CO2 — Como fornecer nutrição adequada para plantas aquáticas

Muitos pensam que, para ter plantas aquáticas bonitas, basta luz e fertilizantes. Mas, muitas vezes, é o gás carbónico, ou CO2, que se torna a peça que faltava no quebra-cabeças. Sem ele, mesmo em condições ideais, as plantas não conseguem revelar todo o seu potencial.

Imagine que o CO2 é para as plantas o que o oxigénio é para nós. Elas absorvem-no da água e, com a ajuda da luz, transformam-no em energia para crescer. Na natureza, há CO2 em abundância, mas num aquário fechado as plantas utilizam rapidamente todo o dióxido de carbono disponível e começam a passar fome.

É por isso que adicionar CO2 não é um capricho, mas sim uma condição básica para um jardim subaquático exuberante. Isso permite que as plantas cresçam rapidamente, sejam saudáveis e brilhantes, além de ajudar a combater as algas, deixando-as com menos alimento.

Neste artigo, vamos analisar como fornecer de forma simples e segura este nutriente vital aos seus animais de estimação verdes, para que o seu aquário ganhe verdadeiramente vida.

O dióxido de carbono é uma condição essencial para o desenvolvimento das plantas aquáticas

A vida na Terra tem uma base de carbono – os compostos de carbono são o principal componente da maioria das substâncias orgânicas. Se os animais consomem todos os nutrientes necessários para a construção dos tecidos do organismo com os alimentos, a maioria das plantas sintetiza o «material de construção» por conta própria.

O processo de obtenção do hidrato de carbono mais simples (glicose) pelas plantas é chamado de fotossíntese. A sua reação principal é:

6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

A síntese ocorre com a absorção de energia, sendo necessárias cerca de 674 calorias para a formação de cada molécula de glicose. As plantas obtêm essa energia através da absorção por moléculas de clorofila e outros pigmentos (cromófilos).

Posteriormente, os hidratos de carbono mais simples, sob a ação de enzimas, transformam-se em;

• açúcares mais complexos;
• aminoácidos, proteínas, gorduras, cuja síntese requer macroelementos (nitrogénio, fósforo, potássio) e microelementos.

Isso garante o crescimento das plantas, o desenvolvimento do sistema radicular, o acúmulo de massa foliar, etc.

Algumas plantas podem usar outros compostos como fonte de carbono. Por exemplo, parte das plantas aquáticas (elodeas, vallisnerias, hornworts, anubias, echinodorus e algumas outras) adaptaram-se ao consumo de iões de hidrogenocarbonatos (HCO₃^— e carbonatos (CO),₃^2- cuja presença é determinada pela concentração não nula de sais de dureza.

Assim, para o desenvolvimento das plantas são necessários vários fatores:

• A presença de água (para plantas aquáticas – irrelevante, uma vez que a água é o seu habitat natural).
• Fonte de carbono, para a maioria – precisamente CO₂.

• Energia (leia-se, iluminação).
• Macro e microelementos.

As plantas de aquário praticamente não têm problemas com energia luminosa e nutrientes. Para a maioria delas, basta a luz natural do dia e as substâncias armazenadas no solo. Para as mais exigentes, é fácil organizar iluminação artificial e adubação. No entanto, existem certos problemas com o principal elemento construtor (carbono).

A razão da falta de carbono (gás carbónico)

A deficiência de compostos de carbono em reservatórios artificiais domésticos é explicada de forma bastante simples.

Em condições naturais, as fontes de carbono nos corpos de água são:

• Gás carbónico da atmosfera). O CO2 dissolve-se na água significativamente melhor do que o oxigénio, mas também é facilmente libertado. Ao mesmo tempo, devido à grande área de contacto da superfície da água com o ar, a concentração de CO_2, obtido a partir desta fonte pode ser bastante grande.

• Sais (carbonatos) de vários elementos. Juntamente com os difusamente solúveis, as fontes trazem para os corpos de água e os facilmente solúveis (por exemplo, sais de sódio).
• Dióxido de carbono liberado pela respiração dos representantes da fauna aquática. Esta fonte também proporciona um intenso fornecimento de CO₂.

Como resultado, a concentração de dióxido de carbono em corpos de água naturais pode variar de 3 a 10 mg/l (em corpos de água correntes) e até 30 mg/l em corpos de água estagnados. Isso é suficiente para o crescimento de plantas aquáticas.

Em aquários domésticos, mesmo de volume considerável, o quadro é diferente:

• Os aquaristas, como regra, procuram reduzir o índice de dureza carbonatada aos valores recomendados.
• A área da superfície não é suficiente para enriquecer o volume de água com dióxido de carbono.
• Aqueles que se especializam no cultivo de plantas relutam em introduzir peixes (especialmente grandes) e invertebrados.

Consequentemente, sem uma fonte adicional de carbono, a flora subaquática estará condenada à sua deficiência e a problemas de desenvolvimento. A questão pode ser resolvida com sistemas de fornecimento de CO₂ no aquário.

Concentração ideal de dióxido de carbono na água do aquário

A melhor maneira de conseguir o crescimento e o desenvolvimento harmonioso das plantas de aquário é garantir uma concentração de gás carbónico correspondente às suas condições naturais de habitat.

Em várias fontes e fóruns sobre aquicultura, são apresentados diferentes limites de concentração de CO₂. Assim, aquaristas experientes frequentemente falam de concentrações entre 7 e 30 mg/l, enquanto fabricantes de equipamentos para aquários, incluindo sistemas de fornecimento de CO₂, prefere operar com números de 15 a 40 mg/l, por exemplo, A Dennerle recomenda manter a concentração entre 15 e 30 mg/l, com um valor ideal de 20 a 25 mg/l.

Existe uma avaliação geral do limite inferior admissível da concentração. Deve ser de pelo menos 3 mg/l, caso contrário, as plantas aquáticas sofrerão de verdadeira fome.

— Arend van den Nieuwenhuizen Aquascaper

Avaliar o limite superior é um pouco mais complicado. Normalmente, leva-se em consideração o facto de que o teor de CO₂ na água com dureza carbonatada (kH) e índice de acidez (pH). Ele permite calcular a concentração de dióxido de carbono a partir do kH e do pH. Mas a dependência inversa também é verdadeira: o aumento do teor de gás carbónico leva ao aumento da dureza e à diminuição do pH.

Assim, com a alimentação artificial de gás no aquário, é possível que haja uma alteração nos parâmetros da água, colocando os organismos aquáticos em perigo. Com um valor inicial de kH de cerca de 4 graus e uma reação neutra, perigosa para peixes e invertebrados, a concentração de CO₂ já 30 mg/l. No entanto, um alto índice de dureza e um pH baixo não contribuem para a saúde da flora do aquário.

Existe o conceito do chamado «tampão carbonático». A essência do fenómeno é que, com níveis elevados de kH, é necessária uma maior concentração de gás carbónico para um aumento significativo do pH. Assim, em água mais dura, o teor de CO2 pode ser mais elevado sem consequências irreversíveis para os habitantes do aquário.

A importância do equilíbrio

Preocupar-se apenas com a concentração ideal de gás carbónico na água não é suficiente para garantir o crescimento e desenvolvimento estáveis das plantas do aquário. É preciso lembrar-se também dos outros fatores mencionados acima: iluminação e disponibilidade de nutrientes.

A iluminação adequada do aquário também influencia o equilíbrio de CO2 no aquário

Os especialistas consideram suficientes para um crescimento estável, embora não rápido, da flora do aquário os seguintes parâmetros (para uma coluna de água de 0,4-0,5 m):

• Concentração de gás carbónico 5-7 mg/l;

• Iluminação – 0,4-0,6 W/l.

Nesse caso, são suficientes os nutrientes resultantes da atividade vital de microrganismos nitrificantes e hidrobiontes.

Ao aumentar o teor de CO2 para 15-20 mg/l, será necessário aumentar a iluminação para um nível de 0,7-0,8 W/l. Será necessário adicionar nutrientes, principalmente nitrogénio. A necessidade de adubação com fósforo e potássio deve ser verificada através de testes de aquário.

O proprietário do aquário deve lembrar que é precisamente em condições de equilíbrio que as plantas aquáticas superiores demonstram toda a sua eficácia e ganham na competição. O seu desenvolvimento vigoroso reprime as algas, que ficam «à fome», e o aquário parece limpo e saudável.

Mas assim que o equilíbrio é perturbado, algas simples e antigas (nitrofila, «barba preta»), mais adaptadas a condições difíceis, ganham vantagem. O seu crescimento provoca um agravamento da situação.

Controlo da concentração de CO2 no aquário

O método mais preciso e eficaz para controlar o teor de CO₂ – medição da dureza carbonatada e do pH. Foi referido acima que a concentração de dióxido de carbono na água está intimamente relacionada com estes indicadores. Os valores para diferentes pH e kH estão resumidos na tabela. Nela, o teor ideal de 15-30 mg/l está destacado a verde.

Principais vantagens deste método:

• Precisão na determinação da concentração de dióxido de carbono;

Muitos aquaristas, mesmo os mais experientes, preferem métodos mais simples:

• Utilização de drop checkers

Este indicador é um recipiente de pequenas dimensões, cheio com uma composição especial (normalmente água com kH=4 e um indicador químico de acidez pH). O recipiente é mergulhado no aquário, a solução entra em contacto com a água e muda de cor dependendo do teor de CO2.

A vantagem do método é a simplicidade; as desvantagens são o tempo de funcionamento limitado (mas o líquido indicador pode ser recarregado) e a inércia (a mudança de cor do drop checker leva de 0,5 a 2 horas). Muitos indicadores de teste, fáceis de encontrar em lojas de animais, funcionam com base nesse mesmo princípio

• Contagem das bolhas de gás que saem do sistema

Na tubagem entre o sistema e o aquário é instalado um contador de bolhas – um recipiente transparente cheio de água, no qual é fácil observar a libertação de gás. . O método mais rápido – permite avaliar a concentração de CO₂ durante o fornecimento, mesmo antes da sua dissolução na água.

Considera-se que 1 bolha por minuto por 10 litros de volume do aquário corresponde ao teor de CO₂ 7-19 mg/l. É claro que a precisão do controlo não é grande, mas é perfeitamente possível avaliar a concentração e evitar que os limites sejam excedidos.

• Intensidade da efervescência («bolhas»).

A intensidade da libertação de oxigénio pelas plantas também depende diretamente da concentração de dióxido de carbono. Muitos proprietários experientes de aquários podem avaliar esse indicador com bastante precisão apenas pela «bolha» das plantas e pela composição química da água.

As plantas no aquário, assim como na terra, precisam de gás carbónico — CO2 — para crescer. Sem ele, mesmo com boa luz e solo, elas crescerão lentamente, empalidecerão e poderão começar a ficar cobertas de algas. É possível adicionar CO2 à água de várias maneiras — desde sistemas caseiros simples até cilindros prontos — e é importante mantê-lo na concentração correta para que as plantas se sintam bem e a água permaneça limpa e viva.

Fornecimento de CO2 ao aquário

Na versão mais simples, o sistema de fornecimento de gás carbónico ao aquário consiste em:

• Gerador – dispositivo que é fonte de CO₂.
• Reator – dispositivo submersível localizado no aquário, no qual ocorre a dissolução do gás.

• Gasoduto – tubos que ligam o gerador e o reator.

Opções de geradores

Fermentação («brazga»)

A maneira mais simples de obter gás carbónico é através da decomposição de açúcares por culturas de levedura. Neste caso, o gerador é qualquer recipiente cheio de solução nutritiva e colónia de levedura.

Este dispositivo é fácil de fabricar com as próprias mãos, os componentes são acessíveis e baratos. As desvantagens do método incluem a validade limitada, a complexidade do ajuste e a formação irregular de gás. Apesar disso, alguns fabricantes oferecem versões «ecológicas» em série que utilizam este método.

Cilindro

Nesse sistema, a fonte de gás é um cilindro com CO₂. A opção mais complexa requer um conjunto de conexões com redutor para diminuir a pressão e manómetros para controlar a pressão no cilindro e na tubagem. Porém, do ponto de vista do ajuste e do controlo, supera qualquer outro método – a válvula eletromagnética e a válvula agulha controlada resolvem facilmente todos os problemas.

Químico

O método baseia-se na libertação de gás carbónico durante a reação de sais (carbonatos, por exemplo, bicarbonato de sódio ou calcário) com ácidos. Requer componentes mais caros para a reação, mas pode proporcionar uma geração bastante prolongada (se for resolvida a questão da dosagem dos componentes). Também apresenta problemas de regulação e irregularidade na libertação de gás.

Opções exóticas

Existem várias maneiras de obter gás carbónico:

• Os compostos químicos que liberam gás em contato com a água são produzidos na forma de comprimidos para aquários.
• Eletrolítico, muito interessante do ponto de vista da aplicação, mas tem um problema sério com a liberação de hidrogênio.

• Utilização de «gelo seco» (problema com a dosagem e a colocação da fonte de gás no aquário).
• Água gaseificada, etc.

A maioria dos métodos exóticos ainda não encontrou aplicação industrial, mas funciona com sucesso em vários dispositivos caseiros.

Reatores

O reator deve garantir a dissolução eficaz do gás na água do aquário. Na prática, são utilizadas duas variedades.

Passivos

A dissolução ocorre naturalmente quando o gás entra em contato com a água.

1-Difusor. 2-Sino, 3-Escada

Variantes desses reatores:

• Difusor. Dispositivo com microorifícios através dos quais o gás é pressionado na água. O tamanho pequeno das bolhas garante uma dissolução eficaz. Pode utilizar tanto materiais industriais (diafragmas) com microporos como materiais naturais (por exemplo, madeira de sorveira, tília e algumas outras espécies).

• Sino. Consiste num recipiente virado de cabeça para baixo e mergulhado na água. O gás acumula-se nele e dissolve-se na interface com a água.
• «Escada», «Labirinto». Reator submersível, no qual o caminho da bolha de gás até à superfície é artificialmente aumentado devido à sua configuração complexa. Como resultado, o CO₂ consegue dissolver-se naturalmente.

Reatores ativos (bombas)

Nesses dispositivos, é criada uma contra-corrente de água e gás no espaço de trabalho, o que leva à dissolução ativa das bolhas. O sistema mais complexo do ponto de vista da implementação técnica, mas a melhor opção para aquários de grande volume.

Dispositivos adicionais

Além do gerador e do reator, o sistema pode precisar de:

• Válvula eletromagnética de bloqueio. É usado para fornecer gás por tempo e ajustar a concentração.
• Válvula de retenção. Impede a «sucção» de água do aquário para o sistema, o que pode causar a avaria de componentes.

• Contador de bolhaspara controlar o desempenho do sistema e a concentração de CO₂.
• Pré-filtro, aplicável para «braga» ou gerador químico, especialmente se for montado manualmente.

Sistemas de produção em série para fornecimento de CO2

Os fabricantes de equipamentos para aquários oferecem vários modelos de sistemas para fornecimento de CO₂. Abaixo, apresentamos uma breve descrição de alguns desses produtos.

Dennerle

A empresa oferece sistemas de alimentação de CO₂ de diferentes níveis, utilizando diferentes tecnologias para aquários de qualquer volume.

Assim, o conjunto da sistema de cilindros Einweg 300 Space para aquários de 300 litros inclui:

• Cilindro recarregável com 500 g de gás carbónico.
• Redutor com válvula eletromagnética integrada.
• Válvula de retorno.

• Difusor Flipper com remoção de gases falsos.
• Mangueira de ligação.
• Indicador e testes.

O conjunto para nanoaquários Nano é praticamente idêntico, mas a capacidade do cilindro é de apenas 80 g e é utilizado um redutor de construção muito simples.

Para construir sistemas mais complexos, é possível substituir componentes (por exemplo, adicionar um manómetro, instalar uma válvula de bloqueio noturna, um temporizador, etc.).

Há na gama do fabricante e sistemas BIO (por exemplo, BIO 60), nos quais é utilizado como gerador um cilindro com gel e uma cápsula de arranque para iniciar o processo, sendo instalado um contador de bolhas.

Eheim

Um fabricante alemão oferece sistemas de cilindros para aquários de praticamente qualquer volume.

O conjunto padrão inclui:

• Cilindro com dióxido de carbono liquefeito com (para alguns, por exemplo, 2000 g) possibilidade de reabastecimento. Capacidade – de 200 a 2000+ g.
• Redutor para diminuir a pressão (para recargas – com conjunto de conexões para recarga).
• Contador de bolhas.
• Difusor.
• Mangueira.
• Verificador de gotas e testes.

Se necessário, o sistema pode ser complementado com válvulas eletromagnéticas e de retorno, dispositivos de controlo (temporizador). São adequados tanto os componentes da empresa como os acessórios de outros fabricantes (é necessária uma seleção).

Ista

A Ista produz cilindros de CO₂ sistemas de nível profissional e seus acessórios.

O sistema básico é composto por:

• Cilindro de alumínio com capacidade de 1 l.
• Redutor com 2 manómetros, válvula eletromagnética integrada.
• Contador de bolhas com válvula de retorno.
• Difusor compacto.
• Mangueira.

Se necessário, o sistema pode ser complementado com dispositivos de controlo (temporizador, controlador de concentração de gás), atomizador (reator externo para melhorar a dissolução do CO₂).

Aqua

A empresa russa oferece sistemas de cilindros tanto em forma de construtor (Standard e Standard+, Profi) como completos.

O comprador pode escolher os sistemas por:

• capacidade do cilindro;
• construção do redutor;
• variante do difusor;
• presença de contador de bolhas;
• variantes de drop checkers, etc.

Perguntas frequentes

Por que não é recomendável realizar a aeração e o fornecimento de CO2 simultaneamente?

O gás carbónico dissolvido na água é facilmente liberado, especialmente com o movimento intenso das massas de água. Consequentemente, durante a aeração, a sua concentração pode diminuir significativamente, o que exigirá um consumo elevado.

Por que é recomendável equipar os sistemas de fornecimento de CO2 com temporizadores?

É melhor fornecer dióxido de carbono ao aquário durante o dia, enquanto as plantas realizam a fotossíntese. Durante a noite, isso não é necessário e pode levar a uma concentração excessiva de dióxido de carbono e à queda do pH. Para evitar isso, recomenda-se iniciar a alimentação 1 hora antes do início do dia e terminar 1 hora antes do fim. Uma combinação de temporizador e válvula eletromagnética cumpre essa tarefa com excelência.

Por que os geradores BIO de fábrica utilizam gel em vez de solução nutritiva?

O gel permite estabilizar a velocidade da reação e prolongar o tempo de funcionamento do gerador. O mesmo objetivo é alcançado nos geradores de fermentação de produção própria com a adição de espessantes, como gelatina ou amido.

Para que servem os pré-filtros?

Nos geradores de fermentação (mesmo os de série) ou químicos, é possível que o fluxo de gás capture substâncias nocivas (ácidos, álcool, etc.). Para evitar que estas entrem no aquário, utiliza-se um pré-filtro para purificar o gás.

Qual dos reatores é melhor: ativo ou passivo?

A escolha deve basear-se não no tipo de reator, mas na capacidade de dissolver completamente a quantidade de CO2 necessária para o aquário. Se o reator consegue lidar com essa tarefa para o volume de água, não faz sentido discutir qual dos tipos é melhor.

Assim, o jardim subaquático no seu aquário ganha vida quando as plantas recebem gás carbónico suficiente. É como uma chave mágica que inicia o processo de fotossíntese, dando-lhes energia para crescer, ter cores vivas e serem saudáveis. Sem ele, mesmo com boa luz e fertilizantes, as plantas podem murchar.

Felizmente, fornecer CO2 às plantas não é tão difícil quanto parece. Pode escolher um método simples, por exemplo, fertilizantes líquidos com carbono para aquários pequenos. Ou instalar um sistema de fornecimento de gás por botijão, considerado o mais eficaz para aquários densamente plantados. É melhor começar com pouco, observando gradualmente a reação das plantas.

O principal é lembrar-se do equilíbrio. O dióxido de carbono, a luz e os nutrientes do solo e da água devem trabalhar juntos, como uma equipa. Ao alterar uma coisa, é importante prestar atenção às outras. E, claro, a segurança dos peixes — o controlo constante do nível de CO2 com testes especiais é muito importante.

Não tenha medo de experimentar. Observe as suas plantas, o seu aspeto irá indicar se está a fazer tudo corretamente. Com o tempo, irá encontrar o regime ideal para que o seu aquário se transforme num mundo subaquático exuberante, vivo e harmonioso. Boa sorte na sua criação!