E COMO MAI!

Este é o blog de Alex Correa e foi criado essencialmente como um centro de acesso aos trabalhos já publicados na lingua portuguesa, forma original.


Monday, March 14, 2011

Rocha viva artificial: construção e uso V

Texto e fotos por Alex Correa.

Após entendermos um pouco da ecologia envolvida com o nosso hobby, termos visto os materiais utilizados na fabricação das rochas vivas artificiais e estudarmos um pouco do relevo e prática na confecção de rochas feitas de concreto, veremos então os tópicos relacionados com a curtidura das rochas em água doce para o uso das mesmas em sistemas naturais marinhos.

Aquário mostrando as rochas artificiais antes do processo de curtidura do concreto. Pedaços de corais foram adicionados à estrutura. É importante imaginar os organismos que serão colocados sobre as rochas, examinando o espaço disponível para o crescimento sadio dos mesmos. As rochas foram feitas dentro do próprio aquário, forrado com plástico para protejer o vidro e silicone da ação cáustica do cimento.

Curtindo (“curando”) as rochas:
A expressão “curtir as rochas vivas artificiais”, é também interpretada como “curar as rochas vivas artificias” (traduzido do inglês: “to cure”).
Após misturarmos o cimento com o material calcário e água, forma-se então a massa de concreto. O processo de curtidura pode ser definido pelo procedimento de assegurar a hidratação do cimento portland recém colocado na massa de concreto. Isso geralmente implica no controle da perda de umidade, e em alguns casos, de temperatura. A hidratação do cimento portland é a reação química entre os grãos de cimento portland e água, formando o produto hidratado, que pode ser denominado de gel de cimento, responsável pela pega. O gel de cimento pode assentar somente em espaços preenchidos por água. Hidratação pode proceder até que os grãos de cimento estejam completamente úmidos, ou até que todo o espaço disponível ao produto de hidratação seja preenchido pelo gel de cimento, qualquer dos 2 que aconteça primeiro.

Curtimento adequado é vital para as qualidades do concreto, apresentando forte influência sobre o concreto sólido. Essas qualidades podem ser: durabilidade, firmeza, impermeabilidade, resistência a desgastes e estabilidade de volume. O desenvolvimento da resistência superficial pode ser reduzida consideravelmente quando há uma deficiência na curtidura. O processo ideal de curtimento do concreto recomendado em construções é entre 7 e 14 dias.

Para a fabricação de rochas vivas artificiais, de forma mais simplificada, curtimento do concreto significa nada mais nada menos que permitir com que o concreto atinja seu estado inerte (com a resistência produzida em todo corpo material opondo-se a modificação do seu estado de movimento), ou seja, quando o processo de endurecimento completo da mistura ocorre (produto final). O processo de curtir o concreto começa quando misturamos os ingredientes secos com a água, para fabricá-lo. Quando pulverizamos água sobre a rocha, logo após confecçionada, já começou o princípio da solidificação da massa.
Após um período entre 24 e 48 horas pode-se então manuseá-la, colocando-a completamente submensa em água doce, com troca de água total, diariamente, para exportar os agentes cáusticos expelidos pelo cimento durante o processo. Esse tipo de curtimento é utilizado para que possamos usar as rochas em nossos sistemas marinhos contendo organismos. As rochas deveriam estar umedecidas (não submersas!) desde a fabricação até serem colocadas no recipiente com água doce.

Trocas de água:

O pico do processo de curtidura acontece durante a primeira semana, quando o óxido de cálcio e hidróxido de cálcio reagem com o CO2 atmosférico, formando assim um filme sobre a superfície da água doce no recipiente. Daí a idéia de que a difusão por meios artificiais de gás de CO2 durante o processo de curtidura das rochas poderia ajudar de alguma forma. Esse filme pode ser notado somente sobre água estagnada e principalmente até durante os 30 primeiros dias após o início de curtirmos das rochas, dependendo da percentagem de cimento usado na estrutura. Quanto maior for a percentagem de cimento utilizado na mistura, maior e mais longo será o tempo da presença do filme na superfície entre as trocas de água doce. A melhor maneira de exportarmos esse filme da superfície é através de transbordamento, introduzindo água no fundo do recipiente com o auxílio de uma mangueira, todas as vezes que formos trocar a água.

As rochas precisam estar totalmente submersas para o processo completo de curtidura. O emprego de bomba de água circulatória (powerheads) pode ser usado, mas não é realmente necessário. Trocas de 100% da água doce diárias do recipiente são recomendadas. Não há problemas em efetuar trocas de água semanais, apesar dessa atitude retardar consideravelmente o processo, principalmente no começo.
Aquaristas americanos estão habituados a colocar as rochas de pequeno porte em tanques de vaso sanitário, assim efetuando trocas de água constantemente.

Geralmente falando, para uma medida de maior segurança, o período total de curtidura das rochas em água doce, trocando completamente a água uma vez por dia, deveria ser de aproximadamente 60 dias. Isso dependerá do tipo de cimento utilizado, assim como percentagem de água ∕ percentagem do volume das rochas no recipiente. Normalmente por volta de 6 semanas em água doce começam a aparecer as leituras mais estáveis do pH.

Recipiente de plástico contendo rochas sendo curtidas em água doce. Note as bases retas das rochas, propositalmente confecçionadas para suportar a posição desejada do relevo projetado.

Curtidura ou “cura” acelerada:

Alguns autores recomendam a curtidura acelerada das rochas de concreto usando vinagre branco (sem cor e aditivos), afirmando que a propriedade levemente ácida do vinagre ajudaria de certa forma a retirar mais óxido ∕ hidróxido de cálcio das rochas com a alteração do pH da água. A teoria apresentada é de que com o ambiente mais ácido, a rocha estaria exalando mais kalkwasser para que ocorra o equilíbrio na água contendo vinagre. Essa forma de curtir não apresenta, na prática, mudanças no que diz respeito ao tempo de curtidura e, de certa forma, até prejudicial, mascarando a verdadeira leitura dos valores reais do pH. Algo que notei em minhas experiências com o vinagre também foi a formação de muco de cor marrom sobre as rochas, que provavelmente seria o crescimento acelerado de colônias bacteriais presentes na água doce, devido ao vinagre na solução, com ausência total de luz.

Além disso, quando usamos água da torneira com pH levemente alcalino (água mais “dura”, pH normalmente entre 7.6 e 8.0, com quantidade considerável de cálcio e magnésio, por exemplo), notamos que existe uma leve aceleração na curtidura em comparação com situações em que utilizamos água filtrada com osmose reversa. Portanto, na prática, água mais “mole”, ou seja, apresentando pH relativamente baixo, e contendo muito pouca quantidade de sólidos dissolvidos, irá acarretar num processo de curtidura um pouco mais demorado que a “dura”. Tal observação normalmente não influencia de maneira significativa no tempo total de curtimento das rochas, diante das variadas situações particulares, que diferencia cada rocha e situação, servindo então mais como uma curiosidade de entendimento.

O uso de injeção de bolhas de CO2 durante a curtidura das rochas também foi recomendado por alguns autores e aquaristas com o intuito de acelerar o processo. Prática semelhante poderia ser alcançada simplesmente com o emprego de uma bomba de ar com difusores. A leitura do pH deveria ser feita após desligar a bomba por algumas horas para que não seja enganosa.
Monitoramento constante do pH com aparelhos eletrôncos seria o mais aconselhável. O uso de injeção de CO2 ou bombas com difusores de ar podem ser ignorados, pois realmente não há necessidade para tais.

Medidor eletrônico de pH usado durante o processo de curtimento das rochas. Uma manutenção de calibragem do sensor (probe) é recomendada para manter a leitura dos valores apurada.

Medição do pH:

As principais contra-indicações erroneamente colocadas aos aquaristas, desencorajando-os na fabricação de suas próprias rochas estão relacionadas com o pH e são:
• Perigo da dissolução excessiva de carbonato de cálcio aos habitantes do aquário, proveniente da estrutura de concreto, aumentando o pH de forma desordenada através do desequilíbrio da reserva alcalina.
• Demora e dificuldade da colonização dos organismos nas rochas artificiais (superfície e internamente).

Um planejamento consciente de construção, povoamento e manutenção do sistema marinho contendo rochas artificiais irá determinar o sucesso e evitar com que tais incidentes venham ocorrer. O aquarista precisa ser paciente e nunca precipitado, pois o processo final é a longo prazo. Esse é realmente o ponto enfatizado quando tomamos a decisão de fabricarmos as rochas.

Num sistema contendo rochas vivas naturais não é diferente, pois o final do amadurecimento do sistema é também a longo prazo, a não ser que obtivermos a rocha viva natural semi-curtida. Curtir as rochas naturais, por outro lado, consiste basicamente num período necessário para que a população de bactérias nitrificantes possa trabalhar, a ponto de estabilizar a tão almejada filtragem biológica no aquário. O tipo do processo de curtidura das rochas naturais é completamente distinto do das rochas artificiais. Ainda devemos levar em consideração o tempo adicional para o povoamento e estabilização biológica na rocha artificial.

Rochas de concreto recém-construídas, quando submensas em água, irão expelir teores consideráveis de hidróxido de cálcio ou cal apagada, Ca(OH)2, e óxido de cálcio ou cal viva, CaO, que são as duas formas de kalkwasser. Essa é a necessidade de se curtir as rochas deixando-as em água doce, para que naturalmente, esse excesso das formas de kalkwasser provenientes do cimento venham a ser elimidadas. Kalkwasser é expelida das rochas na água enquanto o cimento submenso hidrata e curte, e por isso é necessário que a leitura dos valores do pH seja precisa. Isso somente é alcançado quando não existem nenhum impecílio que venha mascarar os valores estáveis do pH na água, como por exemplo durante o uso de acidificantes na água doce, como foi colocado anteriormente.

Normalmente o pH inicial de rochas de concreto é entre 11.0 a 12.0, sendo que o almejado para a introdução no sistema marinho de forma segura seria por volta dos 8.0. O pH da água do mar tido como meta para aquários marinhos tradicionalmente montados é por volta de 8.2. Calibragem do sensor (probe) conectado ao medidor eletrônico de leitura do pH é obviamente aconselhável. Essa calibragem normalmente é feita com auxílio de no mínimo duas soluções fabricadas especificamente para o instrumento. O aquarista deve seguir as instruções do fabricante atentamente. Além disso o sensor (probe) precisa estar livre de qualquer camada de substância ou vida (algas, etc). É necessário lavar o sensor com água corrente todas as vezes que usá-lo antes e depois da leitura, examinando-o. O sensor deve estar constantemente imergido em solução para não ser danificado. Para administrarmos o pH constantemente num sistema marinho, colocamos normalmente o sensor na sump, e não há necessidade de calibragem constante (1 vez à cada 2 ou 3 meses fica sendo suficiente).

É importante medir o pH da água antes de trocá-la pelo menos semanalmente para que o aquarista tenha uma idéia das mudanças na água descançada. A curtidura completa do cimento ocorre somente quando podemos notar o surgimento de algas de água doce (provavelmente em sua maioria diatomáceas) sobre a estrutura das rochas, assim significando que o cimento atingiu pH propício à presença de vida. Porém, após um período de 2 meses, com trocas de água constantes, essas rochas já podem ser usadas em sistemas marinhos sem problemas. O pH das mesmas pode chegar a variar de 8.0 à 8.3 após esperarmos 48 horas da última troca total de água. Uma última etapa auxiliar de curtidura das rochas em água salgada antes de serem utilizadas no sistema marinho definitivo auxilia bastante a adaptação do pH das rochas.

Mesmo que o aquarista venha curtir as rochas ao ponto de diminuir o pH e não oferecer grande perigo aos organismos do sistema, ainda existem riscos de precipitação de cálcio na água salgada, acarretando no possível empedramento do substrato calcário de fundo (ex.: cascalho coralíneo, aragonita ou halimeda).

Muitas vezes empedramento do substrato de fundo ocorre no aquário marinho por exagero na administração de aditivos como cálcio e tamponadores (buffers). Tal fenômeno também pode ocorrer devido à introdução das rochas de concreto antes do tempo adequado, desencorajando o aquarista desprevinido. A foto mostra empedramento parcial com cristalização entre grãos de cascalho coralíneo natural, encontrado em sistema fechado.

Existem outras formas de acontecer esse fenômeno, e os tais estão ligados a aplicação de aditivos, principalmente cálcio (cloreto de cálcio, CaCl2 ; ou kalkwasser, Ca(OH)2 ) e tamponadores (buffers), incorretamente administrados de maneira abusiva. Portanto, mesmo num sistema marinho não contendo rochas artificiais com base da estrutura feita de concreto, existe a possibilidade de tais fenômenos ocorrerem. Se as rochas artificiais não forem curtidas propriamente, todos os fatores anteriores juntos podem contribuir para que essa precipitação de cálcio (cristalização no substarto) ocorra. Precipitação de cálcio ligando grãos de areia calcária também pode ser notada na natureza, nos mostrando que tal fenômeno não ocorre somente em sistemas fechados.

Cristalização de cálcio unindo grãos de areia calcária encontrada na natureza, podendo assim ser visto como um processo natural. Em sistemas fechados porém, pode prejudicar o substrato de fundo, com a limitação de área para o povoamento dos organismos bentos, que são benéficos ao sistema. Areia petrificada exposta em maré baixa com algas sobre a estrutura. Oahu, Hawaii.

Para evitarmos que isso aconteça por causa das rochas, é aconcelhável uma aclimatação das mesmas no novo ambiente marinho, que podemos chamar de última etapa do processo de curtidura das rochas (não tendo a ver ainda com estabilização de bactérias) para proporcionar uma segurança antes de introduzirmos qualquer tipo de macroorganismo. Esse processo auxiliar pode ser visto basicamente como um período de adaptação da rocha no sistema marinho, observado pelo aquarista. Tal transição ocorrerá de qualquer forma quando a rocha for colocada no aquário marinho. Pode ser feito no tanque display, previamente montado com adequada filtragem e pouca iluminação (sem organismos), sem substrato de fundo. Trocas de água salgada de no mínimo 10% do volume total do sistema à cada 2 dias deveríam ser efetuadas, até que os parâmetros do pH se estabilizem, enquanto houver necessidade. O valor estabilizado do pH do sistema precisa ser medido 24 horas após da última troca de água para que o equilíbrio iônico da água se estabelaça. O tempo dessa etapa pode durar até 15 dias, mas normalmente não chega a uma semana, principalmente com as trocas de água freqüentes durante os 2 meses em que a rocha estava curtindo em água doce. Quanto maior a percentagem de troca de água salgada, mais rápido ocorre a estabilidade. Leitura do pH estável em aproximadamente 8.2 ou 8.3 num sistema iluminado com todas as medidas observadas durante o período de iluminação pode significar o final do processo total de curtidura, sendo que dessa forma o sistema está pronto para a introdução dos primeiros organismos. Água provinda de um sistema estabilizado ou diretamente do mar introduzirá os micróbios almejados (bactérias nitrificantes, desnitrificantes e algas) no novo sistema para a inicialização do processo de filtragem biológica, que dura aproximadamente cerca de 1 mês.

Trocas de água e uso de skimmer fazem importante papel em qualquer tipo de manutenção em sistemas marinhos, como exportadores de vários tipos de impurezas, e logicamente deveriam estar no plano do sistema contendo rochas vivas artificiais.

Uma curiosidade: quando colocamos as rochas contendo cimento cutido em água doce num recipiente de água salgada, existe o que podemos chamar de repercussão do pH, que é simplesmente mais kalkwasser sendo expulsa da estrutura de cimento. Se colocarmos as rochas, após o curtimento em água doce, em um recipente contendo água salgada estagnada por algumas semanas, iremos notar o pH subir de por exemplo 8.0 até 8.6 +. A observação pode ser notada somente em água estagnada, pois a presença de CO2 com circulação (acarretando maior troca de gases na superfície) novamente, “mascara” a reação. O CO2 nesse caso é introduzido pela aeração superfícial da água, em quantidades diminutas, e por isso, o pH não é notavelmente alterado. Essa observação nos mostra a importância do cuidado na transferência das rochas do processo de curtidura em água doce para um sistema contendo água marinha.

A importância da circulação da água e aeração durante a adaptação das novas rochas de concreto no aquário marinho para a introdução dos organismos então é confirmada. A presença de skimmer e powerheads são de grande auxílio também para tal tipo de transição, e a movimentação da superfície da água tem importante significado no que diz respeito à troca de gases, permitindo com que as propriedades da água venham a estabilizar-se propriamente.

Além de kalkwasser, alguns afirmam que existe a possibilidade das rochas recém fabricadas soltarem silicatos durante o processo de curtidura. A importância de uma mistura inicial homogênea do cimento com a água, significando que não hajam pontos secos, contribui com uma hidratação total dos silicatos. Logicamente que diante das situações normais encontradas em sistemas recifais caseiros, após curtidas por completo, essa rochas não apresentam nenhum risco de dissolução do tal composto na água, assim como kalkwasser.

Resumindo curtidura: é perfeitamente possível que rochas curtidas em água doce apresentando pH de no máximo 8.3 no final de tal curtimento (60 dias), serem introduzidas num aquário marinho ainda sem organismos nem substrato de fundo para o período de adaptação no próprio sistema marinho. A água salgada pode ser tanto produzida com sal sintético, quanto água marinha natural coletada. O momento de introdução de organismos mais sensíveis em tal sistema então fica determinado a partir da estabilização do pH de no máximo em 8.2 à 8.3 durante o dia, e por volta de 8.0 à 8.1 durante a noite, quando existe iluminação adequada com fotoperíodo constante de aproximadamente 10 horas por dia, contando com a presença de algas no sistema.

A próxima será a parte 6 do seguimento dessa matéria, onde estudaremos a introdução de organismos, como povoamento das rochas artificiais. <><

Referências:
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http://www.pacificaquafarms.com/AboutPAF.htm
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Making an aragocrate™ arch cave, with Eddie Postma.
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