Aeração Mecânica

Na engorda de camarões Marinhos


Alberto J.P. Nunes, Ph.D.
[email protected]
Agribrands Purina do Brasil
São Lourenço da Mata, Pernambuco



Figura 1. Aerador mecânico em uma fazenda de camarões marinhos

Na medida em que a carcinicultura brasileira se moderniza e as tecnologias de engorda se intensificam, a aeração mecânica vem se tornando uma prática corriqueira e indispensável em um grande número de fazendas. A confirmação disso é o fato do Brasil já ser considerado o país do Hemisfério Ocidental que mais utiliza a prática de aeração mecânica no cultivo de camarões. Mesmo em antigos viveiros de engorda com áreas extensas de até 25 ha, a aeração vem sendo empregada com êxito. A aeração mecânica é uma poderosa ferramenta de cultivo capaz de incrementar a produtividade na engorda e melhorar a qualidade dos efluentes. Os aeradores geram turbulência e uma movimentação vigorosa da água de cultivo, proporcionando sua oxigenação, circulação e mistura (Fig. 1). Com isso, eliminam as diferenças térmicas na coluna d’água, aumentando as concentrações de oxigênio dissolvido e as taxas de degradação de matéria orgânica e nutrientes, diminuindo o acúmulo de compostos nitrogenados e homogeneizando os parâmetros de qualidade da água no ambiente de cultivo. Este artigo comenta as aplicações, as estratégias e as práticas de aeração mecânica empregadas na carcinicultura marinha.

Entendendo o Ciclo do Oxigênio Dissolvido

Na engorda de camarões, o oxigênio dissolvido (OD) é um dos parâmetros mais críticos do cultivo. Muitas vezes o resultado zootécnico de uma fazenda depende da habilidade do seu gerente de produção em detectar precocemente e reverter de forma satisfatória, as situações de baixa concentração de OD. Para isso, é necessário que se compreenda não somente os ciclos diários, como também os processos naturais de produção e consumo de oxigênio nos viveiros de camarão.

A aeração mecânica é utilizada para compensar as flutuações diárias de OD, mantendo níveis aceitáveis, superiores àqueles cujos processos naturais de produção de oxigênio são incapazes de proporcionar. Em viveiros de camarões marinhos, as concentrações de OD são dinâmicas, podendo exibir tanto ciclos diários (diferenças entre o dia e a noite), como uma estratificação vertical (variação entre a superfície e o fundo do viveiro). Estas alterações se devem ao fenômeno natural da fotossíntese e da respiração dos camarões e de outros organismos aquáticos que povoam o ambiente de cultivo, como as bactérias, plâncton, plantas aquáticas, etc.

A dinâmica do oxigênio reflete de maneira geral as condições ambientais do viveiro. A solubilidade do oxigênio na água é afetada pela temperatura, pressão atmosférica, salinidade, quantidade de matéria orgânica, como também pelas taxas fotossintéticas. De forma mais sucinta, podemos dizer que a solubilidade do oxigênio diminui tanto com o aumento da temperatura, como também com o aumento na salinidade.

Durante o dia, em um viveiro onde predominam organismos fotoautótrofos (fitoplâncton), há uma diminuição na concentração de dióxido de carbono (CO2) na água, ocorrendo uma maior produção de oxigênio (O2), como resultado da atividade fotossintética. À noite, devido a ausência de luz solar (energia luminosa), o fitoplâncton passa a obter sua energia a partir de processos respiratórios, resultando no consumo de oxigênio e na liberação de CO2.

Qualquer excedente de matéria orgânica no viveiro, seja na forma de um fertilizante em excesso, mortalidade de plâncton, alimento não consumido ou organismos mortos, ocasionará uma Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que vem a ser a quantidade de oxigênio requerido pelos microrganismos para o processo de decomposição e será proporcional a quantidade de material orgânico excedente no viveiro.

Em viveiros que operam sem aeração mecânica, a produção natural de OD (fotossíntese) durante o dia geralmente excede o consumo (respiração). No período da noite, com a ausência de luz solar, a produção de oxigênio através da fotossíntese é interrompida, mas a respiração dos camarões e dos outros organismos aquáticos continua. Nesta situação, devido ao processo acumulativo de oxigênio ao longo do dia, as concentrações de OD alcançam seu pico ao entardecer. À noite, o OD vai se exaurindo sucessivamente atingindo seu nível mais baixo no início da manhã, logo após o nascer do sol (Fig. 2).

Figura 2. Variações nas concentrações de oxigênio dissolvido (mg/L) por um período de 24 hrs em um viveiro de engorda de camarões marinhos. O viveiro operou sem aeração mecânica com uma densidade inicial de 15 camarões/m2. Avaliações conduzidas do fundo do viveiro em 5 dias distintos ao longo do ciclo de produção, com medições contínuas a cada 10 minutos.
Figura 2. Variações nas concentrações de oxigênio dissolvido (mg/L) por um período de 24 hrs em um viveiro de engorda de camarões marinhos. O viveiro operou sem aeração mecânica com uma densidade inicial de 15 camarões/m2. Avaliações conduzidas do fundo do viveiro em 5 dias distintos ao longo do ciclo de produção, com medições contínuas a cada 10 minutos.


O oxigênio dissolvido é expresso em termos percentuais (% de saturação de OD na água), em ppm (partes por milhão) ou ainda em mg/L (miligramas por litro), sendo esta última a unidade mais utilizada. Na aqüicultura, a escala de OD varia de zero a 10 mg/L. O nível de OD na água é facilmente medido através de um equipamento portátil (geralmente digital) chamado de oxímetro (Fig. 3).

Figura 3. Oxímetro digital empregado para determinar as concentrações de oxigênio dissolvido na água.
Figura 3. Oxímetro digital empregado para determinar as concentrações de oxigênio dissolvido na água.

Fatores que Afetam os Requerimentos de Oxigênio

Os camarões são organismos bentônicos, habitando o sedimento dos viveiros de cultivo. Na camada mais superficial destes sedimentos, as concentrações de oxigênio dissolvido (OD) são baixas e podem alcançar níveis anaeróbicos (ausência completa de oxigênio) já a alguns centímetros da superfície. Portanto, em relação ao outros animais aquáticos cultivados, os camarões marinhos conseguem tolerar ambientes mais anóxicos.

As exigências dos camarões marinhos quanto ao nível de OD variam conforme a espécie e o tamanho do indivíduo. Proporcionalmente, uma pós-larva com seu metabolismo acelerado, consome mais oxigênio quando comparado a um indivíduo adulto (consumo de oxigênio por peso vivo). Contudo, em termos quantitativos, o consumo de oxigênio é obviamente mais elevado em camarões maiores.

Nas fases finais do ciclo de engorda, a demanda de oxigênio aumenta devido a maior biomassa estocada de camarões, às taxas mais elevadas de alimentação e ao acúmulo de matéria orgânica. Se considerarmos, por exemplo, um viveiro de 5 ha, povoado com camarões de 1,0 g a uma densidade de 25 camarões/m2 (população de 1.250.000 camarões), teremos uma biomassa estocada de 1.250 kg (5 ha x 25 camarões/m2 x 1,0 g). Na fase final de cultivo, com camarões de 12,0 g, e considerando uma sobrevivência estimada em 62% (população de 775.000 camarões), teremos uma biomassa de 9.300 kg de camarões (775.000 camarões x 12 g). Na despesca, a biomassa estocada de camarões será quase 10 vezes superior, se comparada a do dia do povoamento. Portanto, as taxas de consumo de OD ao longo do ciclo de engorda, deverão obedecer pelo menos algo proporcional a biomassa de camarões estocada.

No Penaeus monodon, concentrações de 0,9 mg OD/L são letais para 50% dos animais quando expostos por um período contínuo de 4 dias. Contudo esta espécie consegue suportar níveis de até 0,35 mg OD/L por um curto espaço de tempo. Em comparação, a faixa letal para o Marsupenaeus japonicus varia de 0,5 a 1,0 mg OD/L, e de 1,0 a 1,4 mg OD/L no Fenneropenaeus chinensis. Em viveiros de engorda do Litopenaeus vannamei, dependendo do tempo de exposição, concentrações entre 0,8 a 1,5 mg OD/L podem ser letais.

De uma forma geral, efeitos subletais ou sinais de anorexia são detectados abaixo de 1,0 mg OD/L. Em níveis intoleráveis, os camarões sobem à superfície do viveiro, apresentam natação irregular e/ou uma movimentação acelerada das brânquias. Recomenda-se que em viveiros de camarão, o oxigênio permaneça na faixa entre 2,5 e 8,0 mg OD/L, e sempre superior a 2,0 mg OD/L. Uma concentração de OD inferior a 2,0 mg/L já pode inibir os animais de deixarem o sedimento a procura de alimento (Tabela 1).

Tabela 1. Baixas concentrações de oxigênio dissolvido (OD em mg/L) e os efeitos sobre os camarões marinhos.
Tabela 1. Baixas concentrações de oxigênio dissolvido (OD em mg/L) e os efeitos sobre os camarões marinhos.
Objetivos da Aeração

As fazendas de camarão empregam aeradores por inúmeras razões. Na maioria dos casos, o objetivo principal é permitir um aumento nas densidades de estocagem para se alcançar produtividades mais elevadas. Em fazendas que operam com aeração mecânica, produtividades de camarão de 3 a 5 ton/ha/ciclo são comuns. Contudo, produtividades entre 5 e 15 ton/ha/ciclo não são raras e podem ser alcançadas em fazendas intensivas que usam densidades superiores a 50 camarões/m2. Em um levantamento conduzido na Ásia e América Latina, foi determinado que praticamente metade das fazendas de camarão investigadas que usam aeração, operam com densidades de estocagem entre 21 a 50 camarões/m2 (Fig. 4).

Figura 4. Taxa média de aeração (cv/ha) em 29 fazendas comerciais investigadas na Ásia e América Latina.
Figura 4. Taxa média de aeração (cv/ha) em 29 fazendas comerciais investigadas na Ásia e América Latina.

Prevenir a falta de oxigênio dissolvido nos viveiros é a segunda maior razão para o uso de aeradores mecânicos na carcinicultura. A depleção do oxigênio dissolvido é freqüente em sistemas mais intensivos de cultivo ou sob condições de alta temperatura da água, onde pode ocorrer um aumento incomum de atividade fotossintética. Isto resulta em um rápido incremento das concentrações de OD durante o dia, seguido de uma redução ou completa exaustão no período noturno.

A aeração mecânica também é utilizada para minimizar o risco de introdução de enfermidades em um determinado empreendimento. Em áreas onde há incidência de doenças, a renovação de água é evitada e, neste caso, as concentrações de OD só conseguem ser mantidas através de aeração suplementar. Também já foi observado uma relação entre o uso de aeração e a redução no índice de viveiros afetados com vibriose. A aeração mecânica é comumente utilizada em sistemas super-intensivos para resuspender material orgânico e criar comunidades microbianas heterotróficas no viveiro, com o intuito de purificar a água e reciclar proteína não utilizada. Outros objetivos incluem a circulação de água, a destratificação de viveiros com renovação zero e a redução da região de acúmulo de sedimentos no viveiro.

Figura 5. Aerador de pás ou palhetas (A) em relação a um injetor de ar (B).
Figura 5. Aerador de pás ou palhetas (A) em relação a um injetor de ar (B).

Desvendando os Aeradores Os tipos de aeradores mais predominantes na carcinicultura são aqueles denominados aeradores de pás ou palhetas (Fig. 5A).

Esses equipamentos apresentam uma melhor relação benefício-custo em relação a outros tipos de aeradores (Fig. 5B), pois requerem menos manutenção, além de apresentarem uma maior eficiência de oxigenação da água. Em comparação a outros tipos de equipamentos, os aeradores de pás também conseguem gerar correntes de água de até 10 m de comprimento, direcionando os dejetos na coluna d’água e do fundo do viveiro para uma única área, dependendo do posicionamento e alinhamento dado aos equipamentos.

Os aeradores de pás podem apresentar variações quanto a potência do motor, número e formato de pás (ou palhetas), rotores e flutuadores, como também no tipo de material utilizado em sua fabricação (Fig. 6).

Figura 6. Componentes de um aerador de pás: (1) proteção do motor; (2) motor; (3) redutor; (4) pá ou palheta; (5) flutuador; (6) e (7) eixo ou haste; (8) e (15) suporte plástico de sustentação; (9) e (10) junta móvel; (11) e (12) moldura ou base; (14) base do redutor.
Figura 6. Componentes de um aerador de pás: (1) proteção do motor; (2) motor; (3) redutor; (4) pá ou palheta; (5) flutuador; (6) e (7) eixo ou haste; (8) e (15) suporte plástico de sustentação; (9) e (10) junta móvel; (11) e (12) moldura ou base; (14) base do redutor.

Os flutuadores são leves, geralmente fabricados de polietileno de alta densidade para resistir ao impacto e tolerar exposição à luz solar e a acidez da água. Na parte superior dos flutuadores é fixada uma moldura ou base com perfurações e fixadores, feita de aço inoxidável ou náilon rígido para suportar a deformação e a corrosão da água. É preferível os flutuadores de uma única peça, sem soldas, para impedir a infiltração de água. Na moldura são fixados suportes plásticos de sustentação, com borracha na sua parte interna para apoio do eixo principal. As borrachas devem ser constituídas de material especial com alta durabilidade para evitar uma reposição freqüente e um desgaste ou atrito do eixo. O eixo, manufaturado com náilon rígido ou aço inoxidável (mais comum), liga-se ao redutor por meio de uma junta móvel, como também aos rotores de fixação das pás.

O redutor assemelha-se a uma caixa de transmissão (Fig. 7), possuindo no seu interior uma engrenagem ou cilindro em espiral. É produzido para possuir um coeficiente de baixa fricção de forma a reduzir ao máximo a perda de energia gerada pelo motor.

Figura 7. Detalhes de um aerador de pás, com o motor e redutor, ligado ao eixo através das juntas móveis. Observe a rosca de cor vermelha, para permitir a troca de óleo e lubrificação do redutor. O rotor é a roda para fixação das pás ou palhetas.
Figura 7. Detalhes de um aerador de pás, com o motor e redutor, ligado ao eixo através das juntas móveis. Observe a rosca de cor vermelha, para permitir a troca de óleo e lubrificação do redutor. O rotor é a roda para fixação das pás ou palhetas.

A caixa do redutor é vedada, com apenas um orifício, fechado com uma rosca removível para troca de óleo do sistema. O motor fica suspenso e fixado em uma base no redutor, com um eixo conectado às transmissões do redutor. A caixa do motor é feita de alumínio ou aço jateado, às vezes possuindo invólucros de alumínio nas suas partes mais expostas a água. A caixa do motor é importante não simplesmente para a proteção dos seus componentes internos, mas também para abafar o ruído excessivo do motor, fator estressante para os camarões. Os motores possuem potência variável, sendo mais comum o uso de aeradores com 1 a 2 cv de potência, com voltagem de 100 a 440 volts. O redutor e o rotor são abrigados em uma cobertura de material plástico rígido. Todos os parafusos e roscas empregados para fixação dos componentes devem ser de aço inoxidável.

Os aeradores mais empregados em fazendas de camarão são providos com dois conjuntos de rotores em cada um dos lados, cada um consistindo de um total de 8 até 40 palhetas dependendo do desenho das pás e modelo de aerador. As pás são fabricadas de material plástico ou náilon rígido. São removíveis para permitir sua substituição ou reparo. Alguns modelos permitem a alteração ou ajuste do seu ângulo de atuação em relação à lâmina água.

Comprando Aeradores: O Que Observar

Ao contrário do que algumas pessoas sugerem, os aeradores são equipamentos complexos, fabricados com materiais especiais, leves e resistentes ao uso contínuo, com ângulos e medidas determinadas após inúmeros testes de eficiência. É por este motivo que os aeradores caseiros devem ser evitados em operações comerciais. Todos os aspectos relacionados à qualidade, tipo de material utilizado na fabricação, modelo do equipamento e integridade da empresa fabricante devem ser levados em consideração durante a aquisição de um aerador. Outros aspectos incluem acesso a assistência técnica e a facilidade de reposição de peças. O formato das pás, por exemplo, pode afetar a eficiência de oxigenação, como também o consumo de energia (Fig. 8).

Figura 8. Modelo de pás mais freqüentemente observado nas fazendas de camarões marinhos da Região Nordeste.
Figura 8. Modelo de pás mais freqüentemente observado nas fazendas de camarões marinhos da Região Nordeste.

Motores ou materiais de baixa resistência podem significar quebras mais freqüentes, maiores custos de manutenção e um elevado risco, principalmente quando se trabalha sob condições intensivas, com uma alta densidade de camarão. A eficiência de oxigenação, a confiabilidade no equipamento e a facilidade de manutenção foram citados por 29 fazendas de camarão marinho entrevistadas na Ásia e América Latina (8 fazendas brasileiras) como sendo os três itens de maior prioridade durante a aquisição de um aerador (Tabela 2). O custo do equipamento e o acesso a crédito foram listados como o 4° e 5° itens de maior prioridade, respectivamente.

Tabela 2. Áreas consideradas de mais alta prioridade por produtores de camarão marinho durante a aquisição de equipamentos de aeração. Os valores referem-se ao número de respostas dadas pelos entrevistados em cada ordem de prioridade. Lacunas sombreadas indicam a prioridade máxima (Fonte: Nunes & Musig, 2001. GAA - Global Aquaculture Alliance).
Tabela 2. Áreas consideradas de mais alta prioridade por produtores de camarão marinho durante a aquisição de equipamentos de aeração. Os valores referem-se ao número de respostas dadas pelos entrevistados em cada ordem de prioridade. Lacunas sombreadas indicam a prioridade máxima (Fonte: Nunes & Musig, 2001. GAA – Global Aquaculture Alliance).
Instalação, Posicionamento e Alinhamento dos Aeradores

Os aeradores são introduzidos no viveiro precedendo o povoamento dos camarões. Neste momento, as áreas de posicionamento já devem ter sido estudadas e definidas. O sistema de fiação elétrica, submerso ou aéreo, e o quadro de comando, também já devem estar prontos para acionamento. Os aeradores são ancorados na área de cultivo por meio de estacas de madeira introduzidas no piso do viveiro e amarradas ou inseridas nas argolas de fixação da base do aerador (Fig. 9).

Figura 9. Poste de eletricidade e fixação do aerador por meio de estaca.
Figura 9. Poste de eletricidade e fixação do aerador por meio de estaca.

Uma vez instalados e fixados em uma determinada área do viveiro, os aeradores não devem ser realocados. A redistribuição dos aeradores durante o ciclo de produção causa agitação de material repousado no piso do viveiro, podendo ocasionar a liberação de substâncias tóxicas na água. O posicionamento dos aeradores no viveiro é um aspecto importante, pois afeta a circulação da água, o transporte de sólidos em suspensão, definindo as áreas preferenciais para maior oxigenação no ambiente de cultivo (Fig. 10).

Figura 10. Alinhamento e distanciamento dos aeradores em um viveiro de engorda de camarões marinhos.
Figura 10. Alinhamento e distanciamento dos aeradores em um viveiro de engorda de camarões marinhos.

Os camarões tendem a evitar regiões mortas do viveiro com baixa oxigenação ou onde exista um excesso de compostos nitrogenados, como amônia, metano ou gás sulfídrico. Os aeradores mecânicos podem promover uma melhor circulação da água e a centralização de dejetos quando posicionados na periferia e ao redor dos viveiros. Em uma pesquisa recente realizada na Austrália foram quantificados os efeitos simulados de três diferentes alinhamentos de aeradores: em linha, diagonalmente e paralelamente; (Fig. 11).

Figura 11. Posicionamento de aeradores com intuito de promover a circulação e centralizar o acúmulo de dejetos em viveiros retangulares de engorda (Peterson et al., 2001).
Figura 11. Posicionamento de aeradores com intuito de promover a circulação e centralizar o acúmulo de dejetos em viveiros retangulares de engorda (Peterson et al., 2001).

Foi concluído que os aeradores posicionados diagonalmente e em paralelo geram menos turbulência em partículas repousadas no sedimento e um menor percentual de áreas mortas ou sem oxigenação no viveiro.

No Brasil, os alinhamentos apresentados na Fig. 11 não são ainda empregados. As fazendas ainda adotam alinhamentos tradicionais (Figs. 10 e 12), geralmente associados à geometria e a área útil de cultivo. Em viveiros retangulares, os aeradores são instalados paralelamente e eqüidistantes em até 10 m um do outro, todos posicionados no mesmo sentido conforme a direção predominante do vento. Os aeradores são alojados dentro de um raio de 45º a 90º em relação aos taludes, no lado de maior extensão do viveiro. Em viveiros sem enrocamento, os aeradores devem ser posicionados distantes em pelo menos 10 m dos taludes para evitar a erosão(Fig12).

Figura 12. Posicionamento de aeradores próximos aos taludes geram erosão, sólidos em suspensão e perda de área cultivável.
Figura 12. Posicionamento de aeradores próximos aos taludes geram erosão, sólidos em suspensão e perda de área cultivável.
Figura 13. Aeradores no canal de adução auxiliam no aumento do oxigênio dissolvido antecedendo a entrada de água nos viveiros.
Figura 13. Aeradores no canal de adução auxiliam no aumento do oxigênio dissolvido antecedendo a entrada de água nos viveiros.

Em casos excepcionais, os aeradores são instalados no canal de adução (Fig. 13).

Deve ser evitado o posicionamento de aeradores em áreas muito rasas (< 0,8 m), pois pode ocasionar raspagem do solo e gerar um excesso de sólidos suspendidos na água.

Requerimentos de Aeração Mecânica

Parâmetros

A exigência exata de aeração mecânica em um viveiro de engorda de camarões é um fator complexo de determinar. As unidades de engorda ou viveiros de produção apresentam ampla variação ecológica e, portanto, uma demanda distinta de oxigênio dissolvido. As fazendas também sofrem uma influência ambiental que oscila de acordo com sua localização geográfica e época do ano. No Nordeste, por exemplo, durante o período seco, há uma maior predominância de ventos e assim uma melhoria nos processos naturais de oxigenação da água. Pesquisas recentes também indicam que as taxas de transferência de oxigênio dissolvido dos aeradores de pás praticamente dobram a cada 10 ppt (partes por mil) de aumento na salinidade da água.

A magnitude das flutuações de OD na água aumenta com um incremento na abundância de fitoplâncton. Águas muito esverdeadas, com uma transparência reduzida (< 30 cm) pode ser um indicativo de quantidades excessivas de fitoplâncton, particularmente de algas do tipo clorofíceas. A principal conseqüência de águas com tais características é a redução ou depleção de OD e a produção de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2). Nesta situação, os níveis de OD podem apresentar-se excepcionalmente elevados durante o dia, alcançando concentrações críticas no período noturno. Estas condições não são benéficas ao crescimento e a sobrevivência de camarões em viveiros, podendo ocasionar mortandade da população cultivada.

Menores taxas de renovação de água, acúmulo de material orgânico no fundo do viveiro ou uma biomassa de camarões excessivamente alta, particularmente na fase final do cultivo, podem também gerar uma queda nos níveis de OD. Contudo, em pesquisas recentes, camarões expostos a concentrações estressantes de OD (de 0,5 a 0,6 mg/L ou 1,0 a 1,1 mg/L) por períodos de 4, 8 e 12 hrs durante 21 dias de cultivo não apresentaram redução no crescimento ou no fator de conversão alimentar. Isto sugere que em situações de crise de OD por um curto espaço de tempo não necessariamente significa que as taxas de alimentação devam ser reduzidas ou que os camarões sejam despescados prematuramente, considerando que outros parâmetros de qualidade de água sejam mantidos a níveis aceitáveis.

Devido a esta complexidade, os requerimentos de aeração mecânica têm sido estimados empiricamente, com base na experiência e resultados obtidos a nível comercial. Os produtores utilizam parâmetros como a biomassa estocada, a quantidade diária de ração fornecida, as condições climáticas e de qualidade da água, além de dados de desempenho zootécnico (crescimento, sobrevivência, produtividade, etc) para prever a quantidade necessária de aeradores.

Limites

Os aeradores devem ser utilizados a partir do momento em que a biomassa estocada de camarões exceder 0,2 kg/m2 ou 2,0 ton/ha. Sob uma densidade de estocagem inicial de 60 camarões/m2 e considerando uma média de mortalidade de 20% nas primeiras semanas de cultivo, este valor deverá ser ultrapassado quando os camarões alcançarem 4,1 g de peso. De fato, em fazendas comerciais de cultivo, a aeração mecânica somente passa ser utilizada a partir do 2º mês de engorda. No 1° mês de cultivo, a aeração é utilizada somente em situações de aparente estresse dos animais ou em dias nublados.

Contudo, a prática também tem demonstrado que é possível operar viveiros com uma densidade inicial de até 40 camarões/m2 sem o uso de aeração mecânica e alcançar produtividades superiores a 3,0 ton/ha/ciclo (Fig. 14) .

Figura 14. Relação produtividade de camarões e densidade de estocagem em viveiros de engorda operados com (CA) e sem (SA) o uso de aeração mecânica. Os gráficos representam dados de 54 (CA) e 75 (SA) viveiros comerciais de engorda. Os viveiros investigados possuem uma área média de 4,1 ha - CA (mínimo 1,3 ha; máximo 8,5 ha) e 4,9 ha - SA (mín. 1,0 ha; máx. 30,0 ha). As densidades iniciais de estocagem variaram em média de 26,8 camarões/m2 - SA (mín. 14,5 cam./m2; máx. 46,9 cam./m2) a 38,9 camarões/m2 - CA (mín. 17,0 cam./m2; máx. 128,0 cam./m2). Os viveiros CA foram operados com uma média de aeração de 4,3 cv/ha (mín. 0,3 cv/ha; máx. 15,0 cv/ha). Resultados coletados em 2001, provenientes de fazendas de camarão marinho da Região Nordeste do Brasil.
Figura 14. Relação produtividade de camarões e densidade de estocagem em viveiros de engorda operados com (CA) e sem (SA) o uso de aeração mecânica. Os gráficos representam dados de 54 (CA) e 75 (SA) viveiros comerciais de engorda. Os viveiros investigados possuem uma área média de 4,1 ha – CA (mínimo 1,3 ha; máximo 8,5 ha) e 4,9 ha – SA (mín. 1,0 ha; máx. 30,0 ha). As densidades iniciais de estocagem variaram em média de 26,8 camarões/m2 – SA (mín. 14,5 cam./m2; máx. 46,9 cam./m2) a 38,9 camarões/m2 – CA (mín. 17,0 cam./m2; máx. 128,0 cam./m2). Os viveiros CA foram operados com uma média de aeração de 4,3 cv/ha (mín. 0,3 cv/ha; máx. 15,0 cv/ha). Resultados coletados em 2001, provenientes de fazendas de camarão marinho da Região Nordeste do Brasil.

Apesar de existirem casos isolados, além da dificuldade de padronizar os limites máximos sustentáveis conforme já discutido, a faixa entre 35 a 40 camarões/m2 pode ser considerada crítica em relação a demanda de oxigênio. Aparentemente a partir deste ponto, o consumo de oxigênio dissolvido aumenta além da concentração disponível no ambiente, principalmente em resposta a maior biomassa de camarões e as taxas mais elevadas de alimentação.

Potência A potência de aeração exigida por área cultivada é comumente expressa em cavalos de força por hectare ou cv/ha. Pode também ser utilizada a expressão cv por biomassa de camarão estocado (cv/kg) ou ainda quilowatt por kg (kW/kg; 1 kW = 1,34 cv ou 1 cv = 0,746 kW). Acima do patamar dos 2.000 kg de camarão por ha, cada 1 kW de aeração consegue suportar 500 kg de camarão. No Brasil, os aeradores vêm sendo utilizados a níveis que variam entre 2 e 8 cv por ha ou para cada 200 a 400 kg de camarão estocado (densidade inicial). Níveis mais elevados de até 10 cv/ha são também empregados em menor escala para densidades superiores a 80 camarões/m2. Aparentemente, em situações de até 60 animais/m2 são necessários de 4 a 6 cv/ha para garantir um fornecimento adequado de oxigênio dissolvido. Contudo, tem sido observado a nível comercial que um aumento sucessivo da relação número de camarões e potência de aeração por área cultivada proporciona incrementos substanciais na produtividade final de camarões.

Fontes de Energia

Uma das maiores barreiras para um uso mais difundido da aeração mecânica são os custos relacionados a eletrificação da unidade produtiva, a aquisição dos aeradores como também os gastos operacionais derivados do uso desta tecnologia. A aeração mecânica se tornou mais popular no Brasil em comparação ao outros países produtores de camarão da América Latina provavelmente devido a um acesso mais fácil a eletricidade em áreas rurais. A eletricidade gerada por hidroelétricas é também mais barata quando comparada a outras fontes de energia.

Fontes de Energia Uma das maiores barreiras para um uso mais difundido da aeração mecânica são os custos relacionados a eletrificação da unidade produtiva, a aquisição dos aeradores como também os gastos operacionais derivados do uso desta tecnologia. A aeração mecânica se tornou mais popular no Brasil em comparação ao outros países produtores de camarão da América Latina provavelmente devido a um acesso mais fácil a eletricidade em áreas rurais. A eletricidade gerada por hidroelétricas é também mais barata quando comparada a outras fontes de energia.

Estima-se que em fazendas de camarão no Brasil gasta-se quase duas vezes mais para gerar um kWh de energia através de geradores movidos a diesel (1 kWh = R$ 0,11) em relação a eletricidade derivada de plantas hidroelétricas (1 kWh = R$ 0,07). Em um levantamento realizado em 29 fazendas de camarão da Ásia e América Latina em 2001, revelaram que em 60% dos casos os custos de eletricidade com a aeração alcança em média US$ 0,07/kWh (sete centavos de dólar por quilowatt/hora) (Fig. 15).

Figura 15. Custo médio da fonte de energia (em US$ por kWh ou US$ por litro de diesel) em fazendas da América Latina e Ásia.
Figura 15. Custo médio da fonte de energia (em US$ por kWh ou US$ por litro de diesel) em fazendas da América Latina e Ásia.

Os custos com diesel variaram de US$ 0,31-0,40/L (8% dos casos) a US$0,41-0,50/L. Fontes alternativas de energia como a energia solar e a energia eólica devem ser consideradas como importantes áreas de investigação no futuro.

Apesar da eletricidade ser a fonte predominante de energia em fazendas que utilizam aeradores mecânicos, geradores ou pequenos motores movidos a diesel ou gasolina são também empregados em menor escala (Fig. 16).

Figura 16. Fazenda do Equador sem acesso a energia elétrica, utilizando gerador movido a diesel como fonte de energia.
Figura 16. Fazenda do Equador sem acesso a energia elétrica, utilizando gerador movido a diesel como fonte de energia.

Em casos de emergência, é indispensável a fazenda dispor de um grupo gerador, pois a queda de força é apontada como uma das principais causas da mortalidade de camarões em viveiros aerados (Fig. 17).

Figura 17. Gerador de 140 kva (quilovoltampere) em uma fazenda de camarões. Em sistemas que operam com alta densidade de estocagem, deve ser avaliado a locação ou compra de um gerador como uma fonte extra de energia para casos de emergência.
Figura 17. Gerador de 140 kva (quilovoltampere) em uma fazenda de camarões. Em sistemas que operam com alta densidade de estocagem, deve ser avaliado a locação ou compra de um gerador como uma fonte extra de energia para casos de emergência.

Durante o dimensionamento da potência do gerador requerido, deve ser dado uma margem de segurança de 30%.

Funcionamento dos Aeradores

O horário e o tempo requerido de funcionamento dos aeradores está associado às condições de qualidade de água e a biomassa estocada. Em sistemas intensivos (acima de 40 camarões/m2) os aeradores devem ser ligados principalmente em dias nublados ou chuvosos e durante os períodos noturnos, quando diminuem ou cessam os processos naturais de oxigenação da água através da fotossíntese. Em horários muito quentes, os aeradores devem também ser ligados para reduzir possíveis condições de estratificação térmica da água. Na prática, a partir do 2° mês de cultivo, os aeradores são ligados durante a noite por períodos de 8 a 12 hrs. Em cultivos mais intensivos, estes equipamentos são operados alternadamente praticamente de forma contínua.

Não há necessidade de desligar os aeradores durante a alimentação dos camarões. Independente da situação, a constatação dos níveis de oxigênio dissolvido (OD) da água é o que determina a necessidade ou não do funcionamento dos aeradores. Em viveiros, recomenda-se conduzir mensurações diárias de OD, principalmente cedo pela manhã, final da tarde e meia-noite, a alguns centímetros do fundo, meia-água e superfície.

Manutenção e Monitoramento

Toda fazenda deve estabelecer um cronograma de manutenção dos aeradores para evitar quebras ao longo do ciclo de produção (Tabela 3).

A manutenção envolve a verificação e a reposição de componentes do sistema elétrico e mecânico, como a troca de óleo e a checagem dos fusíveis do quadro de comando (Fig. 18).

Figura 18. Manutenção de um aerador após um ciclo de engorda.
Figura 18. Manutenção de um aerador após um ciclo de engorda.

Durante a noite, é aconselhável checar o funcionamento dos equipamentos, principalmente em fases críticas do cultivo. Uma forma simples de determinar se os aeradores estão funcionamentono período noturno, é tentar ouvir o barulho gerado pela agitação da água como também a reflexão de pequenas bolhas de ar na superfície do viveiro. Ao longo do ciclo de produção, o Gerente de Produção deve também inspecionar o bom funcionamento dos equipamentos. Alguns produtores experientes avaliam a eficiência do aerador pelo comprimento da corrente formada na superfície da água pelo equipamento.

Custos e Investimentos com Aeração

Os aeradores com 2 cv potência alcançam um preço entre US$ 600-650/unidade. Resultados comerciais de engorda de 54 viveiros em fazendas Nordestinas indicam que para cada 1 cv/ha pode ser produzido em média 1.103 kg de camarão ou ainda 1.000 kg/ha para cada 1,1 cv empregado (Fig. 14). De forma objetiva, pode-se dizer que estes resultados justificam o investimento e o custo operacional adicional com o uso da aeração mecânica. É possível que em sistemas semi-intensivos, que operam com densidades entre 25 e 30 camarões/m2, os investimentos e os custos operacionais com a aeração mecânica excedam seus benefícios ambientais e econômicos. Nestas condições, a aeração suplementar é dispensável. O emprego de aeração mecânica também reduz a dependência da renovação de água, diminuindo os custos com bombeamento. Em condições super-intensivas, em um viveiro experimental no Nordeste, operando com renovação próxima a zero, cada cv utilizado foi capaz de sustentar uma produtividade de até 3.043 kg de camarão. Os benefícios gerados pela aeração mecânica, através de uma melhoria na qualidade dos efluentes, também validam os custos desta tecnologia.

Perspectivas

A aeração mecânica pode ser usada em inúmeras situações e sistemas de cultivo, como uma medida emergencial, remediadora ou ainda como um método prático para incrementar a produção no cultivo de camarões. Melhorias no desenho das palhetas já proporcionam uma maior eficiência na transferência de gases. Aeradores com diferentes gradientes de velocidade para um funcionamento variável entre o dia e a noite, deverão otimizar a oxigenação, proporcionando maior economia nos custos com eletricidade. Mecanismos de automação de aeradores por meio de sensores de oxigênio dissolvido já é uma tecnologia disponível no mercado, contudo ainda relativamente cara e exigindo manutenção freqüente para resistir as condições adversas e aos regimes de trabalho das fazendas comerciais de cultivo. Pesquisas para avaliar um melhor posicionamento e alinhamento dos aeradoes em viveiros comerciais, testes de performance, durabilidade e resistência entre marcas e modelos, como também as aplicações no tratamento de efluentes devem ser consideradas áreas prioritárias. Na medida em que os carcinicultores tomam conhecimento dos benefícios da aeração mecânica, estratégias de aeração e novas tecnologias deverão surgir na indústria, fazendo com que os aeradores se tornem uma ferramenta ainda mais acessível e popular na carcinicultura marinha.