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Tenha um bom estudo!
- Introdução
Os sistemas de cultivo podem ser abertos ou fechados.
Os sistemas abertos são os em que a água utilizada no cultivo é descartada, e ao ser feita renovação é utilizada uma água nova.
Os sistemas fechados ou de recirculação, são os sistemas em que a água circula constantemente, sem adição externa de água a não ser por perdas ocorridas por evaporação.
- Sistema aberto
▫ São os sistemas utilizados principalmente em grandes estruturas de cultivo, durante a fase de engorda, podendo ser utilizado também durante as outras fases (larvicultura etc.).
▫ Possui menor risco e custo de manutenção em relação a qualidade da água.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema aberto
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema aberto
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
▫ Sistemas fechados com tratamento e recirculação são comumente utilizados em laboratórios de pesquisa, no cultivo e manutenção de peixes ornamentais e em grandes aquários.
▫ A partir da década de 1980, os estudos visando o uso de sistemas de recirculação se intensificaram no Japão, Estados Unidos, Israel e diversos países europeus.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
▫ No Brasil, o interesse de investidores pelo cultivo de peixes em sistemas fechados é ainda mito recente.
▫ O uso destes sistemas em escala comercial ainda é restrito a alguns empreendimentos com peixes ornamentais, laboratórios de produção de tilápia e nas larviculturas de camarão.
▫ Sistemas pioneiros visando a recria e engorda de tilápias foram implementados no final da década de 1990.
▫ Grande parte deste empreendimentos enfrentou problemas operacionais ou de viabilidade econômica que inviabilizaram a produção.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
▫ Sistemas de recirculação em cultivos aquáticos demandam considerável investimento e capital operacional. Assim, o cultivo deve ser focado em espécies de bom valor de mercado e conduzido de forma a otimizar o uso de instalações e a produção.
▫ Com isso é possível diluir importantes componentes de custo do empreendimento (salários e encargos dos funcionários operacionais e administrativos; depreciação e manutenção das instalações e equipamentos, despesas fixas com energia elétrica), reduzindo os custos de produção e melhorando o retorno do capital investido.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
▫ Razões do insucesso operacional ou econômico dos sistemas de recirculação no Brasil:
» Alto custo envolvido na produção;
» O desconhecimento de princípios básicos que regem o funcionamento do sistema;
» A falta de capacitação dos operadores e gerentes para compreender e atuar sobre as interações físicas químicas e biológicas que determinam a saúde dos componentes do sistema;
» O uso de rações de baixa qualidade;
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
» O inadequado design do sistema e/ou a tentativa de operar com componentes inadequados;
» Incorreto dimensionamento, ou até mesmo a ausência de importantes componentes (filtros, biofiltros e sistemas de geradores - “backup”);
» A criação de espécies com preços de mercado que muitas vezes não conseguem remunerar o custo operacional e/ou sequer são capazes de retornar o capital investido;
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
» Inadequado manejo sanitário e falta de conhecimento sobre boas práticas de manejo e de medidas profiláticas para evitar problemas com doenças.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
▫ De um modo simplificado, podemos fracionar um sistema de recirculação em seis componentes.
▫ Alguns processos e equipamentos adicionais podem ser inseridos nestes componentes para melhorar a eficiência de recomposição da qualidade da água e, assim, otimizar a produção do sistema.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Tanques de cultivo
▫ Embora diversos formatos e design de tanque estarem sendo empregados em sistemas de recirculação, os mais comuns ainda são os tanques circulares e octogonais, que facilitam a concentração dos resíduos sólidos na dreno central.
▫ Alguns sistemas usam tanques retangulares ou ovais, que possibilitam um melhor aproveitamento do espaço comparado aos tanques circulares.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Tanques de cultivo
(1) A água de entrada é distribuída verticalmente na coluna dágua através de um tubo perfurado, promovendo uma corrente circular que facilita a concentração dos sólidos decantáveis no dreno central;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Tanques de cultivo
(2) O excesso de água geralmente sai do tanque por um dreno de superfície;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Tanques de cultivo (3) Dreno central;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Tanques de cultivo
(4) Os sólidos são conduzidos até o decantador ou cone por um tubo de pequeno calibre, onde são drenados os sólidos concentrados.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Tanques de cultivo
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Tanques de cultivo
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Tanques de cultivo
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Tanques de cultivo
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Decantadores e filtros mecânicos
(5) Cones e decantadores podem ser usados para concentrar os sólidos decantáveis (partículas >100 µm ou 0,1 m);
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Decantadores e filtros mecânicos
(6) Filtros mecânicos com telas finas ou filtros fechados com meio filtrante de areia, cascalho ou esferas de plástico (filtros tipo piscina) concentram e removem os sólidos em suspensão (partículas entre 40 e 100 µm;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Decantadores e filtros mecânicos
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Decantadores e filtros mecânicos
(6) Sólidos dissolvidos (partículas <40 µm) podem ser concentrados, grande parte destes sólidos tem <20 µm, e são removidos do sistema também com a utilização de filtragem mecânica e do fracionador de espuma.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Decantadores e filtros mecânicos
- Filtro de fibra de polipropileno
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Fracionador de espuma
(7) Diversas substâncias dissolvidas na água como aminoácidos, proteínas, carboidratos entre outras, podem ser retirados do sistema com a utilização do fracionador de espuma.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Fracionador de espuma
OBS: É possível observar a espuma branca no interior da cápsula transparente, como também a saída da
espuma branca por um tubo no topo da cúpula.
Esta espuma que concentra parte dos sólidos finos e dissolvidos.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Biofiltros
(8) Os filtros biológicos são fundamentais para a saúde do sistema. É composto por uma caixa, tanque cilindro ou gaiola preenchida com um substrato que possibilita a fixação de bactérias nitrificadoras, que promovem a oxidação da amônia a nitrato.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Biofiltros
▫ Diversos tipos de substratos podem ser utilizados nos biofiltros, sendo os mais comuns: areia grossa, cascalho, brita, esferas ou cilindros de plástico e flocos de isopor.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Biofiltros
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Sistema de aeração/ oxigenação
▫ O sistema de aeração/ oxigenação é composto por sopradores de ar e difusores, aeradores mecânicos de diversos tipos
(aeradores de pá ou bombas de água), injeção direta de oxigênio gás e mesmo uma combinação entre dois ou mais tipos de aeração/ oxigenação.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Sistema de aeração/ oxigenação
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação - Sistema de aeração/ oxigenação
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Sistema de aeração/ oxigenação
▫ Aeradores e difusores, quando inadequadamente dimensionados ou posicionados podem provocar excessiva agitação dentro dos tanques de cultivo, suspendendo novamente e fracionando os resíduos sólidos.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Sistema de aeração/ oxigenação
▫ É preferível concentrar a aeração em outros pontos do sistema, particularmente após a filtração dos sólidos em suspensão.
▫ O fracionador de espuma e a próprio biofiltro são pontos onde a aeração começa a ser aplicada.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Sistema de aeração/ oxigenação
▫ A maior parte da aeração geralmente é aplicada logo antes ou imediatamente após o biofiltro, reoxigenando a água que retornará aos tanques.
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Componentes básico do sistema de recirculação
- Sistema de bombas e tubulações de drenagem e retorno
(9) No sistema há necessidade de se instalar bombas para retornar a água tratada e reoxigenada para os tanques de cultivo.
▫ Tem que se ter cuidado no dimensionamento de bombas e tubulações, para evitar sub ou super dimensionamento no sistema hidráulico do empreendimento.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
- Sistema ultravioleta
▫ Sistema de esterilização/ desinfecção muito utilizado que tem como finalidade de eliminar a presença de esporos, bactérias e vírus.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
- Sistema ultravioleta
Características:
- Tem a economia de filtrar milhares de litros de água sem custo adicional, diário, de material;
- Todos os microorganismos são sensíveis ao ultravioleta;
- Simples instalação e manutenção, e são unidades compactas que necessitam de um mínimo espaço;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
OBSERVAÇÃO - Sistema ultravioleta
- A água está pronta para uso assim que ele deixa o purificador, não há necessidade de tempo de descanso;
- Aparentemente, não tem perigo de overdose, como na adução de produtos químicos;
OBS: Apesar de já terem sido relatados alguns problemas em cultivos de microalgas, com utilização de água logo após ser desinfetada por este sistema, devido ao seu superdimensionamento.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
OBSERVAÇÃO - Sistema ultravioleta
- Pode ser utilizado continuamente, sem a necessidade de medições contínuas;
- A água não tem a adição de nenhum sabor ou ador desagradável;
- Capacidade de filtragem de milhares de litros por minuto.
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
- Manutenção e bem estar dos peixes: os peixes devem ser alimentados com ração de alta qualidade, mantidos sob condições adequadas de qualidade de água e manejados corretamente;
- O aporte de resíduos sólidos: os sólidos gerados nos tanques de cultivo (fezes e sobras de ração) são a principal fonte de resíduos orgânicos do sistema, e estes representam de 20 a
30% da ração aplicada. A quantidade de sólidos vai depender da qualidade da ração, do manejo alimentar adotado e da qualidade da água;
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
- Os sólidos, que podem ser reunidos em três grupos:
» Os sólidos decantáveis: são as partículas maiores que 100 µm e representam cerca de 50% do total de sólidos;
» Os sólidos em suspensão: são as partículas de tamanho entre 40 e 100 µm, compõem cerca de 25% dos sólidos totais e saem dos tanques suspensos na coluna dágua;
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
» Os sólidos finos ou dissolvidos: são as partículas menores que 40 µm, grande parte abaixo de 20, diversas substâncias dissolvidas na água (aminoácidos, proteínas, carboidratos etc.).
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
- Processo de nitrificação: removido o máximo possível dos sólidos, a água deve ser direcionada para os filtros biológicos ou biofiltros;
- Restauração do oxigênio e eliminação do gás carbônico:
após a passagem no biofiltro, a água deve ser aerada ou oxigenada, para recompor o oxigênio dissolvido e remover o gás carbônico gerado na respiração dos peixes, na decomposição de parte na matéria orgânica lançada no sistema e no processo de nitrificação;
- Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
- Condução do fluxo da água: o fluxo da água no sistema se dá parte por gravidade parte por bombeamento. No momento do planejamento o design do sistema deve ser concebido de modo a minimizar os pontos de bombeamento para reduzir as despesas com energia e manutenção, como também os riscos com falhas no sistema;
SISTEMAS DE CULTIVO - Sistema fechado - RECIRCULAÇÃO
Pontos fundamentais para o funcionamento do sistema
- Segurança: a operação do sistema demanda energia e a paralisação do fornecimento desta por um período superior a
15 minutos (ou inferior) já pode ocasionar problemas sérios nas concentrações de oxigênio. Deve-se utilizar um sistema de geradores eficiente para sua capacidade e até mesmo uma linha de distribuição e difusão de gás oxigênio em cada tanque.
