A aeração ajuda a minimizar o impacto das doenças do camarão marinho?

Se o sistema imune do camarão estiver de alguma forma influenciado pela qualidade da água, a resposta à questão pode ser sim. Pelo atual estado da pesquisa científica sobre o assunto, presume-se que, de fato, o sistema imune dos camarões marinhos tem relação direta com a qualidade da água, sobretudo no que tange a oxigênio dissolvido (Jiang et al., 2004a), amônia (Jiang et al., 2004b), nitrito (Tseng e Chen, 2004), salinidade (Wang e Chen, 2005) e inclusive alcalinidade e dureza da água, que influenciam a muda, a qual por sua vez repercute no desempenho imunológico dos camarões (Liu, 2004).

Contudo, a falta de oxigênio e o excesso de compostos nitrogenados (NH3 e NO2), gás sulfídrico (H2S) e metano (CH4), decorrentes da acumulação da matéria orgânica, provocam forte estresse nos animais ao ponto destes sofrerem, num curto espaço de tempo, efeitos letais (mortalidade massiva) ou sub-letais (menor taxa de crescimento e elevada taxa de conversão alimentar). Pelo exposto, é possível esperar que se mantendo uma boa qualidade da água, principalmente com o oxigênio dissolvido acima de 50% da saturação, o impacto das doenças possa ser minimizado, tanto pelo reforço do sistema imune quanto pela diminuição do estresse agudo ou crônico provocado pelas substâncias tóxicas presentes no meio.

Por:
Luis Vinatea e Elpídio Beltrame. 
Laboratório de Camarões Marinhos,
Deptº de Aqüicultura, UFSC
e-mail: [email protected]


O impacto da falta de oxigênio dissolvido

Jiang e colaboradores (2004a) encontraram que baixos níveis de oxigênio dissolvido conseguem diminuir o número de hemócitos (Figura 1), a atividade fagocitária e a atividade do sistema da pró-fenol oxidase de L. vannamei, fato que deixaria os animais mais susceptíveis à contraírem doenças infecciosas.

Figura 1. Efeito da concentração de oxigênio dissolvido na concentração de hemócitos na hemolinfa de L. vannamei (modificado de Jiang et al., 2004)
Figura 1. Efeito da concentração de oxigênio dissolvido na concentração de hemócitos na hemolinfa de L. vannamei (modificado de Jiang et al., 2004)

Levando em consideração esta observação, pode-se dizer que os viveiros de cultivo, com alguma deficiência de oxigênio, teriam menos produtividade não apenas pelo efeito da falta deste gás em si, mas também pelo seu impacto no sistema imune dos animais. Isto é o que sugerem os resultados que foram obtidos do cruzamento dos dados de saturação de oxigênio com a mortalidade observada (Figura 2) em viveiros de cultivo semi-intensivo.

Figura 2. Relação entre a saturação de oxigênio dissolvido e a mortalidade de camarões L. vannamei observada nas bandejas de alimentação (indivíduos mortos por cada milhão de camarões) numa fazenda do Rio Grande do Norte (n = 22 viveiros)
Figura 2. Relação entre a saturação de oxigênio dissolvido e a mortalidade de camarões L. vannamei observada nas bandejas de alimentação (indivíduos mortos por cada milhão de camarões) numa fazenda do Rio Grande do Norte (n = 22 viveiros)

 A literatura já mencionava que o oxigênio dissolvido, quando abaixo de 50% de saturação, provoca nos camarões peneídeos diferentes graus de mortalidade (Boyd, 1990; McGraw et al. 2001; Wu et al., 2002). Hoje se sabe também que, no que tange às doenças viróticas como WSSV e IMNV, a transmissão horizontal amplifica-se também devido ao canibalismo dos animais mortos (Soto e Lotz, 2001; Graf et al., 2004). Desta forma, evitando-se o estresse dos camarões pela manutenção das boas condições de cultivo e principalmente com um correto esquema de aeração, poder-se-ia minimizar a disseminação das doenças viróticas ou qualquer outra de caráter infeccioso.

Determinação das necessidades de aeração

Do ponto de vista do camarão, o oxigênio dissolvido é necessário para poder dar suporte às suas exigências metabólicas, tanto basais quanto aquelas decorrentes do crescimento. Já do ponto de vista do viveiro de cultivo, o oxigênio é necessário para cobrir as demandas resultantes das atividades respiratórias de todos os organismos presentes na água, no fundo e dos próprios camarões. Assim, para determinar as reais necessidades de aeração de cada viveiro, é necessário antes conhecer o quanto respiram a água, o fundo e os animais.
Por meio da metodologia dos canos de respiração (Figura 3) é possível determinar, de forma rápida e simples, a taxa respiratória da água e do fundo do viveiro, as quais, junto com a taxa de respiração do camarão, que oscila de 0,02 a 0,16 mg O2/L/h, dependendo da carga (500 a 7.000 kg/ha) de camarões existente no viveiro (Fast e Boyd, 1992), servem para calcular a demanda total de oxigênio do viveiro (TOD).

Figura 3. Canos para determinação da taxa de respiração da água e do fundo Os canos de respiração são tubos de PVC de 5 cm de diâmetro com um metro de comprimento. Os canos de “respiração de água”, ao contrário dos de “respiração do fundo”, possuem tampa embaixo para evitar contato com o sedimento. Para se determinar a taxa de respiração em cada um dos canos, estes devem ser fixados numa das bordas do viveiro, e preenchidos com a água do próprio viveiro. O oxigênio inicial deve ser medido logo após o enchimento dos tubos. Feito isto, devem ser tampados por cima e deixados em repouso por duas horas, quando então será medido o oxigênio que restou na água armazenada nos canos. De posse desses dados aplicam-se as fórmulas 1 e 2. 
Figura 3. Canos para determinação da taxa de respiração da água e do fundo Os canos de respiração são tubos de PVC de 5 cm de diâmetro com um metro de comprimento. Os canos de “respiração de água”, ao contrário dos de “respiração do fundo”, possuem tampa embaixo para evitar contato com o sedimento. Para se determinar a taxa de respiração em cada um dos canos, estes devem ser fixados numa das bordas do viveiro, e preenchidos com a água do próprio viveiro. O oxigênio inicial deve ser medido logo após o enchimento dos tubos. Feito isto, devem ser tampados por cima e deixados em repouso por duas horas, quando então será medido o oxigênio que restou na água armazenada nos canos. De posse desses dados aplicam-se as fórmulas 1 e 2.

Ao contrário do que se pensa, a densidade de camarões não é o único critério que deve ser usado para calcular a necessidade de aeração de um viveiro. A respiração total do viveiro (TOD, kg O2/h), que de fato é influenciada pela densidade dos animais, e a taxa padrão de transferência de oxigênio do aerador (SOTR, kg O2/h), são os critérios a serem considerados antes de se proceder ao calculo da quantidade de aeradores necessários. A maioria dos fabricantes de aeradores fornece o valor do SOTR dos seus aparelhos, o qual é calculado em condições ideais de teste com água limpa, salinidade zero, e seguido de vários ensaios para obter uma média representativa.

Já que a demanda total de oxigênio do viveiro não é igual todos os dias, um esforço diário deve ser feito para se determinar a quantidade de aeradores que devem funcionar a fim de evitar que a saturação de oxigênio seja menor do que 50%.

Uma vez determinada a respiração da água e do fundo, procede-se o cálculo do número de aeradores necessários, em cinco passos, conforme o exemplo a seguir:

Tabela 1. Concentração de oxigênio na água em função da temperatura e da salinidade
Tabela 1. Concentração de oxigênio na água em função da temperatura e da salinidade

Os 5,7 aeradores determinados podem ser arredondados para seis, a fim de não gerar deficiências de aeração. A determinação das taxas de respiração da água e do fundo pode ser feita de manhã cedo, quando a temperatura costuma ser mais amena, evitando-se, assim, riscos de se superestimar estes parâmetros. O cálculo do número de aeradores deve ser realizado tendo em mente que os mesmos deverão ser ligados principalmente à noite, quando não se disporá mais do oxigênio oriundo da fotossíntese. Contudo, a fim de se quebrar a estratificação térmica da coluna da água, que geralmente acontece em dias muito quentes e ensolarados, os aeradores poderão ser ligados eventualmente durante o dia. Ligar os aeradores nestas circunstâncias fará com que a circulação da água leve o oxigênio produzido na superfície para as camadas mais profundas, que geralmente são anaeróbias.

A prática rotineira desta metodologia leva à percepção de que, na medida que os camarões vão crescendo, as taxas de respiração da água e do sedimento vão aumentando de forma proporcional, tornando a aeração mais necessária a medida que o cultivo avança. Isto se explica porque, em função do tempo, mais matéria orgânica (ração não consumida, fezes, cascas de camarão, animais e plantas mortas, etc.) vai se depositando no fundo, com a conseqüente maior concentração de nutrientes disponíveis na coluna de água, o que faz com que mais fitoplâncton seja produzido pelo sistema.

Uma forma de verificar se o cálculo de aeradores foi correto, é medir o oxigênio do viveiro ao amanhecer. Se o oxigênio estiver abaixo do 50% da saturação (3,7 mg/L no exemplo acima) significa que o número de aeradores foi subestimado. Já, se ficar acima de 50%, significa que o número foi sobreestimado. A determinação da eficiência do aerador e da demanda total de oxigênio do viveiro deve ser a mais correta possível a fim de se evitar valores muito acima ou muito abaixo do 50% de saturação, que viria a ser o oxigênio mínimo a ser mantido durante a madrugada.

Para não haver tantas discrepâncias entre o oxigênio esperado e o oxigênio observado ao amanhecer, deve ser levado em conta, no momento de calcular o número de aeradores de cada viveiro, o fato dos aeradores apresentarem comportamentos diferentes em relação a salinidade. Conforme pesquisa recente com aeradores de palhetas, em salinidade de 0 a 60 ‰, Carvalho (2004) encontrou que o SOTR dos aparelhos apresentava valores diferentes para cada salinidade testada, sendo mais eficientes em 30‰ de salinidade (Figura 4).

Figura 4. Relação existente entre a Taxa Padrão de Transferência de Oxigênio (SOTR, kg/h) de aeradores de pás em função da salinidade da água
Figura 4. Relação existente entre a Taxa Padrão de Transferência de Oxigênio (SOTR, kg/h) de aeradores de pás em função da salinidade da água

Deve ser dito que nem sempre a aeração noturna é necessária, sobretudo no início de cada cultivo. Um superávit de oxigênio relativamente alto no final da tarde, junto com uma demanda total de oxigênio (TOD) baixa, pode fazer com que o viveiro amanheça com concentrações de oxigênio acima de 50% da saturação. O vento da madrugada, se for relativamente forte, pode também fazer com que eventualmente o uso de aeradores seja dispensado.

Além dos benefícios na sobrevivência, ganho de peso e taxa de conversão alimentar, o cálculo diário das necessidades de aeração resulta numa economia significativa de energia, fato que acaba repercutindo positivamente na rentabilidade do cultivo.

Conseqüências da subestimação das necessidades de aeração

Subestimar o número de aeradores equivale a submeter os camarões a níveis de oxigênio letais ou sub-letais. Se letais, a mortalidade dos animais será evidente. Mas, se além disso, os camarões estiverem infectados com vírus, os animais mortos devorados pelos sobreviventes (geralmente indivíduos de menor tamanho), permitirão que a doença seja disseminada mais rapidamente devido à transmissão horizontal. Quando o oxigênio permanecer em concentrações sub-letais (abaixo de 50% e acima de 20% da saturação), os animais crescerão menos com o mesmo consumo de alimento, fazendo com que a taxa de conversão alimentar se incremente consideravelmente. Obviamente, os níveis sub-letais de oxigênio também farão com que os camarões fiquem com o sistema imune deprimido, deixando-os susceptíveis a contrair qualquer tipo de doença infecciosa.

Uma forma muito comum de subestimar o número de aeradores por viveiro é achar que todos os aeradores são iguais. Isto é o que acontece quando se assume que a potência instalada terá a mesma relação com a quantidade de quilogramas de oxigênio a ser incorporada na água por hora de funcionamento (por exemplo 15 HP por hectare). Não deve ser esquecido que toda potência (HP ou cv) tem seu equivalente proporcional em consumo de energia elétrica (kw/h) e, assim sendo, quanto maior a potência maior o consumo de energia. Porém, quando a potência é maior, não necessariamente será maior a incorporação de oxigênio, visto que cada marca e modelo de aerador possui diferentes valores de SOTR.

Um parâmetro importante a ser considerado quanto ao consumo de energia elétrica é o SAE (Standard Aerator Efficiency), cuja unidade referencial é quilogramas de oxigênio por cada quilo-watt-hora de energia consumida (kg O2/kwh). O SAE pode ser calculado dividindo o SOTR do aerador pela potência. Por exemplo, se o SOTR de um aerador for 3,2 kg O2/h, e a potência de 2cv, então o SAE é 3,2/2=1,6 kg/cvh. Uma vez feito isto, é necessário transformar a unidade de potência (cv) para unidades de consumo (kw), o que facilmente pode ser feito multiplicando o número anterior pelo fator 1,34. Assim, 1,6 kg/cvh x 1,34 cvh/kwh = 2,14 kg O2/kwh.

Na Tabela 2 encontramos um conjunto de aeradores com seus respectivos SOTR, SAE, e quantidade de unidades a serem colocados por viveiro de um hectare caso o TOD fosse de 11,5 kg O2/h.

Tabela 2. Número de aeradores por viveiro de um hectare e número de HP por hectare para cinco tipos diferentes de aeradores considerando uma demanda total de oxigênio (TOD) de 11,5 kg/h e um custo por kwh de energia de R$ 0,15
Tabela 2. Número de aeradores por viveiro de um hectare e número de HP por hectare para cinco tipos diferentes de aeradores considerando uma demanda total de oxigênio (TOD) de 11,5 kg/h e um custo por kwh de energia de R$ 0,15

Podemos observar, então, que nem sempre o número de HP por hectare vai nos dizer o número de aeradores que devemos colocar por viveiro pelo fato de que cada um dos aparelhos apresenta SOTRs diferentes. Conforme a tabela acima, o aerador da marca A mostra ser o mais apropriado em termos de custo-benefício. O aerador E, embora com boa eficiência e número de HP/ha semelhantes ao aerador anterior, não seria o mais indicado para este caso por precisar de uma infra-estrutura elétrica maior para suportar 12 aparelhos, ao invés de 6. Por outro lado, comparando o aerador A com o E, o primeiro acabaria dispensando menos cuidados que o segundo, pois os aparelhos precisam de manutenção e reparos a cada certo tempo. É melhor ter seis dores de cabeça do que doze! 


Referências

Boyd, C. 1990. Water quality in ponds for aquaculture. Auburn University, Alabama. Birmingham Publishing Co. Alabama. 482 pp.
Carvalho, J. 2004. Avaliação do comportamento do SOTR e SAE com dois tipos de aeradores em salinidades de 0 a 60‰. Dissertação de Mestrado em Aqüicultura, UFSC.
Fast , A. e Boyd, C. 1992. Water circulation, aeration and other management practices. In: Fast, A. e Lester, J. (Eds.). Marine shrimp culture: principles ans practices. Elsevier Science Publisher, Amsterdam, p. 457-495.
Graf, C., Gervais, N., Fernandes, M. P. C., Ayala, J. C. 2004. Transmissão da síndrome da necrose idiopática muscular (NIM) em Litopenaeus vannamei. Aqualider (www.aqualider.com.br)
Jiang, L. et al. 2004. Effect of dissolved oxygen on immune parameters of the white shrimp Litopenaeus vannamei. Fish and Shellfish Immunology, 18 (2): 185-188.
Jiang L. et al. 2004b. Modulatory effects of ammonia-N on the immune system of Penaeus japonicus to virulence of WSSV. Aquaculture, 241: 61-75.
Liu, C. et al. 2004. The immune response of the white shrimp Litopenaeus vannamei and its susceptibility to Vibrio infection in relation with the moult cycle. Fish & Shellfish Immunology, 16: 151–161.
McGraw, W. et al. 2001. Higher minimum dissolved oxygen concentrations increase penaeid shrimp yields in earthen ponds. Aquaculture, 199: 311-321.
Soto, M., Lotz, J. (2001). Epidemiological parameters of white spot syndrome virus infections in Litopenaeus vannamei and L. setiferus. Journal of Invertebrate Pathology, 78: 9–15.
Tseng, T., Chen, J. 2004. The immune response of white shrimp Litopenaeus vannamei and its susceptibility to Vibrio alginolyticus under nitrite stress. Fish and Shellfish Immunology, 17 (4): 325-333.
Wang, L., Chen, J. 2005. The immune response of white shrimp Litopenaeus vannamei and its susceptibility to Vibrio alginolyticus at diferent salinity levels. Fish & Shellfish Immunology, 18: 269-278.
Wu, R., Lam, P., Wan, K. 2002 Tolerance to, and avoidance of, hypoxia by the penaeid shrimp (Metapenaeus ensis). Environmental Pollution, 118: 351–355.