Aeração em cultivos superintensivos de tilápias Oreochromis niloticus, em bioflocos e com troca mínima de água

Abstract

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2015.Em sistemas que utilizam a tecnologia de bioflocos, os aeradores precisam fornecer oxigênio suficiente para a respiração dos organismos cultivados e da biota acompanhante. O sistema de aeração empregado deve ser capaz de manter o material particulado em suspensão evitando a formação de zonas mortas dentro dos tanques de cultivo. Devido a que os aeradores devem funcionar as 24 horas do dia, durante todo o ciclo de cultivo, o custo de energia elétrica é mais elevado do que quando são usados em sistemas convencionais. Consequentemente, escolhendo o modelo de aerador mais eficiente, conseguira-se reduzir custos e incrementar os lucros. O objetivo desta pesquisa foi de determinar, dentre os modelos mais utilizados na piscicultura brasileira, aquele que seja o mais eficiente em termos de consumo de energia elétrica e que satisfaça os requerimentos do sistema de produção com bioflocos sem causar impactos no crescimento dos organismos cultivados nem na funcionalidade do floco formado. Inicialmente, as características físicas e mecânicas de quatro modelos de aeradores foram observadas. Os modelos utilizados foram o chafariz, o aerador de pás, o propulsor e o modelo soprador. A eficiência padrão dos aeradores (SAE) foi avaliado como fator comparativo. A metodologia de determinação de SAE foi inicialmente aplicada em água salgada sem sólidos em suspensão (clara) para obter o aerador mais eficiente. O modelo chafariz obteve o maior SAE (2,03 kg O2.kWh-1) e foi selecionado para testar seu SAE em baixas salinidades tanto em água clara como em bioflocos. Em baixa salinidade também foi testado o soprador considerando como controle. Ambos modelos de aeradores diminuíram o SAE em água com bioflocos em baixas salinidades (0,89 kg O2.kWh-1 para o chafariz e 0,23 kg O2.kWh-1 para o soprador). Os resultados em baixas salinidades em ambos tipos de água confirmam a que as variações de salinidade influenciam no valor de SAE. Isto pode ser devido à dificuldade da transferência de oxigênio quando acontecem mudanças na densidade da água, na tensão superficial, no diâmetro da gotícula ou borbulha formada e na concentração de sólidos suspensos na coluna de água. Embora a salinidade influenciou negativamente no SAE, o modelo chafariz manteve a prevalência sobre o modelo soprador. Na última parte da pesquisa, foi realizado um cultivo de tilápia Oreochromis niloticus com altas densidades iniciais (7 kg.m-²) para testar a influência do modelo chafariz nos bioflocos formados. Parâmetros de qualidade de água e de desempenho dos peixes cultivados foram medidos. A maioria dos índices de desempenho foram melhores (p0,05), e além disso a produtividade atingida pelo modelo chafariz (14,1 kg.m-2) foi maior (pAbstract : In Biofloc Technology, aeration systems needs to provide enough dissolved oxygen for fish and microbiota. Aerators must be capable to keep solids in suspension to avoid sedimentation and formation of dead zones too. Due to the aeration devices works 24 hours per day and for several months, the cost of energy is higher using biofloc systems than when those are used in conventionally ponds culture. Consequently, choosing the most efficient aeration system might reduce production cost and increase profits. The aim of this research was to determinate the best model of aerator between the most popular semiintensive Brazilian models that fits in Biofloc Technology requirements without impacts in fish´s grows and in flocs development. Initially, the physical and mechanical characteristics of four aerators models have been observed. Such models were vertical pump sprayer, paddle wheel, propeller aspirator pump and blower. Standard Aerator Efficiency (SAE) has been determined as comparative factor. SAE methodology has been applied firstly in clean seawater to choose the best aerator model. Vertical pump sprayer obtained the best SAE (2,03 kg O2.kWh-1) values in the conditions tested. This model has been chosen for testing their SAE in both clean and bioflocs low salinity waters. At this part of this research, blower model was tested as control treatment too. Both of aerator models decrease their SAE in low salinity bioflocs water (0.89 kg O2.kWh-1 vertical pump sprayer´s SAE and 0.23 kg O2.kWh-1 blower´s SAE). Results obtained in lower salinities, in both type of water, confirms that SAE reduction impact because of the salinity. This may occurred due to the difficult of oxygen transfer when water density, surface tension and bubble or drop diameter change. High total suspense solid concentrations should affect SAE too. Independent of the salinity or type of water, better SAE results remains for vertical pump sprayer than blower aerator. In the last part of this research, a high initial densities (7 kg.m-²) tilápia Oreochromis niloticus culture was performed to testing the potential impacts of using vertical pump sprayer in biofloc technology comparing with blower´s results. Water quality and production index was measured. Majorly results observed, indicated that vertical pump sprayer aerator was better (p<0.05) than control aerator system (blower). Temperature was bigger in the blower´s tanks than in the vertical pump sprayer tanks. That may be in relation with the form of diffusing oxygen into the water, because the vertical pump sprayer rises the superficial of contact between air and water, performing the thermal exchange. Although temperature in vertical pump sprayer was lower than blower´s, the daily weight gain wasn´t different within treatments (p<0.05) besides the vertical pump sprayer productivities was higher (14.1 kg.m-2) that blower´s (13.5 kg.m-2). Finally, joining all the parts of this research, it concludes that vertical pump sprayer fits the Biofloc technology requirements for an aeration system in a tilápia production