I o SEMINÁRIO REGIONAL DE AQÜICULTURA. 15 de Outubro 2004 Silva jardim. Presidente da OADS Vice Presidente da OADS

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2 AUTOMAÇÃO EM AQÜICULTURA I o SEMINÁRIO REGIONAL DE AQÜICULTURA DULCÍCOLA 15 de Outubro 2004 Silva jardim Ronald Cruz Ubirajara S. Japiassu Presidente da OADS Vice Presidente da OADS

3 Introdução Introdução A limitação dos recursos marinhos, a sobre exploração dos estoques naturais pela pesca,o crescimento das populações, levou à procura de outras formas de produção de produtos marinhos e dulcícolas, bem como da diversificação das fontes de proteína animal, impondo à aqüicultura, um componente importante do desenvolvimento econômico e social.

4 Introdução A aqüicultura trata de cultivo dos seres que tem a água seu principal ou mais freqüente ambiente de vida. Abrange atividades importantes, como o estudo e controle de ecossistemas aquáticos, bem como para fins biotecnológicos e a produção de proteína animal extra para o consumo humano. Em dependência do grupo de animais que se cultiva podemos falar de piscicultura, carcinicultura etc. Resumindo a importância alimentar e comercial existem definidas quatro tipos básicos de aqüicultura: 1. Criação de Peixes 2. Cultivo de Moluscos 3. Criação de Crustáceos 4. Cultivo de Algas

5 Introdução A aqüicultura proporciona, assim, uma fonte vital de alimento, emprego, recreio, comércio e bem-estar econômico para as populações de todo o mundo, tanto das gerações atuais e as futuras e, neste aspecto, deveria ser conduzida de forma responsável e sustentável que não agrida o meia ambiente. Geralmente, o aqüicultor enfrenta riscos na sua atividade, cujo equacionamento deve ser feito junto do plano geral do empreendimento. Assim, dois fatores podem ser considerados, fundamentalmente, como de risco: 1- a produtividade, portanto o nível de produção; 2- a imponderabilidade das variações climáticas. Ambos afetam diretamente na produtividade e ambos podem e devem ser monitorados.

6 Ambos afetam diretamente na produtividade e ambos podem e devem ser monitorados. Introdução É, então, quando ressalta o criador a dúvida sobre o tipo de tecnologia aser empregada, em que grau e em que momento deve utilizá-la. Em países do terceiro mundo, o relativo baixo curto da mão-de-obra obra pressiona o produtor rural ao uso indiscriminado, sem nenhuma especialização, em detrimento de mecanização ou métodos mais avançados como a automação. Um terceiro risco corre: a grande flutuação do mercado consumidor.

7 Introdução A aqüicultura é uma atividade de alto risco em termos econômicos, que exige inversão de capital quer ao nível de investigação ou de cultivo comercial; seu sucesso econômico está baseada na pesquisa, cujos resultados são confirmados ao longo prazo, em função do desenvolvimento de técnicas de cultivo apropriado e com máximos rendimentos a médios e curtos prazos.

8 do Monitoramento na Aqüicultura Introdução Uma das principais varáveis que determinam a produtividade id d na aqüicultura é o meio ambiente: água e as variações climáticas. Quanto às variações climáticas, são fatores que determinam o sucesso do empreendimento, dependendo das espécies a serem produzidas. A temperatura média, a insolação, precipitação e os ventos predominantes, são parâmetros decisivos para a localização do empreendimento. Os viveiros devem estar posicionados corretamente quanto à direção predominante do vento para uma melhor aeração assim como minimizar o efeito de erosão nos taludes pela ação contínua das marolas.

9 Introdução A água é oprincipal i fator limitativo. it ti Et Esta deve ser de quantidade suficiente para o empreendimentos e de boa qualidade. Para minimizar os riscos sobre a produção e no impacto sobre o meio ambiente, tanto as variações meteorológicas e a qualidade da água, no seu ponto de captação, nos viveiros e o efluente devem ser monitorados de forma contínua e em seus principais parâmetros.

10 Introdução Para a água utilizada na aqüicultura, sugere-se que os criadores devam estabelecer normas de conduta quanto: a sua obtenção; o seu uso e reuso; a sua disposição e, se preocupem em aplicar métodos de avaliação e recuperação simples e objetivos. Distingui-se três categorias na água utilizada pela aqüicultura: a água de origem, a água de uso e a água de lançamento: Água de origem - oriunda de uma fonte, nascente, represa, lago ou córrego formado e que vai abastecer todo o sistema de criação. Esta poderá apresentar carga orgânica, minerais arrastados oriundos do solo e pesticidas e outros poluentes.

11 Introdução Água de uso - é a água utilizada no sistema em contato com a criação (tanques, valetas, canais ou tubos de distribuição e reuso), cuja qualidade depende do tipo de solo do tanque, da composição da água de origem, do manejo do sistema de criação (calagem, adubação e limpeza, etc.), da carga e composição do alimento lançado e dos organismos ali criados. Água de lançamento - oriunda de todo sistema de criação, com todos os resíduos e de composição variável, dependendod d do manejo e do tipo de criação. Essas águas geralmente são orientadas para um corpo receptor (córrego, rio, lago, etc.). São ricas em matéria orgânica e inorgânica, podendo ocorrer eutrofização

12 Introdução O conhecimento e acompanhamento da qualidade dessas águas se faz necessário, não só para evitar surpresas desagradáveis, como enfraquecimento e morte dos organismos criados, mas também visando um adequado manejo do sistema de criação, desde a melhor utilização da própria água, o controle da alimentação e do comportamento dos organismos e o impacto sobre o meio ambiente.

13 Nas águas de origem deve-se conhecer: Introdução a)... quando forem obtidas em nascentes, poços, etc., as variáveis: ph (testes analíticos ou potenciômetro ph); Temperatura do "ar e da água" (termômetro); Dureza total (testes analíticos para dureza total GH); Amônia (testes analíticos para Amônia NH3 / NH4+ ); Nitrito (testes analíticos para Nitrito NO2-); Condutividade (condutivímetro) e a variável Ferro total na água e solo (testes analíticos para Ferro Fe) quando da suspeita de sua presença no solo.

14 Introdução b)... quando em águas de percurso aberto como córregos, reaproveitadas ou mantidas em represa, lago, etc., além das variáveis acima, analisar também: Alcalinidade ou Dureza em carbonatos (testes analíticos para alcalinidade/dureza em carbonatos Alc./KH; Turbidez (turbidímetro); Oxigênio dissolvido (testes analíticos para O2 dissolvido ou oxímetro); Fosfato total (testes analíticos para fosfato PO4+) e Colifórmes totais/fecais (análise microbiológica/ laboratório ou kit). Tal levantamento deve ser obrigatório, sendo feito antes da instalação do projeto e, posteriormente a cada reinício do ciclo de criação ou quando da suspeita de alteração na qualidade da água.

15 Na água de uso, deve-se analisar: Introdução Oxigênio dissolvido (testes analíticos para O2 dissolvido ou oxímetro); Temperatura "do ar e da água" (termômetro); Transparência (Disco de Sechi); ph (testes analíticos ou potenciômetro ph); Alcalinidade ou Dureza em carbonatos (testes analíticos para alcalinidade/dureza em carbonatosalc./kh); Gás carbônico (teste analítico para gás carbônicoco2); Amônia (testes analíticos para Amônia NH3 / NH4+); Nitrito (testes analíticos para Nitrito NO2-); Fosfato total (testes analíticos para fosfato PO4+); Dureza total (testes analíticos para dureza total GH).

16 Introdução As variáveis como OD, temperatura, ph e transparência das águas devem ser monitoradas com maior freqüência. Em relação a carga de nutrientes ou em sistemas de recirculação (uso e reuso) deve-se monitorar as variáveis como a Demanda Química de Oxigênio e Demanda Bioquímica de Oxigênio (análise laboratorial ou em campo para DQO/DBO) e Colifórmes (análise microbiológica/ laboratório ou kit); Condutividade (condutivímetro).

17 Na água de lançamento é importante caracterizar: Introdução Temperatura (termômetro ); ph (testes analíticos ou potenciômetro ph); Oxigênio dissolvido (testes analíticos para O2 dissolvido ou oxímetro); Amônia (testes analíticos para amônia NH3 / NH4+); Nitrito (testes analíticos para nitrito NO2-); Nitrato (testes analíticos para nitrato NO3-); Condutividade (condutivímetro); Fosfato total (testes analíticos para fosfato PO4+); Demanda Química de Oxigênio e Demanda Bioquímica de Oxigênio (análise laboratorial ou em campo para DQO/DBO), Colifórmes(análise microbiológica/laboratório ou kit); Sólidos totais ou Turbidez (análise laboratorial ou em campo).

18 Introdução As determinações deverão ser feitas logo após a saída dos tanques e/ou no percurso das águas de descarga ou então conforme as exigências ambientais (órgão ambiental), onde esteja instalada a criação.

19 e Resoluções Introdução O desenvolvimento responsável da aqüicultura, sob a jurisdição nacional, os Estados deveriam estabelecer, produzir, desenvolver e atualizar regulamentos e estratégias para facilitar o desenvolvimento da aqüicultura de uma gestão responsável, incluindo uma avaliação prévia, dos efeitos do desenvolvimento da aqüicultura, na diversidade genética e na integridade dos ecossistemas ecológicamente sustentável e, permitir o uso racional principalmente dos recursos hídricos.

20 Introdução Com o aumento do número de criatórios e conseqüentemente o incremento da procura e uso da água, os aqüicultores podem ou até já estão se tornando alvos preferidos dos órgãos de controle ambiental, comprovadamente pela imposição de regras, leis e exigências, tanto no aspecto do uso do terreno, do uso/ reuso e despejo das águas, da escolha, introdução e translocação de espécies exóticas ou nativas e até quanto ao aspecto sanitário do produto obtido.

21 Introdução A Legislação Nacional e Estadual ( Resolução 020/86 do CONAMA e Lei Municipal 1459/2000 -Anexo). Nesta legislação os cursos d água são classificados através de diversos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos e seus respectivos limites. Estes limites dos parâmetros foram estabelecidos de acordo com o uso que é dado à água. Estes usos são agrupados nas seguintes Classes: 1. Classe Especial a.abastecimento doméstico, sem prévio tratamento ou através de simples desinfecção; b. preservação das comunidades aquáticas.

22 Introdução Classe 1 a. abastecimento doméstico de água, após trata- mento simplificado; b. preservação das comunidades aquáticas; c. usos recreativos com contato primário com a água (natação, esqui aquático, mergulho); d. irrigação para cultivos de frutas ou vegetais consumidos diretamente; e. aquicultura para consumo humano. Classe 2 a. abastecimento t doméstico de água, após trata-mento convencional; b. preservação da vida aquática; c. usos recreativos com contato primário com a água (natação, esqui aquático, mergulho) d. irrigação para cultivos de frutas ou vegetais; e. aquicultura para consumo humano.

23 Introdução Classe 3 a. abastecimento doméstico de água após trata- mento avançado; b. irrigação para outros cultivos: cereais, capim; c. criação de gado. Classe 4 a. navegação; b. preservação da paisagem e cenários naturais; c. utilizações menos essenciais.

24 As Principais e Resoluções Federais e Estaduais: Introdução RESOLUÇÃO CONAMA Nº 020/1986 Classificação das águas doces, salobras e salinas essencial à defesa de seus níveis de qualidade, avaliados por parâmetros e indicadores d específicos, de modo a assegurar seus usos preponderantes; Nesta legislação os cursos d água são classificados através de diversos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos e seus respectivos limites. Estes limites dos parâmetros foram estabelecidos de acordo com o uso que é dado à água.

25 DECRETO Federal Nº 1.694/1995 Introdução Cria o Sistema Nacional de Informações da Pesca e Aqüicultura - SINPESQ, e dá outras providências DECRETO Federal Nº 1.695/1995 Regulamenta a Exploração de Aqüicultura em Águas Públicas Pertencentes à União e dá outras providências. DECRETO Federal Nº 2.869/1998 Regulamenta a cessão de águas públicas para exploração da aqüicultura, e dá outras providências.

26 DECRETO Federal Nº 1.694/1995 Introdução Cria o Sistema Nacional de Informações da Pesca e Aqüicultura - SINPESQ, e dá outras providências Lei Municipal Nº 4247/2003 Dispõe sobre a cobrança pela utilização dos recursos hídricos de domínio do Estado do Rio de Janeiro, e dá outras

27 PORTARIA nº 145/98 IBAMA Introdução Estabelecer normas para a introdução, reintrodução e transferência de peixes, crustáceos, moluscos, e macrófitas aquáticas para fins de aqüicultura, excluindo-se as espécies animais ornamentais. Instrução Normativa Interministerial No 9/ 2001 Estabelece normas complementares para o uso de águas públicas da União, para fins de aqüicultura, e dá outras providências.

28 Introdução Os Físicos e Químicos Os fatores mais críticos que determinam a sobrevivência i de peixe são os fatores abióticos tais como: Temperatura, ph, Oxigênio Dissolvido e a Amônia. Por exemplo, alterações na temperatura podem afetar a taxa de digestão que em retorno pode afetar o crescimento do peixe. O oxigênio dissolvido id não só afeta o crescimento comoa própria sobrevivência. Temperatura e ph influenciam no crescimento pois afetam as atividades moleculares e as taxas metabólicas. A amônia além de tóxica é limitante na aplicação de fertilizantes.

29 Os parâmetros, os valores adequados para piscicultura os métodos de medição apresentados. Introdução

30 Oxigênio Dissolvido Introdução Dois tipos principais de sondas eletroquímicas são usadas em sondas de oxigênio dissolvido, a sonda galvânica e a sonda polarográfica. Ambas têm princípios de operação similares, consistindo em uma solução eletrolítica e dois eletrodos. A quantidade de oxigênio dissolvido é baseada na medida da corrente elétrica gerada devido à aplicação de uma tensão entre os dois eletrodos imersos na solução eletrolítica.

31 Temperatura Introdução A temperatura é medida basicamente com termorresistores. O termorresistor é o dispositivo mais conveniente e possui boa precisão. Leituras realizadas adas com termorresistor es sto imerso na água por um tempo suficiente para completo equilíbrio, resultam em medidas que alcançam de 1ºC a 0,1ºC de precisão dependendo da necessidade.

32 Potencial Hidrogeniônico (ph) Introdução O princípio básico do eletrodo de ph é a determinação da atividade dos íons de hidrogênio (H+) por uma medida de potencial elétrico usando um eletrodo hidrogênico padrão e um eletrodo de referência. A diferença de potencial no sistema de dois eletrodos varia linearmente com o ph e é calibrada com o uso de soluções padrões com ph conhecidos. Devido à resposta do sensor, que varia com o passar do tempo (idade do sensor) e com a temperatura, t sempre é necessária uma rotina de calibração antes de serem realizadas.

33 Introdução Potencial de Oxidação e Redução (ORP) A medida de ORP é baseada na diferença de potencial entre um eletrodo de platina ou de ouro e um eletrodo de referência. O sistema de referênciaéidênticoaoutilizadoparaoeletrodo de ph (Ag/AgCl). O parâmetro ORP ou REDOX, cuja unidade é milivolt, indica o potencial das reações químicas que ocorrem na água. O ORP é um indicador da qualidade da água bacteriológica sendo que águas com valor de ORP igual ou superior a 650 mv estão dentro de parâmetro bacteriano aceitável para piscinas e águas de estância termal. O ORP é usado como parâmetro de monitoramento para processos de tratamento de águas de efluentes para remoção de nitrogenados, onde baixos valores de ORP indicam altas concentrações de amônia.

34 para Analise Química Introdução

35 para Analise Química Introdução

36 em Aqüicultura Introdução Aqüicultura é considerada como setor potencial para aplicação de tecnologias avançadas de informação. Nos últimos 15 anos diversos trabalhos científicos e soluções comerciais foram desenvolvidos. A aplicação da informática, particularmente na piscicultura, é uma tendência na administração dos negócios, permitindo tomar decisões baseadas em dados em tempo real, o que aumenta a eficiência para as operações diárias, produzindo metas econômicas e auxiliando no planejamento de mercado. A exatidão da qualidade das medidas práticas que permitirá à aqüicultura comercial otimizar a eficiência pela redução de incursões a laboratórios, aumentando a rapidez e reduzindo custos.

37 Introdução Aqüicultura é considerada como setor potencial para aplicação de tecnologias avançadas de informação. Nos últimos 15 anos diversos trabalhos científicos e soluções comerciais foram desenvolvidos. A aplicação da informática, particularmente na piscicultura, é uma tendência na administração dos negócios, permitindo tomar decisões baseadas em dados em tempo real, o que aumenta a eficiência para as operações diárias, produzindo metas econômicas e auxiliando no planejamento de mercado. A exatidão da qualidade das medidas práticas que permitirá iiá à aqüicultura comercial otimizar i a eficiência pela redução de incursões a laboratórios, aumentando a rapidez e reduzindo custos.

38 Introdução Utilizando-se de moderna tecnologia, o piscicultor tem em suas mãos uma ferramenta (hardware x software) que permite monitoração automática em tempo real das variáveis de interesse (via quadros sinóticos e gráficos), que são armazenadas em banco de dados. Todo o processo de monitoração é realizado por software especialmente desenvolvido para atender a necessidades do piscicultor, ou seja, além da supervisão física do processo, o programa auxilia na organização contábil, permitindo desta forma controlar os gastos inerentes com a produção (materiais, mão de obra e encargos) e a comercialização (suas diversas formas de comercialização, custos e taxas que entram no calculo do preço de venda ) do produto final.

39 Introdução Hoje já háváriaspropostas p de automação completa no monitoramento dos principais parâmetros físicoquímicos dos viveiros assim como a decisão de acionar ou desligar aeradores e servomotores. O monitoramento automatizado realiza a coleta dos dados continuamente e inclui também a análise destes dados para implementar ações corretivas e preventivas de forma a auxiliar o produtor em seu cultivo.

40 Exemplo de Sonda para Multimedição utilizada em Sistemas Automatizados Introdução

41 Plataforma para Monitoração Automatizada Introdução

42 Tela de Supervisão do Processo de Introdução

43 Sistema de - Arquitetura Introdução

44 Introdução Portanto, podemos afirmar que: - A aqüicultura está na fase de busca incessante de conhecimentos e novas tecnologias sobre as condições ideais para uma produção ótima e como minimizar o impacto ambiental da atividade; - O monitoramento da qualidade da água, além de propiciar um maior conhecimento sobre o meio aquático do cultivo para obtenção de uma melhor produtividade, também contribui com o meio ambiente na medida que o produtor passa a consumir menor quantidade de água; -Oreusoearecirculaçãodaágua nos cultivos aumenta a necessidade d de ferramentas que permitam o monitoramento da qualidade da água, garantindo eficiência, produtividade e segurança;