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Refrigeração de Aquários

O calor está chegando e com isso aumenta a preocupação dos aquaristas em relação à refrigeração de aquários, principalmente aqueles que possuem aquários marinhos. Quando o aquário aquece demais, os peixes não se sentem bem, os micro-organismos como as cianobactérias se multiplicam muito mais, o oxigênio dissolvido diminui e problemas sérios tendem a surgir.

refrigeração aquário

Veja aqui nosso texto sobre o efeito da temperatura nas bactérias!

Veja aqui nosso texto sobre oxigenação dos aquários!


Quando está frio é relativamente mais fácil aquecer o aquário, basta colocar um termostato ou um aquecedor remoto adequado ao tamanho do aquário que tudo fica bem, mas quando o problema é a água quente demais não é tão fácil assim. Resfriar o aquário é um pouco mais complicado e pode ser até mais caro que aquecer um aquário.


Antes de falar sobre os processos de resfriamento, vamos falar de onde vem o calor que esquenta o aquário.


O aquário aquece principalmente devido à temperatura ambiente, à iluminação e à perda de calor dos equipamentos.


A temperatura ambiente é o principal fator que regula a temperatura do aquário. Se está o ambiente está mais frio que o aquário, a água do aquário esfria, se o ambiente está mais quente que o aquário, a água do aquário aquece. Quanto maior o volume do aquário, mais devagar ele vai sofrer alterações da temperatura. Não só a água influencia nesse ponto, como substrato e rochas também. Quanto mais rochas tiver o aquário, mais devagar o aquário vai sofrer alterações na sua temperatura.


A iluminação é outro fator importante na questão da temperatura. Existem tipos de lâmpadas que aquecem mais a água e outra que aquecem menos. O aquecimento se dar pelo tipo de radiação luminosa e pelo calor gerado pela lâmpada. As HQIs são conhecidas por aquecer a água mais que as outras lâmpadas como as tubulares (T5 e T8) e os leds, mas não quer dizer que as outras não aqueçam, só aquecem menos. Existem leds de baixa qualidade que aquecem bastante a água. Os leds não emitem radiação infra-vermelha, por isso aquecem pouco (nada praticamente) a água diretamente pela luz, mas dissipam boa parte de energia na forma de calor (por isso que elas tem sistema de refrigeração próprio).


Todo equipamento possui uma perda de trabalho que é conhecida como o rendimento do equipamento. As lâmpadas incandescentes usam 10% da sua energia para produzir luz e os outros 90% para produzir calor, logo o rendimento dela é muito baixo (daqui que vem parte do aquecimento das lâmpadas). As bombas do aquário também possuem essa perda de calor e aquecem a água. Se você ligar uma bomba de aquário fora d’água vai ver que ela aquece muito rápido e se deixar um certo tempo vai acabar queimando. A maioria desses equipamentos deviam vir com seu coeficiente de rendimento, o quanto eles perdem de energia e aquecem, mas não vem.


Curiosidade: A potência indicada nos equipamentos às vezes não corresponde ao consumo do equipamento. Alguns equipamentos vêm com a potência útil do equipamento que é menor que a potência consumida.


Agora que vimos como o aquário aquece, vamos ver quais os equipamentos utilizados para resfriar os aquários. Existem basicamente três equipamentos utilizados para o resfriamento de aquários: As ventoinhas, os chillers e mais recentemente as patilhas Peltier.


Ventoinhas

As ventoinhas utilizadas em aquários são sistemas que utilizam o ar atmosférico em volta do aquário para evaporar a água. A ventoinha em si não resfria a água do aquário de maneira nenhuma, o que retira o calor da água é o processo de evaporação que depende de uma série de fatores para ter resultado.


A água ao evaporar remove do aquário calor reduzindo a temperatura do sistema. É por esse sistema que nosso corpo mantém a temperatura ideal, através da transpiração, que, ao acontecer a evaporação do suor, o calor é dissipado e o corpo resfriado. É por isso também que sentimos frio ao passar molhado na frente do ventilador ou ao sair da piscina ou do mar.


O processo de evaporação retira calor da água na taxa de quase 600000 calorias para cada quilo de água evaporada (1 litro de água), o que quer dizer que se um litro de água evaporar de uma vez, um aquário de 600 litros de água (600000 gramas de água) abaixa 1ºC.


Vendo assim, parece que é um sistema muito simples e eficiente, mas é cheio de complicações. Existe uma série de fatores que influenciam na evaporação como umidade relativa do ar, temperatura ambiente, salinidade, superfície de contato e velocidade do vento.


1-Umidade relativa do ar

A umidade relativa do ar é a proporção entre a quantidade de vapor de água existente no ar e a quantidade máxima de vapor d’água que o ar consegue suportar e geralmente é medido em porcentagem. Quando a ar está com umidade relativa em 0% significa que não há vapor d’água e quando está em 100% significa que o ar possui a quantidade máxima de vapor possível, quando passa de 100% por algum motivo (resfriamento repentino) começa a chover.   Todo mundo já deve ter visto nas previsões climáticas o termo umidade relativa do ar e muitos não sabem o que significa.

A capacidade do ar reter água varia de acordo com a temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de vapor de água que o ar consegue manter. O gráfico abaixo mostra a quantidade de água que o ar consegue suportar até a saturação de acordo com a temperatura.

Cidades litorâneas, perto de rios ou grandes lagos possuem uma média de umidade relativa do ar de 60%. Outros fatores como matas e asfalto também influenciam na umidade relativa do ar.


Veja abaixo um mapa com a umidade relativa do Brasil no dia 12/07/2011 e veja como a umidade estava alta em quase todo o Brasil, com exceção do centro do país.

Se a umidade do ar chegar a 100% não há evaporação da água do aquário.


2- Temperatura ambiente e do aquário

Quanto maior a temperatura ambiente, maior a capacidade do ar absorver vapor d’água e quanto maior a temperatura do aquário, maior a agitação das moléculas e por isso a evaporação é facilitada.


3- Salinidade

Quanto maior a salinidade da água, menor a taxa de evaporação. Se pegarmos dois aquários idênticos e colocar água salgada em um e água doce em outro, o aquário de água salgada irá evaporar menos e por isso irá se resfriar menos que um aquário de água doce.


4- Superfície de contato

Quanto maior a área de superfície do aquário, maior a taxa de evaporação. Um aquário cúbico com 75cmx75cmx75cm tem pouco mais de 420 litros brutos e uma superfícies de 0,56m² e um aquário de 250cmx50cmx40cm(h) tem 400 litros brutos e uma superfície de 1,25m², logo, com a mesma ventoinha, o segundo aquário pode evaporar água duas vezes mais rápido, embora seja um pouco menor que primeiro aquário.


5- Velocidade do vento

Quanto mais rápido o ar passar pela água, maior a quantidade de água que evapora, logo, quanto mais potente for a ventoinha, maior vai ser a taxa de evaporação. Isso é devido a passar mais ar com menos vapor d’água na superfície de água do aquário.


Existem outros fatores que influenciam na evaporação como pressão atmosférica, composição química da água, profundidade do aquário e mais alguns, mas esses fatores influenciam bem menos que os cinco fatores acima citados.


E o que isso tudo quer dizer?


Isso tudo quer dizer que a refrigeração do aquário depende diretamente da quantidade de água que evapora do aquário e essa quantidade que evapora depende principalmente dos fatores citados anteriormente. Como a umidade relativa do ar varia independente da vontade humana, a evaporação varia e a capacidade de refrigeração varia também. Isso é extremamente ruim para aquários. É um risco constante.


Veja aqui nosso texto sobre os riscos no aquarismo!


Os peixes de água doce, principalmente os tropicais, sobrevivem um bom tempo com a água em temperatura média de 35ºC (sobrevivem, não quer dizer que estejam bem), porém os aquários marinhos e de camarões são muito mais sensíveis a temperaturas elevadas.


A temperatura ideal de um aquário marinho é entre 24ºC e 28ºC e acima de 28°C começam os problemas. Os animais começam a estressar (diminuindo assim a sua imunidade) e os micro-organismos começam a multiplicar mais rápido. Os invertebrados (corais, crustáceos, anêmonas, etc.) são muito mais sensíveis às variações de temperatura que os peixes. Na natureza às vezes os corais passam por temperaturas acima de 32ºC e sobrevivem, mas há uma taxa de mortalidade relativamente alta, tanto que o aquecimento das águas oceânicas é um dos causadores do branqueamento dos recifes de corais.


As ventoinhas, por melhores que eles sejam, em excelentes condições ambientais conseguem refrigerar um aquário em média 4ºC no máximo em relação ao ambiente externo (pode procurar no Ebay e Amazon que os melhores fabricantes dizem isso de duas ventoinhas e inclusive aquário completo Red Sea Max 250 também tem esse rendimento de refrigeração). Isso pode ser suficiente para temperaturas amenas, mas não para dias muito quentes e úmidos do verão brasileiro em grande parte do país. Talvez na Serra Gaúcha seja possível manter um aquário com segurança apenas com coolers por muitos anos, no resto do Brasil é arriscado. Alguns anos são mais quentes que outros e não há como prever isso, um dia quente e chuvosos de verão pode acabar com anos de trabalho e investimento em um aquário em algumas horas.


No Espírito Santo, todos esses anos de envolvimento com o aquarismo marinho, desconhecemos alguém que conseguiu manter um aquário saudável com ventoinhas com sucesso por 3 anos (dando uma margem grande ainda). Todo mundo que tentou apresentou grandes ou totais perdas no aquário devido ao calor. Isso é devido ao clima quente e úmido do estado durante todo o ano.


Existem alguns evaporadores industriais que estão sendo adaptados para uso em aquários, esses, devido à alta superfície de contato da água com o ar, chegam a ter até o dobro de rendimento das ventoinhas normais, mas ainda estão sujeitos às mesmas condições ambientais de evaporação.


Um ponto negativo desse sistema de refrigeração é a água que evapora do aquário. É preciso ter um sistema de reposição de água deionizada constante para evitar o aumento da salinidade nos aquários, sejam doces ou marinhos. Nos aquários de água doce o aumento da salinidade aumenta a dureza geral que pode se tornar impróprio para muitos peixes, principalmente amazônicos que em sua maioria são de água mole.


Veja aqui nosso texto sobre dureza!


Caso o aquário fique em um ambiente fechado o ar externo do ambiente irá saturando com a evaporação de água do aquário e a eficiência do cooler vai reduzindo. Um quarto grande de com 25m² e 4 metros de altura totalmente fechado tem cerca de 115quilos de ar, que numa temperatura de 30ºC irá conseguir suportar em média 3,5 litros de água.


Considerando que a umidade ambiente esteja em 50%, isso quer dizer que assim que o aquário evaporar 1750 ml de água o ambiente irá chegar na saturação e nenhuma água do aquário irá evaporar e logo não haverá mais refrigeração. É muito ter isso em conta quando se vai viajar (ou mesmo passar um dia ou o final de semana fora) e deixar a casa toda trancada. Um apartamento todo fechado de 140m² teria capacidade para absorver cerca 10 litros de água. O nosso marinho de 1000 litros evapora cerca de 6 litros por dia naturalmente com chiller mantendo a temperatura entre 25 ºC e 27ºC.


A evaporação também traz outras implicações como umedecer o ambiente favorecendo a ferrugem. Embora o sal não evapore, pequenas gotas de água contendo sal são arrastadas pela força dos coolers e podem enferrujar coisas no ambiente. É como se fosse uma maresia em bem menor escala.

Chiller


O chiller é o sistema de refrigeração de aquário mais consagrado e confiável que existe. Ele não depende das condições ambientais para funcionar, porém seu único problema é o alto custo de aquisição devido a sua tubulação com liga de titânio.


O chiller funciona do mesmo modo que uma geladeira, um compressor resfria o gás refrigerante do equipamento e esse vai para a resfriar a tubulação de titânio no qual passa a água do aquário. Diferente do que muitos pensam o titânio não é um metal raro, de fato é um dos metais mais comuns na natureza, porém o processo de obtenção das ligas metálicas é muito caro, o que torna caro o produto final.

Não há muito o que dizer sobre chillers, eles precisam apenas estar corretamente dimensionados para o aquário que vai refrigerar. Não recomendamos os chillers chineses, esses esquentam demais e possuem um rendimento baixo (lembra do que foi dito sobre energia consumida e energia utilizada dos equipamentos elétricos?) além de darem problema com uma certa frequência.


O chiller pode ser caro em relação a aquisição, mas é um equipamento que dura ao menos 5 anos se devidamente utilizado. Indicamos sempre os chillers da Gelaqua por serem robustos, eficientes e de fácil manutenção caso seja necessário trocar o gás. Usamos chiller da Gelaqua, gostamos dos resultados e recomendamos para todo mundo.