quinta-feira, janeiro 25, 2007

O ciclo do Nitrogênio

O ciclo do Nitrogênio
Afinal, o que isso tem a ver com meu aquário?
Todo hobby, por mais baseado na prática que seja, possui sua teoria. O aquarismo não foge à regra; pelo contrário, possui uma grande quantidade de leis químicas e biológicas que determinam diretamente como proceder na manutenção de um aquário.
Ao ouvir a palavra teoria, a manifestação da maioria das pessoas e relativamente previsível. Algo chato, complicado, e que muitas vezes parece, a primeira vista, muito diferente da realidade prática.
Entretanto, como já foi dito, no aquarismo a base teórica é quem muitas vezes irá definir seu sucesso ou fracasso no hobby na prática.
Vale a pena dedicar uma parte de seu tempo na captação de informações fundamentais. É esse conhecimento que define o verdadeiro hobbyista, do apenas amante de aquarismo.
Dito isso, neste pequeno artigo será apresentado uma pequena descrição de uma destas “teorias fundamentais”: o Ciclo do Nitrogênio.
O que é o Ciclo do Nitrogênio?

“Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”. Podemos nos basear nesta máxima para descrever o ciclo do nitrogênio no meio aquático.
Como em todo ambiente natural, detritos irão surgir em nosso aquário, que nada mais é do que um micro-ecossistema do lago, rio ou oceano que trazemos para nossa casa. Em grande parte esses detritos serão provenientes de matéria orgânica, como fezes, animais ou plantas mortas, alimento não consumido, etc.
Mas, se estes detritos surgem na natureza, a qual não conta com a atenção de um aquarista zeloso para limpá-la, para onde vão, já que devem ir para algum lugar, ou teríamos em nosso planeta pilhas e pilhas de cadáveres?
Em sua homeostase sábia, o meio ambiente conta com a ação dos organismos decompositores, que tem por função degradar toda essa matéria orgânica em “pedaços” aproveitáveis a outros organismos vivos dando continuidade ao ciclo.
Basicamente, o Nitrogênio (N) está presente em grande parte na formação de inúmeros compostos orgânicos.
É aí que entramos na descrição em si do Ciclo do Nitrogênio, também conhecido por nitrificação. Esse ciclo consiste na degradação da Amônia (NH4) e Amoníaco (NH3), compostos tóxicos que são liberados pela mineralização do Nitrogênio (N), que se encontra ligado aos detritos orgânicos, que é transformado pelas bactérias sintetizadoras de Albumina, em outros compostos relativamente inofensivos a saber, Nitrito (NO2) e Nitrato (NO3).
NH3à------Nitrosomonas sp.-------à NO2à------Nitrobacter sp.------àNO3
De acordo com o esquema, observamos a liberação de amônia (NH3) pelos detritos orgânicos, sendo a seguir degrada pela ação das bactérias denominadas Nitrosomonas sp., que converterão o amônia no composto de menor toxicidade nitrito (NO2), que por sua vez será convertido pelo grupo de bactérias Nitrobacter sp. Num composto ainda menos tóxico, o nitrato (NO3). Este sim poderá ser absorvido por outros organismos vivos como fonte de nutrição, como as plantas e as algas.
Como pudemos verificar, os compostos nitrogenados são degradados, por meio de fermentação de espécies específicas de bactérias, em compostos de reduzida toxicidade até sua absorção por organismos superiores que se utilizam destes compostos fermentados em sua nutrição, que por sua vez perecerão fornecendo matéria orgânica para reinício do ciclo.
Onde esse ciclo ocorre no meu aquário?
Como já foi dito, o aquário consiste num pequeno ecossistema aquático que trazemos para dentro de nossas casas, e como tal sofre, invariavelmente, os mesmo processos físico-químico-biológicos que ocorrem na natureza.
No caso do Ciclo do Nitrogênio, convém salientar que na natureza as concentrações de tais compostos de nitrogênio são ínfimas, visto que a quantidade de organismos vivos e detritos em relação ao volume de água é extremamente pequena, na maioria dos casos. Some-se a isso o fato do consumo destes compostos por diversos organismos da base da cadeia alimentar e a sua eliminação pelo ciclo da água (seja através de evaporação, chuvas, movimentação de correnteza, no caso dos rios, e efeitos da maré, no habitat marinho).
O mesmo não ocorre no aquário, que por maior que seja, ainda possui proporções diminutas em relação ao habitat natural, e cujos habitantes estão em proporção muito maior do que na natureza.
Sendo assim, podemos afirmar que o ecossistema de um aquário é muito mais instável do que o meio aquático que encontramos na natureza.O acúmulo desses compostos ocorre numa velocidade muito maior no seu aquário e, se não forem eliminados rapidamente, virão a tornar a água do aquário extremamente tóxica, ocasionando a chamada “morte do sistema.
Mas, se não podemos contar com o ciclo natural para eliminarmos esses compostos de Nitrogênio, como ocorre na natureza, como faremos essa eliminação no aquário?
Basicamente, há três itens “fundamentais” que irão garantir o perfeito ciclo do nitrogênio no aquário:

1- Filtragem: Provavelmente você já deve ter ouvido sobre esse tipo de filtragem. No aquarismo moderno, contamos com, basicamente, 3 tipos de filtragens: A- Mecânica, que consiste na retirada de detritos sólidos e grandes da água do aquário, através de elementos filtrantes, como lã de vidro, membranas sintéticas, etc.; B- Química, que utiliza elementos próprios, geralmente carvão ativado ou resinas especiais, capazes de captar partículas microscópicas da água do aquário, como os nossos compostos nitrogenados e C- Biológica, que uma das mais importantes no ciclo do nitrogênio, já que seu funcionamento é baseado num substrato (que pode ser desde uma simples esponja, até sofisticadas placas sintéticas) onde fixarão-se as bactérias responsáveis pela transformação dos compostos (vide esquema acima).
O ideal é possuirmos os três tipos de filtragem conjugados, já que assim obteremos um perfeito esquema de degradação do nitrogênio: Na Mecânica, partículas maiores serão retidas iniciando o processo de obtenção da Amônia e do Amoníaco; na Química, parte desses compostos será retida eliminando certa parte dos excessos e finalmente na Biológica, as bactérias se encarregarão da síntese dos compostos mais tóxicos naqueles de menor toxicidade.

2- Trocas Parciais: Na natureza há a constante renovação da água, eliminando assim grande parte dos produtos orgânicos tóxicos. O aquário, por ser um ambiente fechado, não propicia essa auto-renovação. Cabe ao aquarista executar essa renovação, através da trocas parciais, também conhecidas por “TPAs”.
Trata-se de um processo simples que consiste na retirada periódica de uma parte da água do aquário (muitos adotam a relação das trocas de 20% da água semanalmente) e a sua substituição por uma “água nova”, ausente de cloro ou qualquer outra substância nociva, e preferencialmente com as mesmas condições químicas (pH, dH, gH, etc.) e físicas (Temperatura).
Trata-se de uma maneira rápida e eficaz de eliminar parte dos compostos de nitrogênio do aquário, e é altamente indicada na redução emergencial da Amônia e seus derivados, entretanto, num aquário com filtragem deficiente e diversos fatores que concorram para um aumento dos níveis de Amônia, as TPAs deverão ter uma freqüência maior. Num aquário equilibrado, dificilmente serão observados problemas relativos a isso, se executadas as TPAs na proporção de 20% semanalmente, como apresentado. Lembrando que se trata de uma regra genérica; montagens mais específicas podem exigir uma freqüência diferenciada. Procure se informar e sempre observar os níveis de Amônia em seu aquário, para decidir com melhor clareza qual a proporção mais indicada.

3- Plantas e Algas: Os compostos produzidos pelas bactérias, a partir da Amônia, servem de nutrição a organismos superiores, no caso as Plantas e as Algas.
Isso não significa, entretanto, que um aquário com plantas ou algas está livre do Nitrato. Esses organismos irão consumir a quantidade que lhes aprouver em sua nutrição, que é, na maioria das vezes menor que a capacidade de produção desses compostos no aquário.
Sendo assim, é perfeitamente possível manter um aquário ausente de plantas, como ocorre em algumas montagens específicas, como a de Ciclídeos Africanos. Nestes casos, ocorre uma preocupação maior com a filtragem e com as TPAs, visando controlar esses níveis.
A presença de plantas e algas é apenas um fator que contribuiria no controle dessas substâncias, consumindo parte delas. Na teoria, um aquário plantado seria menos suscetível ao acúmulo dos compostos nitrogenados. Mas na prática, os três lados da pirâmide podem se compensar mutuamente, criando um ambiente propício a espécie que se deseja manter mesmo sem a ausência de plantas.


Como detectar se meu aquário apresenta níveis de Amônia adequados?

Existem, no mercado, diversos testes de Amônia nacionais e importados, de qualidade excelente e outros nem tanto. No aquarismo em geral, há um predomínio de qualidade das marcas importadas, entretanto a qualidade dos produtos nacionais vem crescendo continuamente. Vale a pena testar diferentes marcas até encontrar uma que atenda suas expectativas na relação custo x benefício.
Será apresentada aqui, uma pequena tabela para orientação dos níveis de Amônia em relação à temperatura e o pH


















àPara uma temperatura de 250C, uma concentração total
deNH3-/NH4+ de 3 mg/L, com um valor de pH de 6,5,
corresponde
a uma concentração de Amônia de 0,0054 mg/L, portanto inofensiva.
Concentrações de Risco

- A partir de 0,075 mg/L de Amôniaà Danos à saúde dos peixes.
- A partir de 0,1 mg/L de Amôniaà Risco de Morte, em especial exemplares jovens.
- A partir de 0,23 mg/L de Amôniaà Alto risco de morte a todos os habitantes do aquário.


Nota: Mesmo com o auxílio desta tabela, é imprescindível a execução do teste de Amônia para detectar os níveis do mesmo na água do aquário.

O que faz a concentração de Amônia aumentar?
São inúmeras as causas desse aumento dos compostos nitrogenados. Serão apresentados a seguir os mais comuns:

A-Filtragem insuficiente: Como já foi descrito anteriormente, uma filtragem eficiente é imprescindível no ciclo do Nitrogênio no aquário. Além da qualidade e quantidade adequada dos elementos filtrantes, deve-se atentar para a vazão do filtro. Recomenda-se, genericamente, um filtro com vazão (L/H) cinco vezes maior que o volume de seu aquário.

B-Superpopulação: Peixes, como qualquer ser vivo, expelem detritos, no caso fezes e urina,
que serão degradados dando início ao ciclo do nitrogênio. Uma capacidade de peixes além do limite da capacidade do aquário geraria detritos igualmente excessivos, poluindo a pouca água do tanque rapidamente e sobrecarregando a filtragem.
Como regra apenas de comparação, é utilizada a proporção de 1cm de peixe por Litro de água.
A montagem que irá ser executada irá determinar melhor a quantidade de peixes limitante. Lembrando que quanto mais escassa a população, menores serão os problemas com amônia.

C-Trocas Parciais Insuficientes: As trocas de água exercem papel fundamental na eliminação
de parte dos compostos nitrogenados da água do aquário. Deve-se seguir a relação de trocas
já descrita, ou uma que seja adequada ao seu aquário.

D-Aquário em Ciclagem: O aquário recém-montado não possui todas as características de equilíbrio biológico que constam num aquário “rodado”. Uma dessas características está diretamente relacionada ao ciclo do nitrogênio. Como já foi dito, as colônias de bactérias exercem papel fundamental na síntese de Amônia em compostos menos tóxicos.
Num aquário novo, as colônias de bactérias ainda não se formaram, sendo assim impossível a síntese da Amônia, que passa a alcançar níveis altos no aquário.
Por esse motivo é essencial a chamada “ciclagem” do aquário, que consiste em manter o aquário novo funcionando normalmente, por ao menos uma semana (um mês é o ideal), sem habitantes, com o objetivo de estabelecer as colônias de bactérias essenciais ao ciclo do nitrogênio.
Pode-se acelerar esse processo colocando uma colônia de bactérias de um aquário já pronto no aquário em ciclagem (no caso, um pedaço do elemento filtrante do aquário pronto no filtro do aquário ciclando).
Este é um erro particularmente comum em iniciantes, que poderia ser facilmente evitado, e que causa inúmeras perdas entre hobbyistas mais afoitos.
O que as altas concentrações de Amônia podem provocar aos peixes?
Os sintomas apresentados pela alta concentração de compostos nitrogenados na água são diversos.
Os mais freqüentes são a perda de apetite, peixes arredios e assustados; devido a queda do pH ocasionado pelo aumento da concentração da Amônia, algumas espécies podem também apresentar sintomas quanto a essa queda do pH ideal; observamos isso principalmente em ciclídeos africanos, que freqüentemente adquirem problemas de pele devido ao baixo pH.
Se não controlada com rapidez, a concentração pode atingir níveis absurdos levando todos os espécimes do tanque à morte.

Considerações Finais

Este pequeno artigo é apenas uma elucidação sobre o Ciclo do Nitrogênio, o qual priorizou apenas a parte essencial de tal quesito. É fundamental a leitura sobre este e outros temas para uma melhor compreensão do hobby em todas suas vertentes.
Por mais maçante que seja, entender o que se passa nas minúcias de seu ecossistema particular é dever de todo aquarista. É comum ouvir de iniciantes a alegação de que tais teorias são apenas para “tentar complicar o hobby” ou que aquarismo não tem “nada a ver com ciência”.
Creio que, se você leu com atenção este artigo até aqui, está no caminho certo para tornar-se um aquarista sério, centrado, e principalmente com uma boa base teórica, que, apesar de tudo que alegarem, irá diferenciá-lo, numa situação emergencial, de um simples aventureiro, no qual tudo que se passa em seu aquário é um “eterno mistério”.


BRUNO GALHARDI - 2003




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