Proposta Metodológica para avaliação da Cap de Suporteobjdig.ufrj.br/60/teses/coppe_d/ModestoGuedesFerreiraJunior.pdf · RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL SETEMBRO DE 2011. iii Ferreira

i

USO DE MODELAGEM NA AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE SUPORTE DE

RESERVATÓRIOS COM PROJETOS DE AQUICULTURA, TENDO O FÓSFORO

COMO FATOR LIMITANTE

Modesto Guedes Ferreira Junior

Orientador: Paulo Cesar ColonnaRosman

Orientador: Paulo Cesar Colonna Rosman

Rio de Janeiro

Setembro de 2011

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de

Pós-graduação em Engenharia Oceânica, COPPE,

da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Doutor em Engenharia Oceânica.

ii





TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ

COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS

REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM

CIÊNCIAS EM ENGENHARIA OCEÂNICA.

Examinada por:

_____________________________________________ Prof. Paulo Cesar Colonna Rosman, Ph.D.

_____________________________________________ Profª. Susana Beatriz Vinzon, D.Sc.

_____________________________________________ Prof. Marco Aurélio dos Santos, D.Sc.

_____________________________________________ Prof. Ricardo Motta Pinto Coelho, Ph.D.

_____________________________________________ Prof. Julio Cesar de Faria Alvim Wasserman, Ph.D.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

SETEMBRO DE 2011

iii

DEDICATÓRIA

Ferreira Junior, Modesto Guedes

Uso de Modelagem na Avaliação da Capacidade de

Suporte de Reservatórios com Projetos de Aquicultura, tendo o

Fósforo como Fator Limitante / Modesto Guedes Ferreira

Junior – Rio de Janeiro: UFRJ / COPPE, 2011.

XV, 142 p.: il.; 29,7 cm


Tese (doutorado) – UFRJ / COPPE / Programa de

Engenharia Oceânica, 2011.

Referências Bibliográficas: p. 129-142.

1. Modelo de capacidade de suporte em corpos de água

naturais 2. Aquicultura. 3. Gaiolas flutuantes 4. Gestão em

reservatórios M I. Rosman, Paulo Cesar Colonna II.

Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Programa de

Engenharia Oceânica III. Título.

iv

À minha inesquecível Vó Irene (in memorian)

e às minhas filhas Rayssa (força) e Larissa.

v

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, Nelly e Modesto, e à minha esposa Renata, por tudo que

têm feito por mim.

Ao Professor Rosman, pela sua decência como pessoa. Minha referência.

Ao Professor Cláudio Neves, pela acolhida no Programa e a todos os

professores da Engenharia Oceanográfica e Costeira.

À Marise, pela sua compreensão, força e sabedoria.

À Patrícia, sempre ajustando o SisBaHIA.

À amiga Sonia e aos amigo(a)s Valéria, Rene e Marcelo Cabral.

À sempre Tia Nena pela revisão.

Ao amigo e sócio Paulo Bittencourt e Rogério Bellini, pela possibilidade

de criação da Necton.

À minha equipe da Necton Piscicultura, onde todos estão sempre se

esforçando e produzindo peixe no reservatório de Moxotó, em Jatobá.

vi

Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários

para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D. Sc.).





Setembro / 2011


Programa: Engenharia Oceânica

Prevendo-se a necessidade de expandir o volume de produção anual de

alimentos para atender a esta nova configuração do mercado, o fortalecimento dos

setores de pesca e aqüicultura passaram a ser considerados como uma diretriz de

importância estratégica para a segurança alimentar da humanidade. Isto decorre do fato

de ambas, pesca e aqüicultura, serem consideradas tanto uma fonte privilegiada de

proteínas, quanto uma alternativa promissora de geração de empregos produtivos nas

regiões costeiras, em um contexto de crise dos modelos usuais de desenvolvimento. O

conhecimento dos efeitos das cargas de entrada sobre o corpo hídrico é subsídio

importante para tomada de decisão com vistas ao uso sustentável destes mananciais

estratégicos. Possibilitam análises de cenários prognósticos e, portanto, auxiliam na

identificação das melhores diretrizes com relação aos objetivos propostos, facilitando o

processo de tomada de decisão. Esta tese propõe uma metodologia para a avaliação da

capacidade de suporte para empreendimentos da aqüicultura em reservatórios,

especificamente a piscicultura intensiva em gaiolas flutuantes, com descrição e

aplicação no reservatório de Moxotó (PE/AL/BA), bem como considerações sobre a

gestão aquícola em reservatórios.

vii

Abstract of Thesis presented to COPPE / UFRJ as part of the necessary requirements for

obtaining the Doctor of Science (D.Sc.) degree.

MODELING USAGE IN THE RESERVOIR SUPPORT CAPACITY EVALUATION

WITH AQUACULTURE PROJECTS, HAVING PHOSPHORUS AS A LIMIT

FACTOR


September / 2011

Advisor: Paulo Cesar Colonna Rosman

Department: Ocean Engineering

Foreseeing the need to expand the annual volume of food production to serve

this new market configuration, the strengthening of fishing and aquaculture sectors has

been considered as a guideline of strategic importance for the food security of

humanity. This fact happens because fishing and aquaculture are considered a prime

source of protein and a promising alternative for the productive employment creation in

coastal regions in the present crisis context of the usual models of development. The

knowledge of load entrance on the water body effects is an important subsidy for

sustainable decision. In this way, the mathematical simulation models can contribute

significantly in several management tools, such as location defining of monitoring

stations or suitable places for effluent discharges, consenting analysis of the effluents

launching and a choice of appropriate management techniques. This paper proposes a

methodology for evaluating the supporting capacity of aquaculture ventures in tanks,

specifically intensive fish farming in floating cages, with the description and application

in the Moxotó (PE / AL / BA) reservoir, as well as some considerations on the

management of aquaculture reservoirs.

viii

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO………………………………………………………………...… 1

1.1. Importância da Pesquisa………………………………………………………. 1

1.2. Características da Pesquisa.…………………………………………………... 3

1.2.1. Objetivo Principal.………………………………………………………... 3

1.2.2. Objetivos Específicos ……………………………………………………. 3

1.3. Estrutura da Pesquisa…………………………………………………………. 4

2. CONSIDERAÇÕES SOBRE A FORMAÇÃO DE RESERVATÓRIOS, OS

IMPACTOS DA INSTALAÇÃO E A GESTÃO AMBIENTAL ......................

6

2.1. A Gestão dos Recursos Hídricos....................................................................... 6

2.2. Sobre Impactos Ambientais Causados pela Formação de Reservatórios.......... 10

2.3. Caracterizações Físicas, Químicas e Ecológicas dos Reservatórios................. 17

2.3.1. Sobre a Hidrodinâmica de Reservatórios....................................................

2.3.2. Considerações sobre as Taxas de Decaimento e Sedimentação..................

18

23

2.3.3. Sobre a Estratificação Térmica em Reservatórios.......................................

2.3.4. Ecologia de Reservatórios...........................................................................

25

30

2.3.4.1. Introdução de Espécies Exóticas...........................................................

2.3.4.2. Ictiofauna...............................................................................................

2.3.4.3. Sedimento e Comunidade Bentônica....................................................

31

32

33

3. A AQUICULTURA EM RESERVATÓRIOS...................................................... 35

3.1. Bases para Aquicultura Responsável................................................................ 35

3.2. O Cultivo de Peixes em Gaiolas Flutuantes...................................................... 39

3.3. Estrutura e Características dos Materiais Utilizados em Gaiolas Flutuantes.... 43

3.4. Seleção de Locais para Implantação de Empreendimentos Aquícolas

Utilizando Gaiolas Flutuantes.........................................................................

46

3.5. Características da Espécie Cultivada Atualmente em Reservatórios................ 49

4. EUTROFIZAÇÃO EM RESERVATÓRIOS ………………………………….. 54

4.1. Efeitos da Eutrofização………………………………………………………. 54

4.2. Influência do Fósforo na Eutrofização.............................................................. 58

5. SOBRE METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE

SUPORTE DE AQUICULTURA EM RESERVATÓRIOS...................................

63

5.1. Efeito do Fósforo Oriundo dos Cultivos Sobre o Ambiente............................. 63

ix

5.2. Modelos Utilizados para Cálculo da Capacidade de Suporte ………………... 65

5.2.1. Modelo de Dillon e Rigler ……………………………………………...... 66

5.2.2. Modelo de Vollenweider ………………………………………………… 67

5.2.3. Modelo de Ono e Kubtiza ……………………….................................... 67

5.2.4. Modelo Qualres ………………………………………………………….. 70

5.2.5. Modelo Ecopath …………………………………………………………. 71

5.2.6. Modelo de Berg ………………………………………………………….. 71

5.2.7. Modelo de Beveridge ……………………………………………………. 71

6. PROPOSIÇÃO METODOLÓGICA …………………………………………… 76

6.1. FundamentaçãoTécnico-Jurídica ……………………………………………. 76

6.2. Procedimentos Metodológicos ………………………………………………. 78

6.2.1. Procedimento 1 – Modelagem Hidrodinâmica …………………………... 79

6.2.2. Procedimento 2 – Definição das Fontes Contaminantes de Fósforo Total. 79

6.2.3. Procedimento 3 – Estimativo das Cargas de Fósforo Total para

Pisciculturas ……………………………………………………………..

79

6.2.4. Procedimento 4 – Quantificação e Inserção das Vazões Contaminantes

de Fósforo no Modelo Computacional …………………………………..

81

6.2.4.1. Vazão das Pisciculturas ……………………………………………… 81

6.2.4.2. Demais Vazões ……………………………………………………….

6.2.4.3. T 90 ……………………………………………………………….….

82

82

6.3. Características do Reservatório de Moxotó ...................................................... 83

6.3.1. Área Modelada ..................................................................................... 85

6.3.2. Batimetria ............................................................................................. 87

6.3.3. Dados de Vento .................................................................................... 88

6.3.4. Dados de Vazão .................................................................................... 88

6.3.5. Caracterização Hidrodinâmica ............................................................. 91

6.3.5.1 Tempo de detenção (Td) e Froude densimétrico (Fd) ..................... 91

6.3.5.2 Padrões de circulação do reservatório de Moxotó ......................... 91

6.4. Fontes Contaminantes Adotadas nas Simulações ............................................ 94

7. APLICAÇÕES E RESULTADOS OBTIDOS .................................................... 97

7.1. Influência dos Padrões de Circulação Hidrodinâmica nas Gaiolas

Flutuantes.......................................................................................................

97

7.1.1. Ventos .................................................................................................... 97

x

7.1.2. Correntes ................................................................................................... 102

7.1.3. Taxa de renovação .................................................................................... 106

7.2. Caracterização das plumas contaminantes e partículas de fósforo ................. 110

8. CONSIDERAÇÕES E RECOMENDAÇÕES FINAIS ......................................

8.1. Sobre a gestão eco produtiva de empreendimentos aquícolas em

reservatórios ..................................................................................................

119

119

8.2. Sobre os modelos de capacidade de suporte .................................................. 123

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................. 129

xi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ilustração dos principais componentes do ecossistema de um reservatório ............. 10

Figura 2. Urbanização, crescimento populacional e industrialização estão entre os fatores

básicos que causam problemas ambientais em lagos e reservatórios .......................................

15

Figura 3. Sistema de coordenadas do sistema de modelagem .................................................. 19

Figura 4. Ilustração sequencial da advecção, difusão turbulenta e dispersão de poluentes ..... 23

Figura 5. Curvas de sedimentação pela teoria linear para granulometria uniforme e pelas

formulações com taxas KS= -VS/ H e com taxa adotada no modelo KS- -ln (0.205) x VS/H.

25

Figura 6. Esquema do balanço de energia considerado pelo modelo e os seus valores

aproximados em cal/ cm²/ dia ...................................................................................................

27

Figura 7. Ilustração das camadas de temperaturas (estratificação térmica) e processo de

mistura em reservatórios tropicais ............................................................................................

29

Figura 8. Aquicultura em gaiolas flutuantes no mundo ........................................................... 40

Figura 9. Estrutura geral de uma gaiola flutuante .................................................................... 45

Figura 10. Empreendimento da Netuno Pescados S/A instalado no reservatório de Xingó -

AL/BA ......................................................................................................................................

48

Figura 11. Processo de incubação de ovos de tilápia. AAT- Paulo Afonso- BA ..................... 51

Figura 12. Processo de inibição sexual de fêmeas. AAT- Paulo Afonso- BA ......................... 52

Figura 13. Etapa final do processo, alevinos para comercialização. AAT- Paulo Afonso- BA 52

Figura 14. Esquema do cultivo em gaiolas flutuantes, adição de ração, circulação

hidrodinâmica e resíduos lançados ao corpo hídrico ................................................................

53

Figura 15. Caracterização geral da eutrofização em ambientes aquáticos ............................... 61

Figura 16. Desenho esquemático de um empreendimento implantado .................................... 80

Figura 17. Demonstrativo da área individual por gaiola .......................................................... 82

Figura 18. Bacia do São Francisco e indicativo do reservatório estudado ............................... 84

Figura 19. Ilustração esquemática dos reservatórios ................................................................ 84

Figura 20. Imagem georeferenciada, via GOOGLE EARTH, do reservatório de Moxotó ..... 85

Figura 21. Mapa Base do reservatório de Moxotó ................................................................... 86

Figura 22. Batimetria do reservatório de Moxotó (BA – AL – PE) ......................................... 87

Figura 23. Forçantes de vento do reservatório de Moxotó (2008) ........................................... 88

Figura 24. Defluências do reservatório de Itaparica. Fonte: CHESF – DORH (2009) ............ 89

Figura 25. Gráfico das vazões médias mensais do reservatório de Moxotó (2005 a 2008) ..... 90

Figura 26. Hidrograma das vazões, em m³/s, dos meses de Fevereiro de 2007 e 2008 com os

dados obtidos da CHESF ..........................................................................................................

90

xii

Figura 27. Padrão de correntes médias na vertical (2DH) em situação de estiagem, com

ventos de SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 16 as 02h00min. ...................

Figura 28. Padrão de correntes médias na vertical (2DH) em situação de elevadas vazões,

com ventos de S, no mês de Fevereiro de 2007, no instante do dia 17 as 14h00min. .............

92

93

Figura 29. Predição da geração de esgotos e resíduos sólidos, segundo ABE, et al. (2000) ... 96

Figura 30. Padrão de altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S e

SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 7 as 10h00min. .....................................

98


SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 14 as 16h00min. ...................................

99


SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 28 as 08h00min. ...................................

100

Figura 33. Detalhes locacionais da Fonte 14, piscicultura em licenciamento, do padrão de

altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S e SE, no mês de

Fevereiro de 2008, no instante do dia 14 as 16h00min. ...........................................................

101

Figura 34. Detalhes locacionais da Fonte 14, piscicultura em licenciamento, do padrão de

altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S e SE, no mês de

Fevereiro de 2008, no instante do dia 28 as 08h00min. ...........................................................

102

Figura 35. Detalhe do padrão de correntes médias na vertical (2DH) da Fonte 14, para o

mês de Fevereiro de 2007, no instante do dia 14 as 18h00min. ...............................................

103


mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 14 as 13h00min. ...............................................

103

Figura 37. Velocidades das correntes, em m/s, nos padrões de circulação hidrodinâmica do

reservatório de Moxotó, em fevereiro de 2008, na superfície, em 28 dias de simulação na

Fonte 14 ....................................................................................................................................

104

Figura 38 - Velocidades das correntes nos padrões de circulação hidrodinâmica do

reservatório de Moxotó, no mês de fevereiro de 2008, em 1 metro de coluna de água, no

mesmo período de simulação. ..................................................................................................

105


reservatório de Moxotó, em fevereiro de 2008, em 2 metros de coluna de água, na Fonte 14.

105

Figura 40. Taxa de renovação do reservatório de Moxotó, para o mês de fevereiro de 2007

no instante do dia 14 as 13h00min. ..........................................................................................

106



107



108

xiii



109

Figura 44. Caracterizações das partículas lançadas e absorvidas de fósforo total no

reservatório de Moxotó, provenientes do reservatório de Itaparica e das cidades citadas

anteriormente, para o mês de fevereiro de 2008, no instante do dia 5 dias as 10h00min. .......

111

Figura 45. Caracterizações das plumas contaminantes e os valores das isolinhas de

concentração de fósforo total em mg/l, no reservatório de Moxotó, oriundas do Reservatório

de Itaparica e cidades, para o mês de fevereiro de 2008, em 28 dias de simulação .................

112

Figura 46. Partículas lançadas e absorvidas de fósforo total no reservatório de Moxotó,

provenientes das treze fontes prescritas na Tabela 4, para o mês de fevereiro de 2008, no

instante do dia 5 as 15h00min. .................................................................................................

113

Figura 47. Valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, no reservatório

de Moxotó, oriundas das treze fontes expostas na Tabela 4, para o mês de fevereiro de

2008, em 28 dias de simulação. ................................................................................................

114


proveniente da Fonte 14, prescritas na Tabela 4, para o mês de fevereiro de 2008, no

instante do dia 5 as 14h00min . ................................................................................................

115

Figura 49. Valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, especificamente

da Fonte 14, e sua influência no reservatório de Moxotó. .......................................................

Figura 50. Configura os valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, no

reservatório de Moxotó, incluindo a Fonte 14 para o mês de fevereiro de 2007, em 28 dias

de simulação, conforme vazões estipuladas na Tabela 4. ........................................................

116

117

Figura 51. Isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, no reservatório de Moxotó,

com redução de 80% da vazão de fósforo do reservatório de Itaparica para o mês de

fevereiro de 2008, em 28 dias de simulação, conforme vazões estipuladas na Tabela 4 .........

118

Figura 52. Dados zootécnicos de cultivos de tilápia no reservatório de Moxotó –

PE/AL/BA. ...............................................................................................................................

122

Figura 53. Isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l no reservatório de Moxotó,

sem considerar as vazões do Reservatório de Itaparica e Cidades de Jatobá (PE), Glória e

Paulo Afonso (BA), para o mês de fevereiro de 2008, em 28 dias de simulação, conforme

vazões estipuladas na Tabela 4 .................................................................................................

127

xiv

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Indicadores utilizados na análise multiatributo ............................................ 16

Tabela 2. Classificação de Estado Trófico, segundo VOLLENWEIDER (1968) ....... 56

Tabela 3. Caracterização trófica de lagos e reservatórios ............................................ 58

Tabela 4. Principais formas de fosfatos solúveis e insolúveis, segundo STUMM e

MORGAN (1981) ........................................................................................................

59

Tabela 5. Estimativa dos quantitativos de ração não absorvida e fezes expelidas por

dia e por gaiola de 20 m³, nas respectivas fases de cultivo ..........................................

80

Tabela 6. Estimativa média de carga de fóforo por gaiola por dia, nas fases de

cultivo...........................................................................................................................

81

Tabela 7. Vazões médias mensais do Reservatório de Moxotó ................................... 89

Tabela 8. Caracterização das fontes adotadas para simulações no reservatório de

Moxotó .........................................................................................................................

94

Tabela 9. Demonstrativo de cálculo das vazões inseridas no modelo lagrangeano do

SisBAHIA para as Fontes definidas no reservatório de Moxotó .................................

95

Tabela 10. Demonstrativo da Metodologia de ONO e KUBTIZA ........................... 125

Tabela 11. Comparativo das metodologias de gaiolas outorgadas para 20 kg fósforo

excretado em 1.000 kg de ração. ...............................................................................

126

xv

LISTA DE QUADROS

Quadro 1. Valores de coeficiente de perda de fósforo por sedimentação – Ks –

segundo autores. ...........................................................................................................

67

Quadro 2. Valores de T90 para os respectivos reservatórios e vazões adotadas nas

simulações. ...................................................................................................................

83

1

1. INTRODUÇÃO

Neste primeiro capítulo será abordada a importância da pesquisa no contexto atual, os

objetivos a serem alcançados e as principais características deste estudo.

1.1. IMPORTÂNCIA DA PESQUISA

O aquinegócio é uma atividade que se desenvolve tecnologicamente e economicamente

no mundo inteiro. A aquicultura em reservatórios no Brasil apresenta um grande

potencial representado pelos milhões de metros cúbicos de águas represadas. A

produção comercial de peixes em gaiolas flutuantes está apenas começando e num

futuro próximo poderá tornar o país um dos maiores produtores mundiais de pescado,

no referido sistema de produção.

Segundo CARVALHO (2009), “visões filosóficas e antagônicas entre biodiversidade e

utilidade da natureza polarizam as pesquisas em aquicultura continental brasileira, que

não pode ser vista dissociada dos recursos pesqueiros.” O referido autor cita que de um

lado temos a relevância e a gravidade dos danos ambientais induzidos por introduções

de espécies, eutrofização e dispersão de doenças (ORSI E AGOSTINHO, 1999;

AGOSTINHO et al., 2007) e na outra face desta temática ambiental, as políticas

públicas atuais, que são perpassadas por uma filosofia utilitarista da água e dos peixes

como recursos comuns dos cidadãos, priorizando e oferecendo ferramentas de

desenvolvimento teoricamente sustentável numa sociedade competitiva e globalizada.

Em função da crescente demanda de solicitações de outorgas encaminhadas aos órgãos

ambientais federais e estaduais responsáveis nas avaliações técnicas e liberações para

implantação de empreendimentos aquícolas em grandes reservatórios,

predominantemente para o cultivo de tilápia em gaiolas flutuantes, o aprofundamento de

estudos qualitativos e quantitativos dos impactos desta atividade devem ser

evidenciados com metodologias mais específicas e consistentes para a tomada de

decisões que possam preservar os referidos corpos hídricos e, consequentemente, a

própria atividade que necessita de um ambiente ecologicamente adequado para a

produção de um pescado de alta qualidade.

2

Responsável pela eutrofização dos corpos hídricos, observamos que, segundo

ESTEVES (1998), o fósforo comporta-se como um macro nutriente e, sendo um

nutriente primário, é essencial para o crescimento do fitoplâncton. Em muitas águas

continentais o fósforo pode ser considerado como o fator limitante da produção máxima

da biomassa fitoplanctônica.

Para o desenvolvimento da aquicultura sustentável e ecologicamente correta é

importante ressaltar a necessidade da prática de um manejo específico das áreas

aquícolas. O efetivo monitoramento e acompanhamento das condições do ambiente

aquático e suas características e respostas em relação às funções naturais e influências

antrópicas no sistema auxiliarão a validação para a regulamentação de empreendimentos

aquícolas. O efeito poluidor das gaiolas flutuantes depende da intensidade de produção

dos peixes, da dispersão dos resíduos efluentes e da capacidade de assimilação do

ambiente.

Na piscicultura intensiva com a utilização de gaiolas flutuantes em grandes

reservatórios, o principal insumo poluidor é a ração ofertada. Este sistema de produção

depende totalmente do uso de ração, onde os resíduos são: desperdícios de ração em

manejos inadequados e as fezes dos indivíduos cultivados que deverão ser absorvidos

pelo ambiente aquático.

O conhecimento dos efeitos das cargas de entrada sobre o corpo hídrico é subsídio

importante para a tomada de decisão com vistas ao uso sustentável destes mananciais

estratégicos. Nesse sentido, os modelos matemáticos de simulação podem contribuir de

maneira significativa em vários instrumentos de gestão, como por exemplo, definição da

localização de estações de monitoramento ou de pontos adequados para descargas de

efluentes, análise de outorga de lançamento de efluentes e escolha de técnicas

adequadas de manejo do uso. Possibilitam análises de cenários prognósticos e, portanto,

auxiliam na identificação das melhores diretrizes com relação aos objetivos propostos,

facilitando o processo de tomada de decisão.

Na prática, a utilização de modelos matemáticos é limitada pelas dificuldades de

calibração e confirmações adequadas, em parte pela falta de dados de campo e, também,

pela complexidade dos processos que ocorrem particularmente em cada ambiente.

3

Entretanto, esta pesquisa foi desenvolvida partindo da hipótese inicial de que “modelos

matemáticos são uma ferramenta” de apoio à decisão no processo de contenção da

eutrofização, com vistas ao monitoramento e implantação de empreendimentos

aquícolas de forma sustentável.

A partir da premissa básica de que todo empreendimento aquícola se caracteriza por

propiciar à espécie cultivada as condições equivalentes aos seus habitats naturais e da

importância econômica e social da atividade, este trabalho contribui com novas

alternativas de gestão e normatização dos cultivos em gaiolas flutuantes em

reservatórios, aliada a uma metodologia de avaliação de capacidade de suporte, levando

em consideração a realidade operacional deste tipo de empreendimento, tanto para a

implantação como na avaliação das fazendas aquáticas, instaladas através da

modelagem computacional.

1.2.CARACTERÍSTICAS DA PESQUISA

Esta tese de doutorado foi realizada no Programa de Pós–Graduação da COPPE da

Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, em Engenharia Oceânica - PENO, área

de Engenharia Costeira e Oceanográfica.

1.2.1. OBJETIVO PRINCIPAL

O objetivo principal desta tese é propor uma metodologia para a avaliação da

capacidade de suporte para implantação e monitoramento de empreendimentos de

pisciculturas intensivas em reservatórios, através da modelagem computacional,

utilizando como ferramenta o SisBaHiA - Sistema BAse de HIdrodinâmica Ambiental,

levando em consideração os conceitos pertinentes a balanço de massa de nutrientes,

processos advectivos e difusivos, tempo de residência ou de renovação de águas,

relevância da estratificação e dos ventos em correntes residuais.

1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conforme esclarecido anteriormente, o conhecimento dos efeitos das cargas de entrada

sobre o corpo hídrico é subsídio importante para a tomada de decisão com vistas ao uso

4

sustentável destes mananciais estratégicos, aliado ao fato de que o potencial produtivo e

econômico deste aquinegócio é significativo, conforme já exposto.

Propomos nesta tese os seguintes objetivos específicos:

Definição de diretrizes para uma gestão eco sustentável de empreendimentos

aquícolas em reservatórios, analisando as condicionantes ambientais requeridas,

a geração dos impactos ambientais da implantação e sistema produtivo de

pisciculturas em gaiolas flutuantes, especialmente a deterioração da qualidade da

água através do desenvolvimento do processo de eutrofização;

Definição de diretrizes e recomendações técnicas para a estrutura produtiva de

empreendimentos instalados atualmente em reservatórios, com ênfase para o

reservatório de Moxotó;

Análise crítica das metodologias empregadas para avaliação da capacidade de

suporte atualmente utilizadas;

Proposição de metodologia de avaliação de capacidade de suporte, baseada em

modelagem computacional;

Estudo de caso, com aplicação da metodologia proposta no reservatório de

Moxotó (PE/AL/BA).

1.3. ESTRUTURA DA PESQUISA

Esta tese esta estruturada em oito capítulos que serão apresentados conforme a

explicação a seguir.

Neste primeiro capítulo é descrita a importância da pesquisa, suas características, o

objetivo principal e os específicos e a forma como está estruturada.

No segundo capítulo descrevem-se a gestão dos recursos hídricos, as considerações

sobre a formação de reservatórios, a circulação hidrodinâmica e os impactos ambientais

causados pela formação destes.

5

A aquicultura em reservatórios é apresentada no terceiro capitulo, onde são

conceituados e caracterizados o conceito pertinente à aquicultura sustentável, as

estruturas e características das gaiolas flutuantes utilizadas para o cultivo de peixes,

além dos aspectos positivos deste sistema de produção.

No quarto capitulo aborda-se a eutrofização em reservatórios, a cadeia trófica, o

processo de eutrofização, enfatizando a importante influência do fósforo neste processo.

Os modelos de avaliação da capacidade de suporte de reservatórios para

empreendimentos aquícolas são descritos no quinto capítulo.

A metodologia proposta através da modelagem computacional é detalhada no sexto

capítulo, onde está caracterizado o reservatório de Moxotó e as fontes poluidoras de

fósforo adotadas na metodologia aplicada para cada recurso hídrico.

Na sequência, no sétimo capítulo, são apresentados e analisados os resultados das

aplicações da metodologia proposta nos reservatórios de Moxotó.

Finalmente, no oitavo capítulo, são expostas as considerações deste estudo e diretrizes

para a gestão sustentável, além de recomendações para futuros trabalhos nesta área de

conhecimento, tendo em vista a importância da atividade para o crescimento ordenado

da aquicultura em reservatórios no Brasil.

6

2. CONSIDERAÇÕES SOBRE A FORMAÇÃO DE RESERVATÓRIOS, OS

IMPACTOS DA INSTALAÇÃO E A GESTÃO AMBIENTAL

Neste Capítulo pretende-se tecer considerações sobre a gestão dos recursos hídricos,

enfocando-se os aspectos gerenciais em reservatórios, a sua formação e os impactos

ambientais advindos da sua instalação.

2.1. A GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS

Segundo CAMPOS; STUDART ( 2001), a gestão de recursos hídricos é definida como

o conjunto de procedimentos organizados no sentido de solucionar problemas referentes

ao uso e ao controle dos recursos hídricos, tendo como objetivo atender, dentro das

limitações econômicas e ambientais e respeitando os princípios de justiça social, à

demanda de água pela sociedade.

No Brasil, a Política Nacional de Recursos Hídricos e o Sistema Nacional de

Gerenciamento de Recursos Hídricos, através da Lei nº 9.433/97, iniciam a estruturação

do uso múltiplo das águas e da gestão descentralizada, propiciando aos diferentes

setores usuários de recursos hídricos a igualdade de direito de acesso à água.

Conforme MAGALHÃES (2005), os Planos de Recursos Hídricos, conforme diz a Lei

9433, são planos diretores que visam fundamentar e orientar a implementação da

Política Nacional de Recursos Hídricos e o gerenciamento de recursos hídricos. São

planos de longo prazo elaborados por bacia hidrográfica, por estado e para o país que

devem apresentar o seguinte conteúdo mínímo:

Diagnóstico da situação atual dos recursos hídricos;

Análise de alternativas de crescimento demográfico, de evolução de atividades

econômicas e de modificações de uso do solo;

Balanço entre disponibilidades e demandas futuras dos recursos hídricos, em

qualidade e quantidade, com a identificação de conflitos potenciais;

Metas de racionalização de uso, aumento da quantidade e melhoria da

qualidade dos recursos hídricos disponíveis;

7

Medidas a serem tomadas, programas a serem desenvolvidos e projetos a serem

implantados, para o atendimento das metas previstas;

Prioridades para outorga de direito de uso de recursos hídricos;

Diretrizes e critérios para a cobrança pelo uso de recursos hídricos;

Proposta para a criação de áreas sujeitas à restrição de uso, com vistas à

proteção dos recursos hídricos.

O Brasil destaca-se mundialmente por ser “possuidor de aproximadamente 12% da água

doce mundial” e, naturalmente, é responsável pela manutenção e formação de uma

consciência do uso racional deste recurso. No montante de uso deste recurso para o

abastecimento urbano, por exemplo, o uso consuntivo pode ser considerado baixo, em

torno de 10%. Todavia, no abastecimento industrial, este uso varia conforme o setor,

situando-se em torno de 20%. Na irrigação tem-se o uso consuntivo como o mais

elevado, alcançando 90%. Por outro lado, no uso da água para a geração de energia

elétrica a perda é, em geral, baixa e se dá somente pela evaporação, onde o setor elétrico

é considerado “o maior usuário da água sem caráter degradativo, mas como modificador

do meio ambiente, possui um importante papel no gerenciamento dos recursos hídricos

do país” e, portanto, deve-se contar com as perdas ou reduções dos níveis d’água

afluentes na bacia que acontecem pela degradação da mesma com o passar do tempo,

além da perda da biodiversidade (WESTIN, 2007).

A definição de regras para a gestão dos recursos hídricos é a criação da Política

Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), através da instituição da Lei 9433/97, lei esta

que também cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos

(SNGRH).

Esta lei adota novos princípios1 e instrumentos de gestão2 que constituem inovações

para a gestão dos recursos hídricos e gestão ambiental. Além disso, a criação da

1Os princípios de gestão dos recursos hídricos definidos pela Lei 9433/97 são: a adoção da bacia

hidrográfica como unidade de planejamento; os usos múltiplos da água; o reconhecimento da água como

um bem finito e vulnerável; o reconhecimento do valor econômico da água; a gestão descentralizada e

participativa.

2Os instrumentos de gestão dos recursos hídricos definidos pela Lei 9433/97 são: os Planos de Recursos

Hídricos; o Enquadramento dos corpos d’água em classes de usos preponderantes; a outorga de Direito de

8

Agência Nacional de Águas (ANA), em julho de 2001, através da Lei 9484/00, foi

fundamental nesse processo, pois essa instância tem como responsabilidade a

implementação das diretrizes da Lei 9433/97, além da fiscalização dos serviços públicos

relacionados à gestão de águas e das condições de reservatórios e, principalmente, a

gestão dos recursos financeiros provenientes da cobrança pelo uso das águas de domínio

da União (SRH/MMA, 2002).

A atuação da ANA está balizada pelas seguintes premissas: considerar a água como um

bem econômico, descentralizar o gerenciamento e operação das estruturas hídricas,

viabilizar a participação dos interessados no processo decisório e alocar racionalmente a

água entre usuários. Observa-se que tais premissas expressam a idéia de escassez

relativa, o que torna a água bem econômica e, ao mesmo tempo, com valor patrimonial,

recurso estratégico para a sobrevivência da população, um elemento da política nacional

e de gestão descentralizada (PIRES DO RIO, 2007).

As crescentes necessidades de água, a limitação dos recursos hídricos, os conflitos entre

múltiplos usos e usuários e os prejuízos causados pelo excesso de água exigem que a

gestão de recursos hídricos, compreendendo as ações de planejamento e administração,

se faça em termos racionais e otimizados, devendo integrar-se nas políticas nacionais e

regionais de desenvolvimento econômico e social. Assim, governos e instituições têm se

preocupado com os aspectos científicos e educacionais, associados à gestão de recursos

hídricos, bem como com as estruturas institucionais para sua efetiva implementação a

níveis nacional, estadual e regional. A concretização dos objetivos da gestão de recursos

hídricos passa pela adesão das comunidades a esses objetivos e aos princípios a eles

subjacentes, o que torna imprescindível a conscientização de lideranças, técnicos e

população em geral para os problemas de utilização da água.

Segundo PIRES DO RIO (2007), fica implícita a idéia de que o processo de gestão

possui ações diferenciadas. Identificamos estas ações como sendo três: a gestão

propriamente dita, o planejamento e o gerenciamento. As ações que compõem o

processo de gestão ocorrem com certa simultaneidade e estão inter-relacionadas umas

Uso dos Recursos Hídricos; a cobrança pelo uso da água; o Sistema Nacional de Informações sobre

Recursos Hídricos.

9

com as outras, diferenciando-se pelos seguintes critérios: (a) as forças que se acham

inseridas dentro da escala hierárquica da tomada de decisão, atuam em cada uma destas

etapas; (b) as finalidades ou objetivos de cada etapa e (c) os instrumentos utilizados.

A mesma autora descreve ainda que o planejamento está ligado, dentro da escala

hierárquica da tomada de decisão, ao poder público. O gerenciamento, por sua vez, é

entendido como uma ação de administração setorial do que foi planejado. Portanto, na

gestão dos recursos hídricos, temos o gerenciamento da demanda abarcando tanto

aspectos os quantitativos quanto os de qualidade da água, o gerenciamento de conflitos

e outros. Entendemos, desta forma, que o gerenciamento relaciona-se de modo mais

estreito com a escala regional/local.

Conforme WESTIN (2007), diversas ferramentas e metodologias estão sendo

incorporadas atualmente para auxiliar a análise da operação e gestão de reservatórios,

buscando conhecer cada vez mais seu desenvolvimento, as interferências ecossistêmicas

de sua operação e, dessa forma, conhecer as medidas de otimização do uso reservatório

(aumento do tempo de vida útil, estabilidade do processo natural entre outros). Para

ilustrar resumidamente um esquema do ecossistema de um reservatório, observam-se

diversos agentes naturais e antrópicos que precisam ser monitorados a partir de um

gerenciamento, conforme a Figura 1.

Os efeitos das alterações surgidas com a formação do reservatório podem se manifestar

em três regiões distintas, que foram criadas pela construção da barragem: a montante, na

represa em si e a jusante.

10

Figura 1 - Ilustração dos principais componentes do ecossistema de um reservatório

(Fonte: STRASKRABA E TUNDISI, 2000).

Segundo DE JORGE (1984) “...a implantação de um reservatório causa mais

interferências com as condições naturais do meio físico do que qualquer outro tipo de

obra civil de grande porte. Essas interferências são responsáveis por reações do

próprio meio físico, procurando se adaptar às novas condições existentes. As reações

podem variar, ao longo do tempo, em intensidade e forma, impondo uma série de

mudanças, convencionalmente chamadas de impactos”.

2.2. SOBRE IMPACTOS AMBIENTAIS CAUSADOS PELA FORMAÇÃO DE

RESERVATÓRIOS

Várias grandes bacias hidrográficas do Brasil foram reguladas pela construção de

reservatórios, os quais, isoladamente ou em cascata, constituem um importante impacto

qualitativo e quantitativo nos principais ecossistemas de água interiores. Os

reservatórios de grande ou pequeno porte são utilizados para inúmeras finalidades:

hidroeletricidade reserva de água para irrigação, abastecimento de água potável,

produção de biomassa (cultivo de peixes e pesca intensiva), transporte (hidrovias)

recreação e turismo.

11

Os impactos da construção de represas ou grandes reservatórias estão relacionados à

área, volume, tempo de retenção do reservatório, localização geográfica e localização no

continum do rio. Em relação aos impactos positivos da construção podemos citar:

Produção de energia e possibilidade de usos múltiplos (recreação, abastecimento

público, etc.);

Retenção de água regionalmente (reserva de água?);

Aumento do potencial de água potável e de reserva de recursos hídricos;

Criação de possibilidades de recreação e turismo;

Aumento de potencial de irrigação;

Aumento e melhoria de navegação e transporte;

Aumento da produção de peixes através de aquicultura;

Aumento das possibilidades de trabalho para a população local.

Nos aspectos negativos destacamos:

Aumento das emissões de CO2e CH4;

Perda dos “pulsos” ecológicos de vazantes e cheias;

Inundação de áreas agricultáveis;

Perda de vegetação e de fauna terrestres;

Interferência na migração de peixes e extinções locais de várias espécies de

peixes e outros componentes da flora e fauna;

Mudanças hidrológicas à jusante da barragem;

Alterações da fauna do rio;

Interferência no transporte de sedimentos;

Aumento da distribuição geográfica de doenças de veiculação hídrica;

Piora da qualidade de águas; e

Empobrecimento dos nutrientes da água.

VILAS BOAS (2006) descreve os impactos causados pela construção e operação de

reservatórios, baseado em TUNDISI (1987) e CRUZ e FABRIZY (1995). São eles:

Modificações no balanço hídrico e impacto sobre o microclima regional;

Alterações na morfologia dos sistemas terrestres, através da ocorrência de

sismos e aumento da erosão e da salinidade dos solos;

12

Alterações na matéria orgânica dissolvida, condutividade da água, transporte e

concentração de sedimentos;

Aumento da superfície de evaporação;

Modificações na estrutura térmica vertical;

Desaparecimento da fauna terrestre;

Alterações das vias terrestres de comunicação;

Rompimento das atividades agrícolas;

Desaparecimento de vegetação terrestre, matas ciliares e sítios arqueológicos;

Alterações da fauna de peixes e aumento da biomassa de macrófitas aquáticas;

Alterações das condições sanitárias, com maior possibilidade de expansão da

distribuição geográfica de vetores de doenças de veiculação hídrica;

Necessidade de realocação das populações;

Modificações estéticas na bacia hidrográfica;

Redução da qualidade de vida da população ribeirinha;

Valor da indenização paga aos trabalhadores rurais residentes na área alagada

geralmente inferior ao preço real;

Deslocamento compulsório da população para terras menos produtivas, gerando

empobrecimento e êxodo rural e aumentando periferia das grandes cidades;

Destruição do patrimônio cultural que constituía a referência para a vida social;

Atração de grande contingente populacional, após a construção e o enchimento

do reservatório, com o propósito de obter emprego ou explorar o ambiente

aquático, dando início à crescente exploração do sistema aquático e de seu

entorno.

Segundo TUCCI (1989), a criação de um reservatório modifica as condições naturais do

escoamento, que tem pequena largura, e grande velocidade, transformando-se num

escoamento longitudinal lento com grande profundidade e largura. Estas condições

modificam o regime térmico do fluxo, as condições químicas e biológicas do meio,

além do natural acréscimo de deposição de sedimentos.

A construção de reservatórios interfere diretamente nos rios, transformando suas

características lóticas aumentando o tempo de residência da água. Essa transformação é

a principal responsável por uma série de alterações nas características limnológicas

13

(físicas, químicas e biológicas) observadas nas áreas represadas e a jusante das mesmas.

Dentre os fatores que mais sofrem alterações estão o comportamento térmico da coluna

de água, os padrões de sedimentação e circulação das massas de água, a dinâmica dos

gases, a ciclagem de nutrientes e a estrutura das comunidades aquáticas (AGOSTINHO

et al.,1992) e (TUNDISI et al., 1993).

O barramento de um rio, através de uma barragem, com a consequente formação de um

reservatório, algumas vezes de consideráveis dimensões (profundidade, volume e área),

para produção de energia elétrica, abastecimento de água, irrigação, controle de

enchentes, ou qualquer que seja o seu uso, ou múltiplo uso, causa inúmeras alterações

do meio ambiente. Esses impactos se manifestam sobre a hidrologia, o clima, a biologia,

a geologia, a geomorfologia, o patrimônio paisagístico, cultural, histórico e

arqueológico, o desenvolvimento socioeconômico e as características físicas, químicas e

bacteriológicas da água represada (BUDWEG,1972; TUNDISI,1988;

FAINZILBER,1981).

Ecologicamente, a perda de diversidade é um dos principais danos causados ao meio

ambiente pela construção de reservatórios e está relacionada tanto com o

desaparecimento de hábitats terrestres e alagamento, quanto às mudanças produzidas no

hábitat aquático (AGOSTINHO e GOMES, 1997). Tais mudanças refletem-se,

sobretudo, na disponibilidade alimentar e na reprodução das espécies íctias, levando à

uma notável alteração estrutural das comunidades aquáticas em relação às originais

(SUZUKI e AGOSTINHO, 1997). O conjunto de modificações causado por um

represamento é tão profundo, que o processo equivale à criação de um novo

ecossistema, principalmente pelas mudanças nas relações tróficas, na base da produção

primária e na ciclagem de nutrientes (BAXTER, 1977).

O novo ambiente hídrico, criado pela represa, concorre para alterações no ciclo

hidrológico. Em áreas muito secas o maior contato água-ar e água-solo permite maiores

taxas de evaporação, evapotranspiração e infiltração, provocando, dessa maneira, perdas

de volume d'água, às vezes, em quantidades consideráveis (BUDWEG,1972;

MAGALHÃES FILHO, 1978).

14

O Comitê Internacional de Ambientes Lacustres (International Lake Environment

Committee – ILEC), em cooperação com o Programa das Nações Unidas (United

Nations Environment Programme – UNEP), desenvolve um projeto denominado

“Survey of the State of the World Lakes” (Avaliação do Estado dos Lagos do Mundo),

coletando e compilando dados ambientais de 217 lagos importantes do mundo.

Por intermédio do projeto foi possível identificar seis principais problemas ambientais,

todos com significativo impacto sobre a qualidade da água, sendo a eutrofização um

deles:

Redução do nível da água devido ao uso excessivo da água dos lagos,

resultando em pronunciada deterioração da qualidade da água e em mudanças

drásticas nos ecossistemas.

Rápida sedimentação dos lagos e dos reservatórios causada pela acelerada

erosão do solo resultante do uso extensivo ou inadequado de terras para

agricultura e pastagens e florestas dentro de suas áreas de drenagem.

Acidificação dos lagos causada por chuvas ácidas, resultando na extinção de

peixes e na degradação de ecossistemas.

Contaminação da água, sedimento e organismos por substâncias químicas

tóxicas originadas da agricultura (pesticidas) e dos resíduos industriais.

Eutrofização pela entrada de compostos de nitrogênio e/ou fósforo das

descargas industriais, agrícolas, domésticas, drenagens urbanas e superfícies

pavimentadas etc., que resulta em forte florescimento de fitoplâncton,

deterioração da qualidade da água e decréscimo da biodiversidade.

Em casos extremos, há colapso completo dos ecossistemas aquáticos.

Segundo resultados do Projeto, o Comitê identificou ainda que todos os seis problemas

ambientais estão inter-relacionados e, de certa forma, compõem os problemas. Todos

são causados pelos mesmos três fatores básicos (Figura 2).

15

Figura 2. Urbanização, crescimento populacional e industrialização estão entre os

fatores básicos que causam problemas ambientais em lagos e reservatórios. IETC

(2001).

A ocorrência de processos de eutrofização em inúmeros reservatórios, aliada ao déficit

de investimento em infra-estrutura dos serviços de saneamento básico em todo o país,

dificulta a tomada de decisão pelo poder público de quais reservatórios encontram-se

em situação mais crítica para a implementação de ações emergenciais de controle e

reversão desse processo. Em países como Estados Unidos e Inglaterra, esse problema

vem sendo abordado em trabalhos que buscam ajudar a tomada de decisão a partir do

estudo da vulnerabilidade das bacias onde estão localizados reservatórios ou lagos com

índices de trofia elevados (BENNION et al., 2005).

A vulnerabilidade ou fragilidade ambiental está relacionada com a susceptibilidade de

uma área em sofrer danos quando submetida ao aporte de nutrientes num corpo d’água.

Quanto maior a vulnerabilidade da bacia, menor a chance de recuperação do ambiente.

Conhecer a vulnerabilidade de uma área a determinados fatores de pressão ambiental

auxilia na priorização de investimentos públicos, normalmente escassos, em diferentes

regiões.

ARAUJO et al., (2007), definiu indicadores ambientais de vulnerabilidade do processo

de eutrofização baseada nas principais causas e formas de mensuração desse processo

encontradas na literatura (SPERLING, 1995; ANDREOLI e CARNEIRO, 2005;

16

CHAPRA, 1997; JORGENSEN e VOLLENWEIDER, 2000), objetivando a formação

de um sistema de avaliação da vulnerabilidade à eutrofização, considerando indicadores

de pressão nas bacias e a sensibilidade dos reservatórios à carga poluente ao qual são

atualmente submetidos. A tabela 1 ilustra os indicadores utilizados relacionados aos

fatores de pressão e de sensibilidade de reservatórios ao enriquecimento de fósforo para

avaliar a vulnerabilidade em reservatórios quanto à eutrofização.

Tabela 1 – Indicadores utilizados na análise multi-atributo

Fatores considerados no

estudo da vulnerabilidade

Aspecto Indicador

Erosão Solo, Clima, Uso e ocupação do

solo e Geomorfologia

Erodibilidade do solo

Intensidade pluviométrica

(mm/dia)

Exposição do solo

Declividade do terreno (%)

Carga poluente Carga poluente pontual devido à

urbanização, piscicultura em

gaiola e carga difusa proveniente

da criação de bovinos às margens

dos açudes

Carga de Fósforo To tal (g de

P/m2 do reservatório/ ano)

Profundidade média do

reservatório (m). Tempo de

retenção hidráulica do

reservatório (ano)

Sensibilidade Profundidade do reservatório Profundidade relativa do

reservatório (%)

Fonte: ARAÚJO et al (2007).

ABE, et al.,(2000) discorrem que nos últimos anos, o processo de eutrofização tem se

acelerado em represas brasileiras devido aos seguintes fatores: aumento do uso de

fertilizantes nas bacias hidrográficas, aumento da população, elevado grau de

urbanização sem tratamento de esgotos domésticos e intensificação de algumas

atividades industriais que levam excessiva carga de nitrogênio e fósforo para essas

represas. Ao mesmo tempo, o uso múltiplo tem se intensificado, tornando muito

complexo o gerenciamento de represas e de bacias hidrográficas. As fontes de

eutrofização, tema do Capítulo seguinte, podem ser pontuais e não pontuais,

17

dependendo da localização dos reservatórios, do nível de atividade nas bacias

hidrográficas e da concentração da população em grandes áreas urbanas.

Observa-se que o autor considera a piscicultura em gaiolas flutuantes como carga

poluente, evidenciando a importância do impacto destes empreendimentos em

reservatórios, no que se refere ao processo de eutrofização com as cargas oriundas do

processo produtivo, principalmente os índices de fósforo, que será aprofundado ao

longo desta tese.

2.3. CARACTERIZAÇÕES FÍSICAS, QUÍMICAS E ECOLÓGICAS DOS

RESERVATÓRIOS

Os reservatórios são ambientes complexos que apresentam mudanças dinâmicas

impulsionadas pelas funções de forças climatológicas, hidrológicas e biológicas, pelas

interações com as bacias hidrográficas e pelo regime de operação do sistema. O

gerenciamento destes implica numa gestão integrada de um sistema complexo,

incluindo o reservatório, sua bacia hidrográfica, as funções de força promovidas pelos

usos múltiplos, os fatores climatológicos, hidrológicos, físicos, químicos e biológicos.

A morfometria da bacia de captação, a vazão, o padrão de circulação, a profundidade, a

área, os contornos e o sistema operacional adotado são variáveis que, de algum modo,

afetam as comunidades bióticas nestes corpos hídricos. Segundo WEITHMAN e HASS

(1982), estas variações tornam cada reservatório uma entidade particular, cujo manejo

requer informações localizadas. Mesmo os reservatórios que se apresentam em série em

uma mesma bacia com interações unidirecionais de montante para jusante apresentam

estas comunidades diferenciadas.

Antes de avaliar a qualidade da água é indispensável a representação das condições

dinâmicas do sistema, pois são elas que influenciam as condições de transporte e,

consequentemente, as transformações de constituintes químicos e biológicos na água. A

circulação de um corpo d´água pode ser representada por modelos de armazenamento,

onda cinemática, difusão e hidrodinâmicos, onde a aplicação de cada um tem suas

vantagens e limitações.

18

2.3.1. SOBRE A HIDRODINÂMICA DE RESERVATÓRIOS

A circulação hidrodinâmica é o fenômeno associado ao deslocamento da água nos

corpos hídricos. As vazões de rios ou barragens a montante, a energia dos ventos e a

diferença de densidade dão movimento à água, onde os processos principais que se

desenvolvem são no sentido vertical. A incidência solar sobre a superfície livre da água

produz movimento de calor no sentido vertical, que se equilibra com o empuxo da

massa de água. Além disso, devido à grande largura, geralmente criada pela criação de

um reservatório, o vento produz turbulência nas camadas superiores do reservatório.

Este movimento pode induzir o transporte de poluentes, que podem ser caracterizados

em três categorias: advecção, difusão turbulenta e dispersão, e ainda sofrer influência do

decaimento.

A importância dos modelos hidrodinâmicos está na possibilidade de se simular, com

bastante realismo, o padrão de circulação hidrodinâmica em corpos de água, e quando

acoplados a modelos de transporte de contaminantes, analisarem os impactos causados

por lançamentos de efluentes na qualidade das águas de uma determinada região. Sendo

assim, cada vez mais estes modelos vêm sendo utilizados, com caráter preditivo, para

avaliações de cenários ambientais futuros ou em tempo real, que subsidiem decisões,

relativas à gestão ambiental costeira referente a aspectos preventivos e corretivos.

Segundo ROSMAN (2011) os modelos aplicáveis a sistemas estuarinos e de águas rasas

pode ser dividido em três tipos, variando de acordo com a sua complexidade e da escala

de interesse do fenômeno analisado:

Modelos tridimensionais: são modelos que possuem todas as dimensões (x,y,z e

t). Os modelos gerais 3DG incluem todas as equações e considera os gradientes

de densidade. São aplicáveis a qualquer caso. Os modelos 3D possuem uma

hidrodinâmica mais simples, não sendo incluídos os gradientes de densidade na

sua formulação. São aplicáveis a corpos hídricos com coluna de água

homogênea ou pouco estratificada, objetivando a obtenção de perfis verticais;

Modelos bidimensionais: são modelos que têm as variáveis promediadas dos

modelos tridimensionais. Estes modelos são subdivididos em dois tipos: modelo

bidimensional na horizontal (2DH) e na vertical (2DV). No modelo 2DH as

19

respectivas variáveis são médias verticais, possuindo as dimensões (x,y,t).

Podem ser aplicados a corpos hídricos com reduzida estratificação, com

tendência vertical homogênea. No modelo 2DV as variáveis são médias laterais

(x,z,t), aplicáveis a corpos hídricos com estratificação vertical de densidade, com

reduzida variação lateral, normalmente corpos hídricos estreitos.

Modelo unidimensional (1D): este modelo é aplicável a corpos hídricos

longitudinais com seção transversal homogênea, como canais por exemplo.

Considera-se o eixo x como longitudinal nas dimensões (x,t).

Será utilizado neste estudo o software SisBaHiA® - Sistema Base de Hidrodinâmica

Ambiental. Segundo ROSMAN (2011), em qualquer sistema de modelos usado para

analisar a circulação hidrodinâmica e a qualidade de água em corpos de água naturais, a

base fundamental é o modelo hidrodinâmico.

Complementando, o mesmo autor discorre sobre o modelo hidrodinâmico de linhagem

FIST4, otimizado para corpos de água naturais, que possui o SisBaHiA. A linhagem

FIST representa um sistema de modelagem de corpos de água com superfície livre

composta por uma série de modelos hidrodinâmicos, nos quais a modelagem da

turbulência é baseada em técnicas de filtragem, semelhantes àquelas empregadas na

Simulação de Grandes Vórtices (LES – Large Eddy Simulation). Vale mencionar que a

LES é considerada estado da arte para modelagem de turbulência em escoamentos

geofísicos. A versão 3D do FIST resolve as equações completas de Navier-Stokes com

aproximação de águas rasas, i.e., considerando a aproximação de pressão hidrostática.

Figura 3. Sistema de coordenadas do sistema de modelagem (3D & 2DH), onde NR é o

nível de referência. No caso 2DH, Ui , representa a velocidade promediada na vertical.

20

Note que as coordenadas e velocidades horizontais são representadas como (x, y)≡(x1,

x2) e (u, v)≡(u1, u2) utilizando o índice i = 1,2. A profundidade instantânea H = zsup. –

zfundo = ζ+ h, também é chamada de altura da coluna de água e de “tirante hidráulico”.

As quatro equações necessárias para calcular as quatro incógnitas da circulação

hidrodinâmica (u, v, w, ζ), no módulo 3D são resumidas abaixo:

Equação de quantidade de movimento, com aproximação hidrostática, na direção x : 3

(1)

Onde:

u, v e w são componentes de velocidades do escoamento nas direções x, y e z;

ζ (x,y) é a relação da superfície livre;

g é a aceleração da gravidade;

ρ é a densidade local do fluido;

ρ oé a densidade constante de referência;

Φ é velocidade angular de rotação da Terra no sistema de coordenadas local e os termos

com Φ são as forças de Coriolis, no qual θ é o ângulo de latitude.

Equação de quantidade de movimento, com aproximação hidrostática, na direção y:

(2)

Equação da quantidade de movimento na direção z:

3 A Segunda Lei de Newton é geralmente escrita como ma=∑F. Considerando essa lei aplicada a uma

partícula de massa m=ρoδxδyδz, onde ρo é a densidade e δxδyδz o volume da partícula, torna-se fácil

visualizar o que cada lado da equação significa. Uma descrição detalhada de todos os termos das

equações encontra-se disponível no Capítulo 3 do Volume 3 desta série, vide Rosman (1997).

21

(3)

Equação da continuidade (do volume):

(4)

Equação da continuidade (do volume) integrada ao longo da vertical:

4

(5)

A seguir, são demonstrados os termos que compõe estas equações, de modo

simplificado5.

Para as equações de movimento:

Equação local de escoamento

(6)

(7)

Resultante da pressão hidrostática na direção x devido à declividade da superfície na

direção x.

4 : onde é o fluxo de precipitação, fluxo de evaporação e fluxo de

infiltração por unidade de área. 5 Maiores detalhes em ROSMAN (2011)

22

(8)

Resultantes das tensões turbulentas dinâmicas de escoamento

(9)

Para a equação da continuidade:

Divergente de velocidade de escoamento nulo.

(10)

Para a equação da continuidade integrada ao longo da vertical: 6

(11)

A advecção pode ser definida como o movimento em relação à velocidade média,

causando uma translação da partícula igual ao produto da velocidade média pelo

intervalo de tempo considerado. O fluxo resultante percorre as linhas de corrente e não

muda a identidade da substância que é transportada, isto é, a substância é transportada

de uma posição no espaço para outra, onde um grupo de poluentes atinge posições

sucessivas a cada instante.

A adição dos efeitos da advecção e difusão turbulenta, resulta na dispersão, que neste

momento é causado pela atuação da velocidade média e da velocidade turbulenta. O

resultado é o transporte e diluição do conjunto de partículas. A Figura ilustra os

respectivos processos. ꞊

6 Mesmo significado da equação da continuidade.

23

Figura 4. Ilustração sequencial da advecção, difusão turbulenta e dispersão de poluentes

Fonte: KALE (2000)

Os reservatórios são sistemas cuja hidrodinâmica é intermediária entre o lótico e o

lêntico e geralmente apresentam elevada razão volume/superfície. Nesses corpos d'água,

os nutrientes - nitrogênio e fósforo - promovem impactos que resultam na eutrofização.

Mesmo que sejam promovidas ações que os mantenham livres de lançamentos de

origem orgânica, os estoques de nutrientes acumulados ao longo do tempo nesses

corpos d´água, ainda estarão em permanente troca nos compartimentos aquáticos.

2.3.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE AS TAXAS DE DECAIMENTO E

SEDIMENTAÇÃO

A identidade da massa transportada é ainda modificada pela perda de partículas por

deposição ou decaimento. Estas perdas de partículas são equacionadas através da

constante de decaimento conhecida como T90. O T90 é o tempo necessário para a

redução de 90% da massa independente de diluição em um efluente. Sua importância é

que nos traz a possibilidade de calcular o volume mais provável de uma massa de

poluentes em determinado tempo.

Conforme descreve ROSMAN (2007), no SisBaHiA®, as constantes de decaimento de

reações cinéticas de primeira ordem são dadas através do T90, isto é:

(12)

= +

24

Considerando a inclusão de processos de sedimentação o termo de reação da equação de

transporte fica sendo –(KD+KS)C. Para calcular a taxa de sedimentação KS é necessário

definir:

Ѵ ѕ = velocidade de sedimentação média, constante.

τ = tensão no fundo crítica de mobilidade das partículas que sedimentam com VS.

a = tolerância entre 0 e 0,5

A partir de VS calcula-se uma taxa de sedimentação variável no tempo e espaço em

função da altura da coluna de água H:

(13)

O valor 0,205 é ajustado para dar diferença acumulada zero após o tempo de

sedimentação característico Tsed = H/VS. Isto é, no início ocorre deposição mais rápida

que a teoria linear para granulometria uniforme, no fim a deposição é mais lenta. Como

mostra a Figura 5, no tempo característico Tsed indicado pela seta a diferença

acumulada entre a formulação adotada e a teoria linear é nula. Na formulação adotada

simula-se uma curva granulométrica, com material mais graúdo depositando mais

rápido no início e o material mais fino depositando mais lentamente no fim.

KS é variável porque em um local com maior profundidade H, o tempo até ocorrer a

deposição no fundo é maior que em local mais raso. Efetivamente, o contaminante só

sai da água (decai), quando deposita-se no fundo.

25

Figura 5. Curvas de sedimentação pela teoria linear para granulometria uniforme e pelas

formulações com taxa KS = –VS / H e com taxa adotada no modelo KS = –ln (0.205) ×

VS / H. Repare que no caso da taxa usual, KS = – VS / H a sedimentação ocorre como se

todas as partículas fossem mais finas que as da granulometria uniforme suposta na

teoria linear. No gráfico, os valores no eixo do tempo são apenas ilustrativos,

(ROSMAN 2011).

As principais ligações ou interfaces dos sedimentos com os lagos e reservatórios são as

seguintes: turbidez; assoreamento; fonte de alimentos e habitat para a fauna e retenção

de produtos tóxicos. Segundo CARVALHO (2000), em relação ao aspecto

sedimentológico, os reservatórios podem sofrer redução das velocidades da corrente

provocando a deposição gradual dos sedimentos carreados pelo curso d´água,

ocasionando o assoreamento, diminuindo gradativamente a capacidade de

armazenamento destes, podendo vir a inviabilizar a operação do aproveitamento, além

de ocasionar problemas ambientais de diversas naturezas.

2.3.3. SOBRE ESTRATIFICAÇÃO TÉRMICA EM RESERVATÓRIOS

Na estratificação térmica em reservatórios, as ações externas que geralmente

influenciam neste processo são: radiação solar, ação do vento e entrada e saída do fluxo

de água e suas temperaturas. A temperatura exerce maior influência nas atividades

26

biológicas e no crescimento. Também governa os tipos de organismos que podem viver

ali: peixes, insetos, zooplâncton, fitoplâncton e outras espécies aquáticas, todas têm uma

faixa preferida de temperatura para se desenvolverem.

Sob o ponto de vista da Engenharia de Meio Ambiente, o conhecimento da variação da

temperatura no corpo de água é particularmente importante por três razões: (a)

descargas de efluentes em diferentes temperaturas podem causar efeitos negativos no

ecossistema aquático, (b) a temperatura influencia as reações químicas e biológicas e (c)

a variação da temperatura afeta a densidade da água, e como conseqüência, altera os

processos de transporte, ROSMAN (2011).

Segundo o mesmo autor, modelos específicos de temperatura foram pesquisados com o

objetivo de definir os mecanismos de troca de calor nos corpos de água. Outra

contribuição, conforme ROSMAN (2011), foi obtida através do modelo apresentado por

CULBER-SON e PIEDRAHITA, 1996. Neste modelo, a temperatura é modelada junto

com o oxigênio dissolvido, permitindo o entendimento da influência da temperatura nas

reações químicas ligadas ao oxigênio.

Os dados de entrada do modelo de transporte de calor são a umidade, Ud, a temperatura

máxima e mínima do ar dentro do intervalo de simulação, Tar, Maxe Tar, mine a

energia ou calor específico, c. A velocidade do vento é a mesma usada no modelo

hidrodinâmico. No caso de considerar a radiação solar constante, deve-se fornecer a

radiação solar máxima, It, dado; caso contrário, deve-se fornecer a temperatura do

ponto de orvalho, a % de céu encoberto e data do início da simulação, além da hora. As

reações cinéticas são escritas como:

Hn〔cal /10-4 m² dia〕 / ρ〔kg/m³〕c〔cal/kg∘C〕

(13)

Onde Hn é o fluxo total de calor por unidade de área, que regula a temperatura no corpo

de água. Tal fluxo representa as trocas de calor na interface ar-água influenciando na

quantidade de energia térmica da coluna de água. As principais fontes de calor são: a

radiação solar de onda curta, a radiação atmosférica de onda longa, a condução de calor

da atmosfera para a água e o lançamento direto de efluentes com temperaturas variáveis.

27

Os principais sumidouros de calor são: radiação de onda longa emitida pela água,

evaporação e condução de calor da água para a atmosfera (THOMANN e MULLER,

1987). O fluxo total de calor por unidade de área, Hn, é dado por (EDINGER et al.,

1968):

(14)

onde:

Hn: Fluxo total de calor na interface ar-água (cal/cm²/dia),

Hs: Fluxo de radiação solar de ondas curtas (cal/cm²/dia),

Hsr: Fluxo de radiação solar de ondas curtas refletidas (cal/cm²/dia),

Ha: Fluxo de radiação atmosférica de ondas longas (cal/cm²/dia),

Har: Fluxo de radiação atmosférica de ondas longas refletidas (cal/cm²/dia),

Hbr: Fluxo de radiação de ondas longas da água em direção à atmosfera (cal/cm²/dia),

He: Fluxo de calor por evaporação (cal/cm²/dia) e

Hc: Fluxo de calor por condução (cal/cm²/dia).

ROSMAN (2011) especifica ainda que o primeiro grupo de termos é chamado de fluxo

de radiação absorvida, é independente da temperatura da água e pode ser medido

diretamente ou calculado através de medições meteorológicas, e que o segundo grupo é

formado por termos que dependem da temperatura da água e de outros fatores. A Figura

6 mostra o esquema do balanço de energia e os valores aproximados para cada termo.

28

Figura 6. Esquema do balanço de energia considerado pelo modelo e os seus valores

aproximados em cal/cm²/dia (THOMANN e MULLER, 1987) apud ROSMAN (2011).

Quando as diferenças de temperatura geram camadas de água com diferentes

densidades, formando uma barreira física que impede que se misturem e se a energia do

vento não for suficiente para misturá-las, o calor não se distribui uniformemente na

coluna d´água, criando assim a condição de estabilidade térmica. Quando ocorre este

fenômeno, o ecossistema aquático está estratificado termicamente. Os estratos ou

camadas formados frequentemente estão diferenciados físicos, química e

biologicamente.

A diferença de densidades pode ser tal que cause uma completa estratificação no corpo

d’água, com as três camadas não se misturando entre si. Esta estratificação tem uma

grande influência na qualidade da água. Dependendo do grau de trofia do corpo d’água,

poderá haver uma ausência completa de oxigênio dissolvido no hipolímnio. Em

decorrência, nesta camada tem-se a predominância de compostos reduzidos de ferro,

manganês e outros.

Com a chegada do período frio há um resfriamento da camada superficial do lago,

causando certa homogeneização na temperatura ao longo de toda a profundidade.

Ocorrendo esta homogeneização, tem-se também uma maior similaridade entre as

densidades. A camada superior, subitamente resfriada, tende a ir para o fundo do lago,

deslocando a camada inferior, e causando um completo revolvimento do lago. A este

fenômeno dá-se o nome de inversão térmica. Em lagos que apresentam uma maior

concentração de compostos reduzidos no hipolímnio, a reintrodução destes na massa

d’água de todo o lago pode causar uma grande deterioração na qualidade da água. A

redução da concentração de oxigênio dissolvido, devido à demanda introduzida pelos

compostos orgânicos e inorgânicos reduzidos, bem como a re-suspensão da camada

anaeróbia do fundo, pode causar a mortandade de peixes.

29

Em geral, os reservatórios abertos (lagos, açudes e represas) ganham calor nos períodos

quentes (sejam eles diário ou anual) e o perdem nos períodos mais frios. Quando há

aquecimento, formam-se na coluna d’água camadas com temperaturas diferentes

(estratificação térmica): uma camada mais superficial (epilímnio), na qual a temperatura

é mais elevada devido à radiação solar, que torna a densidade de massa menor; uma

camada de transição (metalímnio) e outra camada mais profunda (hipolímnio), onde a

temperatura é menor e a densidade maior. No período mais frio, a perda de calor para a

atmosfera desfaz essas camadas e provoca mistura das águas (circulação) que,

praticamente, uniformiza a temperatura em todas as profundidades (TUNDISI et al.,

1984; NOGUEIRA,1991; CLETO FILHO, 2006). A Figura 7 ilustra o processo

explicitado.

Figura 7. Ilustração das camadas de temperaturas (estratificação térmica) e processo de

mistura em reservatórios tropicais.

Segundo ESTEVES (1998), DINIZ (2004) e MELLO (2005), em climas tropicais os

reservatórios são submetidos à estratificação e desestratificação diária. Nem todas as

seções de um mesmo reservatório, durante o dia, a estratificação ocorre pelo

30

aquecimento da camada superficial e, à noite, acontece a desestratificação pela ação

combinada dos ventos e do resfriamento da camada superior, provocando mistura total

a cada 24 horas.

TUNDISI et al. (1984) mostram que, em reservatórios tropicais, as diferenças térmicas

mais acentuadas entre as camadas da superfície e as do fundo podem chegar até a 10°C,

mas, em geral, não excedem 7°C. MARTINS e PORTO (2006) listam, para barragens

de grande porte, em várias partes do Brasil, diferenças entre 2°C e 7°C.

2.3.4. ECOLOGIA DE RESERVATÓRIOS

Conforme (WETZEL, 1990), os reservatórios apresentam semelhanças aos lagos quanto

aos processos ecológicos básicos que envolvem o metabolismo dos ecossistemas

aquáticos. Contudo, o autor relata que a necessidade de regulação de sua vazão pela

demanda de produção de energia ou outros processos operacionais, influenciam no nível

de água, na profundidade e no tempo de residência do reservatório. Estas alterações

podem causar fortes modificações nas propriedades físicas, químicas e biológicas do

ambiente deste corpo hídrico artificial, expondo as divergências aos ecossistemas

lacustres.

Há determinados princípios ecológicos básicos e fundamentais que devem estar

subjacentes a quaisquer estudos sobre a qualidade da água. São esses princípios que

permitem perceber toda a regulação dos processos físicos, químicos e biológicos, e

também a maneira como eles interagem e como dependem uns dos outros.

Primeiro princípio: Um ecossistema é constituído por organismos vivos –

plantas e animais – e esses organismos formam um conjunto em que há

produtores, consumidores, decompositores. Para que esse conjunto de

organismos, mais o ambiente físico e químico que os rodeia, constituam um

ecossistema e não um amontoado de partes, é necessário que existam relações

dos organismos entre si e dos organismos com o ambiente. As relações

estabelecem-se através de fluxos de matéria e de energia, através de cadeias

tróficas. As partes essenciais constituintes de um ecossistema são: produtores,

consumidores, decompositores, matéria orgânica ou detritos e matéria

31

inorgânica. A energia que faz funcionar os ecossistemas é a energia radiante

proveniente do Sol.

Segundo princípio: Os elementos químicos são sucessivamente transferidos dos

organismos para o ambiente físico-químico e deste novamente para os

organismos, cumprindo aquilo que se designa por ciclos biogeoquímicos dos

elementos.

Terceiro princípio: Tudo o que se passa nos ecossistemas se faz à custa de

transformações de energia. As transformações de energia obedecem às Leis da

Termodinâmica: Primeira Lei – nenhuma transformação de energia é 100 %

eficiente, há sempre dispersão de energia sob a forma de calor; Segunda Lei – a

energia é sempre transformada de uma forma em outra, nunca é criada nem

destruída.

Quarto princípio: Toda a energia necessária ao funcionamento do ecossistema

vem, em última análise, do Sol. Pode vir diretamente, por meio da fotossíntese,

fazendo-se as transferências de energia através da cadeia trófica predatória. Ou

pode vir indiretamente, via decomposição, fazendo-se as transferências de

energia através da cadeia trófica de detritos.

Quinto princípio: Tudo o que é lançado artificialmente nos ecossistemas, entra

nos ciclos biogeoquímicos dos elementos naturais e pode ter conseqüências, em

geral, desastrosas, para o ecossistema.

2.3.4.1. INTRODUÇÃO DE ESPÉCIES EXÓTICAS

Sabemos que a introdução proposital ou não de espécies de plantas e animais é uma das

facetas culturais intrínsecas ao homem, de hábito migratório e conquistador (DEAN,

2004). Assim, organismos aquáticos, especialmente os peixes vivendo em ecossistemas

aquáticos abertos, mostram grande facilidade de dispersão e colonização de novos

ambientes. Historicamente, o homem aproveita-se da grande “riqueza” natural de

espécies de peixes para a adaptação do comportamento destes, visando à piscicultura e

outros usos (ornamentais, por exemplo).

Além das carpas (várias espécies), uma das favoritas para a piscicultura em águas

continentais (tanques-rede em represas) é a tilápia do Nilo (Oreochromisniloticus), com

32

suas linhagens melhoradas geneticamente. Na vertente zootécnica, são vários os fatores

intrínsecos que justificam esse favoritismo (HAYASHI et al., 1999, 2002; BOSCOLO

et al., 2004). Na faceta eco-ambiental, a problemática dos não nativos é aguerrida e

preocupante, suscitando muitas discussões e embates devido às divergentes opiniões e

conflitos entre os piscicultores e poder judiciário e parte da comunidade científica

(CARVALHO, 2009). Considerando sua emblemática polaridade, deve-se concluir que

este tema é para um artigo específico, pois, num pólo estabelecem as vantagens

zootécnicas do uso de espécies não nativas para o cultivo e do outro, o alto custo e risco

eco-ambiental deste modelo, conforme já foi comentado (ORSI E AGOSTINHO, 1999;

AGOSTINHO et al., 2007).

A mitigação desse impasse seria o desenvolvimento tecnológico para as espécies nativas

usadas em piscicultura de águas continentais, cujo processo de pesquisa estende-se por,

pelo menos, mais duas ou três décadas para que resultados efetivos sejam obtidos.

Destacam-se os nativos como pacus (Piaractusmesopotamiscus), tambaquis

(Colossomamacropomum) e seus híbridos, os peixes de couro da família Pimelodidae

(pintados, cacharás e seus híbridos, do gênero Pseudoplatystoma) e os bagres (do

gênero Rhamdia), que mais recentemente têm sido alvo de discussões em eventos

científicos nacionais, procurando meios de viabilizá-los como base de aquicultura

sustentável (ZANIBONI Filho et al., 2009).

2.3.4.2. ICTIOFAUNA

A atividade de piscicultura em gaiolas flutuantes encontra-se em expansão no mundo e,

agora, também no Brasil, sendo seus impactos sobre a ictiofauna pouco conhecidos.

Assim, devido a alterações ambientais como, mudança na comunidade planctônica e

bentônica, causadas por esta atividade, infere-se que também haja impactos quali-

quantitativos sobre a ictiofauna, (CARVALHO, 2009).

Outra interferência induzida por essa atividade em relação à ictiofauna são mudanças na

cadeia alimentar. RAMOS et al. (2008) e RAMOS (2009), relatam que as espécies mais

abundantes ao redor das pisciculturas (represa de Nova Avanhandava e Chavantes

respectivamente), apresentaram mudanças na dieta em relação a exemplares capturados

em trechos livres desta influência. Neste sentido, registram que Metynnismaculatus

33

(pacu-prata) e Pimelodusmaculatus (mandi-guaçu), alimentaram-se quase que

exclusivamente de restos de ração em áreas próximas aos tanques-rede. Ainda para as

espécies estudadas, o comprimento padrão e peso total foram significantemente maiores

nos exemplares capturados próximos aos tanques de cultivo, como também observado

por ECHE (2008) para Auchenipterusosteomystaxna na represa de Rosana, conclui que

as pisciculturas em tanques-rede podem levar à mudanças na dieta de algumas espécies,

com consequentes alterações na estrutura populacional das mesmas. Assim, em áreas

próximas as pisciculturas há alterações na estrutura e dieta da assembleia de peixes, que

possivelmente interferem na dinâmica ecológica local, em especial na teia alimentar.

2.3.4.3. SEDIMENTO E COMUNIDADE BENTÔNICA

Áreas próximas aos sistemas de pisciculturas em gaiolas flutuantes recebem grande

parte dos efluentes gerados por esta atividade (BEVERIDGE, 2004). Particularmente, o

sedimento destas áreas pode receber até 66% do fósforo destes efluentes (ALVES et al.,

2005), além de grande quantidade de matéria orgânica (CARVALHO et al., 2009).

Estes por sua vez, podem causar mudanças físico-químicas no sedimento e,

consequentemente, mudanças na comunidade bentônica.

Neste sentido, ALVES et al. (2005) observaram no Córrego do Arribada (baixo rio

Tietê, SP), após curto período da implementação de pisciculturas em gaiolas flutuantes,

o aumento nos processos de sedimentação e na concentração de nutrientes no sedimento

próximo aos tanques de cultivo. Também, em estudo na represa de Machadinho (Rio

Uruguai) a maior abundância de macro-invertebrados bentônicos em área próxima às

gaiolas foi diagnosticada, visto que houve acúmulo significativo de matéria orgânica

(HERMES SILVA et al., 2004). Este fato também foi observado por MENEZES e

BEIRUTH (2003) na represa de Guarapiranga (São Paulo). No entanto, os autores ainda

relatam menor diversidade de espécies próxima às gaiolas. Ressalta-se que situações

similares foram observadas por KELLY (1993) em lagos da Escócia e por KUTTI

(2008) em um fiorde Norueguês.

Reforçando essa problemática ambiental, pode-se fundamentar na aquicultura marinha

na qual as mudanças na qualidade do sedimento, há muito tempo, são objetos de

preocupação da comunidade científica. Segundo WU (1995) os maiores impactos dessa

34

atividade em regiões costeiras sobre o sedimento são a alta demanda de oxigênio,

sedimento anóxico, produção de gases tóxicos e o decréscimo da diversidade bentônica.

Ainda, CARROL et al. (2003) registraram que aproximadamente 32% das pisciculturas

estudadas na Noruega apresentaram qualidade de sedimento de ruim para péssimo no

entorno dos tanques, e 10% apresentaram condições equivalentes em distâncias

intermediárias. Desta maneira, caso não haja o efetivo ordenamento da atividade, pode-

se, com segurança, fazer prognósticos de que impactos semelhantes são esperados neste

processo crescente de atividades de piscicultura em gaiolas flutuantes em águas públicas

abertas.

35

3. A AQUICULTURA EM RESERVATÓRIOS

O cultivo de peixes em gaiolas gera uma série de impactos positivos e negativos nos

níveis ambiental, social e econômico. Segundo TOVAR et al. (2000), o cultivo em

gaiolas vem sendo cada vez mais utilizado e o aumento desta atividade faz com que se

torne necessária a avaliação dos impactos gerados. O Governo Federal, através do

MAPA7, pretende ocupar 1% (um por cento) da área dos reservatórios das usinas

hidrelétricas com a criação de peixes em tanque rede. Porém, para garantir a

sustentabilidade, faz-se necessária a realização de pesquisas que busquem analisar os

impactos ambientais, sociais e econômicos oriundos da prática dessa atividade em todas

as regiões do País.

3.1. BASES PARA AQUICULTURA RESPONSÁVEL

Apresenta-se a aquicultura como uma das atividades com maior representatividade na

produção de proteína de origem animal, que gera receita de milhões de dólares para

vários países. Desde 1970 esta atividade vem crescendo à taxa média de 9,2% ao ano e

superando a produção de outros animais, que cresce apenas 2,8%, tornando-se, assim,

uma das atividades econômicas de maior crescimento (ASSAD, 2004).

ZANIBONI et al (2005) relatam que o Brasil possui 5,5 milhões de hectares de águas

represadas, e que numa projeção, se 1% dessa área (55 mil hectares) fosse utilizada para

produção intensiva de peixes (150 kg/m3

/ano com dois ciclos anuais), teríamos como

resultado uma produção de 82,5 milhões de toneladas. Esse valor colocaria o Brasil

como o segundo maior produtor aquícola do planeta.

A aquicultura brasileira vive um momento inquestionável de expansão, transformação e

consolidação, tornando-se em algumas regiões do país a atividade principal de

pequenos, médios e até grandes proprietários rurais. A aquicultura partiu de um sistema

7 Ministério da Aquicultura e Pesca

36

que se iniciou para satisfazer necessidades da fome; o cultivo de organismos aquáticos

passou a ser parte de um processo produtivo e econômico, ditado, também por políticas

econômicas (exportação) e sociais (emprego e alimentação), daí o grande impulso que

vem tendo no mundo inteiro.

O conceito de "Aquicultura Sustentável" segundo (VALENTI, 2000), ou "Aquicultura

Responsável", melhor termo, está sendo introduzido para designar a forma desejável de

se produzir pescado no meio aquático, com racionalidade ambiental, econômica e

social. Cabe ressaltar os dois documentos norteadores dos rumos que a aquicultura deve

trilhar no século XXI: o "Code of Conduct for Responsible Fisheries", (FAO, 1995) e

"Aquaculture Development Beyond 2000: The Bangkok Declaration and Strategy”,

(NACA/FAO, 2000), onde os principais pontos são:

A aquicultura deve produzir alimentos de qualidade para as populações humanas

e gerar desenvolvimento econômico;

O desenvolvimento da aquicultura deve ser realizado de modo a preservar a

diversidade genética;

As técnicas de manejo devem ser desenvolvidas de modo a preservar as

comunidades aquáticas e a integridade dos ecossistemas adjacentes às unidades

de produção;

A aquicultura deve ser desenvolvida de modo a gerar renda para as comunidades

locais;

A aquicultura não deve ser desenvolvida à custa do prejuízo do meio de vida

tradicional das comunidades locais;

A aquicultura deve servir para atender ao homem e não ao poder econômico.

Para um sistema de produção ser sustentável devemos considerar as seguintes

dimensões de sustentabilidade: (a) dimensão social; (b) dimensão econômica; (c)

dimensão ambiental; (d) tecnológica; e (e) dimensão político- institucional, (BONAL

1997) e DAROLT (2000).

Destacam (LIMA E SOUZA, 2006) que estimativas do MAPA indicam que a produção

de pescado de água doce cultivado no Brasil pode chegar, de forma sustentável, ou seja,

37

responsável, e gerar impactos positivos quanto aos aspectos ambiental e

socioeconômico, à casa das 10 milhões de tonelada/ano, sendo vários os benefícios que

a aquicultura pode apresentar, destacando-se:

Aumento da oferta de pescado com possíveis reduções nos preços de mercado

praticados atualmente;

Alternativa de trabalho e de renda aos pescadores profissionais e a pequenos

produtores, mantendo essa população no meio rural;

Racionalização e otimização do uso da água e da infra-estrutura de rios, de

grandes reservatórios de água e de projetos de irrigação;

Redução da pressão de pesca sobre os estoques pesqueiros naturais, com

possibilidade de recuperação de espécies de peixes em processo de extinção;

O manejo integrado dos recursos hídricos e das atividades agropecuárias através

do seu consorciamento8 com a piscicultura e/ou a carcinicultura9;

Utilização de áreas inadequadas às atividades agropecuárias tradicionais (alguns

produtores no Nordeste aproveitam os resíduos da água que é filtrada do

subsolo, para abastecer os viveiros de criação de peixes e camarões);

A preservação da qualidade da água nos grandes reservatórios necessária para

garantir uma produção aquícola satisfatória.

Segundo CAVERO (2002), os sistemas de produção normalmente utilizados pela

aquicultura estruturados no uso dos recursos hídricos naturais, como, por exemplo, a

produção de peixes em gaiolas flutuantes em grandes reservatórios, deve ser manejada

de acordo com as tendências mundiais que visam sistemas de produção mais

competitivos nas dimensões ecológicas e sócias econômicas. Portanto, deve-se observar

que os sistemas de produção aquícolas baseados em gaiolas são parte integral do

ambiente e, consequentemente, deverá ser dada a devida atenção ao desenvolvimento de

métodos que tenham como objetivo reduzir o impacto ambiental desses sistemas de

produção. Logo, é extremamente importante que as questões ambientais lidem com

esses aspectos, pois, em muitos casos, as mudanças ecológicas se tornaram um fator de

risco para a própria indústria aquícola.

8Cultivo de mais de uma espécie num mesmo ambiente aquático artificial. 9Cultivo de camarões marinhos, estuarinos e de água doce em estruturas artificiais

38

COSTELLO et al. (2004) destaca que na aquicultura é preciso trabalhar com espécies

com as quais se possa fazer o manejo intensivo, reprodução em cativeiro e que

apresentem um retorno econômico seguro. Como qualquer outra atividade do

agronegócio, se essas diretrizes não forem seguidas, o investimento não vingará.

O desenvolvimento da atividade aquícola no Brasil tem seguido a lógica de outras

regiões do planeta, e não tem se diferenciado do sistema de produção de alimento

descrito como agricultura convencional ou revolução verde, com objetivos meramente

econômicos e políticos, ficando em segundo plano as questões ambientais, sociais e de

políticas públicas para legislar os processos e de fomento, e, quando foram editadas, são

de forma seccionada e por órgãos governamentais com objetivos diferentes, que causam

conflitos, deixando o setor completamente marginalizado, sendo considerado de alto

risco para investimento e para o ambiente (ALEXANDRE FILHO, 2008).

A dimensão ambiental é de fundamental importância devido à todas as atividades

aquícolas serem diretamente dependentes do meio ambiente, principalmente do meio

aquático (ASSAD e BURSZTYN, 2000). Segundo os autores, de uma forma genérica,

os impactos resultantes da atividade podem ser classificados em três conjuntos: aqueles

oriundos do meio ambiente, exógenos à atividade; os resultantes da própria aquicultura,

endógenos à atividade e os causados pela aquicultura sobre o meio ambiente.

Conforme já explicitado, é imperioso para a aquicultura a busca incessante da

manutenção da qualidade da água, por razões tecnológicas, de sanidade animal e

ambiental. Se a expansão da aquicultura for conduzida de forma irresponsável pode

causar a poluição das águas, pelo acúmulo de substâncias químicas e orgânicas, contidas

nos efluentes, diminuição da biodiversidade, interferindo nos níveis tróficos pela

alteração dos habitats, a hibridação e a introdução de espécies exóticas e

consanguinidade (PÉREZ,1996). Por estes fatores, o planejamento eco-produtivo da

aquicultura não fará com que a atividade possa ser considerada um dos principais

problemas ambientais encontrados nos ecossistemas aquáticos.

Portanto, para acompanhar as recentes tendências mundiais voltadas para o

desenvolvimento da aquicultura é preciso compatibilizar a produção e a conservação

ambiental. Para isso, é fundamental que haja um intercâmbio maior de informações

39

técnico-científicas entre os setores produtivos e os órgãos ambientais, para que sejam

definidas regulamentações ambientais racionais que possibilitem o desenvolvimento da

aquicultura em bases responsáveis.

3.2. O CULTIVO DE PEIXES EM GAIOLAS FLUTUANTES

O cultivo de organismos aquáticos em gaiolas flutuantes é um sistema intensivo de

produção de pescados, com renovação contínua de água, preferencialmente de alta

qualidade. A técnica pode ser implantada em ambientes aquáticos naturais ou artificiais

marinhos, estuarinos e dulcícolas.

Desde o final do século XIX existem relatos do uso de tanques-rede ou gaiolas para o

cultivo de peixes. Os primeiros tanques-rede eram usados para retenção dos peixes até a

venda. Inicialmente, as gaiolas eram confeccionadas com bambu e utilizadas na Ásia,

desde 1800, e, nos Estados Unidos, surgiram a partir de 1950, com o uso de plástico na

sua construção (KENTUCKY STATE UNIVERSITY, 2005).

O sistema de criação de peixes em tanques-rede ou gaiolas é classificado como sistema

intensivo de produção, com alta e contínua renovação de água, que promove a remoção

dos metabólitos e dejetos produzidos pelos peixes, mantendo a qualidade da água

(BEVERIDGE,1987; COLT e MONTGOMERY, 1991). Trata-se de excelente

alternativa para o aproveitamento de corpos d’água inexplorados pela piscicultura

convencional (COLT e MONTGOMERY, 1991) e de ambientes aquáticos existentes,

dispensando o desmatamento de grandes áreas e evitando problemas de erosão e

assoreamento (CARDOSO et al., 2005).

Segundo TACON e HALWART (2007), o sistema de criação vem evoluindo muito

rapidamente nos últimos 20 anos, em resposta às pressões da globalização e da

crescente procura por produtos aquáticos de alta qualidade. A Figura 8 ilustra a

distribuição da aquicultura em gaiolas flutuantes no mundo que cultivam pescado em

água doce e salgada.

40

Figura 8. Aquicultura em gaiolas flutuantes no Mundo. FAO (2007).

O consumo per capita de pescado de 2005 a 2030, segundo as perspectivas da FAO

(2007), tende a aumentar em 19%, com isso gera-se forte pressão sobre a pesca extrativa

e estoques pesqueiros, que, por sua vez, não conseguem suprir o que é exigido e causam

desequilíbrio em toda a cadeia produtiva. Uma das principais estratégias de suprir a

demanda de mercado é o incremento na produção de pescado cultivado. Entre as

alternativas de criação de peixes, a utilização de gaiolas ou tanques-rede tornou-se uma

alternativa de investimento de menor custo e maior rapidez de implantação, por utilizar

ambientes aquáticos já existentes, como o mar, estuários, rios, grandes reservatórios e

lagos naturais para produção intensiva de peixes, além de possibilitar melhor retorno

zootécnico (ONO e KUBITZA, 2003).

AYROZA, FURLANETO e AYROZA (2006) afirmaram que utilizando critérios

técnicos de criação de peixes em tanques-rede no Brasil, pode-se obter o incremento da

produção aquícola, criando condições para atrair novos investidores e tornando a

atividade excelente alternativa de geração de emprego e renda, além de diminuir a

pressão sobre os estoques pesqueiros naturais e as várzeas. Segundo os autores, estima-

41

se que para cada 100 tanques-rede possam ser gerados três empregos diretos e nove

indiretos.

Para um cenário de oferta insuficiente de pescado para atender à demanda existente no

Brasil e no mundo, a piscicultura em gaiolas flutuantes se configura uma grande

oportunidade de negócio, tanto para grandes empresas, como para os micro e pequenos

empreendedores, inclusive e, prioritariamente, para os pescadores existentes nos

grandes reservatórios, já que a instalação e a operacionalização de um projeto piscícola

não exigem grandes áreas de terra, nem grandes somas de recursos financeiros. No

entanto, é necessário intensificar os trabalhos de repasse de conhecimento relativo a

aspectos legais, mercado, gestão e produção de um empreendimento de piscicultura,

ampliando as possibilidades e dando condições para que os interessados usufruam da

atividade com um nível maior de sustentabilidade econômica e responsabilidade

ambiental.

Atualmente, a aquicultura em reservatórios, no Brasil é representada pela piscicultura

super intensiva de tilápia. Outras espécies de peixes estão sendo pesquisadas e deverá,

num futuro próximo, atingir volumes iguais ou superiores da tilapicultura. Devemos

ainda estimular e desenvolver tecnologias para os cultivos de crustáceos nestes

ambientes. Fazendo um comparativo, CONTE (2002) levantou as vantagens da criação

de peixes em gaiolas e tanques-rede em relação à produção de peixes em viveiros

destacando:

Menor variação dos parâmetros físico-químicos da água durante a criação;

Maior facilidade de retirada dos peixes para venda (despesca);

Menor investimento inicial (60 a70% menor que viveiros convencionais);

Facilidade de movimentação e relocação dos peixes10; intensificação da

produção;

Facilidade de observação dos peixes, melhorando o manejo;

Redução do manuseio dos peixes; e,

Diminuição dos custos com tratamento de doenças.

10Manejo de distribuição em gaiolas por diferentes pesos objetivando favorecer o ganho de peso e

homogeneidade a partir deste processo operacional

42

A produção de peixes em gaiolas flutuantes em grandes reservatórios poderá

desenvolver-se de forma sustentável e gerar impactos positivos quanto aos aspectos

ambientais e socioeconômicos, como, por exemplo:

O manejo integrado dos recursos hídricos e das atividades agropecuárias através

do seu consorciamento com a piscicultura e/ou a carcinicultura;

A conservação dos estoques pesqueiros nas regiões onde existe um grande

esforço pesqueiro, de forma a assegurar a preservação e a conservação das

espécies de peixes em extinção;

Utilização de áreas inadequadas às atividades agropecuárias tradicionais (alguns

produtores no Nordeste aproveitam os resíduos da água que é filtrada do

subsolo, para abastecer os viveiros de criação de peixes e camarões);

A preservação da qualidade da água nos grandes reservatórios necessária para

garantir uma produção aquícola satisfatória.

Aumento da oferta de pescado com possíveis reduções nos preços de mercado

praticados atualmente;

Alternativa de trabalho e de renda aos pescadores profissionais e a pequenos

produtores, mantendo essa população no meio rural;

Redução da pressão de pesca sobre os estoques pesqueiros naturais, com

possibilidade de recuperação de espécies de peixes em processo de extinção.

Como outro aspecto positivo podemos citar a facilidade de retirada dos indivíduos para

manejos biométricos. Em relação às desvantagens, podemos constatar:

Menor possibilidade de correção dos parâmetros químicos e físicos da água;

O regime alimentar pode ser feito apenas com ração.

Os materiais e estruturas utilizadas para gaiolas flutuantes serão descritas na próxima

seção.

43

3.3. ESTRUTURA E CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS UTILIZADOS

EM GAIOLAS FLUTUANTES

COCCHE (1982) e PEREZ & ROBLEDILLO (1989) descrevem gaiolas flutuantes

como sendo estruturas compostas de uma estrutura de superfície que consistem. Ode um

sistema de sustentação e flutuação, mais uma estrutura submersa, de contenção, que

pode ser confeccionada com materiais rígidos (gaiolas) ou flexíveis (tanques-rede). Na

presença de correntes d’água com velocidade superior a 20-30 cm/s, a construção rígida

é mais indicada. A abertura da malha das redes ou telas deve ser a maior possível,

sempre em concordância com o tamanho dos peixes que estão sendo criados para

permitir a passagem de água através da gaiola o maior número de vezes possível por

unidade de tempo. Os tanques-rede devem ser cobertos para prevenir a ação de

predadores, furtos e oferecer sombreamento que impede a incidência de raios UV e

diminuir a visão dos peixes, reduzindo o estresse e melhorando o sistema imunológico

desses animais (SILVA et al. 1997).

SPERANDIO (2001) também descreve que a denominação de tanques-rede é conferida

às unidades de cultivo que utilizam para contenção dos peixes, materiais que se

comportem como uma rede na hora da despesca. Geralmente são usadas redes de

multifilamento revestidos ou não de PVC, com malhas de abertura diversas, com ou

sem nós, ou outros materiais resistentes à corrosão, como telas de alumínio ou inox, ou

mesmo de ferro galvanizado revestido de PVC, trançadas no formato de alambrado, que

podem apresentar comportamento retrátil como uma rede, dependendo do sentido de

orientação em que foram arrumadas na confecção do tanque-rede. Já as gaiolas são

fabricadas com material de contenção rígido, geralmente telas de aço inox ou ferro

galvanizado, revestidos ou não de PVC. Telas plásticas também são usadas na

contenção de peixes em gaiolas com armação de madeira, barras de ferro ou alumínio.

O uso de gaiolas flutuantes é uma excelente alternativa para a produção de peixes em

corpos d'água onde a prática da piscicultura convencional não é viável. Entre as

modalidades de criação de organismos aquáticos e, principalmente, na piscicultura, a

das gaiolas flutuantes é a que permite as maiores densidades de estocagem, oferecendo

proteção contra predadores e dificultando a competição por alimentos com outras

espécies de peixes.

44

Os materiais utilizados na estrutura de sustentação, contenção e flutuação devem ter as

seguintes características:

Permitir a troca eficiente de água entre o tanque-rede e o ambiente;

resistência à corrosão (ferrugem);

resistência mecânica (suportar o movimento das águas, as maretas ou marolas);

baixo custo;

leve para facilitar o deslocamento e manejo;

material não cortante ou abrasivo para não causar ferimentos aos peixes;

permitir a saída dos dejetos produzidos pelos peixes (fezes e restos de ração).

As estruturas utilizadas para a armação de uma gaiola flutuante são geralmente

construídas usando tubos, perfis e barras metálicas, onde são presos os flutuadores e as

malhas. Os materiais mais usados para a confecção das malhas podem ser flexíveis (fio

de poliéster revestido de PVC, redes de nylon) ou rígidos (plástico,aço galvanizado

revestido de PVC de alta aderência, aço inoxidável, etc.).

As outras partes que compõem uma gaiola flutuante são:

Flutuadores: são as estruturas que impedem que os tanques-rede afundem e

podem ser feitos com tambores plásticos ou tubos de PVC tampados nas

extremidades.

Comedouros: são estruturas que existem para evitar o desperdício de ração e

servem para rações extrusadas, que são aquelas que flutuam na água.

A tampa onde estão os comedouros também tem a função de cobertura dos tanques-

rede, evitando, dessa forma a fuga dos peixes em cultivo e a ação de alguns predadores.

Os comedouros ficam no centro da tampa da gaiola, e o seu diâmetro pode variar de 1,0

a 1,50 metros e 0,70 m de altura, variando o tamanho de acordo com as dimensões da

gaiola e as densidades de cultivo pretendidas. O material para confecção do comedouro

deve ser resistente à corrosão e não causar ferimentos nos peixes, por isso deve-se usar

45

telas PVC ou nylon multifilamento, com malhas de1 a 3 mm de abertura, dependendo

da fase de cultivo.

A Figura 9 demonstra a estrutura e características de uma gaiola flutuante.

Figura 9. Estrutura geral de uma gaiola flutuante.

Existem vários tipos de gaiolas e elas variam, basicamente, quanto à forma da estrutura

(redondas, quadradas e retangulares), e quanto à área útil para o cultivo. As gaiolas

flutuantes mais utilizadas atualmente variam de 4m³ a 100m³ de volume útil. As

dimensões podem ser as mais variadas (quadrados, retangulares e circulares), com

variações de profundidade de 1,20m (1metro submerso) a 2,20 m (2 metros submersos).

Vale ressaltar os progressos recentes obtidos na construção e operação das gaiolas

flutuantes, inclusive com a adaptação de gaiolas utilizadas em cultivos de salmões em

fase experimental por uma empresa no reservatório de Itaparica.

46

3.4. SELEÇÃO DE LOCAIS PARA IMPLANTAÇÃO DE

EMPREENDIMENTOS AQUICOLAS UTILIZANDO GAIOLAS

FLUTUANTES

LINK e ROSA (2000) relatam que o conceito de aproveitamento do reservatório

abrange a exploração econômica racional de parte do conjunto representado pelo lago e

seus entornos, com implantação de unidades de conservação, áreas de reflorestamento,

projetos de piscicultura, ou outras atividades.

Os corpos d’água mais adequados para a instalação de um projeto de piscicultura em

gaiolas flutuantes são os lagos e grandes reservatórios. A qualidade da água nesses

ambientes é um fator decisivo para o sucesso do empreendimento. Obviamente é

impraticável corrigir a qualidade e as características físicas e químicas da água nesse

tipo de ambiente aquático, diferentemente de cultivos em viveiros escavados onde é

possível, através de adubação, aeração e outras técnicas, corrigir os parâmetros físico-

químicos da água e torná-la mais adequada ao cultivo. Por isso, a escolha do local para

cultivos em gaiolas flutuantes, é sem dúvida, a etapa mais importante no processo de

implantação do empreendimento. Os principais critérios a serem considerados no

processo de escolha são os seguintes:

Acesso rodoviário: Levando-se em consideração que este tipo de

empreendimento necessita da aquisição externa de insumos básicos como

alevinos (filhotes de peixes) e ração, que, dependendo do tamanho e volume de

produção, são encaminhados ao local por transporte de cargas elevadas. Além

disso, a comercialização, de uma forma geral, é realizada na forma de peixe

vivo, necessitando acesso a caminhões específicos e adaptados para este tipo de

transporte;

Aspectos topográficos: Em alguns grandes reservatórios, a declividade do

terreno do fundo é bastante suave nas margens, o que resulta na formação de

extensas praias nos períodos de diminuição do nível da água. Por isso, o acesso

para o trânsito de peixes e insumos fica bastante dificultado, já que os tratadores

têm de vencer centenas de metros de distância, caminhando do local onde o

barco possa encostar até o ponto de terra firme onde os veículos podem transitar.

47

Acesso operacional: O acesso as gaiolas flutuantes normalmente é feito por

passarelas flutuantes ou por barcos. A utilização de passarelas flutuantes facilita

bastante o manejo, mas nem sempre a topografia do terreno e os recursos

financeiros disponíveis para implantação do projeto permitem a instalação das

passarelas. Por isso, a escolha do local para a instalação dos tanques deve

considerar a proximidade e a facilidade do acesso à terra, para que a distância

percorrida pelas embarcações de apoio sejam as mínimas possíveis. Esse aspecto

é importante, pois o custo de operação do projeto pode ficar elevado se for

necessário percorrer grandes distâncias utilizando barcos de pequeno porte para

o transito de ração e de peixes.

Área para implantação de infra-estrutura: A escolha de um local para a

instalação de um projeto piscícola deve considerar que outras atividades podem

e devem ser desenvolvidas para atender outras necessidades, como a geração de

energia, abastecimento humano, navegação, recreação, irrigação, dentre outras.

Por exemplo: como a produção de peixes gera efluentes, sobretudo na forma de

nutrientes, os tanques-rede não devem ser instalados próximos à captação de

água para consumo humano sem tratamento ou com tratamento simples. Por

outro lado a poluição das águas, principalmente por resíduos químicos pode

causar grande mortalidade de peixes e, portanto, os tanques devem ser instalados

em locais onde não exista esse risco;

Parâmetros físico-químicos e características da água: A ocorrência de ventos em

reservatórios de água é muito comum e beneficia a troca de água nas gaiolas. No

entanto, ventos muito intensos podem comprometer a estrutura dos tanques, e

dificultar as operações de manejo, como o arraçoamento dos peixes e a

biometria. Por isso, é importante a escolha de locais protegidos da ação direta de

ventos intensos e formação de ondas, como baías e reentrâncias, mas que ainda

apresentem renovação ou circulação de água, para que a oxigenação se

mantenha em níveis aceitáveis11. Com a utilização de um oxímetro pode-se

medir o nível de oxigênio dissolvido. Devem-se evitar locais onde os níveis de

oxigênio dissolvidos estejam abaixo de 4,0 mg / l. Com relação à profundidade é

importante que o fundo do tanque esteja há, pelo menos, 1,5 m de profundidade,

sendo o ideal em torno de 6 m em relação ao fundo do corpo d’água, durante

11 Progressos recentes tornaram obsoletas tais recomendações, pois existem gaiolas resistentes a ação de

ventos fortes

48

todo o ano. Outros fatores como a dureza, a alcalinidade e a transparência da

água devem ser medidos e observados a fim de avaliar a adequação da água ao

cultivo de tilápias.

Vários fatores devem ser considerados para que ocorra o sucesso nos empreendimentos

piscícolas, tais como, instalação, manejo e mercado. Nesse sentido, BEVERIDGE

(1984, 1987) destaca a escolha da espécie, dimensões das gaiolas, alimentação e

densidade de estocagem, como os principais itens do manejo que afetam o sucesso da

criação de peixes neste sistema, influenciando na capacidade de suporte, desempenho e

sobrevivência dos peixes mantidos em gaiolas flutuantes. Todavia, ONO e KUBITZA

(2003) relatam que na criação em gaiolas flutuantes a qualidade de água na área

aquícola é fator preponderante para o crescimento, conversão alimentar e saúde dos

peixes, e a qualidade dos insumos, técnicas de manejo e capacidade técnica empregada

são fatores decisivos para o desempenho produtivo. Exemplos de empreendimentos

instalados podem ser observados nas ilustrações a seguir, Figura 10.

Figura 10. Empreendimento da NETUNO PESCADOS S/A instalado no reservatório de

Xingó – AL/BA.

49

O cultivo de peixes em gaiolas flutuantes utilizando reservatórios hidrelétricos tinha

como objetivo inicial adicionar aos pescadores artesanais dos reservatórios, o consumo

de um alimento nutricionalmente importante, aumento de renda e, consequentemente,

melhoria na qualidade de vida destas comunidades reinstaladas no entorno destes

reservatórios.

Quando da implantação deste micro-empreendimentos a preocupação inicial das

empresas governamentais de apoio era definir manejos operacionais e da melhor espécie

para os cultivos. Aliada às características da espécie, descritas a seguir, a tilápia com

potencial e demanda de mercado nacional e mundial estabeleceu-se como o peixe

indicado para a implantação de empreendimentos de pequeno, médio e grande porte.

3.5. CARACTERÍSTICAS DA ESPÉCIE CULTIVADA ATUALMENTE EM

RESERVATÓRIOS

A espécie cultivada é a tilápia chitralada (Oreochromisniloticus), uma espécie

considerada como uma das últimas reservas genéticas da tilápia do Nilo de linhagem

pura. Ela é fruto de um melhoramento genético desenvolvido pelos japoneses nas

décadas de 40 e 60. No final dos anos 60, o Japão doou alguns exemplares desta tilápia

para Tailândia nos quais os lotes foram estocados, no Palácio Real de Chitralada, que

passou a distribuir alevinos para todo país. Introduzida no Brasil a mais de 30 anos,

técnicos e empresários, preocupados com a degeneração genética das tilápias nilóticas

brasileiras, trouxeram o primeiro lote deste peixe para o Brasil. Em 1999 técnicos da

Bahia Pesca, introduziram em caráter experimental, alguns lotes de tilápia chitralada

para serem cultivadas em gaiolas flutuantes nas águas formadas pelo reservatório da

Usina de Xingó no vale do São Francisco de onde se originaram os primeiros

resultados.

Difícil considerar a tilápia uma espécie exótica, pois este ciclídeo habita quase que

todos os corpos de água brasileiros, inclusive os reservatórios que foram povoados a

partir da década de 70, pelo Departamento Nacional de Obras Contra as Secas –

DNOCS, com o objetivo da produção de proteína animal de boa qualidade nutricional e

de baixo custo em função das características do peixe (rusticidade, precocidade e

50

elevada taxa de reprodução) para as populações pobres do Nordeste. Autarquia esta que

ainda distribui matrizes e reprodutores para outros estados brasileiros.

Devemos ressaltar que um empreendimento aquícola se caracteriza em propiciar à

espécie cultivada as condições equivalentes aos seus habitats naturais. A tilápia é

cultivada comercialmente em todo o Brasil desde 1980, em viveiros ou tanques de terra

natural com resultados econômicos instáveis. Como animal pecilotérmico, esta espécie

cresce muito bem em águas quentes e por características reprodutivas foi desenvolvida

uma tecnologia de inibição dos órgãos reprodutivos dos indivíduos fêmeas, através de

hormônios masculinos incorporados a ração inicial, na fase larval, denominada reversão

sexual, objetivando a produção de sementes (alevinos) de indivíduos naturalmente

machos e fêmeas inférteis. Com o domínio desta tecnologia a engorda de machos e

fêmeas inférteis propiciou um incremento considerável na produtividade dos cultivos,

pois o aquicultor passou a cultivar indivíduos que teriam a função exclusiva de engordar

evitando reproduções indesejáveis ao longo dos cultivos o que representava descontrole

na taxa de crescimento da biomassa de peixes. As Figuras 11,12 e 13 ilustram o

processo de inibição sexual de fêmeas.

No caso dos cultivos super intensivos de tilápias em gaiolas flutuantes no Brasil, os

aspectos positivos tecnológicos, sociais e econômicos, os ambientes favoráveis a

implantação de empreendimentos comerciais estão sendo direcionados a grandes

reservatórios de hidrelétricas nas regiões sul e sudeste, mas com grande dinamismo nos

reservatórios do nordeste por razões climáticas e dos altos índices de produtividade

alcançados, onde são engordados 150 peixes por metro cúbico, representando uma

produção anual de até 300 kg de tilápia, com peso médio de 1 kg12 e dois cultivos por

ano em um único metro cúbico.

12Este peso médio refere-se a demanda de mercado atual principalmente na região nordeste que apresenta

em seu C. Em outras regiões do Brasil este peso

médio é obtido em no mínimo 9 meses.

51

Figura 11. Processo de incubação de ovos de tilápia. AAT – Paulo Afonso (BA)

52

Figura 12. Processo de inibição sexual de fêmeas. AAT – Paulo Afonso (BA)

Figura 13. Etapa final do processo, alevinos para comercialização. AAT – Paulo Afonso

(BA)

53

A expansão dos sistemas de aquicultura intensiva em gaiolas flutuantes poderá

promover uma degradação do ambiente natural inicialmente nas imediações da área de

cultivo, com possibilidades reais de afetar a totalidade do recurso. Resíduos presentes

nos efluentes da aquicultura têm sido comparados aos efluentes domésticos,

adicionando grande quantidade de carbono, nitrogênio e fósforo ao ambiente. A Figura

14 apresenta um desenho esquemático do cultivo em gaiolas flutuantes.

Figura 14. Esquema do cultivo em gaiolas flutuantes, arraçoamento13, circulação

hidrodinâmica e resíduos lançados no corpo hídrico.

No próximo Capitulo destacamos um dos principais problemas ambientais que

impactam a qualidade de água de reservatórios, sendo o maior deles a eutrofização, que

pode comprometer de forma aguda o uso múltiplo dos reservatórios, incluindo a

piscicultura intensiva.

13 Termo utilizado para o ato de fornecimento de ração para os peixes nas gaiolas flutuantes

54

4. EUTROFIZAÇÃO EM RESERVATÓRIOS

A eutrofização é um processo natural, lento e contínuo que resulta do aporte de

nutrientes trazidos pelas águas superficiais que erodem e lavam a superfície terrestre. A

eutrofização pode estar relacionada com a idade do lago, a este fenômeno pode ser dado

o nome de “processo de envelhecimento natural” (ESTEVES, 1988).

4.1. EFEITOS DA EUTROFIZAÇÃO

O processo de eutrofização pode ser acelerado, artificialmente, ocasionando a

denominada eutrofização artificial. A aceleração, resultado de atividades antrópicas,

pode ocorrer devido ao lançamento de efluentes domésticos e industriais não tratados e

atividades agrícolas mal planejadas BRAGA et al, (2002).

São os seguintes os principais efeitos indesejáveis da eutrofização (ARCEIVALA,

1981;THOMANN e MUELLER, 1987; VON SPERLING, 1994):

Problemas estéticos e recreacionais. Diminuição do uso da água para recreação,

balneabilidade e redução geral na atração turística devido a:

• frequentes florações das águas

• crescimento excessivo da vegetação

• distúrbios com mosquitos e insetos

• eventuais maus odores

• eventuais mortandades de peixes

Condições anaeróbias no fundo do corpo d’água. O aumento da produtividade

do corpo d’água causa uma elevação da concentração de bactérias heterotróficas,

que se alimentam da matéria orgânica das algas e de outros microrganismos

mortos, consumindo oxigênio dissolvido do meio líquido. No fundo do corpo

d’água predominam condições anaeróbias, devido à sedimentação da matéria

orgânica, e reduzida penetração do oxigênio a estas profundidades, bem como à

ausência de fotossíntese (ausência de luz). Com a anaerobiose, predominam

condições redutoras, com compostos e elementos no estado reduzido.

O fosfato encontra-se também na forma solúvel, representando uma fonte interna

de fósforo para as algas.

55

O gás sulfídrico causa problemas de toxicidade e maus odores.

Condições anaeróbias no corpo d’água como um todo. Dependendo do grau de

crescimento bacteriano, pode ocorrer, em períodos de mistura total da massa

líquida (inversão térmica) ou de ausência de fotossíntese (período noturno),

mortandade de peixes e reintrodução dos compostos reduzidos em toda a massa

líquida, com grande deterioração da qualidade da água.

Toxicidade por amônia. Em condições de pH elevado (frequentes durante os

períodos de elevada fotossíntese), a amônia apresenta-se em grande parte na

forma livre (NH3), tóxica aos peixes, ao invés de na forma ionizada (NH4+),

não tóxica.

Tratamento da água. A presença excessiva de algas afeta substancialmente o

tratamento da água captada no lago ou represa, devido à necessidade de:

• remoção da própria alga

• remoção de cor

• remoção de sabor e odor

• maior consumo de produtos químicos

• lavagens mais frequentes dos filtros

Abastecimento de águas industrial. Elevação dos custos para o abastecimento de

água industrial devido a razões similares às anteriores, e também aos depósitos

de algas nas águas de resfriamento.

Toxicidade das algas. Rejeição da água para abastecimento humano e animal em

razão da presença de secreções tóxicas de certas algas.

Modificações na qualidade e quantidade de peixes de valor comercial

Redução na navegação e capacidade de transporte. O crescimento excessivo de

macrófitas enraizadas interfere com a navegação, aeração e capacidade de

transporte do corpo d’água.

Desaparecimento gradual do lago como um todo. Em decorrência da

eutrofização e do assoreamento, aumenta a acumulação de matérias e de

vegetação, e o lago se torna cada vez mais raso, até vir a desaparecer. Esta

tendência de desaparecimento de lagos (conversão a brejos ou áreas pantanosas)

é irreversível, porém, usualmente, extremamente lenta. Com a interferência do

homem, o processo pode se acelerar abruptamente. Caso não haja um controle

56

na fonte e/ou dragagem do material sedimentado, o corpo d’água pode

desaparecer relativamente rapidamente.

O estado trófico de um lago é definido por vários fatores concomitantemente, e não

somente por uma variável. As principais variáveis de importância para a análise do

processo de eutrofização são (THOMANN e MUELLER, 1987):

Incidência de radiação solar na superfície e ao longo da coluna de água;

Geometria do corpo hídrico: área superficial, área do fundo, profundidade e

volume;

Características hidrodinâmicas: fluxo, velocidade e dispersão;

Temperatura da água;

Transparência da água (Disco de Secchi)

Nutrientes: fósforo, nitrogênio e sílica;

Fito plâncton. (Clorofila – a)

Com base nos trabalhos clássicos de limnólogos pioneiros em tipologia de lagos como

VOLLENWEIDER (1968) propôs uma classificação de estado trófico que se tornou

mundialmente conhecida e adotada, a qual tem nas concentrações de fósforo (nutriente

geralmente limitante), abundância algal (expresso como clorofila-a) e na transparência

da água (disco de Secchi), os seus critérios básicos, demonstrada na Tabela 2 e

ratificada por VON SPERLING (1994).

Tabela 2. Classificação de Estado Trófico, segundo VOLLENWEIDER (1968)

Categoria Trófica 8 P total (μg/l) Clorofila (μg/l) Secchi (m)

Hipotrófico < 5 ≤ 1 ≥ 12

Oligotrófico 5 – 10 ≤ 2.5 ≥ 6

Mesotrófico 10 – 30 2.5 - 8 6 - 3

Eutrófico 30 – 100 8 - 25 3 – 1.5

Hipertrófico > 100 ≥ 25 ≤ 1.5

____________________________ 8 Alguns autores usam hiper-oligotrófico ao invés de hipotrófico e hiper-eutrófico ao invés de hipertrófico.

Entretanto, trata-se de uso inadequado de prefixos.

57

Segundo STARLING (2004), tradicionalmente, os lagos tropicais foram sendo

geralmente enquadrados segundo este critério, muito embora fosse reconhecida a nítida

diferenciação das respostas destes, em relação aos sistemas temperados, frente ao

processo de eutrofização.

STRASKRABA & TUNDISI (1999) relatam que os valores médios anuais críticos de

fósforo para ecossistemas lacustres diferem entre sistemas tropicais e temperados. Por

exemplo, enquanto os limites máximos para lagos temperados mesotróficos e eutróficos

são de 10-35 e 35-100, respectivamente, estes mesmos limites de mesotrofia e eutrofia

passam a ser, respectivamente, de 20 e 50, para lagos tropicais. De fato, os valores

limite de mudança de estado trófico devem ser mais restritivos para sistemas tropicais

tendo em vista as maiores taxas metabólicas resultantes de radiações solares e

temperaturas mais elevadas.

A relação fósforo ×fitoplâncton (ou clorofila-a) é extensamente discutida na literatura

(HAKANSON e PETERS, 1995), mas a relação entre estas duas variáveis nem sempre

é direta, devido aos ajustes da comunidade fitoplanctônica frente às alterações da

quantia de fósforo da água e a própria composição ou espécies desta assembleia.

ANNEVILLE et al. (2002) demonstraram para um lago de clima temperado, que o

aumento de fósforo causa incremento na biomassa das algas, mas quando a entrada

deste nutriente é reduzida, o processo de recuperação do sistema, é lento, pois a

comunidade de algas se ajusta e algumas espécies oligotróficas passam a ser

dominantes.

De acordo com a U.S.EPA – “The United States Environmental Protection Agency” – o

processo de eutrofização é caracterizado pelos seguintes critérios (BOWIE et al., 1985):

Decréscimo nas concentrações de oxigênio dissolvido (OD) presentes no

hipolímnio;

Aumento nas concentrações de nutrientes;

Aumento dos sólidos suspensos, especialmente material orgânico;

Aumento na população de algas;

Aumento na turbidez, diminuindo a capacidade de penetração da luz;

58

Aumento das concentrações de fósforo nos sedimentos.

Uma caracterização qualitativa entre os principais graus de trofia pode ser como

apresentada na Tabela 3.

Tabela 3. Caracterização trófica de lagos e reservatórios

Item Classe de trofia

Hipotrófico Oligotrófico Mesotrófico Eutrófico Hipertrófico

Biomassa Bastante baixa

Reduzida Média Alta Bastante alta

Fração de algas verdes

e/ou cianofíceas

Baixa Baixa Variável Alta Bastante alta

Dinâmica de oxigênio na

camada superior

Normalmente saturado


Variável em torno da

supersaturação

Frequentemente supersaturado (dia) e Reduções drásticas

(noite)

Bastante instável de supersaturação

à ausência

Dinâmica de oxigênio na

camada inferior



Variável abaixo da saturação

Abaixo da saturação à completa ausência

Bastante instável de supersaturação

à ausência

Prejuízo aos usos múltiplos

Baixo Baixo Variável Alto Bastante alto

Fonte: Adaptado de VOLLENWEIDER (apud SALAS e MARTINO, 1991)

4.2. INFLUÊNCIA DO FÓSFORO NA EUTROFIZAÇÃO

O fósforo é um nutriente essencial para os organismos, pois participa dos processos

fundamentais do metabolismo dos seres vivos, tais como: armazenamento de energia

(ATP) e estruturação da membrana celular (fosfolipídios) FUENTES (2000). Dentro do

sistema aquático, comporta-se como um macro nutriente e, sendo um nutriente

primário, é essencial para o crescimento do fitoplâncton FUENTES (2000). Em muitas

águas continentais, o fósforo pode ser considerado o fator limitante da produção

máxima da biomassa fitoplanctônica,sendo responsável pela eutrofização dos corpos

hídricos, FUENTES(2000).

O fósforo é um dos elementos químicos que mais tem proporcionado preocupações,

especialmente nos países economicamente desenvolvidos. Essas preocupações se

devem, não ao fato do fósforo de ser um contaminante em si, mas por ser considerado o

elemento que mais contribui no desencadeamento da eutrofização dos ecossistemas

aquáticos. Nesses países, tendo em vista o histórico de ocupação e uso dos solos para a

59

agricultura, os níveis de fósforo na camada superficial são relativamente altos. Isto tem

sido apontado por muitos pesquisadores como uma das principais fontes que contribuem

para o aumento dos teores transferidos aos reservatórios aquáticos.

O fosfato nas águas continentais encontra-se em diferentes formas que podem ser

classificadas como: fosfato particulado, fosfato orgânico dissolvido, fosfato inorgânico

dissolvido (também chamado de ortofosfato oufosfato reativo - P-orto), fosfato total

particulado e fosfato total (Tabela 4). Do ponto de vista limnológico, todos os fosfatos

são importantes, mas o P-orto assume maior relevância por ser a forma assimilada pelos

vegetais aquáticos e, consequentemente, responsável pela eutrofização das águas, e

assim, é importante em pesquisa na área limnologica e piscicultura, se determinar a

quantidade de P-orto, conforme ARARIPE et al. (2006).

Tabela 4 – Principais formas de fosfatos solúveis e insolúveis, segundo STUMM e

MORGAN (1981)

Fosfato Formas solúveis Formas insolúveis

Inorgânico H2PO4-, HPO4²-, PO4 ³-(ortofosfatos) FeHPO4+(monohidrogen fosfato férrico) CaH2PO4 + (dihidrogen fosfato de cálcio)

Complexo fosfato-argila Complexos metal-hidróxidos Minerais (ex: apatita)

Orgânico Compostos orgânicos dissolvidos: fosfatase, fosfolipídios, inositol,fosfoproteínas etc.

Fósforo complexado à matéria orgânica

Fonte: ESTEVES (1998).

Na água, o íon fosfato (P-orto) pode estar presente em diferentes formas iônicas em

função do pH do meio, da temperatura e do teor de oxigênio (MARGALEF, 1983). A

liberação do fosfato dos detritos orgânicos ocorre ainda no epilimnio, mesmo antes do

material sedimentar. Algumas bactérias produzem a enzima fosfatase, que atua sobre o

fosfato orgânico, liberando-o na forma dissolvida que é rapidamente decomposta por

outros microrganismos e assimilada pelo fitoplâncton. Como essas reações ocorrem

rapidamente, forma-se o que se conhece como "curto circuito" do fósforo. A utilização

do fosfato inorgânico é possível devido à ação de bactérias e fungos que produzem a

enzima fitase, a qual atua sobre o hexafosfato de inositol (ácido fítico), liberando

ortofosfato (BOYD, 1995).

60

Em lagos tropicais, devido às elevadas temperaturas, há um aumento do metabolismo

dos organismos fazendo com que o P-orto seja ainda mais rapidamente assimilado e

incorporado na sua biomassa. Esse fato leva a uma falsa idéia de que as águas tropicais

naturais apresentam uma baixa concentração de P-orto (ESTEVES, 1998).

Há ainda alguns aspectos, mais gerais, porém importantes sobre o ciclo do fósforo,

segundo (ESTEVES, 1988), que devem ser lembrados:

As fezes dos peixes são ricas em fósforo orgânico dissolvido;

O zooplâncton, ao se alimentar do fitoplâncton, libera fosfato para a coluna de

água sob a forma de ortofosfato;

A morte de organismos que compõem o fitoplâncton libera, indiretamente,

ortofosfato, pois a autólise das células fitoplanctônicas e das macrófitas contribui

para o aumento da concentração de fósforo orgânico dissolvido;

A degradação da matéria orgânica pelas bactérias libera fosfatos sob a forma

inorgânica.

O pH e o nível de oxigenação da interface sedimento – água.

O mesmo autor citado anteriormente relata que outro importante fato é que o ciclo do

fósforo no sedimento está diretamente influenciado pela concentração de oxigênio

dissolvido presente na camada logo acima do sedimento (água de contato sedimento-

coluna de água). Em um hipolímnio aeróbio há presença de fosfato precipitado. Em um

hipolímnio anaeróbio há liberação do fosfato para a coluna de água.

As concentrações médias de fósforo e clorofila-a em ambientes lacustres têm sido

bastante utilizadas como índices de produtividade e eutrofização cultural, sendo

inclusive rotineiramente incluídas em programas de avaliação e monitoramento de lagos

e reservatórios, BARICA (1990). A Figura 9 caracteriza de forma geral a eutrofização

em ambientes aquáticos

61

Figura 15. Caracterização geral da eutrofização em ambientes aquáticos (BARICA,

1990)

A quantidade de nutrientes (fosfato e nitrogênio) provenientes dos resíduos da

aquicultura é pequena em relação ao total de efluentes domésticos e industriais, no

entanto, as ¨fazendas de peixes¨, frequentemente representam uma fonte local de

nutrientes para águas oligotróficas, e seu impacto pode ser potencialmente significativo

(DIAZ et al., 2001).

FOY e ROSSEL (1991), monitorando algumas fazendas de cultivo de peixes,

comprovaram que o fornecimento de ração libera fósforo e nitrogênio causando a

eutrofização dos corpos d'água. BEVERIDGE (2004) também concorda com essa

afirmação, e antes dele, PHILLIPS et al.(1985), já alertavam para o efeito da

piscicultura sobre a ciclagem dos nutrientes na coluna d'água e o impacto sobre o

sedimento.

Para o desenvolvimento da aquicultura sustentável e ecologicamente correta é

importante ressaltar a necessidade da prática de um manejo específico das áreas

aquícolas. O efetivo monitoramento e acompanhamento das condições do ambiente

aquático e suas características e respostas em relação às funções naturais e influências

antrópicas no sistema auxiliarão a validação para a regulamentação de empreendimentos

aquícolas.

62

No Brasil, assim como em outros países, os órgãos governamentais tem a atribuição de

conceder licenças e autorizações para desenvolvimento de atividades econômicas, tais

como os empreendimentos urbanos e rurais. A outorga de um empreendimento aquícola

esta relacionada a duas demandas básicas: (1) a necessidade de se produzir alimento de

boa qualidade, alto valor proteico e a baixo custo e (2) a necessidade de se conservar o

meio ambiente. No Brasil, há uma clara percepção de que é papel do governo

desempenhar a segunda função. Nem a sociedade e principalmente o meio científico

ainda não compreende (ou assimila) a primeira função acima atribuída ao setor público,

responsável pelas atividades de planejamento e controle ambiental, enquanto que a

necessidade de produção está, normalmente, associada à atuação do setor privado, que

gera maior impacto sobre os recursos naturais.

O aumento da produção requer um maior investimento em mão de obra qualificada,

equipamentos, desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis e um criterioso e

efetivo monitoramento ambiental não só no período das analises, independentemente do

modelo de capacidade de suporte utilizado, para as devidas autorizações e

licenciamentos, mas de uma forma continua e divulgada pelos órgãos ambientais

municipais, estaduais e federais, o que seria um suporte profissional e essencial aos

empreendimentos aquícolas. Conforme já citado anteriormente, a qualidade do pescado

produzido por este sistema esta diretamente proporcional a manutenção da qualidade de

água nestes ambientes aquáticos.

63

5. SOBRE METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE

SUPORTE DE AQUICULTURA EM RESERVATÓRIOS

Neste capitulo serão descritos o efeito do fósforo proveniente dos cultivos de peixes em

reservatórios utilizando gaiolas flutuantes, os modelos de cálculos da capacidade de

suporte atualmente utilizados e a proposição de uma nova metodologia baseada na

utilização de modelos computacionais, levando em consideração, de forma inovadora, a

hidrodinâmica do corpo hídrico e dos processos advectivos - difusivos das cargas de

fósforo oriundas dos cultivos onde está instalado ou será implantado o empreendimento.

Será destacado também o manejo e índices utilizados durante o processo produtivo

baseado em experiências profissionais.

5.1. EFEITO DO FÓSFORO ORIUNDO DOS CULTIVOS SOBRE O

AMBIENTE

Transportando o conceito de capacidade suporte para ecossistemas, com o intuito de

promover cultivos animais e/ou vegetais, é importante considerar esta habilidade como

uma característica intrínseca do ecossistema denotando a sua produtividade máxima e

também a sua capacidade de assimilar os impactos provenientes desta atividade,

ANGELINI (2000).

Segundo ARARIPE (2006), a piscicultura é uma atividade que requer boas condições

ambientais, sendo que esse ambiente é modificado pelo metabolismo dos peixes e pela

produção que no seu processo de transformação tem em si a produção de resíduos.

Dessa forma, ela aporta para o ambiente uma quantidade de nutrientes compatível com

o tipo de cultivo realizado. No caso dos tanques-rede, há um influxo direto de

nitrogênio, fósforo e de outros nutrientes (Ca, K, Mg e etc), uma vez que o cultivo está

instalado no próprio ambiente, impossibilitando o desvio ou tratamento dos efluentes,

que ao se diluírem no corpo d'água serão reciclados conforme a capacidade desse

ambiente.

O efeito poluidor das gaiolas flutuantes depende da intensidade de produção dos peixes,

da dispersão dos resíduos efluentes e da capacidade de assimilação do ambiente. A

capacidade suporte do ambiente é a capacidade de degradar e assimilar a carga de

64

nutrientes dos cultivos sem sofrer profundas alterações e que esta capacidade varia de

um ambiente para outro. O conceito de capacidade suporte ecológico aplicado a

aquicultura prevê a definição da produção máxima permissível de organismos aquáticos

na qual a emissão de resíduos não ultrapasse a capacidade assimilativa do ambiente

(KAUTSKY et al., 1997).

MERICAM e PHILLIP (1980) constataram uma correlação positiva entre o aumento de

sedimentos por unidade de biomassa e a taxa de alimentação no cultivo de peixes em

gaiolas flutuantes. No sistema de cultivo em gaiolas flutuantes, segundo PEARSON e

GOWEN (1990), 20% do alimento é perdido sem ingestão pelos peixes. TROELL e

BERG (1997) observaram que as altas taxas de alimentação em um cultivo de tilápia do

Nilo alimentada com ração manufaturada e utilizando ingredientes de baixa

digestibilidade, resultou em alta conversão alimentar e elevada taxa de sedimentação da

matéria orgânica na área do cultivo. A utilização de rações manufaturadas de boa

qualidade e a utilização de dietas com balanceamento adequados e formuladas com

ingredientes com alta digestibilidade e estabilidade na água, pode minorar o impacto do

aporte de nutrientes para a água (CHO e BUREAU, 2001). ARARIPE (2006), por sua

vez, enfatiza que a quantidade de fósforo aportada para o ambiente varia principalmente

em função da quantidade de fósforo presente na ração e da estabilidade da ração na

água.

É extremamente difícil precisar percentualmente esta perda, entretanto, através de

observações pessoais no Reservatório de Moxotó, podemos observar um consumo

acentuado da ictiofauna circundante da ração desperdiçada no ato do arraçoamento das

gaiolas nas diversas fases de produção, o que influencia positivamente o impacto

causado pelo sistema de produção. Reforçando este comportamento, ARARIPE (2006)

observa que a alimentação excessiva causa sobra de ração e aumenta os resíduos no

entorno das gaiolas flutuantes, atraindo pequenos peixes, que terão suas excretas

somadas às dos peixes cultivados, acelerando o efeito da decomposição uma vez que

fezes são mais facilmente degradadas que partículas alimentares, causando assim

prejuízo duplo para o cultivo.

O fósforo é requerido pelos peixes para o crescimento, mineralizando seus ossos e

cartilagens. A principal fonte de fósforo para os peixes é a alimentação. Porém, um

65

excesso de fósforo na alimentação não será absorvido pelos peixes e ainda poderá

influenciar o crescimento.

Estudos indicam que somente 32% do fósforo são utilizados para o metabolismo do

peixe e os 68% restantes são transferidos para o meio (PENCZAK et al., 1982), sendo

este capaz de induzir o processo de eutrofização (ESTEVES, 1998). Reforçando esta

idéia, ALVES e BACCARIN (2005) informam que 66% do fósforo aportado pelo

arraçoamento intensivo vão para o sedimento, 11% ficam dissolvidos na água e 23%

são incorporados no peixe em cultivo. Para HAAKANSONETAL (1988), na produção

de uma tonelada de tilápia em gaiolas flutuantes são liberados para o ambiente, 10 -20

kg de fósforo e mais 75 kg de nitrogênio.

Segundo STARLING et.al, (2006), a premissa básica de todos os modelos

desenvolvidos para os estudos da capacidade de suporte é de que a abundância algal é

negativamente correlacionada à qualidade da água e positivamente correlacionada ao

aumento populacional, e de que o fósforo (P) é o fator limitante que controla o

crescimento fitoplanctônico.

5.2. MODELOS UILIZADOS PARA CÁLCULO DA CAPACIDADE DE

SUPORTE

Em geral, os diversos modelos utilizados avaliam a capacidade de suporte com base na

concentração de fósforo admissível a ser adicionada no ambiente pelo empreendimento

aquícola Pa,. Para tal, admite-se uma concentração máxima admissível para o corpo de

água, Pmáx, que pode ser, por exemplo, o valor prescrito na RC-357 para águas classe 2.

Supondo que a concentração de fósforo existente no corpo de água seja Pe, determina-se

a quantidade de fósforo admissível a ser adicionada pelo empreendimento através da

expressão:

As características químicas da água influenciam diretamente sobre a eficiência do

cultivo de peixes em gaiolas flutuantes, afetando diretamente a viabilidade econômica

do cultivo, assim a escolha do local e o dimensionamento do cultivo conforme a

66

capacidade da área em suportar a carga dos nutrientes oriundos da atividade, é de

primordial importância para a sustentabilidade do cultivo.

Em geral o aporte de fósforo proveniente do cultivo de peixes é muito pequeno quando

comparado ao aporte realizado pelos efluentes domésticos e industriais. Antes de

implantar um empreendimento piscícola em gaiolas flutuantes, faz-se necessária a

realização de um estudo sobre o teor de nutrientes no corpo d'água bem como fazer uma

projeção para a quantidade máxima de nutrientes (principalmente fósforo) que poderá

ser aportado pelo cultivo de forma a manter a qualidade da água em estado satisfatório

para uma boa produtividade.

Fazendo um breve histórico, independentemente do aporte de cultivo de peixes, um dos

modelos mais testados e utilizados é o de DILLON e RIGLER (1974), que representa

uma modificação do modelo original de VOLLENWEIDER (1968).

5.2.1 Modelo de DILLON e RIGLER

Este modelo considera que a concentração de fósforo adicionada Pa em um dado corpo

hídrico é determinado pela carga de P, tamanho do lago (área e profundidade média),

taxa de renovação da água (fração da coluna d’água perdida anualmente para jusante e a

fração de P permanentemente perdida para o sedimento).

Para calcular a concentração de fósforo admissível a ser adicionada no ambiente pelo

empreendimento aquícola Pa, em mg / l, utiliza-se a expressão:

Onde:

L é a carga de P-total em g/m2

/ano

z é a profundidade média em metros

R é a fração do P-total retida no sedimento e

ρ é a taxa de renovação de água em volumes por ano.

A capacidade de suporte é atingida quando Pa = Pmáx – Pe.

67

5.2.2 Modelo de VOLLENWEIDER

Com base no modelo descrito em 1968, em 1976, VOLLENWEIDER aprimorou um

modelo empírico predominantemente para reservatórios (lagos) temperados.

onde:

P = concentração de fósforo no corpo d’água (gP/m3)

L = carga afluente de fósforo (kgP/ano)

V = volume da represa (m3)

t = tempo de detenção hidráulica (ano)

Ks = coeficiente de perda de fósforo por sedimentação (1/ano)

Em relação ao coeficiente de perda de fósforo por sedimentação (1/ano) – Ks, o Quadro

1 discrimina os valores encontrados em reservatórios temperados e tropicais.

Quadro 1. Valores de coeficiente de perda de fósforo por sedimentação – Ks – segundo

autores.

Reservatório Ks Referência

Temperado

VOLLENWEIDER (1976)

Tropical

CASTAGNINO (1982),

Tropical

SALAS e MARTINO (1991),

5.2.3 Modelo de ONNO e KUBTIZA

Trata-se de um modelo que determina à quantidade de gaiolas flutuantes que podem ser

outorgados, tomando como base o volume do epiliminio, sua profundidade, as

concentrações de fósforo total que a RC - 357 permite para a classe 2 de enquadramento

desejado para as águas do manancial, a concentração desse parâmetro presente nas

68

excretas dos peixes além da área de influência do reservatório que pode ser

disponibilizada para essa atividade.

Em favor da segurança o limite de fósforo total para o calculo da capacidade de suporte

e de 0, 005g/m³ 14, ou seja, a atividade de piscicultura durante todo o período de cultivo

pode liberar para o ambiente aquático essa concentração máxima de fósforo total, tendo

como base a concentração de fósforo presente nas excretas, que é considerada de 7 kg

de P-total para cada 1000 kg de ração consumida.

O calculo parte dos dados iniciais de área máxima do reservatório (Am) e da

profundidade média (hm), a partir disso, obtém o volume máximo a ser outorgado (Eq.

1).

V = (Am x hm) Eq. (1)

Onde:

V = volume máximo que poderá ser outorgado (m3);

Am = área máxima do reservatório (m2);

Hm = profundidade media do reservatório (m).

Em seguida, é calculada a quantidade máxima de fósforo total gerada para o ambiente

(Pmáx.), multiplicando a concentração pré-estabelecida (Cp) seguindo a relação de

VOLLENWEIDER para ambientes mesotróficos, com o volume máximo a ser

outorgado(V) e dividindo o resultado por 1000, fazendo assim a transformação de

unidades.

Os estudos para a determinação da capacidade de suporte em reservatórios para a

atividade de piscicultura em gaiolas flutuantes, realizadas por este modelo, seguem uma

seqüência de cálculos para que através da produção estimada de peixes por gaiola (Eq.

2), produção efetiva (Eq. 3), biomassa de peixes em cada tanque-rede (Eq. 4),

quantidade de ração necessária por dia (Eq. 5) e do teor de fósforo total contido na

ração, com isso possa a ser calculados a concentração deste nutriente na gaiola (Eq. 6) e

14 Valor utilizado pelos autores baseado na Resolução CONAMA 357 que é de 0,05 mg/l correspondente

a 0,005 g/m³.

69

o volume de diluição necessário para se obter uma concentração igual a 0, 005 mg/m³

(limite máximo de fósforo total estabelecido para ser liberado pela atividade (Eq. 7).

Depois, calcula-se a razão entre o volume de referência e o volume de diluição da

quantidade de fósforo total lançada por gaiola em um dia, obtendo o número de gaiolas

que poderão ser outorgados (Eq. 8).

Tpx = (Vtq x Dpx)Eq. (2)

Onde:

Tpx = total de peixes por gaiola (numero de peixes);

Vtq = volume útil das gaiolas (m3);

Dpx = densidade de peixes por gaiola (numero de peixes/m3).

Te = (Tpx x i)/1000Eq. (3)

Onde:

Te = total efetivo de peixes por gaiola (numero de peixes);

Tpx = total de peixes por gaiola (numero de peixes);

i = índice de sobrevivência dos peixes (%);

Btq = (Te x Pm)/1000Eq. (4)

Onde:

Btq = biomassa de peixes/tanque-rede (Kg de peixes/tq);

Te = total efetivo de peixes por tanque-rede (numero de peixes);

Pm = peso médio dos peixes na despesca (gramas).

Rd = (Btq x TCA)/tEq. (5)

Onde:

Rd = ração consumida por dia em cada tanque (Kg/dia/gaiola);

Btq= biomassa de peixes/gaiola (Kg/gaiola);

TCA = fator de conversão alimentar (Kg de ração/Kg de peixe);

t= período de cultivo (dias).

Observação: Através das relações corretas, calculam-se os consumos por m³ de cada

gaiola e o consumo de uma gaiola durante todo o cultivo.

70

CPgaiola = (Pe x Rd)/1000 Eq. (6)

Onde:

Rd = ração consumida por dia em cada gaiola (Kg/dia/gaiola);

Pe = fósforo excretado pelos peixes para cada 1000 quilos de ração consumida (Kg de

fósforo);

CP gaiola = concentração de fósforo gerada por gaiola durante um dia de cultivo

(Kg/gaiola/dia).

Veu = (CPD/Cp) x VgaiolaEq. (7)

Onde:

Veu= volume de água por gaiola para evitar a eutrofização (m³);

CPD = concentração de fósforo gerada por m³ [(CPgaiola x 1000) /Vgaiola)] (gramas

de fósforo);

Cp = concentração de fósforo pré-estabelecida (0, 005 mg/m³);

Gaiolas = volume útil das gaiolas (m³).

Gaiolas = (V/Veu)Eq. (8)

Onde:

Gaiolas = número de gaiolas que o ambiente pode suportar (unidades).

V = volume máximo a ser outorgado (m³);

Veu= volume de água por gaiola para evitar a eutrofização (m³);

5.2.4 Modelo QUALRES

Embasado nas taxas de reposição das cargas de fósforo em função das oscilações de

volume do reservatório, o aplicativo QUALRES é mais uma alternativa para estimativa

da capacidade suporte. Entretanto, fazendo um comparativo com o modelo de DILLON

& RIGLER as diferenças são diminutas entre os métodos, pois a base conceitual de

estimativas de ambos é a mesma, ou seja, a dinâmica de retirada do fósforo da coluna

d’água em função da profundidade e do tempo de retenção. No entanto, a facilidade de

cálculos favorece a opção pelo modelo de DILLON e RIGLER.

71

5.2.5 Modelo ECOPATH

Este modelo tem como base as inter-relações e fluxos entre os componentes da cadeia

alimentar, desde a absorção dos nutrientes pelo fitoplâncton, passando pelo grazing do

zooplâncton até alcançar as transferências diretas e indiretas para a comunidade de

peixes, considerando ainda as taxas de fluxo de detritos. Esta abordagem e a sua

aplicação a outros ecossistemas exigem, no entanto, o profundo conhecimento

simultâneo dos diversos compartimentos da cadeia alimentar (fitoplâncton, perifíton,

macrófitas aquáticas, bentos, zooplâncton e comunidade de peixes) ainda não disponível

para a grande maioria dos ecossistemas lacustres brasileiros.

5.2.6 Modelo de BERG

O modelo proposto por BERG et AL, em 1996, pressupõe o conceito de ¨pegada

ecológica¨ ou ecological footprint, ou seja, avaliar a capacidade do ecossistema em

assimilar a carga de nutrientes proveniente da atividade aquícola intensiva em gaiolas

flutuantes e a área do ecossistema requerida para compensar o consumo de oxigênio,

baseado em extrapolações das relações entre produtividade primária e assimilação de

fósforo, sem considerar as taxas de renovação da água e as taxas de sedimentação de

fósforo que são conhecidamente capazes de alterar profundamente a disponibilidade de

fósforo para incrementar o processo de eutrofização. BUNDING, em 2001, critica esta

abordagem indicando ser mais conveniente expressar os resultados desta estimativa em

termos de produção máxima sustentável de peixes ao invés da área física ocupada pelas

estruturas de cultivo e a sua área de influência.

5.2.7 Modelo de BEVERIDGE

Atualmente este é o método mais utilizado para estimar o aporte de fósforo em

reservatórios onde são instalados ou avaliados empreendimentos aquícolas. O modelo

de BEVERIDGE (2004) baseia-se nas características morfológicas do corpo d'água

(área total, profundidade média, capacidade de renovação de água) e nas características

do cultivo (quantidade de ração fornecida e biomassa produzida), tentando fazer,

matematicamente, uma junção entre tais características.

72

A simplicidade de cálculos e, consequentemente, a facilidade de aplicação em uma

variedade de situações onde a base de dados é reduzida, fez com que a Agência

Nacional de Águas (ANA) e o atual Ministério da Aquicultura e Pesca - MAPA

optassem pelo emprego desta metodologia como ferramenta gerencial para a estimativa

da capacidade produtiva de reservatórios e emissão de outorga para implantação de

projetos aquícolas em várias regiões do Brasil.

Vários autores descrevem o referido método, entretanto ARARIPE (2006) relata o

modelo passo a passo o que facilita o entendimento e serve de apoio para demonstrar o

modelo proposto neste trabalho. Os passos do modelo de BEVERIDGE são:

Primeiro passo

Calcular a fração de fósforo dissolvido e perdido para o sedimento (coeficiente de

retenção). Neste caso consideram-se apenas as características hidrológicas do

reservatório, com relação ao período de residência da água, conforme Eq. (1).

Eq. (1)

Onde:

é o coeficiente de retenção; é taxaanual de renovação de água do reservatório - taxa

de detenção;

e são constantes que variam em função decaracterísticas específicas de

reservatório, obtidas através das condições limnológicas em diferentes categorias de

corpos d'água.

Segundo passo

Calcular a fração permissível de aporte de fósforo oriundo do cultivo. Aqui se começa

a definir a quantidade máxima de fósforo que o ambiente poderá suportar e que é função

do tempo de residência da água, segundo a Eq. (2):

Eq. (2)

Onde: é a fração do aporte permissívelde fósforo oriundo do cultivo, perdido

para o sedimento; é o percentual de fósforo liberado pelas gaiolas e perdido para o

73

fundo comoresultado da sedimentação (foi determinado por DILLON e RIGLER como

sendo 45%); é ocoeficiente de retenção, calculado na equação 01.

Terceiro passo

Calcular a variação aceitável nas concentrações de fósforo em ambiente lêntico

utilizado por tanque rede (DΡ). Com essa equação se define a quantidade de fósforo que

pode ser aportado para o ambiente, considerando a legislação ambiental para a região,

Eq. (3).

Onde: é a variação aceitável nasconcentrações de fósforo; é a quantidadede

fósforo desejável no ambiente (definida pelosórgãos ambientais); a quantidade de

fósforo no ambiente antes de instalar as gaiolas flutuantes.

Quarto passo

Através da Eq. (4), calcular o aporte permissível de fósforo oriundo do cultivo

Onde:

é a variação aceitável nas concentrações de fósforo em ambiente lêntico utilizado

pelas gaiolas flutuantes (calculado pela Eq. (3);

é a fração do aporte permissível de fósforo oriundo do cultivo, perdido para o

sedimento (calculado pela Eq. (2);

é a profundidade média do reservatório; e

é taxa anual de renovação da água do reservatório.

Quinto passo

74

Calcular a biomassa de peixe cultivável, utilizando-se a fórmula discriminada na Eq.

(5):

Eq. (5)

Sendo o aporte anual de fósforo total (g/ano), que é quantificado pela Eq. (6):

; e

é o percentual de fósforo liberado para oambiente em função do percentual de

fósforo digerido calculado através da Eq. (7):

Eq. (7);

Onde:

é percentual de fósforo na ração; e

é o percentual de fósforo no músculo do peixe.

Observa-se que os modelos de DILLON e RIGLER, de ONNO e KUBTIZA e o de

BEVERIDGE consideram os processos de sedimentação do fósforo e expressam os seus

resultados em termos de produção aquícola máxima para manter os níveis de fósforo

dentro de limites desejáveis pré-estabelecidos. Os respectivos modelos contribuem

significativamente com estimativas preliminares do potencial de exploração aquícola de

reservatórios com razoável controle dos efeitos colaterais de eutrofização associados ao

cultivo.

DA SILVA (2006), enfoca que o conhecimento dos efeitos das cargas de entrada sobre

o corpo hídrico é subsídio importante para tomada de decisão com vistas ao

desenvolvimento sustentável da região. No caso da aquicultura em reservatórios com a

utilização de gaiolas flutuantes, reafirmamos a dependência da qualidade da água para a

sustentabilidade econômica deste tipo de empreendimento.

Nesse sentido, os modelos matemáticos de simulação podem contribuir de maneira

significativa em vários instrumentos de gestão, como por exemplo, definição da

75

localização de estações de monitoramento ou de pontos adequados para descargas de

efluentes, análise de outorga de lançamento de efluentes e escolha de técnicas

adequadas de manejo do uso. Possibilitam análises de cenários prognósticos e, portanto,

auxiliam na identificação das melhores diretrizes com relação aos objetivos propostos,

facilitando o processo de tomada de decisão. A proposição metodológica de avaliação

da capacidade de suporte de reservatórios para empreendimentos aquícolas será exposta

no próximo capitulo.

76

6. PROPOSIÇÃO METODOLÓGICA

Neste Capitulo será discriminada a metodologia proposta, que foi desenvolvida

levando-se em consideração todo o processo de autorização de outorga, incluindo os

aspectos legais e requisitos técnicos necessários. Em relação aos aspectos técnicos, os

dados utilizados para os cálculos das cargas das fontes poluentes, especificamente das

pisciculturas, são originários de experiências profissionais e pesquisas bibliográficas.

A utilização dos modelos do SisBAHIA®

, sistema de modelagem computacional

adotado, pode ser plenamente justificada, pois segundo ROSMAN (2007) além de

serem usados para previsão do escoamento ou movimento das águas (hidrodinâmicos),

podem ser usados para previsão da qualidade das águas ou transporte de grandezas

escalares (dispersão).

Na metodologia proposta à gestão contínua do reservatório, utilizado pelo cultivo em

gaiolas flutuantes, está acoplada, pois o sistema computacional poderá avaliar em tempo

real todo processo dinâmico do corpo hídrico de forma global ou local de um

determinado empreendimento. Para respaldar o exposto anteriormente, ROSMAN

(2007) preconiza que modelos computacionais são: “ferramentas usuais no

desenvolvimento de projetos e estudos e na gestão ambiental de recursos hídricos, isto

é, uma forma de gestão que considera conjuntamente os aspectos de quantidade e

qualidade dos recursos hídricos.”.

6.1. FUNDAMENTAÇÃO TÉCNICO- JURÍDICA

A proposição metodológica está embasada na autorização de uso de espaços físicos de

corpos d’água de domínio da União para fins de aquicultura, caracterizada no Decreto

nº. 4.89515, de 25 de novembro de 2003 e na Instrução Normativa - INI16nº. 07, de 28 de

abril de 2005.

15Para fins da prática da aquicultura de que trata este Decreto, consideram-se da União os seguintes bens:

I - Águas interiores, mar territorial e zona econômica exclusiva, a plataforma continental e os álveos das águas

publicam da União; II - Lagos, rios e quaisquer correntes de águas em terrenos de domínio da União, ou que banhem

mais de uma Unidade da Federação, sirvam de limites com outros países, ou se estendam a território estrangeiro ou

dele provenham; III - Depósitos decorrentes de obras da União, açudes, reservatórios e canais, inclusive aqueles sob

administração do Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS ou da Companhia de Desenvolvimento

dos Vales do São Francisco e do Parnaíba – CODEVASF e de companhias hidroelétricas.

77

Para a ANA (2003) os dados mínimos requeridos para a implantação da atividade

piscícola destinada ao cultivo em gaiolas flutuantes são:

I - Coordenadas geográficas dos vértices do polígono onde o conjunto de gaiolas estará

inserido;

II – Área do espelho de água ocupado pelo conjunto de gaiolas flutuantes;

III – Volume ocupado pelos tanques-rede;

IV – Produção anual máxima de peixe;

IV – Carga máxima anual de fósforo gerada no sistema de cultivo;

V – Quantidade máxima diária de ração aplicada;

VI – Prazo de vigência desta outorga: 5 (cinco) anos.

Para a obtenção da outorga de direito de uso da água para implantação de atividade

piscícola, no processo de liberação de outorgas pela Agência Nacional das Águas –

ANA são necessárias as seguintes informações:

Local de implantação do projeto, município, bacia e sub-bacia hidrográfica (se

for o caso);

Indicação das coordenadas geográficas dos vértices do polígono da área a ser

ocupada pelas gaiolas flutuantes dentro do corpo hídrico, observando a distância

16A INI (Instrução Normativa), em razão do artigo 19 deste código estabelecem:

I - A profundidade da área selecionada para implantação de cultivos que necessitam de arrazoamento

devera considerar a altura submersa da estrutura de cultivo mais uma distancia mínima de 1,50m entre a

parte inferior da estrutura e o álveo do corpo d'água, ou a relação de 1:1,75m entre a parte submersa da

estrutura de cultivo e o vão livre sob a mesma, prevalecendo sempre a que for maior; II - Não devera

existir uso conflitante no corpo d'água; III - No caso de reservatórios devera ser observada a cota media e

a operação do mesmo; IV - Devera ser resguardado o fim primário do reservatório; V - A locação das

estruturas de cultivo não deve impedir o livre acesso as margens dos corpos d’água; VI - Em Unidade de

Conservação deverá ser observada a legislação específica; e VII - Serão reservadas faixas de preferência

para as populações tradicionais. Estabelece, além disso: I - Um limite máximo de até 1,0% da área

superficial dos corpos d'água fechados ou semi-abertos considerando-se o ponto médio depleção; II - Em

enseadas, baías e em mar aberto, o limite máximo a ser ocupado será definido nos procedimentos de

licenciamento ambiental.

A outorga preventiva será convertida automaticamente pela Agência Nacional das Águas em outorga de

direito de uso de recursos hídricos ao interessado que receber o deferimento da Secretaria Especial de

Aquicultura e Pesca para emissão da cessão de espaços físicos para a implantação de parques e áreas aqui

colas, de preferência. A autorização de uso referida neste Decreto nos espaços físicos decorrentes de áreas

de preferência ou de fronteira, inclusive em áreas e parques aqui colas já delimitados, será concedida a

pessoas físicas ou jurídicas, observado o seguinte: I - Nas faixas ou áreas de preferência, a prioridade será

atribuída às integrantes de populações tradicionais, atendidas por programas de inclusão social, com base

em critérios estabelecidos em ato normativo de que trata o art. l9 deste Decreto; II - Na faixa de fronteira,

a autorização de uso será concedida de acordo com o disposto na legislação vigente.

78

mínima dos tanques até ao corpo da barragem, que será sugerida de acordo com

porte e tipos de utilização do reservatório;

Profundidade média do local;

Informar as espécies a serem cultivadas (nome popular e cientifico);

Indicar numeração de gaiolas flutuantes, área dos tanques, formatos e medidas;

Indicar número de peixes / tanque, produção mensal e anual;

Identificar previamente impactos ambientais passíveis de ocorrência em função

da implantação do projeto e proposição de medidas mitigadoras que visem a

manutenção dos padrões de qualidade da água estabelecidos pela Resolução

CONAMA nº. 357/05, de acordo com as finalidades de uso da água do

reservatório;

Quanto à capacidade de suporte do reservatório, devem constar as bases de

dados que forem usados nesse cálculo, detalhes de como foi feito, fórmulas,

bibliografias e o cálculo da determinação dessa capacidade suporte, segundo o

modelo de avaliação;

Incluir no projeto o programa de monitoramento da qualidade da água da

barragem.

Além das informações mencionadas anteriormente, o interessado deve apresentar um

estudo de avaliação de impacto ambiental. O processo é iniciado com o

encaminhamento do projeto ao MAPA, que distribuirá à ANA, ao IBAMA, à Marinha

do Brasil e ao órgão ambiental estadual competente.

6.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Com a definição do corpo hidrico a ser analisado para avaliação de capacidade de

suporte em aquicultura foram adotadas todas as etapas discriminadas no Manual do

Usuário do SisBAHIA para execução do Modelo Hidrodinâmico e, posteriormente,

acoplado a este os modelos, euleriano, lagrangeano e de geração de ondas disponíveis

em http://www.sisbahia.coppe.ufrj.br.

Os procedimentos metodológicos, através da modelagem computacional são os

seguintes:

http://www.sisbahia.coppe.ufrj.br/

79

6.2.1. PROCEDIMENTO 1– MODELAGEM HIDRODINÂMICA

Elaboração e execução do modelo hidrodinâmico no corpo hídrico modelado.

6.2.2. PROCEDIMENTO 2 – DEFINIÇÃO DAS FONTES CONTAMINANTES12

DE FÓSFORO TOTAL

Localização pelas coordenadas UTM do mapa base das fontes contaminantes, tais

como: reservatórios a montante, rios, cidades, pisciculturas instaladas e outras fontes,

dependendo do corpo hídrico estudado.

6.2.3. PROCEDIMENTO 3 – ESTIMATIVO DAS CARGAS DE FÓSFORO

TOTAL PARA PISCICULTURAS

Na metodologia de produção existem dois tipos de manejos que podem ser empregados:

a estocagem de indivíduos já na densidade de colheita, ou, variar a densidade de

estocagem ao longo do ciclo de cultivo, através de despescas17 seletivas e transferências.

Este último procedimento18 é o melhor tecnicamente e economicamente.

Durante todo cultivo, além das medições limnológicas conhecidas, os indivíduos são

estocados19 de acordo com as várias fases de crescimento, sendo alimentados

diariamente com ração balanceada comercial, onde a granulometria e os índices de

proteína variam de acordo com o crescimento dos mesmos. A oferta da ração

(arraçoamento) é calculada em função do peso médio dos peixes estocados em cada

gaiola e de uma porcentagem específica que resulta num determinado peso de ração que

deve ser ofertado entre 6 (seis) e 12 (doze) porções proporcionais durante o dia.

Geralmente as alimentações iniciam-se às 7:00 hs com término às 17:00 hs. A Figura 16

ilustra o esquema de um empreendimento instalado e em processo produtivo

caracterizado como fonte contaminante.

17Termo utilizado para retirar ou capturar os indivíduos da gaiola. 18Procedimento mais empregado nos empreendimentos instalados nos reservatórios do sub médio do São

Francisco. 19Termo utilizado para povoamento de uma certa quantidade de peixes em gaiolas flutuantes

80

Figura 16. Desenho esquemático de um empreendimento implantado.

Objetivando se aproximar da rotina de arraçoamento diária de empreendimentos

instalados em reservatórios, estimamos a carga de fósforo lançada no reservatório, via

fornecimento de ração e fezes excretadas dos indivíduos em processo produtivo nas

fases de cultivo, normatizando em 20 m3 o volume da gaiola flutuante, demonstrados

nas Tabelas 5 e 6.

Tabela 5. Estimativa dos quantitativos de ração não absorvida e fezes expelidas por dia

e por gaiola de 20 m³ nas respectivas fases de cultivo.

FASES

Biomassa Ração

Período

cultivo Volume/gaiola

Taxa

Estocagem

Indivíduoa Peso

Inicial

Peso

Final Período %

Ofertada /

período Taxa Conv.

dias ( m³) ( / m³) Inicial Final (gramas) (kg) Ração/dia (kg)

FASE I

28 20 250 5,000 4,250 0.5 6 26 13 93 3.64

56 20 213 4,250 3,500 6.1 32 112 10 314 2.80

FASE II

84 20 175 3,500 3,250 32 93 302 6 508 1.68

112 20 163 3,250 3,000 93 185 555 5 777 1.40

FASE III

140 20 150 3,000 2,750 185 426 1172 4 1312 1.12

168 20 138 2,750 2,125 426 787 1672

2 937 0.56

180 20 106 2,125 1,750 787 1,000 1750 1 490 0.28

TOTAIS 4430

Observações:

- Dimensões da gaiola: diâmetro de 3,5m x 2,1m (altura) = 20 m3

- Biomassa (Kg): (Peso médio (gramas) x indivíduos) / 1000 gramas

81

Tabela 6. Estimativa média de carga de fóforo por gaiola por dia, nas fases de cultivo.

FASES

Ração não absorvida Fezes expelidas P / tonelada

P/fezes

Período

28 dias

P (fósforo) 15% (0.5% biomassa)

(*)

P/ração

(kg) (kg) 20 kg / ton 40 kg / ton Total (kg) / gaiola Kg / gaiola / dia

FASE I

13.92 0.13 0.28 0.005 0.28 0.010

31.36 0.56 0.63 0.02 0.65 0.023

FASE II

50.78 1.51 1.02 0.06 1.08 0.038

77.70 2.78 1.55 0.11 1.67 0.059

FASE III

131.21 5.86 2.62 0.23 2.86 0.102

93.65 8.36 1.87 0.33 2.21 0.079

49.00 8.75 0.98 0.35 1.33 0.111

TOTAIS 447.62 27.94 8.95 1.12 10.07

MÉDIA 0.06 (*) Segundo, HAAKANSONETAL (1988)

As estimadas cargas de fóforo total lançadas no ambiente por gaiola por dia serão

adotadas para a caracterização das fontes contaminantes, conforme Figura 11, nos

reservatórios onde será aplicada a metodologia.

6.2.4. PROCEDIMENTO 4 – QUANTIFICAÇÃO E INSERÇÃO DAS VAZÕES

CONTAMINANTES DE FÓSFORO NO MODELO COMPUTACIONAL

6.2.4.1. VAZÃO DAS PISCICULTURAS

A vazão de uma piscicultura instalada ou em processo de outorga é determinada da

seguinte forma:

Adotamos para a modelagen gaiolas circulares com 3,5m de diâmetro,

perfazendo uma área por gaiola de 25 m², espaçamento necessário para

circulação hidrodinâmica na gaiola e procedimentos operacionais. A Figura 17

configura o explicitado anteriormente.

82

Figura 17. Demonstrativo da área individual por gaiola.

Em função do comprimento e largura da região fonte determina-se através desta

área total o número de gaiolas.

A partir do número de gaiolas, calculamos a vazão total da piscicultura

utilizando a seguinte fórmula:

Vazão da piscicultura (m³/s) = carga de fósforo (kg/dia) x Nº gaiolas / concentração

fósforo (1.823) / 86400 segundos

6.2.4.2. DEMAIS VAZÕES

Para determinação de outras vazões como a de reservatórios a montante, rios, cidades e

outras, conforme as especificidades de modelagem do corpo hídrico, a fórmula é a

seguinte:

Vazão (m³/s) = carga de fósforo (kg/dia) / concentração fósforo (1.823) / 86400

segundos

6.2.4.3. T 90

Os valores de T90 foram definidos conforme dados e formulações discriminados no

Quadro 2.

5 m

3,5 m

5 m

83

Quadro 2. Valores de T90 para os respectivos reservatórios e vazões adotadas nas

simulações.

Reservatório Volume (m³)

Vazão

( m³/)

Tempo residência

*86400

T 90

Moxotó

1.052.476.470

1. 06320 11,56

2,68E-07

8.581.227

5. 53221 2,20

1,17E-07

19. 585. 305

Na próxima seção, o reservatório de Moxotó, onde a metodologia foi aplicada será

caracterizado.

6.3. CARACTERÍSTICAS DO RESERVATÓRIO DE MOXOTÓ

Neste estudo, a proposta metodológica de avaliação de capacidade de suporte será

aplicada no reservatório de Moxotó, conforme características descritas a seguir.

A Bacia do São Francisco possui uma área de aproximadamente 639.000 km2 e seu

curso principal tem uma extensão de 2.700 km entre as cabeceiras, na Serra da Canastra,

em terras do município de São Roque de Minas (MG), e a foz, no Oceano Atlântico,

entre os estados de Sergipe e Alagoas, abrangendo parte de seis estados e do Distrito

Federal. Destaca-se que a bacia compreende uma parte significativa do Polígono das

Secas, que constitui um território reconhecido como sujeito a períodos críticos de

prolongadas estiagens e situa-se, majoritariamente, na região Nordeste, Figura 18.

20 Vazão média de Fevereiro de 2008. 21 Vazão média de Fevereiro de 2007.

84

Figura 18. Bacia do São Francisco e indicativo do reservatório estudado.

O rio São Francisco, localizado no nordeste brasileiro, possui uma série de oito

reservatórios – Paulo Afonso I, II e III, Três Marias, Moxotó, Sobradinho, Itaparica e

Xingó - gerenciados pela Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF), Figura

19.

Figura 19. Ilustração esquemática dos reservatórios.

85

O reservatório de Moxotó apresenta uma área de 98 km2 e um volume total de 1,2

bilhões de m3 e útil de 0,2 bilhão. A profundidade média do reservatório é de 13

metros, com a cota máxima da barragem de 141 metros.

6.3.1. ÁREAMODELADA

Os estudos preliminares para a aplicação dos modelos do SisBAHIA iniciaran-se com a

elaboração de um mapa base, Figura 21. Os contornos foram traçados através de um

mapa geo-referenciado via GOOGLE EARTH, http://earth.google.com, demonstrado na

Figura 20.

Figura 20. Imagem geo-referenciada, via GOOGLE EARTH, do reservatório de

Moxotó.

A área modelada do reservatório foi delimitada no trecho a jusante da barragem do

reservatório de Itaparica até a barragem do reservatório de Moxotó, no sub-médio do

São Francisco, situada em áreas dos estados de Bahia, Pernambuco e Alagoas. A região

http://earth.google.com/

86

do sub-médio está situada no semi-árido nordestino. O clima, segundo a classificação de

Köeppen, é o semi-árido de estepes (Bshw), com precipitações médias anuais de 560

mm.

Figura 21. Mapa Base do reservatório de Moxotó.

87

6.3.2. BATIMETRIA

As informações relativas à batimetria, incluindo os contornos de margens, utilizadas

neste estudo, foram obtidas das seguintes fontes:

Considerando as estações definidas por OLIVEIRA (2004), onde os dados

relativos à batimetria destas estações foram extrapolados pelo SisBAHIA.

Dados repassados pelo engenheiro Jorge Pimentel, da ANA.

A Figura 22 ilustra a batimetria no reservatório de Moxotó.

Figura 22. Batimetria do reservatório de Moxotó (BA – AL – PE).

88

6.3.3. DADOS DE VENTO

As informações de vento para modelagem da circulação hidrodinâmica podem ser

fornecidas de diversas formas ao modelo. Os índices utilizados neste trabalho foram

coletados através do Centro de Estudos Climáticos e de Previsão do Tempo – CPTEC,

aeroporto de Paulo Afonso (BA), obtidos no site www.cptec.inpe.br. Os dados obtidos

indicam uma predominância das direções S e SE, com velocidades variando entre 10 e

30 km/h. As médias das forçantes de ventos para o ano de 2008 estão demonstradas na

Figura 23.

Figura 23 – Forçantes de vento do reservatório de Moxotó (2008).

6.3.4. DADOS DE VAZÃO

Os dados de vazões foram obtidos da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco –

CHESF, Diretoria de Operação, Divisão de Gestão de Recursos Hídricos – DORH, que

variam de 800 a até 9.600 m3/segundo, de acordo com as necessidades de manejo

http://www.cptec.inpe.br/

89

hidráulico da empresa no sistema de reservatórios, conforme observado na Figura 24 –

Defluências do reservatório de Itaparica.

Figura 24. Defluências do reservatório de Itaparica. Fonte: CHESF – DORH (2009).

Apresentamos na Tabela 7 os valores correspondentes as vazões médias mensais para os

anos de 2005 a 2008, de acordo com a mesma fonte.

Tabela 7. Vazões médias mensais do Reservatório de Moxotó

Vazões médias mensais (m3/s) – Reservatório de Moxotó ANOS MESES

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

2005 1650 2480 3055 2446 2134 1772 1838 1913 2060 2147 2107 1963

2006 1987 2045 1816 2117 2217 1937 2084 2251 2399 2413 2420 2436

2007 2591 5532 5007 2025 1970 2159 2344 1918 2437 2595 2542 2052

2008 1272 1063 1094 1284 1266 1375 1458 1933 1953 2255 2195 1750

Fonte: CHESF – DORH (2009)

Através dos valores obtidos das vazões ilustradas na Tabela 7, representamos

graficamente estas médias de vazões mensais, ilustradas na Figura 25.

90

Figura 25. Gráfico das vazões médias mensais, em m³/s, do reservatório de Moxotó de

2005 a 2008, segundo dados da CHESF.

Para a simulação do modelo hidrodinâmico, foram utilizados os hidrogramas de vazões

amostradas no mês de fevereiro de 2008, mês este que apresentou vazões reduzidas e

fevereiro de 2007, que apresentou as maiores vazões, nos dados analisados da CHESF

de janeiro de 2005 a dezembro de 2008, Figura 25. Os hidrogramas estão representados

na Figura 26.

Figura 26 – Hidrograma das vazões, em m³/s, dos meses de Fevereiro de 2007 e 2008

com os dados obtidos da CHESF.

91

6.3.5. CARACTERIZAÇÃO HIDRODINÂMICA

A circulação no reservatório depende basicamente das ações do vertedouro da Barragem

de Itaparica e ventos, pois vazões fluviais são inexpressivas.

6.3.5.1. Tempo de detenção (Td) e Froude densimétrico (Fd)

O tempo de detenção (Td)22 das águas no reservatório de Moxotó para uma vazão

média de 1.063 m3/s no mês de fevereiro de 2008, estiagem, é de 11,2 dias, e o número

de Froude densimétrico (Fd)23, para unidades convenientes que verifica a possibilidade

de estratificação do corpo hídrico e posterior classificação do reservatório é de 8E-07,

seguindo método utilizado pelo WATER RESOURCES ENGINEERS (1969), citado por

TUCCI (1989).

Usando o mesmo método para o mês de fevereiro de 2007, período este que apresentou

uma vazão média de 5.532 m³/s, padrão bem acima das médias mensais das vazões de

2005 a 2008, segundo a CHESF e que podem ser observadas na Figura 25, temos que o

Td é de 2,2 dias, e um Fd de 4,2E-06.

6.3.5.2. Padrões de circulação no reservatório de Moxotó

Esta seção apresenta resultados em forma de mapas e gráficos pertinentes à circulação

hidrodinâmica no reservatório de Moxotó. São apresentados resultados promediados na

coluna de água (2DH) dos referidos meses destacados anteriormente.

A Figura 27 demonstra o padrão de correntes médias na vertical (2DH), com ventos de

SE em situação de estiagem, Fevereiro de 2008, no instante do dia 16 de Fevereiro de

2008 – 2:00 h. É representado na Figura 28 o mesmo padrão de correntes para Fevereiro

de 2007, com ventos de S no instante do dia 17 as 14:00 h.

22 O tempo de detenção das águas no reservatório de Moxotó foi calculado através da fórmula Td (dias)

= V (m3) / Q (m3/s) x 86.400 s. 23 Para o calculo do número de Froude densimétrico (Fd), que verifica a possibilidade de estratificação

do corpo hídrico e posterior classificação do reservatório, adotamos a equação do Water Resources

Engineers (1969) citada por Tucci (1989) para unidades convenientes, que é a seguinte: Fd = 0,322 LQ /

HV, onde L = comprimento do reservatório em Km, Q é a vazão de entrada em m3/s, H é a profundidade

média em metros e V o volume em milhões de m3.

92

Figura 27. Padrão de correntes médias na vertical (2DH) em situação de estiagem, com

ventos de SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 16 as 02h00min.

93

Figura 28. Padrão de correntes médias na vertical (2DH) em situação de elevadas

vazões, com ventos de S, no mês de Fevereiro de 2007, no instante do dia 17 as

14h00min.

As carcteristicas das fontes contaminantes será demonstrada na próxima seção.

94

6.4. FONTES CONTAMINANTES ADOTADAS NAS SIMULAÇÕES

Considerando os aspectos metodológicos citados no item 6.2 e ilustrados na Figura 16,

caracterizaremos a seguir as fontes poluidoras de fósforo total adotadas nas simulações

para o reservatório de Moxotó.

Para o reservatório de Moxotó adotamos fontes de cargas de fósforo total oriundas do

reservatório de Itaparica, de pisciculturas instaladas e em processo de licenciamento e

das principais cidades localizadas no entorno do reservatório. A Tabela 8 e Figura 32

caracterizam as fontes utilizadas nas simulações realizadas.

Tabela 8. Caracterização das fontes adotadas para simulações no reservatório de

Moxotó.

As cargas poluidoras por fontes podem ser verificadas na Tabela 9 demonstrada a

seguir:

Fonte Elemento Coordenada_X Coordenada_Y Profundidade (m)

1 - Reservatório de Itaparica 1,2 e 3

575757

8989184 11.00

2 -Glória – BA 1005 582637 8968186 1

3 -Jatobá – PE 323 579555 8982232 1

4-Paulo Afonso – BA 1179 583299 8964498 2

5 - Piscicultura instalada 295 582126 8984490 9

6- Piscicultura instalada 338 577137 8983131 5.94








14 - Piscicultura (processo licenciamento) 675 589151 8989954 7.86

95

Tabela 9. Demonstrativo de cálculo das vazões inseridas no modelo lagrangeano do

SisBAHIA para as Fontes definidas no reservatório de Moxotó.

Formulações:

Numero de gaiolas = área total do empreendimento / área por gaiola ( 25 m²)

Vazão de Itaparica = carga de fósforo / densidade do fósforo / 86400

Vazão das Cidades = carga de fósforo / densidade do fósforo / 86400

Vazão das pisciculturas = carga de fósforo x Nº gaiolas / densidade do fósforo / 86400

T90 = 5147281.73 segundos

Para vazão de fósforo introduzida no reservatório de Moxotó, através do reservatório de

Itaparica, foi estimada uma carga de 50.000 kg por dia, em função dos valores obtidos

por MELO (2004) em monitoramentos limnológicos realizados neste reservatório. Nas

fontes das cidades adotamos os índices da Figura 29, conforme ABE, et al. (2000),

considerando, segundo o IBGE (2008), que a cidade de Jatobá - PE apresenta

atualmente 13.879 habitantes, a cidade de Glória - BA com 13.988 e a de Paulo Afonso

101.757 . Utilizando os valores da Figura 33 inserimos no modelo uma descarga de

fósforo diária de 180 kg/dia para as cidades de Jatobá e Glória e 1.800 Kg/dia para

Paulo Afonso.

Fonte Região fonte

Carga de

fósforo

Densidade de

P

Nº

gaiolas Vazão

Comprimento

(m)

Largura

(m)

Profundidade

(m) kg/dia Kg/m3 m3/s

1 150 20 5 50,000 1,823 3.1745E-04

2 20 2 1 180 1,823 1.1428E-06

3 20 2 1 180 1,823 1.1428E-06

4 20 8 2 1,800 1,823 1.1428E-05

Fonte Região fonte

Carga de

fósforo

Densidade de

P

Nº

gaiolas Vazão

Comprimento

(m)

Largura

(m)

Profundidade

(m) kg/dia Kg/m3 m3/s

1 150 20 5 50,000 1,823 3.1745E-04

2 20 2 1 180 1,823 1.1428E-06

3 20 2 1 180 1,823 1.1428E-06

4 20 8 2 1,800 1,823 1.1428E-05

5 250 200 2 0.06 1,823 2000 7.6217E-07

6 250 250 2 0.06

1,823 2500 9.5216E-07

7 200 180 2 0.06

1,823 1440 5.4918E-07

8 250 120 2 0.06

1,823 1200 4.5710E-07

9 220 150 2 0.06

1,823 1320 5.0309E-07

10 300 200 2 0.06

1,823 2400 9.1408E-07

11 150 200 2 0.06

1,823 1200 4.5710E-07

12 120 140 2 0.06

1,823 672 2.5600E-07

13 150 150 2 0.06

1,823 900 3.4300E-07

14 350 200 2 0.06

1,823 2800 1.0700E-06

96

Figura 29. Predição da geração de esgotos e resíduos sólidos, segundo ABE, et al.

(2000).

No próximo capitulo, serão demonstradas as aplicações da metodologia utilizada e os

resultados obtidos para o reservatório de Moxotó.

97

7. APLICAÇÕES E RESULTADOS OBTIDOS

Em relação à influência dos padrões de circulação hidrodinâmica nas gaiolas flutuantes.

7.1. INFLUÊNCIA DOS PADRÕES DE CIRCULAÇÃO HIDRODINÂMICA NAS

GAIOLAS FLUTUANTES

7.1.1 VENTOS

Os dados obtidos indicam uma predominância dos ventos nas direções S e SE, com

velocidades variando entre 10 e 30 km/h. Como já foi mencionado anteriormente,

pisciculturas super intensivas em gaiolas flutuantes devem ser instaladas em regiões

abrigadas de um reservatório, entretanto através da metodologia proposta, podemos

verificar a velocidade das correntes e a predominância de circulação hidrodinâmica

capaz de manter níveis limnológicos satisfatórios para indicação do processo produtivo

e a avaliação da massa de água que passa pelas gaiolas sem comprometer a estrutura das

mesmas.

A inevitável interferência do vento na superfície da lâmina de água do reservatório onde

as gaiolas estão flutuando, interfere nesta circulação e possibilita o transporte de

metabólicos como fezes e partículas de ração não consumidas que passam pelas telas.

Utilizando o modelo de geração de ondas, as Figuras 30, 31e 32 ilustram, a seguir, as

isolinhas correspondentes as alturas das ondas nas simulações realizadas em 7, 14 e 28

dias, respectivamente para o mês de fevereiro de 2008 - estiagem.

98

Figura 30. Padrão de altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S

e SE, no mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 7 as 10h00min.

99



100

Na Figura 32 representa-se o comportamento da altura das ondas, no vigésimo oitavo

dia de simulação na região da piscicultura em licenciamento. O modelo permite aferir

estas condições em qualquer ponto do reservatório.



101

O modelo computacional utilizado possibilitam análises locais e respectivos

detalhamentos que podem ser verificados nas Figuras 33 e 34 que ilustram as condições

de alturas de ondas no décimo quarto e vigésimo oitavo dia do mês de fevereiro de 2008

– estiagem.

Figura 33. Detalhes locacionais da Fonte 14, piscicultura em licenciamento, do padrão

de altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S e SE, no mês de

Fevereiro de 2008, no instante do dia 14 as 16h00min.

102

Figura 34. Detalhes locacionais da Fonte 14, piscicultura em licenciamento, do padrão

de altura de ondas médias em situação de estiagem, com ventos de S e SE, no mês de

Fevereiro de 2008, no instante do dia 28 as 08h00min.

7.1.2 - CORRENTES

As Figuras 35 e 36 ilustram detalhes dos mês de fevereiro de 2007, vazões elevadas e

2008 estiagem, no décimo quarto dia de simulação para a Fonte 14, da piscicultura em

processo de licenciamento.

103


mês de Fevereiro de 2007, no instante do dia 14 as 18h00min.


mês de Fevereiro de 2008, no instante do dia 14 as 13h00min.

Como as gaiolas flutuantes apresentam geralmente dois metros de profundidade,

podemos constatar uma similaridade do comportamento hidrodinâmico em todas as

fontes estudadas dos valores observados pelas correntes geradas pela ação do vento na

104

camada superficial, com declínios consideráveis em 1 e 2 metros de profundidade,

expostas nas Figuras 37, 38 e 39, que correspondem às ocorrências na Fonte 14, que foi

adotada como exemplo, para o mês de fevereiro de 2008.

Figura 37. Velocidades das correntes, em m/s, nos padrões de circulação hidrodinâmica

do reservatório de Moxotó, em fevereiro de 2008, na superfície, em 28 dias de

simulação na Fonte 14.

105


reservatório de Moxotó, no mês de fevereiro de 2008, em 1 metro de coluna de água, no

mesmo período de simulação.


reservatório de Moxotó, em fevereiro de 2008, em 2 metros de coluna de água, na Fonte

14.

106

7.1.3. TAXA DE RENOVAÇÃO

Uma aplicação importante para avaliação de capacidade de suporte, é a taxa de

renovação deste corpo hídrico em função das vazões estabelecidas. No caso do

reservatório de Moxotó, com os hidrogramas utilizados para os meses de fevereiro de

2007 e 2008, as Figuras 40, 41, 42 e 43 demonstram as taxas de renovação obtidas em

14 e 28 dias de simulação.

Figura 40. Taxa de renovação do reservatório de Moxotó, para o mês de fevereiro de

2007 no instante do dia 14 as 13h00min.

107



108



109



110

7.2. CARACTERIZAÇÕES DAS PLUMAS CONTAMINANTES E

PARTÍCULAS DE FÓSFORO

Estabelecemos uma escala indicando, em vermelho, as isolinhas dos padrões

estabelecidos pelo CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, Tabela II, categoria das

águas de Classe I – Padrões para corpos de água onde haja pesca ou cultivo de

organismos aquáticos para fins de consumo intensivo – Artigo 15, Inciso IX, letra b, que

estabelece valor máximo de 0.05 mg/l para ambientes com tempo de detenção entre 2 e

40 dias de fósforo total.

Inicialmente, para verificação da metodologia proposta, as Figuras 44 e 45, ilustram as

caracterizações das partículas lançadas e absorvidas em 5 dias de simulação das plumas

contaminantes e os valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, em

função das vazões estimadas em m³/s lançadas no reservatório de Moxotó, provenientes

do Reservatório de Itaparica e das cidades de Paulo Afonso e Glória no estado da Bahia,

e Jatobá, em Pernambuco, para o mês de fevereiro de 2008 em 5 e 28 dias de simulação,

não levando em consideração as vazões estimadas das pisciculturas instaladas ou em

processo de licenciamento.

111

Figura 44. Caracterizações das partículas lançadas e absorvidas de fósforo total no

reservatório de Moxotó, provenientes do reservatório de Itaparica e das cidades citadas

anteriormente, para o mês de fevereiro de 2008, no instante do dia 5 dias as 10h00min.

112

Figura 45. Caracterizações das plumas contaminantes e os valores das isolinhas de

concentração de fósforo total em mg/l, no reservatório de Moxotó, oriundas do

Reservatório de Itaparica e cidades, para o mês de fevereiro de 2008, em 28 dias de

simulação.

113

Em continuidade aos resultados obtidos, a Figura 46 ilustra as partículas lançadas e

absorvidas de fósforo total no reservatório de Moxotó, provenientes de treze fontes

prescritas na Tabela 4, excluindo a piscicultura em licenciamento, para o mês de

fevereiro de 2008, em 5 dias de simulação.


provenientes das treze fontes prescritas na Tabela 4, para o mês de fevereiro de 2008, no

instante do dia 5 as 15h00min.

114

Figura 47. Valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, no

reservatório de Moxotó, oriundas das treze fontes expostas na Tabela 4, para o mês de

fevereiro de 2008, em 28 dias de simulação.

115

O modelo computacional utilizado pela metodologia proposta oferece a oportunidade de

caracterizar individualmente a piscicultura em processo de licenciamento. Isto pode ser

verificado nas Figuras 48 e 49.


proveniente da Fonte 14, prescritas na Tabela 4, para o mês de fevereiro de 2008, no

instante do dia 5 as 14h00min .

116

A Figura 49 representa os valores das isolinhas de concentração de fósforo total em

mg/l, especificamente da Fonte 14, piscicultura em processo de licenciamento,

caracterizando sua influência no reservatório para o mês de fevereiro de 2008, em 28

dias de simulação.

Figura 49. Valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l,

especificamente da Fonte 14, e sua influência no reservatório de Moxotó.

Configurando a importância do processo hidrodinâmico na metodologia em estudo,

utilizando o hidrograma de vazões do mês de fevereiro de 2007 no reservatório de

117

Moxotó e mantendo as mesmas vazões efluentes de fósforo para as Fontes consideradas,

a Figura 50 ilustra das plumas contaminantes e os valores das isolinhas de concentração

de fósforo total em mg/l.

Figura 50. Configura os valores das isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l,

no reservatório de Moxotó, incluindo a Fonte 14 para o mês de fevereiro de 2007, em

28 dias de simulação, conforme vazões estipuladas na Tabela 4.

Simulando uma condição de redução de 80% da vazão de fósforo do reservatório de

Itaparica, representada pela Fonte 1, Tabela 4, a Figura 44 representa os valores das

118

isolinhas de concentrações de fósforo em mg/l, no reservatório de Moxotó, para o mês

de fevereiro de 2008, no mesmo período já definido anteriormente.

Figura 51. Isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l, no reservatório de Moxotó, com

redução de 80% da vazão de fósforo do reservatório de Itaparica para o mês de fevereiro de

2008, em 28 dias de simulação, conforme vazões estipuladas na Tabela 4.

No próximo Capitulo contribuímos com considerações e recomendações para gestão dos

cultivos em reservatórios.

119

8. CONSIDERAÇÕES E RECOMENDAÇÕES FINAIS

Antes de quaisquer considerações ou recomendações das medidas necessárias para a

redução dos impactos negativos da atividade, é de fundamental importância para os

aquicultores que a qualidade de água dos ambientes de cultivo seja a melhor possível,

tanto pelos aspectos tecnológicos como pela qualidade final do peixe engordado.

Atualmente, no caso da tilápia e, futuramente, de outras espécies, ambientes

eutrofizados interferem drasticamente no paladar da carne do pescado produzido.

8.1 SOBRE A GESTÃO ECO-PRODUTIVA DE EMPREENDIMENTOS

AQUÍCOLAS EM RESERVATÓRIOS

Em relação à gestão eco sustentável de empreendimentos aquícolas em reservatórios, a

aquicultura intensiva nestes corpos hídricos deve ser conduzida de forma planejada e

gerenciada com critérios técnicos, científicos, econômicos e ecológicos. Esta gestão

deve ser balizada, inicialmente, a partir da escolha do local adequado para a

implantação do empreendimento e pelas diretrizes legais. A eficiência do planejamento

técnico e, consequentemente, os níveis de eco produtividade alcançados, vão depender

principalmente do manejo da criação, garantindo o desenvolvimento sustentável da

atividade e o uso múltiplo do recurso hídrico.

Monitoramentos periódicos e pesquisas limnológicas básicas são de fundamental

importância. Esses levantamentos devem visar, principalmente, o estudo da estrutura de

produção, função e padrão de variação dos principais parâmetros ambientais que têm

influência direta sobre a dinâmica do sistema e que possam ser afetados após a

implantação das unidades de cultivo, através de seus resíduos e metabólitos.

Usualmente, um dos critérios adotados para uma autorização do início das atividades

produtivas é a limitação numérica de instalação de gaiolas, sem a definição de seus

volumes, sob a justificativa de treinamentos iniciais de mão de obra e o estudo de

análises hidrobiológicas locais iniciais de possíveis impactos ambientais, sem levar em

conta o estado trófico do reservatório, o tempo de retenção e estudos hidrodinâmicos

deste corpo de água. Esta limitação inicial poderia ser estabelecida considerando tais

estudos.

120

Mesmo com possíveis definições de capacidade de suporte e rapidez das outorgas com

os processos em tramitação, é absolutamente fundamental a criação de um rigoroso

programa de monitoramento ambiental, obrigatoriamente para empreendimentos de

grande porte. Estes empreendimentos devem possuir equipes profissionais e estações

de medições dos principais parâmetros ambientais de água, dando suporte técnico às

entidades municipais, estaduais e federais, tanto nas áreas aquícolas quanto nas áreas do

entorno do empreendimento.

Esse monitoramento é que irá constatar se as estimativas da capacidade de suporte estão

efetivamente corretas. É igualmente importante que os dados desse monitoramento

sejam confrontados com os dados de outros tipos de monitoramento que são conduzidos

no reservatório, seja pela concessionária de energia elétrica, seja por universidades

púbicas ou privadas, bem como por outros centros de pesquisa ou agências do governo

estadual e federal. Essa comparação é muito importante para se constatar a abrangência

do impacto, ou seja, se trata de um pequeno foco de eutrofização (facilmente reversível)

ou se existe o impacto mais amplo (regional) e, portanto, mais difícil de ser controlado.

Ademais, o monitoramento deve ter uma regularidade compatível com o funcionamento

de cada compartimento da biota aquática investigada (plâncton, bentos, perifiton,

peixes, macrófitas, etc.) e deve abranger todas as diferentes porções da coluna de água.

O programa de monitoramento deve ser iniciado ainda na fase de instalação do

empreendimento e não deve sofrer solução de continuidade durante a fase de operação

do empreendimento. O monitoramento deve abranger, ainda, a qualidade da água, do

seston, dos sedimentos, as principais comunidades aquáticas, bem como a qualidade do

pescado cultivado e dos peixes do entorno do reservatório.

Em relação às diretrizes e recomendações técnicas para a estrutura produtiva de

empreendimentos instalados atualmente em reservatórios, uma das intervenções de

maior importância é da área de nutrição animal, fonte de fósforo, em que vários fatores

devem ser considerados para o sucesso da estratégia de alimentação com rações

balanceadas, tais como, características nutricionais da dieta formulada (quantidade e

qualidade dos ingredientes, digestibilidade, etc.), processos de fabricação (peletização a

frio, à pressão, ao vapor ou extrusão), características físicas da ração resultante

121

(tamanho do grão, cor, textura, estabilidade na água, etc.), manejo e armazenamento da

ração (tempo e condições de temperatura, umidade, sol e ventilação) e método de

alimentação empregado (fornecimento manual ou mecanizado, frequência e taxa de

alimentação).

É fundamental e urgente uma intervenção responsável junto às fábricas de rações

comerciais na busca de alternativas tecnológicas para a redução de fósforo nas

respectivas formulações ou uma completa absorção dos peixes cultivados, tendo em

vista que a metodologia de cultivo adotada em gaiolas flutuantes depende totalmente do

uso de ração, em virtude das altas taxas de estocagens de indivíduos por metro cúbico.

Outra intervenção fundamental é a normatização do volume das gaiolas flutuantes

empregadas em cultivos intensivos nos reservatórios para os empreendimentos a serem

implantados. Esta medida vai contribuir fortemente para a adequação do manejo

técnico, incluindo densidades de estocagens, avaliação qualitativa de rações comerciais

e, consequentemente, nas taxas de crescimento.

Não obstante a possibilidade de intervenção na área nutricional, o desenvolvimento da

genética na produção de sementes (alevinos), como ilustrado anteriormente, deve ser

igualmente observado. Esta ação reduziria as taxas de conversões, melhoraria a

assimilação da ração, elevaria a rentabilidade dos cultivos e, consequentemente, geraria

menor impacto ao ambiente.

A Figura 52 demonstra as dificuldades da qualidade dos insumos produtivos, ração e

alevinos, apresentando os dados zootécnicos reais de cultivos no reservatório de

Moxotó, obtidos de planilhas de controle de produção em um empreendimento instalado

e em operação, utilizados também para formação dos dados apresentados nas Tabelas 5

e 6.

122

Figura 52. Dados zootécnicos de cultivos de tilápia no reservatório de Moxotó –

PE/AL/BA.

A definição das densidades de estocagem nas fases de cultivos vem sendo considerada

um dos pontos críticos do cultivo de tilápias em gaiolas flutuantes, existindo

informações discrepantes a respeito do número de peixes utilizados nos

empreendimentos aquícolas.

Concordando com EL-SAYED (2006), os efeitos da densidade de estocagem sobre o

crescimento e sobrevivência de tilápia em gaiolas flutuantes não têm recebido atenção

suficiente e poucos estudos têm sido realizados a este respeito, sendo que os resultados

foram inconclusivos.

Vale salientar que na piscicultura intensiva, a densidade na qual as espécies de peixes

podem ser estocadas é importante fator na determinação do custo de produção em

relação ao capital investido. Se a taxa de sobrevivência, o crescimento e a conversão

123

alimentar não sofrerem alterações, quanto maior a densidade de estocagem, menor será

o custo unitário de produção.

Outra evidência concreta no aspecto social é a inserção de pescadores profissionais, em

atividade nos reservatórios, nos empreendimentos aquícolas instalados ou em

implantação, evitando que estes possam entender a aquicultura como um fator

competitivo às suas atividades. Fundamenta-se esta iniciativa pela convivência destes

profissionais com o recurso hídrico, e que contribuiriam com suas experiências nas

atividades relacionadas ao manejo produtivo, em que deveriam ser treinados

periodicamente para futuras evoluções tecnológicas e consciência ecológica.

Concordando com VILAS BOAS (2006) e PRADO (2002), pode-se afirmar que o

manejo de um sistema aquático é uma tarefa árdua, em virtude da necessidade de se

obter o melhor proveito em curto prazo e preservá-lo ao longo do tempo. Logo, torna-se

imprescindível a busca de formas integradas para promover o equilíbrio entre a

qualidade ambiental e as atividades humanas dentro de uma perspectiva de

desenvolvimento sustentável.

8.2 SOBRE OS MODELOS DE CAPACIDADE DE SUPORTE

Logo depois de entrar em operação, os principais impactos causados pelas pisciculturas

intensivas em reservatórios devem surgir na qualidade da água do entorno e no meio

biótico, principalmente através das diferentes variáveis tradicionalmente usadas para se

medir a eutrofização.

A prevenção ou a mitigação desse impacto é, em grande parte, garantida pela correta

estimativa da capacidade de suporte do sistema. Entretanto, por mais criteriosa que

possa ser a estimativa da capacidade de suporte, os modelos atualmente em uso

pressupõem algumas hipóteses que podem, com o tempo, mostrarem-se equivocadas. A

mais importante delas é a pressuposição de que todo o sistema está limitado por fósforo

e não por nitrogênio ou carbono. Essa pressuposição sustenta-se em um considerável

embasamento de literatura científica, contudo, não se pode garantir, a priori, que ela

seja verdadeira.

124

Os modelos de avaliação da capacidade de suporte para aquicultura, atualmente

utilizados e apresentados neste estudo, vêm evoluindo e contribuindo significativamente

com a expansão e a legalidade – liberação de outorgas - da atividade em corpos

hídricos, principalmente em grandes reservatórios. Em geral, os diversos modelos

utilizados avaliam a capacidade de suporte com base na concentração de fósforo

admissível a ser adicionada no ambiente pelo empreendimento aquícola Pa,.

Entretanto, apesar de aprimoramentos, estes modelos consideram o corpo hídrico como

um todo, sem levar em consideração as particularidades hidrodinâmicas dos dendritos

onde serão implantados os empreendimentos, os aportes a montante das vazões

afluentes de fósforo oriundas de rios e cidades localizadas no entorno do reservatório.

Outra inconsistência é o da fração do aporte permissível de fósforo, oriundo do cultivo,

perdido para o sedimento utilizado por BEVERIDGE, que merece estudo aprofundado,

variando em função de características específicas do reservatório modelado.

Corroborando com DE BRITO (2008), a outorga por ser um instrumento de gestão dos

recursos hídricos, carece de avaliações precisas que a fundamente, por isso quaisquer

particularidades existentes entre um e outro método devem ser bem analisadas,

objetivando evitar erros grosseiros que possam comprometer a qualidade da agua do

ambiente.

Por outro lado, uma metodologia imprecisa pode concorrer para sub utilização deste

ambiente, prejudicando todo um potencial do desenvolvimento sustentável desta

atividade de importância econômica e social numa região carente como é o caso do

reservatório de Moxotó.

Utilizando-se dos dados das Tabelas 5 e 6, demonstra-se na Tabela 12 a metodologia de

ONO e KUBTIZA para avaliação da capacidade de suporte no reservatório de Moxotó.

Para a aplicação desta metodologia foram utilizados os dados zootécnicos que

resultaram na elaboração da Figura 52.

125

Tabela 10. Demonstrativo da Metodologia de ONO e KUBTIZA

METODOLOGIA DE ONO E KUBTIZA

Total peixes (Tp) = Volume gaiolax densidade 5000

Volume gaiola (m³) 20

Densidade (NP/m³) 250

Total peixes efetivo (Te) = (Tp x i) 1750

Sobrevivência (i) 35%

Biomasa gaiola (Bgaiola) = ( Te x Pm) / 1000 (kg) 1750

Te 1750

Peso médio (gramas) (Pm) 1000

Ração/dia (Rd) = (Bgaiola x TCA) / t 24

Biomasa (Bgaiola) 1750

Convesão alimentar (TCA) 2.5

Periodo Cultivo (t) 180

Tipo de Ração Ração-1 Ração-2 Ração-3 Ração-4

CP gaiola = ( Pe x Rd ) / 1000 1.5 1.0 0.5 0.2

P excretado (Pe) 60 40 20 7

Ração (Rd)/dia 24

CP gaiola: concentração de fósforo gerada por gaiola durante um dia de cultivo (Kg/gaiola/dia).

Veu* = (CPD/Cp) x Vgaiola (m³) 291667 194444 97222 34028

Concentração de fósforo gerada (CPD) 73 49 24 9

CP gaiola 0.9 0.7 0.5 0.2

Volume gaiola (m³) 20

CPD estabelecida (mg/m³) 0.005

*Veu (m³) Volume de água por gaiola para evitar eutrofização

Gaiolas outorgadas = (V/Veu)

Gaiolas outorgadas - Reservatório de Moxotó 3.608 5.413 10.825 30.930

Volume (m³) Moxotó 1.052.476.470

Veu (m³) 291.667 194.444 97.222 34.028

Constata-se nos resultados obtidos pela metodologia demonstrada na Tabela 12, a

importância da qualidade da ração utilizada no processo produtivo. A quantidade de

fósforo contida na sua composição está diretamente relacionada ao fósforo excretado,

interferindo na CP da gaiola e, consequentemente, necessitando de um volume maior

(Veu) para evitar a eutrofização, o que influencia diretamente no número de gaiolas que

podem ser introduzidas ou outorgadas no corpo hídrico em função do seu volume total.

126

Fazendo um comparativo da metodologia de ONO e KUBTIZA com as simulações

realizadas nesta pesquisa através da metodologia proposta de forma quantitativa de

gaiolas, apresentam-se os resultados na Tabela 13.

Tabela 11. Comparativo das metodologias de gaiolas outorgadas para 20 kg fósforo

excretado em 1.000 kg de ração.

Fósforo (P) excretado 20 kg em 1.000 kg de ração

Gaiolas outorgadas

Metodologia

ONO e KUBTIZA PROPOSTA Diferença

Reservatórios Gaiolas outorgadas

Reservatório de Moxotó 10.825 16.432 5.607

Através dos resultados obtidos na Tabela 13, o número de gaiolas outorgadas calculado

pela metodologia de ONO e KUBTIZA foi de 10.825 unidades para o Reservatório de

Moxotó. Enquanto que, na metodologia proposta, chega-se a 16.432 gaiolas para o

mesmo reservatório.

Vale salientar que na metodologia proposta foram incluídas as cargas de fósforo das

fezes e da ração ofertada para as simulações nos reservatórios citados. Analisando

especificamente o reservatório de Moxotó, além das cargas das gaiolas, foram

consideradas também as cargas provenientes do reservatório de Itaparica e das cidades

de Jatobá, Glória e Paulo Afonso, que não são consideradas na metodologia de ONO e

KUBTIZA. Em termos de produção de pescado, esta diferença de avaliação representa

uma redução de aproximadamente 20 mil toneladas anuais que o ambiente aquático

poderia produzir.

Sem considerar as vazões do reservatório de Itaparica e das cidades citadas

anteriormente, para fevereiro de 2008, o modelo proposto apresenta os resultados

obtidos e ilustrados na Figura 53, comprovando a necessidade de aprimoramentos dos

modelos atuais.

127

Figura 53. Isolinhas de concentração de fósforo total em mg/l no reservatório de Moxotó, sem

considerar as vazões do Reservatório de Itaparica e Cidades de Jatobá (PE), Glória e Paulo

Afonso (BA), para o mês de fevereiro de 2008, em 28 dias de simulação, conforme vazões

estipuladas na Tabela 4.

Constata-se, através da Figura 53, a influência da hidrodinâmica inserida na

metodologia proposta, através da modelagem computacional, o que gera resultados mais

128

consistentes e com margem de segurança ambiental, sem reduzir o potencial produtivo

do corpo hídrico.

A metodologia proposta tem como base o estudo aprofundado da hidrodinâmica do

corpo hídrico para a avaliação de capacidade de suporte para empreendimentos

aquícolas.

Sabe-se que a hidrodinâmica de um reservatório é suscetível a procedimentos

operacionais de regularização de vazões, dependendo das demandas energéticas ou por

aspectos pluviométricos.

Tais mudanças podem interferir no processo advectivo - difusivo do contaminante onde

estão as pisciculturas, ou seja, o modelo pode avaliar localmente o dendrito onde uma

piscicultura pode estar instalada ou um processo de liberação de outorga, podendo tal

modelo simular estas ocorrências e sua influência no processo em estudo.

Levando em consideração que modelos computacionais podem contribuir com

prognósticos para uma gestão ambiental mais eficiente, recomenda-se que sejam

desenvolvidas alternativas para implantação de estações limnológicas em reservatórios,

aferindo dados em tempo real e alimentando modelos computacionais para avaliações

seguras, objetivando a sustentabilidade da atividade que se apresenta economicamente

fundamental para a produção de pescado de alta qualidade no país.

A metodologia proposta, utilizando-se do modelo computacional, pode quantificar com

mais precisão, via modelo de qualidade de água, o quantitativo de gaiolas que podem

ser instaladas, em função da carga total de fósforo da piscicultura introduzida no

ambiente em função do arraçoamento e das fezes excretadas pelos peixes nas diversas

fases de engorda, dentro de um realismo operacional de produção, podendo inclusive

recomendar procedimentos operacionais de produção, objetivando a manutenção

qualitativa dos índices limnológicos do recurso aquático.

129

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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