O professor Boyd discute uma variável crítica que causa estresse e pode levar à morte ou causar falta de apetite, crescimento lento e maior suscetibilidade a doenças.
É sabido entre os aquicultores que a disponibilidade de organismos alimentares naturais limita a produção de camarão e da maioria das espécies de peixes em viveiros a cerca de 500 kg por hectare por ciclo (kg/ha/ciclo). Em cultivo semi-intensivo com rações industrializadas e troca diária de água, mas sem aeração, a produção geralmente pode atingir 1.500–2.000 kg/ha/ciclo, mas, com rendimentos maiores, a quantidade de ração necessária acarreta um alto risco de baixa concentração de oxigênio dissolvido (OD). Assim, o oxigênio dissolvido (OD) é uma variável crítica na intensificação da produção em aquicultura em viveiros.
A aeração mecânica pode ser aplicada para aumentar a quantidade de alimento disponível e permitir maior produtividade. Cada cavalo-vapor por hectare de aeração permite a adição de cerca de 10 a 12 kg/ha de alimento por dia para a maioria das espécies cultivadas. A produção de 10.000 a 12.000 kg/ha/safra não é incomum com altas taxas de aeração. Produtividades ainda maiores podem ser alcançadas em tanques e lagoas revestidos com plástico e com altas taxas de aeração.
Raramente se ouve falar de asfixia ou estresse relacionado ao oxigênio na produção de frangos, porcos e bovinos criados em alta densidade, mas esses fenômenos são bastante comuns na aquicultura. As razões pelas quais o oxigênio dissolvido é tão importante na aquicultura serão explicadas.
O ar próximo à superfície da Terra contém 20,95% de oxigênio, 78,08% de nitrogênio e pequenas porcentagens de dióxido de carbono e outros gases. A quantidade de oxigênio molecular necessária para saturar a água doce à pressão atmosférica padrão (760 mililitros de mercúrio) e 30°C é de 7,54 mg por litro (mg/L). É claro que, durante o dia, quando a fotossíntese está ocorrendo, a água em um lago geralmente está supersaturada com oxigênio dissolvido (a concentração pode ser de 10 mg/L ou mais na água superficial), porque a produção de oxigênio pela fotossíntese é maior do que a perda de oxigênio pela respiração e difusão para o ar. À noite, quando a fotossíntese cessa, a concentração de oxigênio dissolvido diminui – por vezes, menos de 3 mg/L é considerada a concentração mínima aceitável para a maioria das espécies aquáticas cultivadas.
Os animais terrestres respiram ar para obter oxigênio molecular, que é absorvido pelos alvéolos em seus pulmões. Peixes e camarões precisam bombear água através de suas brânquias para absorver oxigênio molecular pelas lamelas branquiais. O esforço de respirar ou bombear água pelas brânquias requer energia proporcional ao peso do ar ou da água envolvida.
Serão calculados os pesos de ar e água que devem ser respirados ou bombeados para expor as superfícies respiratórias a 1,0 mg de oxigênio molecular. Como o ar é composto por 20,95% de oxigênio, aproximadamente 4,8 mg de ar conterão 1,0 mg de oxigênio.
Em um viveiro de camarões com água contendo salinidade de 30 ppt a 30 °C (densidade da água = 1,0180 g/L), a concentração de oxigênio dissolvido na saturação com a atmosfera é de 6,39 mg/L. Um volume de 0,156 L de água conteria 1,0 mg de oxigênio e pesaria 159 gramas (159.000 mg). Isso é 33.125 vezes maior que o peso do ar contendo 1,0 mg de oxigênio.
Os animais aquáticos gastam mais energia.
Um camarão ou peixe precisa gastar consideravelmente mais energia para obter a mesma quantidade de oxigênio do que um animal terrestre. O problema se agrava ainda mais quando a concentração de oxigênio dissolvido na água diminui, pois é necessário bombear mais água através das brânquias para expô-las a 1,0 mg de oxigênio.
Quando animais terrestres retiram oxigênio do ar, este é facilmente reposto, pois o ar circula livremente por ser muito menos denso que a água. Por exemplo, a densidade do ar a 25 °C é de 1,18 g/L, comparada a 995,65 g/L para a água doce na mesma temperatura. Em um sistema de aquicultura, o oxigênio dissolvido retirado por peixes ou camarões precisa ser reposto pela difusão do oxigênio atmosférico na água, e a circulação da água é necessária para transportar o oxigênio dissolvido da superfície para a coluna d'água, no caso dos peixes, ou para o fundo, no caso dos camarões. A água é mais densa que o ar e circula mais lentamente, mesmo quando a circulação é auxiliada por meios mecânicos, como aeradores.
A água contém uma quantidade muito menor de oxigênio em comparação com o ar – na saturação e a 30 graus Celsius, a água doce contém 0,000754% de oxigênio (o ar contém 20,95% de oxigênio). Embora o oxigênio molecular possa entrar rapidamente na camada superficial de uma massa de água, a movimentação do oxigênio dissolvido por toda a massa depende da taxa de mistura da água saturada de oxigênio na superfície com o restante da massa por convecção. Uma grande biomassa de peixes ou camarões em um lago pode esgotar rapidamente o oxigênio dissolvido.
Fornecer oxigênio é difícil
A dificuldade em fornecer oxigênio para peixes ou camarões pode ser ilustrada da seguinte forma. As normas governamentais permitem cerca de 4,7 pessoas por metro quadrado em eventos ao ar livre. Supondo que cada pessoa pese a média global de 62 kg, haveria então 2.914.000 kg/ha de biomassa humana. Peixes e camarões normalmente têm uma necessidade de oxigênio para respiração de cerca de 300 mg de oxigênio/kg de peso corporal por hora. Essa quantidade de biomassa de peixes poderia esgotar o oxigênio dissolvido em um tanque de água doce de 10.000 metros cúbicos, inicialmente saturado com oxigênio a 30 °C, em cerca de 5 minutos, e os animais cultivados sufocariam. Quarenta e sete mil pessoas por hectare em um evento ao ar livre não apresentariam qualquer dificuldade para respirar após várias horas.
O oxigênio dissolvido é uma variável crítica porque pode matar diretamente os animais da aquicultura, mas, cronicamente, a baixa concentração de oxigênio dissolvido estressa os animais aquáticos, levando à falta de apetite, crescimento lento e maior suscetibilidade a doenças.
Equilibrar a densidade animal e a quantidade de ração disponível.
A baixa concentração de oxigênio dissolvido também está associada à presença de metabólitos potencialmente tóxicos na água. Essas toxinas incluem dióxido de carbono, amônia, nitrito e sulfeto. De modo geral, em viveiros onde as características básicas da qualidade da água são adequadas para a criação de peixes e camarões, problemas de qualidade da água serão incomuns, desde que se assegure uma concentração adequada de oxigênio dissolvido. Isso requer o equilíbrio entre as taxas de estocagem e alimentação e a disponibilidade de oxigênio dissolvido, seja por meio de fontes naturais ou suplementado com aeração no sistema de cultivo.
Na aquicultura em tanques com água verde, a concentração de oxigênio dissolvido é mais crítica durante a noite. Mas nos novos tipos de cultivo, mais intensivos, a demanda por oxigênio dissolvido é grande e sua concentração deve ser mantida continuamente por meio de aeração mecânica.
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Data da publicação: 30 de setembro de 2024