Níveis fiáveis de O2 em unidades de criação de

RELATÓRIO DE APLICAÇÃO
ANÁLISE DO PROCESSO
SONDA ÓPTICA DE OXIGÉNIO LDO
CRIAÇÃO DE TRUTAS
Níveis fiáveis de O2 em unidades
de criação de trutas com o LDO
É necessário manter níveis adequados de oxigénio na água das instalações
de piscicultura, uma vez que a produção de peixe irá sofrer se este nível for
demasiado baixo. A densidade, consumo de alimentos e resistência às doenças são factores essenciais em termos de rentabilidade, encontrando-se
Autores:
Alexander Tautenhahn
- Engenheiro de produção
piscícola
- Co-proprietário da
Forellenzucht Trostadt GbR
directamente dependentes da concentração de oxigénio. Kirsten e Alexander
Tautenhahn são os proprietários de uma unidade de criação de trutas em
Trostadt, na Turíngia, desde 1991. Os níveis de oxigénio nas instalações têm
vido a ser monitorizados pelo sistema LDO da HACH LANGE LDO desde
Julho de 2005. A ➔ precisão das medições, mesmo a concentrações elevadas,
assegura uma transferência de oxigénio óptima – mesmo durante a noite,
quando não existe fluxo em torno dos sensores. O ➔ sensor robusto e a
extensa ➔ garantia de desempenho asseguram uma operação de confiança a
longo prazo.
Uwe Karg
- Engenheiro de tecnologia das
águas
- Produtos de Aplicação do Processo da HACH LANGE
LDO_CRIAÇĂO DE TRUTAS
O significado do oxigénio na
produção de peixe
Fig. 1: Ovos de truta na fase inicial
Dados da unidade
Abastecimento de Água de nascente
água
Temperatura da
8-10 °C
água
Caudal
50-150 l/s
Desgasificação
100 mg/l a 8-10 mg/l
Produção anual
3000 kg/l·s
Unidade licenciada, livre de doenças
Produção por etapas rigorosamente separadas
Princípio de entrada-saída
www.hach-lange.pt
Oxigénio puro para criação de
peixe
“Os peixes precisam de oxigénio... O
oxigénio é essencial à vida subaquática... O enriquecimento da água com oxigénio puro permite o aumento da densidade (peso de peixe), aumentando a
produção... ao equilibrar as flutuações
nos níveis de oxigénio provocadas pelo
clima, o consumo de alimentos e a resistência às doenças aumentam e o crescimento é acelerado. Um fornecimento
óptimo de oxigénio constitui um factor
fundamental para alcançar um aumento
a longo prazo na criação de peixe”.
(Excerto de: Linde AG, Lebenselixier für
erfolgreiche Fischzucht, Reiner Sauerstoff steigert die Produktion ganz natürlich; www.linde-gas.de)
À medida que a temperatura da
água aumenta, a quantidade de oxigénio
que é possível transferir através do arejamento mecânico da superfície diminui,
enquanto que a quantidade de energia
necessária para o arejamento aumenta
significativamente. A temperaturas superiores a 15 °C, é muito mais rentável utilizar oxigénio puro. Cada vez mais unidades de piscicultura usam o oxigénio puro
para alcançar os níveis óptimos de saturação de oxigénio para os peixes
(100 %).
Mais química do que romantismo
na produção de peixe
Os principiantes poderão achar surpreendente o facto de o fornecimento de
oxigénio constituir uma factor tão significativo na criação de trutas. Quando se
afirma, por exemplo, que as flutuações
de temperatura provocam stress, a principal razão para este stress é a mais baixa concentração de oxigénio na água
verificada a temperaturas mais elevadas.
Esta situação é particularmente crítica
quando os peixes são alimentados, uma
vez que isto resulta em níveis mais elevados de actividade metabólica e, con-
sequentemente, níveis mas elevados de
consumo de oxigénio. Os piscicultores
preferem utilizar oxigénio puro, uma vez
que este é mais rapidamente solúvel na
água. Contudo, a adição contínua de
oxigénio em demasia conduz não só a
custos desnecessários, mas também a
que os peixes respondam a esta abundância produzindo um menor número de
glóbulos vermelhos e tornando-se mais
susceptíveis a doenças. A única solução
para este problema é a utilização de
uma tecnologia de medição precisa.
A química da água associada à criação de peixe é um assunto complexo.
Quaisquer atitudes “românticas” que
ainda possam existir terão de dar lugar
às realidades sérias das reacções químicas em equilíbrio.
Um aumento na quantidade de dióxido de carbono poderá diminuir o pH da
água para valores inferiores a 6,5 e
aumentar a toxicidade da água, ao permitir que o nitrato se converta em ácido
nitroso (HNO2). Contudo, se as plantas
assimilarem quantidades mais elevadas
de dióxido de carbono durante o dia e
elevarem o pH acima de 8,5, os peixes
serão confrontados com um aumento na
precipitação de lodo e, consoante a
concentração de ião amónio (NH4+), ficarão expostos a níveis mais elevados de
amónia (NH3). Existe um grande número
de substâncias que têm de ser mantidas
em equilíbrio! Sem uma monitorização
contínua do pH e da concentração de
ião amónio, os riscos serão praticamente impossíveis de calcular.
Criação de trutas em Trostadt
Comecemos pelo início, na unidade de
criação de trutas de Trostadt. Aqui, próximo de Suhl, Kirsten e Alexander Tautenhahn dirigem uma grande unidade de
criação de trutas desde 1991. Os ovos
são provenientes do maior produtor do
mundo – Troutlodge, Inc., nos EUA.
Lotes contendo cerca de 800.000 ovos
são regularmente incubados em Trostadt
(Fig. 1). Após o nascimento, os pequenos peixes atravessam várias fases de
crescimento, antes de chegarem aos
tanques exteriores. Os processos que
ocorrem em cada novo e espaçoso tanque para o qual os peixes são transferidos à medida que crescem (Fig. 2) são
sempre os mesmos:
- Alimentação automática regular, a
cada 10 minutos, durante 30-40 segundos, para evitar o stress, assim
como qualquer turbidez que possa
esconder os alimentos dos peixes
- Circuitos de água com até 90 % de
recirculação
- Enriquecimento de oxigénio de
150-400 % e desgasificação de dióxido de carbono da água circulada,
consoante as necessidades, antes de
esta voltar aos tanques
- Fluxo laminar para uma transferência
de oxigénio e remoção de produtos
residuais livres de stress
A vida no lago exterior
Nos tanques de criação, os peixes vivem
numa mistura de água doce, água recirculada e água sobressaturada com oxigénio. Quando os peixes são transferidos para os lagos exteriores as suas
condições de vida sofrem enormes alterações. O nível de oxigénio na água é
mantido com o auxílio de um tambor de
arejamento (Fig. 3). Os sensores de oxigénio LDO monitorizam continuamente a
concentração de oxigénio, assegurando
automaticamente um arejamento adicional quando os níveis descem abaixo de
10 mg/l (Fig. 4). Os Arejadores mantêm
os níveis de dióxido de carbono e amónia da água dentro dos limites aceitáveis.
A “limpeza automática” também é
bastante diferente. O fluxo laminar deixa
de ser capaz de remover todas as partículas sólidas residuais, parte das quais
se deposita firmemente sobre as pedras
do fundo, sendo necessária a sua remoção na sessão seguinte de limpeza a
pressão elevada.
Fig. 2: Uma das várias fases para o peixe no seu
percurso para o lago exterior
Fig. 3: Lago exterior com tambor de arejamento
O2 [mg/l]
Tempo
Fig. 4: Curva da variação de oxigénio LDO em função do tempo para um dos tanques exteriores
(valores em mg/l O2)
LDO_CRIAÇĂO DE TRUTAS
Tecnologia de medição aplicada com
sucesso
Instrumentos de medição do
processo utilizados
Sensor de oxigénio LDO
Sensor isento de calibração para a medição de
oxigénio dissolvido pelo método da luminescência. Isento de interferências por H2S e
substâncias redutoras ou oxidantes; isento de
tempo de polarização, sem necessidade de
fluxo em torno do sensor.
Controlador SC 100
Controlador universal para montagem em
parede, em tubagem ou no painel de controlo.
É possível ligar dois sensores digitais através
de conectores à prova de salpicos. Duas saídas
de corrente analógicas, três interruptores isentos de tensão (5 A 115/230 VAC, 5 A 30 VDC),
interface digital para ligação a bus (ModBus,
ProfiBus, LonBus).
fluxo em torno das sondas LDO é inexistente.
Esta monitorização foi ligada a um
controlador SC 100 através de um BUS
digital. O processo de produção e os
dados relativos ao oxigénio podem assim
ser monitorizados a partir de qualquer
ponto, através da rede existente. Na
nossa opinião, esta nova tecnologia
revolucionária será extensamente utilizada num futuro próximo, especialmente
no sector da produção intensiva de peixe.
O LDO permite uma economia de
mais de 7.000 euros por ano
Os sensores de oxigénio Clark, substituídos em 2005, apresentavam por vezes
concentrações até 2 mg/l abaixo dos
níveis reais de oxigénio. Estes resultados
enviesados conduziam a uma adição de
uma quantidade de oxigénio superior à
necessária, pelo que o consumo de oxigénio era pelo menos 20 % mais elevado
– o que equivale a cerca de 7.000 euros
por ano. Além disso, este número não
considera os custos adicionais devidos a
alarmes falsos e aos maiores requisitos
de manutenção associados à tecnologia
de medição convencional.
DOC 043.79.00490.Apr07
Fig. 5: Sensor de oxigénio LDO em utilização
O caminho para o LDO
Os peixes da unidade de criação de trutas de Trostadt têm vindo a receber oxigénio puro desde 1998. Anteriormente a
Julho de 2005, era utilizado um sistema
baseado em eléctrodos modificados de
Clark para monitorizar o conteúdo em
oxigénio e regular a transferência deste.
Factores relacionados com o design tornavam a operação do sistema algo
imprevisível, além do que este exigia
uma manutenção mais longa e frequente
quando os níveis de oxigénio eram elevados. Também mais de 90 % de todos
os avisos de avaria (oxigénio) se deviam
a medições defeituosas. O menor fluxo
em torno das sondas durante a noite
conduzia ainda regularmente a medições defeituosas.
Em Julho de 2005, a unidade mudou
de sistema para o LDO da HACH LANGE
(Fig. 5). Desde então, os alarmes falsos
causados por sondas deficientes tornaram-se num problema do passado. Até
à data, não foi necessária qualquer
manutenção das sondas (excepto limpeza regular, necessária para qualquer tipo
de sonda). São obtidos resultados correctos e reprodutíveis, mesmo quando o