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Sonda brasileira avalia parâmetros da água com custo quatro vezes menor

Publicado em 27 novembro 2019

Por Joana Silva | Embrapa Instrumentação

Acaba de chegar ao mercado, com custo menor do que o similar importado, uma tecnologia inteiramente nacional, capaz de aferir em tempo real e de forma remota – por meio de celular, tablet ou computador – as propriedades da água de viveiros destinados ao cultivo de organismos aquáticos, como peixes e crustáceos..

A Sonda Acqua Probe foi desenvolvida dentro do conceito de inovação aberta e é resultado da parceria entre a startup paulista Acqua Nativa, especializada em soluções para o meio ambiente, e a Embrapa Instrumentação (São Carlos, SP), que trabalha com a aplicação de técnicas ópticas e fotônicas há quase 20 anos.

O equipamento nacional custa um quarto do valor do importado, que chega ao Brasil por R$ 100 mil, e a assistência técnica é muito mais rápida e acessível.

A sonda é compacta, possui interface simples e amigável, fica submersa nas áreas de criação e opera com um conjunto de sensores ópticos dedicados a cada um dos principais parâmetros de avaliação da qualidade da água.

Entre os 12 parâmetros que a tecnologia é capaz de monitorar estão níveis de pH, temperatura, oxigênio dissolvido, potencial de oxi-redução, turbidez da água, além da clorofila-a e condutividade elétrica. A partir dessa última medida a sonda ainda é capaz de aferir a salinidade, sólidos totais dissolvidos (TDS) e gravidade específica.

O monitoramento desses parâmetros é considerado imprescindível, porque as características químicas, físicas e biológicas da água determinam o sucesso ou o fracasso da atividade econômica. Água ruim em um viveiro pode gerar diversos problemas, entre eles estresse, má coloração, doenças nos animais aquáticos e mortandade, o que pode reduzir a produtividade do cultivo.

A Sonda Acqua Probe será apresentada no Simpósio de Instrumentação Agropecuária (Siagro) , que vai ocorrer de 3 a 5 de dezembro, em São Carlos, com demonstração e aferição de alguns parâmetros in loco.

A pesquisa, que vinha sendo desenvolvida pela Acqua Nativa, com o apoio do programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), ganhou um reforço importante da Embrapa para desenvolver alguns sensores e o método capaz de monitorar a concentração de clorofila-a. O incremento foi fundamental para transformar a pesquisa em produto já disponível no mercado.

A identificação de clorofila é realizada pela sonda com a ajuda de técnicas fluorimétricas, um método de análise usado na determinação quantitativa ou qualitativa de substâncias capazes de emitir fluorescência. “Com essa técnica, é possível quantificar a clorofila e a floração de algas in situ”, diz a pesquisadora da Embrapa Instrumentação Débora Milori, responsável pelo estudo.

A detecção de clorofila indica a presença de algas, que em excesso (eutrofização) podem comprometer o cultivo de espécies aquáticas e até levar à mortandade da fauna. “Por isso, seu controle é de extrema importância para a sobrevivência dos seres animais que têm como habitat obrigatório a água”, avalia a pesquisadora.

A tecnologia pode beneficiar estações de tratamento de água e esgoto, órgãos públicos ou privados responsáveis pelo abastecimento público, além dos piscicultores e aquicultores que desejam monitorar seus tanques e garantir faixas ótimas para o cultivo. Pode ainda ser destinada a produtores rurais que utilizem a hidroponia como forma de produção e que necessitem monitorar a qualidade de sua solução hidropônica.

Para o diretor-técnico da Acqua Nativa, o engenheiro mecatrônico Elias Gutierre, “a inovação se difere de outros métodos, por oferecer conectividade, o que quer dizer que os dados coletados em campo podem ser acessados a distancia”, explica.

O diretor comercial da empresa, Hugo Vieira, completa a relação de benefícios da sonda nacional. “O equipamento pesa dois quilos, mede apenas 30 centímetros e pode ser transportado dentro de uma pequena maleta. A tecnologia pode ser levada ao campo para fazer as medidas ou ser instalada na propriedade”, afirma.

O desenvolvimento da sonda multiparâmetros Acqua Probe integra o Projeto BRS Acqua, liderado pela Embrapa Pesca e Aquicultura (Palmas, TO), que está sendo executado com o objetivo de fortalecer e ampliar a aquicultura.

O projeto é o maior da Embrapa e conta com recursos da ordem de mais de R$ 56 milhões do Fundo Tecnológico do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), além das parcerias do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Secretaria de Aquicultura e Pesca, ligada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa).

A Embrapa Instrumentação é uma das 22 unidades da Empresa que faz parte do projeto BRS Acqua. Sob a sua responsabilidade está o desenvolvimento de uma plataforma automatizada para monitoramento de sistemas aquícolas, que inclui um método para monitoramento de algas em aquicultura.

A física Débora Milori é a coordenadora do Plano de Ação da Embrapa Instrumentação dentro do projeto BRS Aqua e responsável por três das sete atividades propostas dentro desse Plano de Ação. Além do método para monitoramento de algas em aquicultura, a pesquisadora também desenvolve sistema para a avaliação de emissão de gases de efeito estufa – CO2 e CH4 – em piscicultura e um método para monitoramento de água, solo e sedimentos em aquicultura.

Alguns parâmetros cumprem papel fundamental na avaliação da qualidade da água. A temperatura é um dos fatores mais importantes nos fenômenos químicos e biológicos existentes em um viveiro. É ela que regula as atividades fisiológicas dos animais aquáticos como respiração, digestão, alimentação e reprodução.

Cada espécie apresenta uma faixa de temperatura ótima, que ajuda na taxa de crescimento. A temperatura também está diretamente ligada ao oxigênio dissolvido (OD), vital para a manutenção e crescimento das espécies aquáticas. Temperaturas mais elevadas diminuem a concentração de oxigênio dissolvido.

A faixa de temperatura ideal para espécies tropicais é de 20°C e 28°C, e é na faixa entre 24°C e 28°C que sua alimentação é otimizada. Para temperaturas acima de 32°C aumenta-se o risco de morte das espécies.

Já o pH em níveis acima do ideal – entre 6,0 e 9,0 – aumenta o estresse das espécies e também causa mortandade. A condutividade elétrica é outro parâmetro fundamental no cultivo de espécies aquáticas. Essa medida direta representa a quantidade de íons na água, que são os teores de sais.

Águas turvas, aquelas com cor de barro, não são adequadas para a aquicultura. A turbidez é outro parâmetro que precisa ser aferido, pois impede a penetração de luz solar e, consequentemente, o desenvolvimento do fitoplâncton.

A visibilidade ou transparência da água dos viveiros é tão importante quanto as outras variáveis. Ela representa a capacidade que a água tem de permitir a passagem dos raios solares, o que diminui em função da profundidade e da turbidez. Quanto mais fundo o viveiro e mais barrenta a água, menos luz consegue chegar até o fundo.

Foi por meio da aferição de alguns dos parâmetros monitorados pela sonda que o piscicultor Flávio Marchesin descobriu que a concentração de clorofila em um dos seus viveiros de cultivo de tilápia, no sítio São João, região de São Carlos, chegava até 100 microgramas por litro. A concentração aceitável deve ser igual ou inferior a 0,030 microgramas por litro. Valores acima desse limite podem levar à mortandade de peixes, isso porque prevalecem no período noturno os processos de respiração das algas e dos peixes, gerando déficit de oxigênio.

A sonda ainda constatou que a condutividade elétrica – medida direta do teor de sais na água – estava muito acima do padrão. O ideal para o cultivo de peixe é de 20 a 100 microsiemens por centímetro (µs/cm), o viveiro apresentou uma leitura de 250 µs/cm.

O valor aferido significa que o viveiro estava com altas taxas de decomposição de matéria orgânica, o que pode ser um parâmetro para quantidade de nutrientes disponíveis ou indício de problemas com poluição da água. Até então, o produtor rural fazia a avaliação da qualidade da água dos quatro viveiros visualmente, o que causou prejuízo à sua atividade econômica.

“Já perdi 200 kg de tilápia no fim do ano passado por não saber que um dos viveiros estava com excesso de algas”, conta o produtor, que entrega a produção por cerca de R$ 7 a R$ 8 o quilo em pesqueiros da região.

Marchesin cultiva uma população de duas mil tilápias em um dos viveiros que será monitorado pela sonda Acqua Probe. Mas, segundo ele, a capacidade é para três mil, volume que pretende atingir com o uso da tecnologia para avaliar a qualidade da água, associada diretamente à produtividade.

Os esforços da pesquisa nacional para vencer o desafio de gerar conhecimento e tecnologia para o setor da aquicultura são motivados por fatores estratégicos. A cadeia é considerada a nova fronteira para o crescimento do agronegócio, está em expansão constante – cerca de 7% ao ano – e deverá contribuir para a segurança alimentar do planeta, segundo a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO).

A aquicultura é todo cultivo onde a água é habitat obrigatório em toda a vida do animal ou em partes da sua vida. A cadeia inclui a piscicultura (cultivo de peixes, de corte ou ornamental, de água doce e salgada); a carcinicultura (cultivo de crustáceos, como os camarões, em água doce, oligohalina e salgada); malacocultura (cultivo de ostras, vieiras e mexilhões); ranicultura (cultivo de rãs); e os cultivos de tartaruga, tracajás, jacarés, além da algicultura (cultivo de algas).

No caso de peixes, especificamente, a estimativa da FAO para este ano é de que o comércio mundial ultrapasse os US$ 150 bilhões. Dados da Associação Brasileira de Indústrias e Pescados (Abipesca) mostram que os negócios envolvendo o mercado de pescado no Brasil movimentaram R$ 5,4 bilhões em 2017.

No Brasil, os pequenos negócios, como os conduzidos no sítio São João, respondem por metade da produção de peixe, cerca de 691 mil toneladas, um movimento de R$ 4 bilhões.