Matéria - As matemáticas da troca de Água "TPA".

Olá senhores!
Achei muito bacana essa matéria, e seria deselegante da minha parte não compartilhar com os colegas.

Acho que todo mundo que tem um aquário ja ouviu sobre a necessidade de trocar água do aquário. O motivo das trocas não é exatamente limpar a água, mas sim purificá-la de substâncias acumuladas em excesso, e repor alguns elementos que vão sendo depletados ao longo da vida do aquário. O principal produto acumulado no aquário é o nitrato, uma proteína que se forma basicamente pelos processos de decomposição no aquário, tanto da amônia da urina dos peixes, quanto de restos de alimentos.
O nitrato em baixas concentrações não faz mal aos peixes, mas em alta concentração torna os peixes cada vez mais suscetíveis a doenças e prejudica muito as plantas, causando amarelamento das folhas, normalmente de baixo para cima, e sua morte.
Nesse artigo vamos tratar da diminuição dos níveis de nitrato por trocas de água.



Qual a quantidade ideal de água a ser trocada?
Aqui vou abrir um parênteses para garantir que trocar toda a água, no tradicional processo de desmontar o aquário e lavar tudocertamente não é o melhor. Dessa forma a concetração de nitrato cai para zero, mas concomitantemente se destroi toda a biologia que havia se desenvolvido no aquário, dificultando em muito a sobrevivência dos peixes e causando sempre baixas entre os mesmos.
Na sequência de esquemas abaixo temos um aquário que foi montado, estabilizado, recebeu os peixes lentamente, ao longo de um mês, e acumula em média, 10 ppm de nitrato por decomposição ao mês (representado pelas bolinhas vermelhas). À esquerda temos um aquário aonde são feitas trocas semanais de 10 % do volume do aquário, e a direita um aquário aonde é feita uma troca única mensal de 50 % do volume. Cada figura conta com uma legenda e uma equação matemática, aonde temos o valor de nitrato antes da troca, que é o valor anterior mais 2,5 ppm (que é a quantidade de nitrato acumulada ao longo de uma semana), menos 12,5 % (no caso das trocas semanais), que representa a quantidade de nitrato removida na troca, e o valor resultante de nitrato logo após a troca de água.

Rotina de trocas da água .

12,5% por semana: semana0 = 10 ppm de nitrato Nesse ponto o aquário já está há um mês com peixes, e com 10 ppm de nitrato, que foram acumulados ao longo desse 1º mês.	50% por mês: semana0 = 10 ppm de nitrato Nesse ponto o aquário já está há um mês com peixes, e com 10 ppm de nitrato, que foram acumulados ao longo desse 1º mês.
semana1 = (10 ppm + 2,5 ppm) - 12,5 % = 10,94 ppm	semana1 = 10 ppm + 2,5 ppm = 12,50 ppm
semana2 = (10,94 ppm + 2,5 ppm) - 12,5 % = 11,76 ppm	semana2 = 12,50 ppm + 2,5 ppm = 15 ppm
semana3 = (11,76 ppm + 2,5 ppm) - 12,5 % = 12,48 ppm	semana1 = 15 ppm + 2,5 ppm = 17,50 ppm
semana4 = (12,48 ppm + 2,5 ppm) - 12,5 % = 13,11 ppm

Ou seja, as trocas de 12,5 % de água semanais, mesmo representando um volume total de 50 % de trocas ao mês (12,5 % na semana 1, + 12,5 % na semana 2, + 12,5 % na semana 3, + 12,5 % na semana 5) não foram suficientes para controlar a concentração do nitrato, que pulou de 10 ppm no começo do mês, para 13,11 ppm após 4 trocas semanais de água de 12,5 %.

Ao final de 8 semanas... semana8 = 14,93 ppm de nitrato acumulados. Aqui o aumento da concentração de nitrato está fora de controle, ou seja, ao longo de alguns meses o nitrato vai chegar a níveis aonde começará a ser prejudicial aos peixes.

Ao final de 8 semanas... semana8 = 10 ppm de nitrato Ou seja, nessa rotina de trocas de água nós temos, ao final da 2ª sequência de trocas de 50 %, o mesmo valor de nitrato que tinhamos na semana 0, a semana inicial.

Para fins práticos, é aceitável uma concentração de nitrato de até 25 ppm, sendo que concentrações superiores a essa começam a ser prejudiciais aos peixes, e as plantas começam a parar de crescer, ao que se segue o amarelamento das folhas. No esquema acima, a rotina de trocas de 50 % de água mensal, consegue manter indefinidamente o nível de nitrato em algo entre 10 ppm e 20 ppm, enquanto que a rotina de trocas menor, mas semanais, não consegue controlar a subida lenta, mas constante, da concentração de nitrato. Deve-se levar em conta, na análise dos dados acima, que alguns valores foram escolhidos para facilitar a compreensão, mas que não são necessariamente aplicáveis nos casos reais, como o acúmulo de 10 ppm de nitrato por mês; a quantidade de nitrato produzida está ligada a diversos fatores, dentre eles: quantidade de peixes no aquário, quantidade de alimentos oferecidos aos peixes, qualidade dos alimentos, tipo de filtragem utilizada, periodicidade na manutenção de filtros externos (quando esses são usados), uso de resinas para controlar o nitrato ou absorver a amônia (não deixando essa se transformar em nitrato), presença de plantas naturais no aquário, e outros.

Cabe dizer que resolver o problema do excesso de nitrato no aquário através de uma grande troca d`água pode não ser a melhor solução: ao mesmo tempo em que alivia a concentração de nitrato, essa troca pode dar um choque de temperatura ou pH nos peixes, que também pode ser fatal. Tomemos como exemplo a água de São Paulo - S.P., que sai da torneira bem alcalina, com pH superior a 7,5, mas com dureza quase zero (o que faz com que o pH não esteja tamponado, podendo cair rapida e facilmente caso ácidos sejam liberados no aquário). Em um aquário montado com essa água a tendência do pH é acidificar rapidamente com a colocação de peixes e o subsequente processo de decomposição dos restos de alimento e dos excrementos dos peixes. Assim, um aquário com pH inicial de 7,4 pode passar, em questão de dias (digamos 15) para 6,8 e continuar caindo. Os peixes vão se adaptando ao longo do tempo a essa queda gradual do pH, mas na hora da grande troca de água, que será feita de uma vez, o choque de pH ao misturar 50 % de água com pH 7,5 com 50 % com pH 6,8 ou menos, pode ser fatal. Para não fazer uma troca de água prejudicial, é importante acompanhar os parâmetros da água do aquário, principalmente o pH, para saber o que está acontecendo, e até usar esses dados para decidir quando fazer trocas de água, e a porcentagem das mesmas.

As TPAs são importantes mesmo.