Na parte 1 dessa série de artigos foram colocados tópicos ecológicos ligados ao aquarismo, para que possamos entender a necessidade na fabricação de rochas vivas artificiais, alimentando um mercado que cresce a cada dia. Agora iniciaremos o estudo de como fabricá-las, começando com uma simples definição sobre rochas vivas e analisando a lista de materiais mais sugeridos atualmente.
Por que rochas vivas?
O principal papel na utilização de rochas vivas em aquários marinhos é a disponibilização de área para povoamento de bactérias nitrificantes e desnitrificantes. A qualidade do material e formação da estrutura das rochas vivas estão diretamente relacionadas com a probabilidade de distribuição das bactérias nas superfícies das mesmas.
As bactérias nitrificantes são normalmente divididas em duas categorias, de acordo com suas habilidades. As que consomem amônia e convertem para nitritos pertencem aos seguintes gêneros: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus, dentre outros. O segundo passo de transformação na nitrificação é a de nitrito para nitrato, que é efetuado pelas: Nitrobacter, Nitrosospira, Nitrocystis, Nitrococcus, além de outras.
As bacterias desnitrificantes encontradas normalmente em aquários marinhos são: Micrococcus, Pseudomonas, Denitrobacillas, Bacillus, e outras mais. Essas bactérias transformam nitrato em gás nitrogênio, que são liberados na atmosfera através do movimento da água e aeração.
Filtragem semelhante ocorre na cama de substrato de fundo (cascalho), que na verdade pode apresentar eficiência muito maior no que diz respeito à desnitrificação do que nas rochas, quando propriamente montado e mantido. Sistemas naturais podem ser então basicamente denominados assim por apresentarem tais tipos de filtragem. Além disso, as rochas servem de abrigo/refúgio aos peixes, reduzindo estresse, e suporte de relevo aos invertebrados sésseis, como corais e outros. Rochas vivas são assim chamadas simplesmente pela peculiaridade da presença de organismos vivos nas superfícies exteriores e interiores das mesmas, com a presença de macro e microorganismos.
Relacionamento simbiótico entre corais e caranguejos proporciona proteção mútua contra os diversos organismos que habitam as rochas vivas. Na foto temos um casal de Trapezia intermedia abrigando-se e ao mesmo tempo protejendo uma colônia de Pocillopora meandrina. Estudos recentes revelam a formação de glóbulos fáticos localizados nas pontas dos tentáculos do coral hospedeiro, que provavelmente alimentam os caranguejos. Rochas vivas representam um hábitat de notável complexibilidade.
Rochas vivas artificiais têm sido usadas no hobby por muitos anos e não existem mistérios em sua produção. Desde o final dos anos 60 já existiam na Europa e EUA aquaristas interessados na idéia, tanto para sistemas marinhos caseiros quanto profissionalmente, em aquários públicos. Na década de 90, mais precisamente por volta de 1995, o assunto começou a ser divulgado através da internet e de algumas revistas nos EUA, sendo que aos poucos, mais aquaristas começaram à fabricá-las.
Hoje em dia existem muitas lojas pelo mundo vendendo “o produto” de diferentes formas. Algumas lojas comecializam rochas vivas artificiais secas. Outras, já povoadas com organismos marinhos, normalmente apresentando estrutura de concreto.
A diversidade de formas e de materiais usados na fabricação das rochas é grande, fazendo com que a prática venha a ser algo criativo e divertido.
Logicamente existem materiais que precisam ser evitados e dentre eles, generalizadamente temos: os que contêm metais, os que secretam substâncias tóxicas na água, e os que alteram as propriedades químicas, físicas ou biológicas da água marinha. Concreto é normalmente a base de estrutura, combinando preferencialmente o cimento com materiais calcários de origem natural, formando assim um relevo seguro para o uso em sistemas marinhos caseiros, convencionalmente montados.
Cimento:
Um estudo básico sobre os tipos de cimento encontrados no mercado pode esclarecer-nos melhor sobre as aplicações adequadas para cada um deles. Existem vários tipos de cimento portland disponíveis no mercado (dados segundo a Associação Brasileira de Cimento Portland):
1) Cimento Portland Comum (CP I)
a. CP I – Cimento Portland Comum
b. CP I - S – Cimento Portland Comum com Adição.
2) Cimento Portland Composto (CP II)
a. CP II - E – Cimento Portland Composto com Escória
b. CP II - Z – Cimento Portland Composto com Pozolana
c. CP II - F – Cimento Portland Composto com Fíler
3) Cimento Portland de Alto-Forno (CP III)
4) Cimento Portland Pozolânico (CP IV)
5) Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)
6) Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)
7) Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
8) Cimento Portand Branco (CPB)
Portland não é a marca do cimento, e sim o termo que identifica o material. Os tipos de cimento portland se diferenciam basicamente pelas proporções de clínquer, que defini-se por: calcário e silicato semifundidos e aglutinados que se obtém o cimento pelo processo de moagem. Também se diferenciam de acordo com as proporções de sulfatos de cálcio, material carbonático e outros aditivos (escórias, pozolanas, calcário). Esses materiais são acrescentados durante o processo de moagem. Além disso, ainda podem diferenciar-se em função das propriedades inerentes, ou seja, que estão ligadas de forma inseparável (ex.: alta resistência inicial e cor branca).
• Cimento Portland Comum:
O cimento portland comum apresenta normalmente dois tipos: O primeiro não contém aditivos, a não ser o gesso, que funciona como retardador da pega. Já o segundo tipo, contém aditivos na ordem de 5% de material pozolânico em massa. Ambos são recomendados para o uso nos serviços de construção geral, onde não existem exposição a sulfatos do solo ou águas subterrâneas.
• Cimento Portland Composto:
Esse cimento é modificado para gerar calor de hidratação numa velocidade menor que o cimento portland comum. É especialmente formulado para uso em estruturas maciças de concreto em que o volume é grande, com uma superfície relativamente pequena. Além disso, esse tipo de cimento apresenta uma resistência moderada aos sulfatos presentes no solo. É recomendado para o uso em argamassa, concreto simples, armado e protendido, assim como elementos pré-moldados e artefatos de cimento.
Ainda existem 3 subtipos do cimento portland composto, apresentando respectivamente adições de: material pozolânico, escória granulada de alto-forno, e de material carbonático (fíler, que é um material incolor e sólido, utilizado como diluente de pigmentos). O primeiro tem como resultado um produto mais impermeável, e com isso mais durabilidade. Normalmente empregado em obras civis de maneira geral, inclusive subterrâneas, marítimas e industriais. O segundo apresenta melhor combinação entre as qualidades de resistência e baixo calor de hidratação, sendo também recomendado para estruturas expostas a sulfatos. O terceiro subtipo é utilizado em aplicações mais generalizadas, como por exemplo: elementos pré-moldados, artefatos, pisos e pavimentos.
• Cimento Portland de Alto-Forno:
Apresenta baixo calor de hidratação e maior impermeabilidade e durabilidade. É também resistente a sulfatos, apresentando alta resistência à expansão. É normalmente utilizado em construção de barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos.
• Cimento Portland Pozolânico.
Também usado em situações que necessitam grandes volumes de concreto, apresentando baixo calor de hidratação. Esse cimento é notável pela sua durabilidade e resistência mecânica à compressão. É especialmente indicado em obras expostas à águas correntes e ambientes agressivos por longos períodos de tempo.
• Cimento Portland de Alta Resistência Inicial:
Esse tipo de cimento é utilizado em ocasiões em que necessita ser manuseado em um relativo curto espaço de tempo após a mistura do produto com água. A sua resistência a pressão após 1 dia de idade é de 26MPa, e de 53 MPa aos 28 dias, superando os valores normativos que ficam em torno de 14 MPa em 1 dia, 24MPa em 3 dias, e 34 MPa em 7 dias. O desenvolvimento de tais propriedades é atingido através de dosagem diferente de calcáreo e argila na produção do clínquer, além de uma moagem mais fina durante a sua produção. É recomendado para o preparo de concreto e argamassa na produção de blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, meio-fio, mourões, elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados.
• Cimento Portland resistente a sulfatos:
Os 5 tipos: CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V- ARI podem constar nessa categoria, contanto que apresentem pelo menos uma das condições exigidas, estando de acordo com a norma NBR 5737. Utilizado em obras onde as estruturas do cimento serão expostas aos meios agressivos sulfatados, normalmente como: rede de esgotos, de águas ou industriais, além de água do mar e alguns tipos de solos.
• Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação:
Os tipos de cimento seguidos da cigla (BC) se enquadram nessa categoria. Basicamente esse tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em grande estruturas de concreto, onde são evitadas fissuras de origem térmica, devido ao calor que ocorre durante a hidratação do mesmo.
• Cimento Portland Branco:
A cor do cimento branco é obtida com o uso de matéria prima com baixos teores de principalmente óxido de ferro e manganês (Cr2O3, menos que 0.003%, Mn2O3, menos que 0,03% e Fe2O3 menos que 0.35%); resfriamento e moagem, especialmente condicionadas; e principalmente na substituição de caulim ao invés de argila. O índice de brancura almejada é maior do que 78% .
É subdividido em 2 categorias: estrututal e não estrutural. O estrutural apresenta classe de resistência 25, 32 e 40, sendo que não estrutural não apresenta números indicativos de resistência e são normalmente utilizado em rejuntamento de azulejos.
O cimento branco apresenta aparência de cor bem semelhante ao de rocha vivas secas, constituídas de material calcário. Por esse motivo pode ser mais atraente do que uma estrutura contendo cimento cinza comum, para alguns aquaristas. Na verdade, após serem povoadas por algas e outros organismos, essas diferenças estéticas serão pouco válidas.
Existe a possibilidade do uso de material anti-mofo na composição do cimento branco, e logicamente esse deve ser evitado para a construção das rochas vivas artificiais. Tal informação do aditivo deveria estar presente na embalagem do cimento, mas isso nem sempre acontece ou pode ser completamente confiável. A maneira mais precisa de verificar seria então requerendo um relatório por escrito da empresa que fabrica e/ou embala o produto.
O Cimento Portland Comum, juntamente com o Cimento Portland Composto e o Cimento Portland Branco estrutural são os mais encontrados no mercado, sendo então os 3 tipos de cimentos mais utilizados na fabricação de rochas vivas artificiais nos sistemas marinhos caseiros, apesar de tecnicamente não constarem como as melhores opções, diante das recomendações de uso analisadas anteriormente. Nas circunstâncias normais encontradas em sistemas marinhos caseiros, até o presente momento apresentam papel relevante, sendo usados sem maiores problemas. Portanto ficam aqui as definições gerais de cada tipo de cimento como referência, para possivelmente experimentarmos em futuros projetos.
Diferença de granulometria entre cascalhos comercializados: aragonita (acima, esquerda) e corais ̸ conchas peneiradas.
Materiais para a mistura com cimento.
Os materiais básicos que deveriam ser utilizados na mistura com o cimento para a produção das rochas artificiais seriam preferivelmente calcários naturais (rochas vivas secas, aragonita, halimeda, pedaços ̸ cascalho de coral moído, areia calcária). Esses materiais podem ser usados em conjunto, auxiliando diferentes tamanhos de granulometria e textura para oferecer um visual mais natural às rochas (ex.: cimento X pedaços de corais X aragonita) . Materiais inertes como: isopor, plástico e PVC podem ser utilizados para enchimento e/ou reforço em estruturas mais complexas, funcionando como possíveis alternativas.
Com esses materiais temos a certeza de que quimicamente, após curtidas em água doce, as rochas estarão seguras para o uso em sistemas marinhos. Assim sendo, as funções naturais das rochas vivas em nossos aquários serão alcançadas, proporcionando não somente área para nitrificação, como também para desnitrificação, que ocorre em menor escala nas partes interiores das rochas, dependendo do tipo estrutural.
A dúvida sobre a ação desnitrificante ocorrente nas rochas preocupa alguns aquaristas, principalmente os que pretendem montar um sistema contendo 100% de rochas artificiais.
Alguns supõem que rochas artificiais não apresentam as mesmas características desnitrificantes encontradas em rochas vivas naturais. A verdade é que a possibilidade da taxa desnitrificante em qualquer tipo de rocha viva é diretamente ligada à sua formação e aos tipos de materiais formadores de sua estrutura. Rochas vivas naturais provenientes de recifes apresentam na sua grande maioria uma estrutura altamente qualificativa para que alguma desnitrificação ocorra. Se utilizarmos basicamente os mesmos materiais que as rochas vivas naturais apresentam em sua composição, teremos probabilidade semelhante. Diante disso, a comparação entre os dois tipos de rochas torna-se irrelevante.
O que proporciona desnitrificação em rochas vivas é o tipo de porosidade interna das mesmas. Basicamente falando, temos melhor probabilidade de que ocorra desnitrificação em ambientes com grandes superfícies de área, contendo baixa taxa de oxigênio, para o abrigo de bactérias desnitrificantes. Esqueletos de corais são ótimos exemplos de materiais contendo tais características, em sua maioria formados de aragonita. Rochas vivas naturais com grande composição de esqueletos de corais são excelentes meios para propiciar nitrificação e alguma desnitrificação. A ação constante de microorganismos no interior das rochas também promove o surgimento de novos ambientes, auxiliando de certa forma para que nitrificação e desnitrificação aconteçam.
De fato, apesar de existir desnitrificação nas rochas vivas (artificial ou não), não pode ser comparada com a que ocorre numa cama de substrato de fundo montado corretamente para esse objetivo, portanto não devendo assim ser substituída para tal propósito. Sistema Berlin, onde a filtragem é principalmente à base de rochas vivas e skimmer, sem montagem auxiliar específica desnitrificante (ex.: cama de areia profunda), é um exemplo clássico dessa afirmativa.
As habilidades desnitrificantes de qualquer tipo de rochas vivas e/ou substrato de fundo refletem diretamente no acúmulo de nitratos, que basicamente falando, é o produto do processo da nitrificação, a ser tranformado durante a desnitrificação. Em outras palavras: a taxa de nitratos acumulados num sistema fechado é umas das formas simples de entendermos basicamente se está havendo ou não desnitrificação suficiente no mesmo. Testar periodicamente por nitratos nos mostra a evolução dessa taxa acumulativa. Trocas parciais de água de no mínimo 10% do volume total do sistema amadurecido, mensalmente, são importantes em vários aspéctos para qualquer tipo de aquário, sendo que os mais conhecidos são: a exportação de nitratos acumulativos e a reposição de elementos traços. Quando existe uma desnitrificação completa, a taxa de nitrato é zero. Saibamos porém que mesmo num aquário contendo taxa de nitratos baixa ou nula, ainda é necessário a manutenção periódica de trocas parciais de água.
Portanto, em muitos dos casos, pode-se afirmar que num sistema com somente as rochas vivas artificiais, e sem uma cama de substrato apresentando propriedades desnitrificantes, tais rochas não devem ser confiadas para que suportem uma desnitrificação a ponto de neutralizar nitratos por completo. Isso vale igualmente para rochas vivas naturais, quando submetidas às mesmas condições.
Esse assunto é mais um tipo de desencorajamento na construção das rochas vivas artificiais, mas completamente sem fundamento, pois as características desnitrificantes que as rochas vivas naturais ou artificiais (quando corretamente construídas) normalmente apresentam, são praticamente as mesmas, com relação às funções no ciclo do nitrogênio. As habilidades nitrificantes das rochas vivas ainda são mais importantes, sugeridas em foco como o princípio da filtragem ocorrente no sistema natural marinho.
Pedaços de corais e rochas calcárias secas:
Usando o cimento para unir pedaços de corais, conchas, estruturas de algas calcárias ou rochas vivas secas, o aquarista simplesmente está confeccionando seu próprio relevo usando de artifíceis naturais. Rochas vivas encontradas na natureza apresentam esses mesmos materiais em sua estrutura, mas são interligadas por corais e algas coralinas, ao invés do cimento.
A produção começa com limpeza do material calcário, se necessário, e termina com a povoação das rochas com organismos marinhos. Locais recifais oferecem oportunidades de material calcário varridos pelas ondas e encontrados na praia. No caso das rochas calcárias coletadas em áreas expostas a elementos naturais, principalmente terrestres, necessitam de limpeza para a retirada de impurezas e contaminantes. Cuidado especial é necessário no que diz respeito a poluentes, óleos, depósitos de metais, fertilizantes e pesticidas, assim como a presença de organismos em decomposição e materiais orgânicos.
Cuidado na seleção de material calcário ajuda a prevenir futuros problemas. A coloração dessa rocha nos revela uma possível presença de depósitos de ferro, feito por bactérias, e provavelmente deveria ser evitada em sistemas marinhos fechados.
Mesmo após estarem por muitos dias ou semanas na praia, estando secas e apresentando cor branca, rochas vivas ainda podem conter organismos em decomposição e matéria orgânica. A limpeza simples das rochas pode ser iniciada com a retirada manual de matéria sobre a rocha. Escovando-a, se necessário, fisicamente removendo partículas visíveis da superfície da rocha e organismos em decomposição presos entre as ramificações, fendas e crateras. Para exportar qualquer poluente orgânico do interior da rocha, pode-se fazer uma limpeza com solução fraca de cloro (5 a 10%) diluído em água num balde, mergulhando a rocha durante 6 a 12 horas e lavando-a em água corrente por um período de 5 a 10 minutos, seguidamente colocando-a no sol por algumas horas. Outro método usado é o borrifamento da solução de cloro diluído (5 a 10%) sobre a rocha. Repetir a lavagem em água corrente e colocar no sol tantas vezes forem necessárias para eliminar o cloro por completo. O uso de anti-cloro pode ser administrado, se for o caso. Obviamente um bom senso do aquarista é necessário para se julgar a aplicação desses processos.
Cuidado no manuseio do cloro, pois é uma substância tóxica. O uso de luvas e ventilação adequada são atitudes de segurança muitas vezes menospresadas, assim como a maneira que a solução será descartada, após o uso. O emprego de ácidos fortes para limpar as rochas é desencorajado pelos perigos no manuseio, além de desnecessários na maioria das vezes. Rochas vivas secas e substratos de fundo vendidas nas lojas normalmente são pré-tratadas com cloro antes de serem colocadas à venda, necessitando somente lavagem com água corrente.
Mas nem todos nós temos acesso à praias de recifes e então estamos sujeitos à compra de material calcário para montarmos nossos sistemas marinhos. É possível encontrarmos rochas vivas secas à venda em algumas lojas, assim como aragonita fossializada, conhecida como calcita, sendo então a maneira mais prática. Corais secos e tratados são também encontrados no comércio e apesar de apresentarem preço notavelmente mais alto, não fogem da possibilidade de uso para o projeto.
Rocha artificial construída com pedaços de rochas vivas secas usando somente cimento. A aplicação de areia calcária sobre o cimento ajuda esteticamente.
Rochas vivas secas podem ser interligadas com auxílio de cimento portland para uní-las, com isso proporcionando uma infinidade de diferentes formatos e relevos. Outra vantagem é a possibilidade de fabricarmos suportes de base com cimento para as rochas, assegurando assim um firmamento de equilíbrio para as mesmas. Para isso basta colocá-las sobre um vidro protejido por plástico e adicionar o cimento na base do material calcário. Areia sobre o cimento também ajuda com uma aparência mais próxima da natural.
Na terceira parte da série de artigos, continuaremos a estudar mais sobre os materiais sugeridos na fabricação de rochas vivas artificiais. <><
Referências:
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http://www.abcp.org.br/home.shtml
Cement and concrete basics:
http://www.cement.org/basics/concretebasics_curing.asp
Guide for curing of Portland cement concrete pavements, Volume I:
http://www.fhwa.dot.gov/pavement/pccp/pubs/02099/02099.pdf
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http://www.tkproduct.com/Curing%20Concrete.PDF
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http://www.tampabaysaltwater.com/index.html
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http://www.pacificaquafarms.com/AboutPAF.htm
Tom Miller: Reef propagation Project: The complete cookbook for making live rock from cement and other types of rock: http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Hangar/6279/RaiseCementRock.html
Geothermal Aquaculture Research Foundation:
Making an aragocrate™ arch cave, with Eddie Postma.
http://www.garf.org/MPegs/AragocreteArch.html
Randy Holmes-Farley, Ph.D.: Magnesium and strontium in limewater:
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http://reefkeeping.com/issues/2002-06/dw/index.php
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© Copyright 2009 Alex Correa.
