Filtro denitrificador. Fonte: Aqurio de Ubatuba.

2.4. Filtros de esterilizao (UV/Oznio)

Em razo do reuso da gua e da elevada densidade de estocagem, bastante

frequente o aparecimento de patologias nos organismos cultivados em sistemas de

recirculao. Dois mtodos so comumente empregados para o controle de

patgenos: aplicao de raios ultravioleta (UV) e ozonizao (gs oznio). Filtros

ultravioleta (Figura 9) so compostos de pequenas cmaras tubulares, onde a gua

entra em contato com raios ultravioleta, emitidos por lmpadas especiais. A luz ultravioleta

uma energia eletromagntica. As energias eletromagnticas so classificadas de

acordo com seu comprimento de onda. A ao germicida da luz ultravioleta se d na

regio UV-C e no comprimento de onda de 254 nm (nanmetro). Fora dessa regio, a

ao germicida diminuda. Os filtros UV devem ser dimensionados de acordo com a

velocidade de passagem da gua e a voltagem da lmpada. As lmpadas devem ser

trocadas aps um ano de funcionamento para que o filtro no perca eficincia.

Figura 9. Sistema de esterilizao com lmpadas ultravioleta. Fonte: Instituto de Pesca

A ozonizao realizada por aparelhos que produzem oznio (O3) e o

injetam na gua, normalmente atravs de venturis e de cmaras de contato

(Figura 10). O oznio apresenta alto poder de oxidao, sendo eficiente na

quebra de compostos orgnicos e na eliminao de bactrias, vrus e partculas

em suspenso na gua e, em razo disso, muitas vezes injetado em skimmers

para aumentar sua eficincia. Contudo, se administrados em doses excessivas,

tanto o oznio quanto agentes oxidantes gerados atravs de sua ao podem

ser extremamente txicos para os organismos cultivados. Deste modo, o

dimensionamento do equipamento deve ser bastante cauteloso, bem como seu

monitoramento e controle da dosagem atravs de sensores e medidores ORP

(potencial de oxirreduo). O carvo ativado retira o excesso de oznio da

gua e, por este motivo, filtros com este tipo de substrato so comumente

adicionados aps a injeo de oznio. Tambm os filtros de ultravioleta podem

ser utilizados para reduo do excesso de oznio. Em algumas situaes,

dependendo da configurao do sistema, cmaras de desgaseificao (semelhantes

aos filtros percoladores aerbios) tambm podem ser utilizadas para controlar

o excesso de oznio.

Figura 10. Sistema de esterilizao com oznio. Fonte: Terramare

3. Sistemas Complementares

3.1. Sistemas de aerao (ar/oxignio)

Formados por sopradores de ar e sistemas de injeo de oxignio puro,

garantem adequados nveis de oxignio para os peixes e para as bactrias do

sistema de filtragem. Linhas de distribuio de oxignio a partir de cilindros

podem constituir importante alternativa em momentos de interrupo de energia

eltrica.

3.2. Sistemas de aquecimento/resfriamento

So sistemas que possibilitam o aquecimento ou o resfriamento da gua,

tendo como objetivo a manuteno da temperatura da mesma dentro dos limites

considerados ideais para a espcie cultivada. Quando se trabalha com gua salgada,

cabe lembrar a forte ao corrosiva do sal; diante disso, so empregados materiais

resistentes a este processo, tal como o titnio, os quais, no entanto, encarecem

bastante o custo destes equipamentos.

3.3. Sistemas de iluminao

Um adequado controle da incidncia luminosa e do fotoperodo (quantidade de

horas de luz por dia) essencial para sistemas de recirculao marinhos, pois permite

simular as diferentes intensidades luminosas, possibilitando antecipar os processos de

maturao reprodutiva dos peixes.

3.4. Sistemas de segurana

Interrupes do fornecimento de energia eltrica podem provocar

mortalidades massivas em sistemas de recirculao. A utilizao de geradores,

acionados automaticamente em caso de interrupo de energia, essencial para

a implantao de cultivos de peixes em sistemas de recirculao.

Importncia do monitoramento da qualidade da gua

O monitoramento da qualidade da gua fundamental para o sucesso da

operao dos sistemas de recirculao marinhos, podendo ser realizado por

sistemas automticos ou manuais. Os seguintes parmetros devem ser medidos:

temperatura (C), oxignio dissolvido (OD), gs carbnico (CO2), slidos em

suspenso (turbidez), amnia (NH3), nitrito (NO2), nitrato (NO3), pH, salinidade,

potencial de oxirreduo (ORP).

Parmetros ideais para cultivo de peixes em sistemas de recirculao marinhos*

Parmetro Valor ideal

Temperatura (C) 24 27 C

Oxignio dissolvido (OD) > 4,0 mg/L

Gs carbnico (CO2) < 5,0 mg/L

Slidos em suspenso (turbidez) < 20,0 mg/L

Amnia (NH3) < 0,1 mg/L

Nitrito (NO2) < 0,1 mg/L

Nitrato (NO3) < 20,0 mg/L

pH 8,0 - 8,5

Salinidade 30 - 35

Potencial de oxirreduo (ORP) > 350 mV

* Estes parmetros podem variar dependendo da espcie cultivada.

Consideraes finais

Sistemas de recirculao podem constituir uma interessante alternativa para a

criao de peixes marinhos. Considerando o elevado custo de aquisio e

manuteno dos equipamentos que os integram, torna-se essencial um adequado

conhecimento cientfico e tcnico no momento de elaborao de um projeto desta

natureza, pois tal conhecimento dever nortear o processo desde o estudo de

viabilidade econmica at a escolha e calibragem dos equipamentos, alm do

treinamento do pessoal envolvido nas operaes do sistema.

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