Oxigenação nos Aquários

Prenda a respiração. Conseguiu ficar quanto tempo sem respirar? Na última vez que fiz esse teste consegui ficar desconfortáveis 61 segundos prendendo a respiração. Dentre todos os gases da atmosfera, nós e todos os outros animais e plantas utilizamos principalmente o oxigênio para produzir energia para continuarmos vivos.

Nos aquários o oxigênio tem papel fundamental em diversos processos desde crescimento de plantas, peixes, corais, das bactérias nitrificantes, na oxidação de compostos químicos tóxicos, no controle de organismos patogênicos e em vários outros processos.

Plantas, animais e micro-organismos depende do oxigênio dissolvido pra viverem. As setas vermelhas indicam o consumo de oxigênio e as setas verde indicam a disponibilidade.

Primeiro, vamos entender como se dá o processo de oxigenação no aquário e já vou dizendo que aquelas bombinhas de ar não ajudam muito.

A oxigenação do aquário se dá pela troca gasosa entre a água do aquário e a atmosférico. Existe um equilíbrio entre a quantidade de gás que fica na água que é chamado ponto de saturação. É muito difícil ultrapassar esse ponto de saturação em condições naturais, já que depende de pressões altas para aumentar a quantidade do gás dissolvido na água. Um fator que é muito influente na quantidade de oxigênio dissolvido na água é a temperatura, quanto maior a temperatura, menor a concentração de oxigênio na água. Quando a água está a 0°C ela tem uma capacidade de saturação próxima de 14ppm e quando está a 35°C tem uma saturação de por volta de 7ppm. A salinidade é um fator que altera um pouco a concentração de oxigênio. Quanto maior a salinidade, menor a saturação de oxigênio na água.

Quanto maior a temperatura, menor a quantidade de oxigênio dissolvido.

Seria muito bom se nossos aquários estivessem todos nos pontos de saturação do aquário, mas acontece que ele é rapidamente consumido pelos peixes, plantas, bactérias, algas, enfim, por praticamente todos os seres vivos do aquário.

Em um aquário sem circulação de água, esse ponto de saturação acontece (se chegar a acontecer) apenas na flor d'água. É por esse motivo que quando acaba a luz que os peixes ficam boquejando na superfície do aquário. A distribuição de oxigênio não é uniforme e é por isso que é preciso uma boa circulação. A água fica rica em oxigênio na parte próxima à superfície e a concentração vai diminuindo de acordo com a profundidade. Essa informação é importante para quando eu for tratar da filtragem.

Quando não há circulação os peixes se juntam na superfície que é a região que tem mais oxigênio.

O fator mais importante que pode alterar para melhorar a troca de gases entre a água e a atmosfera é diminuindo a tensão superficial na água. A tensão superficial é aquela película que forma na superfície da água. É muito comum em lagos que alguns insetos flutuem na água e é a tensão superficial que permite isso. O mesmo efeito ocorre quando um fio de cabelo ou um pó fino (como trigo) cai na água e não afunda. As bombinhas de ar minimamente alteram a quantidade de oxigênio dissolvido na água por causa da pressão da coluna d’água sobre a bolha de ar, assim, a maior efeito das bombinhas de ar na oxigenação é apenas balançar a superfície um pouco e reduzir a tensão superficial.

O mosquito não afunda na água devido à tensão superficial, mas se houver uma agitação na superfície ele irá afundar.

A melhor maneira de reduzir a tensão superficial é causar uma turbulência na superfície da água. Quanto maior a área de turbulência e a quantidade de água envolvida no movimento, melhor vai ser a troca de gases. Dificilmente chegará ao ponto de saturação, mas será o suficiente para manter todas as formas de vida no aquário.

Direcionar a saída do filtro contra a superfície da água ajuda a reduzir a tensão superficial e melhora a troca de gases com a atmosfera

Agora que vimos como o oxigênio é importante, é preciso mencionar que naturalmente em um aquário ele é um fator limitante de vários processos como crescimento de peixes, de corais, conversão de amônia e nitrito em níveis compostos menos tóxicos, crescimento das plantas.

Já falei algumas vezes aqui que o oxigênio é importante para o crescimento das plantas, mas muita gente pensa que a planta “respira” gás carbônico( CO2) e não oxigênio. De fato a planta utiliza o CO2 na fotossíntese para produção de substâncias que ela utiliza, mas na respiração que, é a produção de energia na célula, a planta utiliza o oxigênio. Então, enquanto a planta faz fotossíntese, ela absorve CO2, absorve oxigênio e libera oxigênio e quando não faz fotossíntese a planta absorve oxigênio e libera CO2.  A quantidade de oxigênio absorvido geralmente é constante pois depende do tamanho da planta, mas a produção de oxigênio depende de várias condições ambientais, principalmente a intensidade luminosa. Dificilmente em aquários uma planta vai estar no seu limite da sua capacidade de fotossíntese, então as plantas acabam consumindo mais oxigênio do que produzem porque quando não há luz, elas não produzem oxigênio, apenas o consomem.

As plantas muitas vezes consomem mais oxigênio do que produzem, principalmente em aquários.

Eu disse também que as bactérias nitrificantes consomem oxigênio para converterem amônia em nitrito e nitrito em nitrato. Para cada grama de amônia convertida em nitrato a um consumo de 4,5 gramas de oxigênio. As colônias de bactérias nos filtros dependem muito do oxigênio para sobreviver  e algumas começam a diminuir de tamanho e de capacidade de filtragem com concentrações baixas de oxigênio( por volta de 4ppm).

Algumas bactérias deixar de fazer a filtragem nos aquários quando a concentração de oxigênio fica menor ou igual a 2ppm. A maioria dos filtros que eu conheço, principalmente os canisters, retiram a água dos aquários por um pescador que geralmente vai lá em baixo próximo do substrato pra pegar a sujeira. Como eu havia dito, em aquários com baixa ou nenhuma circulação, a parte mais funda do aquário tem pouco oxigênio e não é eficiente na filtragem. Em alguns casos, só de passar a recolher água próxima à superfície já é de ajuda na melhoria da filtragem biológica.

É muito importante não deixar excesso de matéria orgânica e nem se descuidar do controle de temperatura do aquário a fim de evitar uma quadro de morte total. Quanto maior a temperatura, mais as bactérias estarão ativas e menor é a quantidade de oxigênio dissolvido, assim, o consumo é muito alto e pode levar a morte dos animais do aquário. 

É comum nas estações de tratamento de esgoto que haja aeração constante para suprir a demanda de oxigênio das bactérias.

Existem alguns estudos que mostram que os corais crescem muito mais quando a taxa de oxigênio é alta. É o que mostra esse estudo que a Advanced Aquarist publicou http://www.advancedaquarist.com/2012/12/corals2 . Nesse estudo a galaxea cresceu até seu limite máximo em taxas maiores que a de saturação da água.

Nesse estudo coral apresentou maior crescimento quando a saturação do oxigênio era levemente superior a 100% quando era mantido com luz e teve seu maior crescimento quando era alimentado e a oxigenação chegou a 150%.

Todo mundo já deve ter ralado o joelho quando criança e a primeira coisa que o responsável passou no machucado foi água oxigenada, certo? De fato é um método muito eficiente para evitar infecções, principalmente pelas bactérias anaeróbicas como as que causam o tétano.

Se houver uma devida oxigenação na água, as bactérias anaeróbicas terão dificuldades em se desenvolver o que ajudará em muito com que o peixe supere a doença. As bactérias do tipo Clostrídios, Streptococcus, Edwardsiella e mais algumas outras que são anaeróbicas estritas não toleram concentrações altas de oxigênio por muito tempo. Algumas bactérias como as Aermonas que são anaeróbicas facultativas acaba sendo influenciadas negativamente por uma água com boa quantidade de oxigênio dissolvido.

Os peixes provavelmente são os maiores consumidores de oxigênio do aquário e também são os que sofrem mais rápido os efeitos da falta de oxigênio. Eles tendem a reduzir seu metabolismo quando a taxa de oxigênio é um pouco baixa e isso reduz imunidade e crescimento. Quando a taxa de oxigênio é muito baixa para a espécie, eles ficam bastante estressados e já sabemos o efeito do estresse nos peixes com o nosso texto sobre isso.

Um peixe jumbo de 1kg, vamos supor um tucunaré, consome cerca de 300 mg de oxigênio em uma hora. Isso que dizer que ele consumiria todo oxigênio de um aquário completamente tampado de 300 litros em 6 horas. É importante lembrar que isso é apenas uma estimativa e o consumo varia de acordo com a espécie, idade,condições ambientais e saúde do animal. As carpas podem toleram concentrações baixíssimas de oxigênio que variam por volta de 3 ppm enquanto as trutas precisam de taxas de oxigênio altíssimas que variam na faixa de 8ppm.

Um outro fator importante para o oxigênio do aquário, e dessa vez não tem a ver com nenhum animal, é a oxidação de íons e compostos químicos. O ferro, manganês, alumínio e enxofre são os principais íons oxidados. Um composto orgânico que pode ser muito tóxico são os fenóis, e estes são oxidados pelo oxigênio. 

O último ponto que queremos considerar nesse texto é a relação do oxigênio com as algas. É muito comum o uso de água oxigenada no combate às algas, principalmente às algas petecas. O oxigênio parece irritar e diminuir a incidência das algas no aquário. Nunca li nenhum texto científico comparando ou estudando essa relação, mas já foi notado por muitos aquaristas que a circulação e oxigenação reduz ou elimina as algas. Não sei dizer ao certo se é o oxigênio diretamente que limita ou reduz ou crescimento das algas ou se é o oxigênio que favorece outros fatores (como melhorar a saúde das plantas) e esses fatores indiretos combatem as algas.

As algas não são nada agradáveis no aquário, além de competirem com as plantas, a noite contribuem em muito para a redução do oxigênio dissolvido na água.

Já vimos que o papel do oxigênio é muitas vezes ignorado pelos aquaristas e vimos que existem muitos benefícios em manter a água circulando e oxigenado e também encontramos alguns problemas. Como oxigenar um aquário plantado sem que a circulação excessiva destrua as plantas? Como manter a água oxigenada em aquários de peixes que não gostam de correnteza? Como aumentar a quantidade de oxigênio em aquários de água quente superpopulosos?

Nós desenvolvemos um equipamento simples que serve pra todas as nossas necessidades. Ele produz oxigênio e uma pequena fração ozônio(O3) e utilizamos no nosso aquário marinho. Ele continuamente libera oxigênio na água o que faz com que aumente a quantidade de oxigênio dissolvido. No mês de junho de 2016 faz um ano que começamos os testes e entre períodos ligados e desligados notamos que os corais cresceram mais quando havia adição de oxigênio, as ciano bactérias desapareceram completamente quando havia adição de oxigênio, as algas filamentosas também desapareceram com a adição de oxigênio.  Também fizemos um misturador de oxigênio para aproveitar melhor o oxigênio produzido.

A vantagem desse equipamento é que pode ser utilizado em aquários de baixa correnteza, em filtros grandes, para combater algas como o twinstar.

A única desvantagem é que no processo de fabricação também há a produção de gás hidrogênio que é irritante, então tem que ser jogado fora. 

https://youtu.be/FBLR6y_7MgM

 Nós também fizemos um turbo misturador pra dissolver o oxigênio produzido na água. Esse misturador evita o desperdício e ajuda na dissolução de gases e líquidos que se queira adicionar no aquário.

https://youtu.be/JcgPAQl6gnQ

 Com o gerador de oxigênio e o turbo misturador, nós conseguimos manter a água e do nosso aquário com excelentes concentrações de oxigênio em todo ele, isso fez com que algas e ciano bactérias desaparecessem e fez com que os corais crescessem como nunca.