Bioflocos Controle Dos Solidos Em Suspensão

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25/03/2016 Tilápia

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SISTEMA DE BIOFLOCOS

A IMPORTÂNCIA E MANEJO DOS SÓLIDOS SUSPENSOS

Por:

Carlos Augusto Gaona - e-mail: [email protected]

Fabiane da Paz Serra, Luis Henrique Poersch e

Wilson Wasielesky Jr

Universidade Federal do Rio Grande – FURG

Instituto de Oceanografia

Programa de Pós-gradução em Aquicultura

O cultivo de camarões marinhos em sistema de bioflocos (BFT), desenvolvido em

vive iros ou em raceways, tem sido cada vez mais utilizado pelos carcinicultores ao

redor do mundo. Contudo, o estímulo da produtividade natural aumenta aquantidade de sólidos suspensos na coluna da água. Em sistemas fechados, o

excesso de nutrientes pode levar a um acúmulo indesejável desses sólidos e a

uma eutrofização do ambiente de cultivo. Neste cenário, além do aumento na


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demanda biológica de oxigênio, é possíve l observar também a oclusão das

brânquias dos animais cultivados, o que pode comprometer os índices de

crescimento e de sobrevivência. Estudos recentes já mostraram que a remoção de

sólidos promove melhores re sultados no sistema BFT e, para isso, são necessárias

intervenções para o controle das concentrações. O presente artigo tem como

objetivo discutir os aspectos que envolvem a formação e a importância dos sólidos

suspensos totais (SST) no cultivo de camarões no sistema BFT e apresentar

possíve is soluções para este problema.

Uma tendência da carcinicultura mundial é trabalhar com cultivos superintensivos que estimulam a

produtividade natural, muito importante na formação dos bioflocos, ou agregados microbianos

como são também conhecidos. São partículas suspensas que em todas suas frações constituem

os sólidos suspensos totais (SST), e que devem ser mantidos uniformemente distribuídos por toda

a coluna d´água segundo a dinâmica provocada pela aeração.

A formação do floco ou agregado microbiano ocorre a partir do acúmulo de matéria orgânica e da

disponibilidade de oxigênio no sistema de produção, quando este é realizado em viveiros ou

tanques revestidos com material impermeável e com mínima ou nenhuma renovação de água. No

início do cultivo, a água clara cria a oportunidade para a proliferação de organismo

fotoautotróficos. Os nutrientes presentes na água e a disponibilidade de luz para os processos

fotossintéticos propiciam a dominância das microalgas nos primeiros dias do cultivo. À medida que

a concentração da amônia vai aumentando, aumenta também a concentração das bactérias

heterotróficas, beneficiadas pela sua maior capacidade de assimilação de nitrogênio amoniacal.

Do resultado da ação dessas bactérias sobre a amônia observa-se o aumento da concentração

de nitrito, um composto tóxico para os animais. Níveis crescentes de nitrito, por sua vez, estimulam

a presença de bactérias nitrificantes que oxidam o nitrito transformando-o em nitrato, uma

substância bem menos tóxica para os camarões confinados. Em um processo simultâneo e

contínuo vemos a formação dos bioflocos e o seu acúmulo até o final do ciclo de produção.

Problemas em vive iros impermeabilizados e racewaysConcentrações excessivas de

bioflocos podem causar problemas caso não sejam controladas. Nesse sistema a produção de

biomassa bacteriana é muito maior que a produção de biomassa de fitoplâncton obtida em cultivos

autotróficos. O resultado é um grande incremento de agregados bacterianos, ou bioflocos, como

são conhecidos esse sólidos suspensos.

Em viveiros impermeabilizados com geomembrana (Figura 1), onde se trabalha com densidades

de estocagem elevadas de até 180 camarões/m², o sistema de aeração é mantido por aeradores

tipo pá na proporção de 20-40 HP por hectare. Entretanto, mesmo com o uso intensivo desses

equipamentos, nem todos os sólidos são mantidos em suspensão, podendo ocorrer um acúmulo

de lodo no fundo dos viveiros, fato que influencia significativamente na qualidade da água de

cultivo. Como consequência, o sistema fica carregado de uma matéria orgânica que não entra no

processo de reciclagem de nutrientes, formando zonas anóxicas que acabam por limitar a área de

ocupação dos camarões, aumentando significativamente os riscos de doenças.


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Figura 1: Viveiro revestido com geomembrana e aeração intensa.

O isolamento se faz necessário para manter o biofloco em suspensão

e sem interferência do sedimento do viveiro

Nos raceways (Figura 2) o acúmulo de biofloco ocorre na coluna da água e apenas se deposita no

fundo em função de deficiência na aeração. As densidades são bem maiores, podendo chegar a

400-600 camarões/m², com altíssimas taxas de arraçoamento se comparadas com os viveiros

impermeabilizados. Nesse tipo de cultivo o sistema de aeração é geralmente feito por meio de ar

difuso na coluna da água, que promove um fluxo vertical capaz de distribuir e manter suspenso

uniformemente o material particulado por todo o tanque.Figura 2: Visão de um raceway utilizado

para produção de camarões marinhos,onde utiliza-se forte aeração para manutenção do biofloco em suspensão

Como é possível ver, o maior problema associado aos sistemas fechados de produção de

camarões é o risco potencial de ocorrência de uma rápida eutrofização em consequência doacréscimo de nutrientes e matéria orgânica ao longo do cultivo. Além disso, o excesso de sólidos

pode causar outros impactos negativos, e o aumento da demanda biológica de oxigênio e a

oclusão de brânquias dos animais cultivados são os que mais se destacam. Uma deficiência na


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capacidade de absorção de oxigênio para manter os processos metabólicos ocasionada pela

oclusão, ainda que parcial, das brânquias dos camarões, irá comprometer tanto o ganho de peso

quanto a sobrevivência. E este é o cenário característico de sistemas superintensivos próximo ao

término dos cultivos, nos casos onde não há intervenção no controle de sólidos suspensos. Além

disto, este descontrole pode refletir também em interações com outros parâmetros de qualidade

de água como pH e alcalinidade (Furtado et al. 2011).

O sistema BFT exige, portanto, forte aeração com o propósito não apenas de manter os níveis de

oxigênio dissolvido para os camarões e os microorganismos aeróbicos responsáveis pela

decomposição da matéria orgânica, mas também para manter em suspensão o material

particulado, evitando o indesejável acúmulo no fundo. Embora os bioflocos tragam benefícios

nutricionais para os camarões e atuem na manutenção da qualidade de água, algumas ações de

controle sobre a concentração dessas partículas suspensas devem ser observadas. O sucesso do

manejo vai depender de um equilíbrio entre a produção desses resíduos e a capacidade de

assimilação do ambiente de cultivo. Monitoramento do volume de bioflocosO controle desólidos suspensos em sistema BFT exige a aplicação de técnicas acessíveis aos produtores para

a manutenção da qualidade da água e da sustentabilidade dos recursos hídricos, alinhado a

rentabilidade do cultivo por meio de densidades de estocagem e alimentação adequadas. Dentre

os métodos para o monitoramento de sólidos suspensos presentes na água de cultivo

superintensivo de camarões, o mais utilizado pelos produtores é o cone Imhoff (Figura 3) que

determina o volume de biofloco por litro de água. Para a tomada de decisão na intervenção do

controle de sólidos suspensos e como critério para a manutenção de sólidos na água de cultivo,

pode-se ter como referência para sólidos sedimentáveis a medida máxima de 10 ml/L ou 500 mg/Lde sólidos suspensos totais medidos por peso seco (Samocha et al. 2007).

Figura 3: Cone Imhoff com amostras de água para determinação dos sólidos suspensos totais.

A concentração de sólidos ocorre na porção final e não deve ser superior a marcação de 10 ml do

cone

Controle de sólidos suspensosDentre os esforços para melhorar a qualidade da água emcultivo superintensivo em sistemas BFT, a clarificação possui propriedades que se adequam a

remoção de matéria orgânica particulada. O processo tem como característica a remoção de

sólidos suspensos por ação gravitacional sobre as partículas, em massa de água com fluxo lento.


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A diferença de densidade entre partícula e fluido, controlará o processo de separação, uma vez

que partículas com velocidade de sedimentação maior do que a velocidade de fluxo massa de

água tendem a sedimentação. A massa de água com fluxo lento dentro do clarificador facilitará a

decantação das partículas (Figura 4), separando-as da água que retornará ao tanque de cultivo

mais clara (limpa).

Figura 4: Ilustração referente a decantação de partículas durante o processo de clarificação, com

acúmulo de material sedimentado no fundo da caixa de sedimentação

Um clarificador (decantador) simples e de baixo custo foi desenvolvido na Estação Marinha de

Aquacultura da Universidade Federal do Rio Grande – FURG por Gaona et al. 2011. Este

equipamento foi utilizado em um estudo de manutenção de qualidade de água e análise de

desempenho zootécnico de Litopenaeus vannamei em sistema BFT durante 16 semanas, que

comparou dois tratamentos, com remoção e sem remoção de sólidos suspensos, onde o

parâmetro para aplicação da clarificação foi a manutenção da concentração de sólidos suspensos

totais em 500 mg/L.

No tratamento com clarificação, a água do tanque de cultivo foi bombeada (bomba submersa com

vazão de 4.500 L/h) para o clarificador (uma caixa de 1000 L) pela parte superior de um tubo

central, reduzindo assim o turbilhonamento. Isso fez com que a água entrasse na caixa de

sedimentação por baixo do tubo central e saiu, por transbordamento, pelo tubo de retorno

localizado na borda superior (Figura 5). A sedimentação ocorreu ao longo deste percurso.

Figura 5: Clarificador desenvolvido na estação Marinha de Aquacultura da FURG. A água entra

por bombeamento no tubo central (a),

para redução de turbilhonamento e decantação do material particulado (b), e sai pela parte

superior do da caixa de 1000 L


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No experimento, o processo de remoção de sólidos ocorreu a partir da sétima semana, quando a

concentração de sólidos totais atingiu 500 mg/L. Nesta situação foi realizado o tratamento da água

por 6 horas contínuas e repetido o procedimento sempre que a concentração de sólidos (SST)

ultrapassou o limite estabelecido. Já o tratamento sem clarificação seguiu acumulando material

particulado até o final do estudo (Figura 6a).

A melhora nos parâmetros de qualidade da água no tratamento com clarificação refletiu em melhor

desempenho zootécnico dos camarões (Figura 6b). Com camarões maiores e melhor

sobrevivência (Figura 6c) a produtividade atingiu 2,15 kg/m³ (Figura 6d) ao final do cultivo,

reforçando a importancia da clarificação em melhorar a produção de camarões em cultivos de

bioflocos (Ray et al. 2010).

Figura 6: Variações das concentrações de sólidos suspensos totais (SST) ao longo do

experimento (a) e produtividade (b), nos tratamentos sem clarificação (SC) e com clarificação

(CC). As barras verticais indicam o desvio padrão. O início de aplicação do processo de

clarificação está indicado pela seta no eixo do tempo

Clarificação em produção comercialBaseado na ferramenta para remoção de sólidos

suspensos desenvolvida na FURG, a implantação do clarificador já tornou-se viável na produção

comercial em viveiros impermeabilizados em um empreendimento em Santa Catarina (Poersch et

al. 2012) e com resultados condizentes ao propósito do clarificador. Como medida para verificação


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dos níveis de sólidos na água foi avaliado sólidos sedimentáveis com cone Imhoff na entrada e

saída (retorno) do clarificador (Figura 7a). O princípio de sedimentação por ação da gravidade é

fácil de ser visualizado pela diferença da cor da água, onde a separação de sólidos e água é

percepitível no cone Imhoff contendo água clara da saída do clarificador (Figura 7b).

Estudos sobre qualidade de água em cultivos de camarões indicam relação inversa entre

desempenho zootécnico e altas concentrações de sólidos suspensos na coluna de água. Desta

forma, a remoção de sólidos suspensos auxilia na manutenção da qualidade de água e promove

melhores índices de desempenho zootécnico, ja que permite a redução de consumo de oxigênio

dissolvido por microorganismos e, consequentemente, menor resíduo de dióxido de carbono

(CO2). Menores concentrações de CO2 mantém o pH e a alcalinidade em valores mais altos e

adequados ao animal. A remoção de matéria orgânica também pode reduzir as concentrações de

compostos nitrogenados a níveis não tóxicos aos camarões marinhos. Portanto, o controle das

concentrações de sólidos suspensos é necessário para otimizar a produção de camarões em

sistema BFT. A clarificação é uma alternativa viável, de baixo custo e fácil de ser aplicada,

refletindo na manutenção dos níveis aceitáveis de parâmetros de qualidade de água nos cultivos

superintensivos de camarões marinhos em sistema com bioflocos.Referências Bibliográficas:

Gaona, C.A.P., Poersch, L.H., Krummenauer, D., Foes, G.K., Wasielesky, W.J., 2011. The effect of

solids removal on water quality, growth and survival of Litopenaeus vannamei in a Biofloc

Technology Culture System. International Journal of Recirculating Aquaculture 12, in press.

Poersch, L.H., Fóes, G., Krummenauer, D., Romano, L.A., Wasielesky, W. Jr. 2012. Bioflocos: uma

alternativa para camarões saudáveis. Revista Panorama da Aquicultura, v.22, n.130, p 28-37.

Ray, A.J., Lewis, B.L., Browdy, C.L., Leffler, J.W., 2010. Suspended solids removal to improve

shrimp (Litopenaeus vannamei) production and an evaluation of a plant-based feed in minimal-

exchange, superintensive culture systems. Aquaculture 299, 89-98.

Samocha, T.M., Patnaik, S., Speed, M., Ali, A.M., Burger, J.M., Almeida, R.V., Ayub, Z., Harisanto,

M., Horowitz , A., Brook, D.L., 2007. Use of molasses as carbon source in limited discharge nursery


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and grow-out systems for Litopenaeus vanammei. Aquacultural Engineering 36, 184-191.

Furtado, P.S., Poersch, L.H., Wasielesky, W.J., 2011. Effect of calcium hydroxide, carbonate and

sodium bicarbonate on water quality and zootechnical performance of shrimp Litopenaeus

vannamei reared in bio-flocs technology (BFT) systems. Aquaculture 321, 130-135.

Furtado, P.S., Gaona, C.A.P., Serra, F.P., Poersch, L.H., Wasielesky, W.J., 2012. Avaliação dosníveis de dioxide de carbon em cultivo de Litopenaeus vannamei com tecnologia de bioflocos.

Fenacam 2012. Anais do Simpósio.

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