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Alta Tecnologia em Sistemas de Recirculação Aquícola

Alta Tecnologia em Sistemas de Recirculação Aquícola
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Katt Regina Lapa
Departamento de Aquicultura
Universidade Federal de Santa Catarina
kr.lapa@gmail.com

 

Introdução

Quando se trata de cultivos aquícolas em sistemas fechados de recirculação de água sabemos que a imaginação humana projeta e executa diferentes composições de unidades de cultivo com tratamento de água para reuso. A tecnologia conhecida como Sistemas de Recirculação Aquícola (chamada de RAS – Recirculating Aquaculture Systems) promove o recondicionamento da água para que a mesma permaneça nas unidades de cultivo por tempo determinado ou mesmo indeterminado. Este é o setor mais recente na aquicultura e que atrai a atenção de capital de risco considerável. Atenta a este setor, a Pentair Aquatic Eco-System vem oferecendo workshops projetados para amplo público, desde produtores inexperientes em RAS que desejam conhecer, estudar e implementar essas unidades de cultivo modernas em suas fazendas, até pesquisadores interessados em interagir com a indústria da recirculação aquícola. Pensando nisso e na reciclagem de conhecimentos eu fui conferir de perto um desses workshops.

 

Detalhes do workshop

Em março deste ano estive em Apopka (Florida – EUA), no centro de pesquisa e treinamento da PAES W.A.T.E.R. (Pentair Aquatic Eco-Systems World Aquaculture Technology, Engineering and Research). Durante quase uma semana tive aulas teóricas e práticas neste recém construído espaço para demonstração e investigação em RAS, que conta com instalações modernas dotadas de equipamentos de ponta para tratamento de água doce e salgada de forma 100% automatizada. O espaço oferece ao participante a oportunidade de ver os sistemas em operação com todos os componentes e métodos utilizados em projetos de RAS.

Quem ministrou o curso foi o Dr. Raul H. Piedrahita, professor emérito do Departamento de Engenharia Biológica e Agrícola da Universidade da Califórnia. Dr. Piedrahita tem ampla trajetória na área de engenharia de aquicultura, no qual trabalhou durante mais de 40 anos com tratamento de água para aquicultura, especialmente com controle de sólidos, hidrodinâmica de sistemas aquícolas e desenvolvimento de modelos matemáticos destas unidades de tratamento. Além disso, ele é membro fundador e ex-presidente da Aquacultural Engineering Society. Poder estar presente em sala de aula com um mestre como ele é sem dúvida uma grande experiência profissional.

Além dele, tivemos aulas também com o MSc. Dennis DeLong, biólogo e gerente de serviço ao cliente da Pentair Aquatic Eco-Systems. Sua vasta experiência já lhe permitiu projetar, construir e operar diversas instalações de RAS. Atualmente ele coordena os cursos e workshops oferecidos nesta unidade de treinamento. Todo o material utilizado no curso foi produzido por eles com a participação intensa do chefe de engenharia da Pentair Aquatic Eco-Systems, Dr. Thomas M. Losordo, que é outro pesquisador muito experiente, com mais de 40 anos de trabalho de investigação científica e tecnológica em RAS.

Figura 1. Unidades de bombeamento da planta piloto da Pentair.

 

Fachada da Pentair

Figura 2. Fachada da Pentair e a pesquisadora Katt Regina Lapa da UFSC.

Conteúdo ministrado

Durante o curso foram vistos diversos temas como:

  • Razões para uso de tecnologias de recirculação aquícola;
  • A falta de água em quantidade e qualidade para a produção;
  • Considerações críticas a se observar antes de projetar um RAS;
  • Impacto do alimento sobre o crescimento e metabolismo do animal e na qualidade de água;
  • Hidráulica dos tanques, geração e remoção de sólidos e nutrientes, consumo de oxigênio e controle de enfermidades;
  • Dimensionamento de RAS baseado em balanço de massa com incorporação de oxigênio, aquecimento ou esfriamento da água, remoção de amônia, CO2;
  • Manejo do RAS com automação em diversos pontos do sistema como a variação da vazão de recirculação, medição continua de parâmetros de qualidade de água e alimentadores automáticos ultramodernos;
  • E ainda considerações econômicas sobre custos de investimento.

Figura 3. Participantes do curso visualizando na prática um material suporte do leito móvel.

Todo o conteúdo teórico pôde ser observado na prática na unidade experimental. Para cada capítulo ministrado, os alunos eram levados as instalações para entrar em contato com os equipamentos, manejá-los e observar na prática seu funcionamento. O que vi nesses dias foram instalações modelos de RAS para todos os tipos, como pequenas unidades de produção até grandes tanques com capacidade de cultivo ainda não encontrados aqui no Brasil. As instalações são ultramodernas e construídas de modo impecável para realmente impressionar o espectador. Confesso que sou crítica e não consegui achar problema algum nos dias que estive por lá. Tudo instalado de modo simétrico, limpo, organizado e em perfeito funcionamento. Projetado e executado para impressionar.

 

Dicas importantes

Foi possível constatar a importância em dimensionar os sistemas de tratamento de água de modo a suportar a carga de ração a ser ofertada no final do cultivo, mantendo certa flexibilidade de variação de vazão de recirculação para possíveis ajustes no manejo. Isto é obtido com uso de conjuntos motobombas com inversores de frequência acoplados, no qual o operador ajusta rapidamente a vazão de recirculação que deseja operar… Uma maravilha!

Também foi destacado a necessidade de fornecer oxigênio de modo eficiente e em quantidade adequada para o cultivo e o biofiltro. Eles defendem que a intensificação do cultivo deve ser feita com o uso de oxigênio puro e que a relação custo/benefício pode ser bem vantajosa para grandes adensamentos. Os sistemas de backups também são de suma importância. Além do gerador de oxigênio, a unidade piloto possuía os cilindros de oxigênio puro e os sopradores de ar. Sendo este a última opção em caso de falha dos dois primeiros.

Outro destaque do curso foi para o sistema de remoção de sólidos. Primeiro que o projeto do tanque deve considerar o fluxo de água de tal modo que as fezes dos animais e a ração não aproveitada se dirija o mais rápido possível ao centro do tanque. Os tanques de cultivo possuem sistemas de dupla drenagem (Figura 5). Um para captura do material que se deposita no fundo do tanque (sólidos sedimentáveis) e outro para capturar as partículas em suspensão na água. Para isto, cada tanque tem instalado um sedimentador de pequeno diâmetro que recolhe rapidamente as fezes e outro sedimentador de maior diâmetro para promover fluxo laminar, com tempo de detenção hidráulica tal que favoreça a sedimentação da maior parte dos sólidos em suspensão. Isto faz com que a água e os custos de tratamento da água sejam reduzidos significativamente nas unidades subsequentes.

 

Filtro de tambor rotativo

Figura 4. Filtro de tambor rotativo e skimmer vistos durante o workshop.

 

Figura 5. Sistema de dupla drenagem dos tanques de cultivo. A: Vista geral; B: Vista interna.

Em relação a nitrificação foi dado ênfase ao dimensionamento dos biofiltros de leito móvel com material suporte para adesão microbiana de pequeno diâmetro, alta área superficial em relação ao seu volume e baixa densidade. Essa configuração tem favorecido a conversão de altas concentrações de amônia nos cultivos de grande densidade de peixes, principalmente de tilápias. Até pouco tempo atrás, projetava-se filtros percoladores para conversão da amônia a nitrato, pois estes não necessitavam de aeração extra para seu funcionamento adequado. Acontece que, para garantir a eficiência dos filtros percoladores é necessário o recalque da água para níveis tais que o incremento de energia elétrica necessário para tal torna-se significativo. Agora com o avanço da tecnologia dos conjuntos motobomba e o avanço nas pesquisas e desenvolvimentos de biorreatores mais eficientes, os biofiltros de leito móvel passaram a ser competitivos e estes devem ser considerados em novos projetos de RAS.

A PAES W.A.T.E.R. está aberta à visitação e ao desenvolvimento de projetos inovadores em RAS. Pelo que pude perceber eles criaram um modelo de informação de ponta aos produtores através dos treinamentos e vendas de produtos e equipamentos. Para aqueles que desejam fazer o curso sugiro que naveguem antes pelo site criado para visitação virtual chamado paeswater.com. Nele é possível conhecer e ler sobre tudo que está instalado na unidade de demonstração.

 

Visitas

O curso incorporou várias visitas ao laboratório de investigação e demonstração de RAS. Esta instalação forneceu aos participantes a oportunidade de ver os sistemas operacionais, equipamentos, produtos e métodos utilizados pela empresa. Foi uma reciclagem de conhecimento incrível, uma oportunidade de estar com produtores e profissionais do ramo trocando experiência e informações.

 

Conclusão

O Brasil está despertando para o reuso da água em cultivo aquícola, seja pela escassez ou pela qualidade de água disponível. Os laboratórios de investigação identíficadas diversas universidades do país estão investindo em unidades de pesquisa com Sistemas de Recirculação Aquícola e ensinando seus alunos sobre essas
novas tecnologias e as diversas formas de lidar com a água, promovendo o desenvolvimento da aquicultura. Penso que é questão de tempo, informação e desenvolvimento de equipamentos de custo acessível para que tenhamos RAS instalados comercialmente e em operação de modo signifi cativo em terras brasileiras.
Workshop RAS

Figura 6. A professora Katt Regina Lapa, do Departamento de Aquicultura da UFSC, recebendo o certificado de participação no workshop das mãos do Dr. Raul H. Piedrahita (à esquerda) e Dennis DeLong (à direita).

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