1º WORKSHOP RECARCINA SOBRE TECNOLOGIAS NA PRODUÇÃO DE CAMARÕES COM BIOFLOCOS
E AQUICULTURA
TRATAMENTO DE RESÍDUOS ORIUNDOS DO CULTIVO DE CAMARÕES EM MEIO HETEROTRÓFICO
Prof. Alfredo Olivera Gálvez (Dr)
Natal, 24 de fevereiro de 2014
Introdução
2
Panorama da Produção de Camarões no Brasil
3
2011, 19.845 ha lâmina d’água, produtividade média 3.510 kg/ha/ano, produção 4 69.571 t (ABCC, 2013).
Evolución de la Producción en la Industria Camaronera Ecuatoriana 1997-2005
Producción (TM)
300,000 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Años
Fuente : Centro de Información Gerencial CIC - CORPEI
7000
50000
6000
45000 40000 35000 30000
4000
25000 3000
20000 15000
2000
10000 5000
1000 0
0
19 94 19 96 19 98 20 00 20 02 20 04 20 06 20 08 20 10 20 12 20 14
Area (ha)
5000
Producción (TM)
Estimado de Crecimiento (ha) y Producción (TM) de Industria Camaronera en Perú : 1994 - 2015
Area Intensivo (ha) Area Extensivo (ha) Area Total (ha) Producción de Intensivo (TM) Producción de Extensivo (TM) Producción Total (TM)
Años
2014 :75% (De Intensivos)
Fuente : Programa Nacional para la Competitividad de la Acuicultura de Langostinos en el Perú : 2005-2014
Pressão Ambiental Ignacy Sacchs
Aspecto Histórico Modelos de Desenvolvimento Desenvolvimento Industrial Revolução Verde e Revolução Azul
Gro Brundlant
Eco 92
Tragédia dos Commons Desenvolvimento Sustentável/ ,, ,,,,,,,,,,,,,,,Ecodesenvolvimento Agenda 21
Rio + 10
Moda Ambientalista
Sustentabilidade Ecológica
BPM
Desmatamento
Poluição por efluentes Mal uso da água Contaminação do freático
Códigos de conduta Aquicultura responsável
CONAMA CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE
RESOLUÇÃO Nº 312, DE 10 DE OUTUBRO DE 2002 Dispõe sobre licenciamento ambiental dos empreendimentos de carcinicultura na zona costeira.
O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE-CONAMA, tendo em vista as competências .......... Art. 14 Os projetos de carcinicultura, a critério do órgão licenciador, deverão observar, dentre outras medidas de tratamento e controle dos efluentes, a utilização das bacias de sedimentação como etapas intermediárias entre a circulação ou o deságüe das águas servidas ou, quando necessário, a utilização da água em regime de recirculação.
INGENIERIA DEL PROYECTO LAY OUT
DRENAJE V.E. BOMBA LAGOA DE DECANTAÇÃO CANAL DE ABASTECIMENTO
NURSERY ESTERO
ARMAZÉM LABORATÓRIO
Ração de baixa qualidade
+
Desperdícios
Alta produção de fezes e matéria orgânica.
Pouco crescimento
Eutrofização
Queda do oxigênio
Estresse
Alta mortalidade
100% ProteĂna
65% Perdidas
35% Biomasa
Aproveitamento (25%)
Fração sólida (13%) Fração solúvel (62%) Alimento Alimento não consumido, fezes, excreta, mudas, (78% N e 86% P)
Aproveitamento (22% N e 14% P)
Caracterização de Efluentes
14
Qualidade da รกgua afluente e efluente do cultivo de Litopenaeus vannamei em sistema semi-intensivo
E. C. L. Santos1, A. Olivera1, L. O. Brito2*, W. Severi2
15
19
20
21
22
23
Nutrientes nos Viveiros
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
ESTRÉS AMBIENTAL Amonio ---Nitrito---Nitrato
Deterioro ambiental
Enfermedades
CONSEQÜENCIAS Degradação do viveiro de cultivo
e da qualidade da água; diminuição da produção; poluição ambiental e conflitos com ONGs ambientais
Tratamento de Efluentes
37
Tratamento de efluentes
Sem tratamento
Meio ambiente Fitoplâncton Sólidos em suspensão (SS) Nitrogênio Fósforo
Efluente
Viveiro
Com tratamento (biorremediação) Viveiro
Ostra Fitoplâncton SS Nitrogênio
Fósforo
Algas Nitrogênio
Fósforo
Meio ambiente
39
41
42
World Aquaculture. v. 36, n. 3, p.60 - 63, 2005.
Shrimp Farming Effluent Treatment Using the “Native Oyster” Crassostrea rhizophorae in Brazil.
Alfredo Olivera and Luis Otavio Brito
Cultivo de ostras com o método estático (“camas” com “travesseiros” em comportas de saída. Parte experimental : Fazenda, Pernambuco.
Número de cultivos: 6 500 sementes/travesseiro
3 travesseiros/cama 3 camas (9 travesseiros)/comporta de saída
Sementes em “travesseiros”
Sementes em “camas”
Camas e travesseiros na comporta de saída
Vari谩veis Hidrol贸gicas
Produção de camarões e ostras. General data Number of cultures Culture Initial population Stocking density Culture period Survival Final size Productivity
L. vannamei 12 5 ha ponds 1,000,000 PL’s 20 PL’s/m2 90 days 85 % 13 g 2,210 kg/ha
C. rhizophorae 6 3 beds (9 pillows)/sluice gate 4,500 seeds 500 seeds/pillows 150 days 65 % 3.30 cm 300 dozens/sluice gate
Outra Realidade
48
49
50
SUPERINTENSIVE CULTURE OF Litopenaeus vannamei: PRODUCTIVITY
PRODUCTIVITY (kg/ha/cycle)
25000 19468
19364
20280
19704
20000 15000 10617
10000
8435
9768
5000
CICLO II
0 PP-03
PP-04
CICLO I PP-05
MÉDIA
52
Heterótrofos reciclaje del N substrato para bacterias degradación del lodo
Quimioautótrofos
Fotoautótrofos
reciclaje del N nitrificación desnitrificación
reciclaje del N mejora el crecimiento
Browdy (2006)
Ração do camarão
Dejetos (fezes e mudas)
Bactérias Cianobactérias
Quimioautotróficos
Algas verdes
Fotoautotróficos
BIOFLOCO
Diatomeas
Heterotróficos
Dinoflagelados
Suplemento alimentar ácidos graxos w-3 vitaminas
Qualidade da água
NO3 Lodo
Leffler (2008)
Heterótrofos O2 ↓ CO2↑ pH↓ NH3 ↕ Proteína↑
Quimioautótrofos
Fotoautótrofos
O2 ↓ NH3↓ pH↓ HCO3-↓ NO2-/NO3-↑
O2 ↑ NH3/NO2-/NO3- ↓ pH↑ HCO3-↓ Proteína↑ HUFA↑
O que fazer?
Não trocar a água para não poluir o ambiente? E como ficaria o cultivo?
Soluções • • • • •
Cultivo intensivo ? Altas densidades ? Troca zero ? Qualidade da ração? Re-engenharia ?
57
Sistemas Intensivos : Por que? Los buenos rendimientos tienen como base:
Altas supervivencias
Rápido crecimiento
Mayores biomasas
Maximizar el rendimiento de agua, espacio, insumos
Los principios que los sustentan: Exclusión de patógenos Alta y constante temperatura
Aireación: Oxígeno, circulación, desestratificación Estabilidad del medio de cultivo
Comunidad bacteriana en el estanque: calidad de agua, nutrición Camino a la bio seguridad 58
Principales dificultades
Costo de energía eléctrica
Manejo de alimento, desechos amoniacales
Manejo de compuestos nitrogenados y calidad de agua
Manejo del fitoplancton (cianobacterias, diatomeas)
Manejo de comunidades heterotróficas
Eficiente manejo de sistemas de aireación
Casos de mortalidades (súbitas)no bien identificados (toxinas?)
Abundante biomasa = mayor complejidad y riesgo
Precios y mercado internacional
Tratamiento de efluentes
Financiamiento oportuno y suficiente
Escaso soporte técnico por parte del Estado y sector académico
59
32 ha = 79 acres
Camaronera Tradicional
1 ha = 2.47 acres
10 a 30 (cam/m²)
Raceway de cultivo súperintensivo
450 (camarones/m²)
Problemรกtica
Viveiro
Estuรกrio
Canal
Problemรกtica Raceway
Clear water
Sludge Tank
Dark water
Cultivo Heterotr贸fico e BFT
63
64
65
66
2,5 m
Produtividade: 12 a 17 mil kg/ha/ciclo
1,5 m
US$ 120,000 por hectárea (Tumbes, Perú) Liner (PHD) = US$ 20,000/ha Plástico transparente = US$ 15,000/ha 25 aireadores (2 HP)/ha = US$ 10,000
Realidad Latinoamericana
LUCRO (ha/6 meses)
Producci贸n (20 g, 80% sobrevivencia) Precio kg (fresco con cabeza) Renta Bruta
Inversi贸n + costos (1er ciclo)
Lucro Liquido
88,890 kg/ha US$ 4.0/kg
US$ 335,560/ha/ciclo - US$ 506,950/ha/ciclo US$ -171,390/ha (1er ciclo) US$ -42,780/ha (2do ciclo) US$ 128,610/ha (3er ciclo) US$ 21,435/ha/mes
Waddell Mariculture Center South Carolina Department of Natural Resources
Tecnología de última generación
Advantages of a Zero-Exchange System Allows the US to compete with a Global Market •Multiple Crops Per Year •Higher Densities Inland Siting
Reduction of Environmental Impact
Advantages of a Bio-floc System Utilize Naturally Occurring Microbial Community for Nutrient Removal Provide Supplemental Nutrition Reduce Feed Costs Produce a Better Quality Product
Structure and Setup:
Greenhouse raceway Intensive production system
shade cloth used during summer months
Greenhouse Length:145 ft Width: 30 ft Height: 11.5 ft end wall fans provide air movement during summer months for cooling
Raceway Structure & Setup Working area of 271 m2 Volume 196 m3 HPDE-lined system Center longitudinal partition 59 Mixing Eductors Approximately 86.4m2 of aquamats added
Raceway Structure & Setup: Aeration & Oxygen Supply
•Aeration •5hp Blower •Oxygen •40L oxygen generator •140L generator paired with venturi injectors
O2 backup
system
filtration
harvest basin and sedimentation collector
Greenhouse Raceway Components
recirculation pumps
Air blowers O2 seawater saturation cone
propane heating system with heat exchanger O2 generator
A 1,430,000 BTU propane fueled heating system with a titanium heat exchanger allows growers to produce shrimp year-round
Double layer 6 mill polyethylene plastic covering provides insulation against cold temperatures
81
82
83
Fundamental: forte circulação interna = todos os sólidos suspensos na coluna
39 x 7,3 x 1m (271m2) 196.180 litros Air lifts Divisão central Sistema de injeção de oxigênio
Marvesta : 264,000 kg anuales 50 restaurantes en Baltimore, Washington y estados de la Costa Este de Estados Unidos. 20 raceways Densidade : 300/m2 Ração: zigler Peso final: 25 g. 50 % de sobrevivência. PLs SPF de Florida. Libra = 20 US $.
S贸lidos Suspensos
87
88
Remoção de Sólidos Suspensos
97
98
99
100
Ray, A. J., 2010
105
Ray, A. J., 2010
108
109
Artemia sp. or Macroalgae can be used to improve the water quality of a super-intensive shrimp culture?
Table 1. Experimental design used to determine the effect of the filtering capacity of Artemia sp. on the water quality of effluent and returning waters of a super intensive Litopenaeus vannamei zerowater-exchange raceway. Treatment
Name
Characteristics
1
DW no AR
No cropping, no adult Artemia
2
DW AR
No cropping, adult Artemia
3
CW no AR
Cropping, no adult Artemia
4
CW AR
Cropping, adult Artemia
Raceway
Clear water Sludge Tank
Artemia increased the TAN concentration at 24 hours, but it stabilized it at 48 hours; reduced the DOP at 48 hours; made stable the VSS and the TSS at 24 and 48 h, respectively.
Dark water
Artemia reduced the TAN concentration at 24 and 48 hours; increased the DOP at 48 hours.
RAY . D. et al,2010.
Datos de Produção Camarones por m2
Peso Inic (g)
Peso Final (g)
Prod. (Kg/m2)
Días de cultivo
Sobrev %
FCR
300
1.00
16.6
4.5
75
91
1.5
420
0.01
21.3
6.8
113
80
1.9
450
1.00
25.6
6.3
123
54
2.6
117
118
119
Results Trial 13 December 2007 (Trial 13)
Weight at stocking (g)
1.61
Stocking Density (shrimp/m2)
581
Final Weight (g)
20.0
Total Days of Grow-out
146
Growth rate (g/week)
0.88
Yield (kg/m2)
6.92
Survival (%)
60.2
FCR
2.5
Water exchange (% /cycle)
0
Results Trial 13 Raceway Shrimp Growth---Trial # 13 30,0 Raceway 3 Target Growth
25,0
Kg/M3
Weight (g)
20,0
15,0
10,0 Stocking Weight 5,0
0,0 6/27/07
7/17/07
8/6/07
8/26/07
9/15/07
10/5/07
10/25/07
11/14/07
12/4/07
12/24/07
Trial 13
122
Producción actual en el Waddell Mariculture Center (USA) Raceway 3 (Trial 14, 271 m²) Area
271 m2
Survival
80.2%
Volume
193 m3
Final weight
19.32 ± 1.45 g
PL10 stocked
165,263
Final density
13.4 kg/m3
Beginning
March 13, 2008
Final biomass
2,409 kg
Stocking density
610 PL/m2
FCR
1.79 ± 0.45
Stocking density
865 PL/m3
Feed supplied
3,394 kg
End of culture
August 14,2008
Dextrose
22 kg
Duration
153 days
Bicarbonate
24 kg
Results Raceway Shrimp Growth---Trial # 14 25,0 Target Growth Raceway 3 Kg/M3 20,0
Weight (g)
15,0
10,0
5,0
Started sludge Tank 2
Stocking Weight
0,0 4/2/08
4/22/08
5/12/08
6/1/08
6/21/08
7/11/08
7/31/08
8/20/08
9/9/08
9/29/08
Trial 14
126
Trial 14 127
Reutilização de Lodo
128
129
130
131
132
133
135
Microalgas de interesse comercial
R0C100
R25C75
R50C50
R75C25
R100C0
1800 1600 1400
CĂŠlulas x 104
1200 1000 800 600 400 200 0 1
2
3
4
5
7
8
9 dias
10
11
12
13
14
15
Biomassa seca de algas
IMTA Integrated Multi-Trophic Aquaculture
141
PORTO DO CAMARﾃグ
Conceito • Segundo Angel e Freeman (2009) os cultivos integrados são definidos como o cultivo de duas os mais espécies de diferentes níveis tróficos em uma unidade de cultivo, ou em estreita proximidade, para que eles possam interagir em relação ao fluxo de energia. ANGEL, D.; FREEMAN, S. Integrated aquaculture (INTAQ) as a tool for an ecosystem approach to the marine farming sector in the Mediterranean Sea. In: SOTO, D. Integrated mariculture: a global review. Rome: FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper n. 529, 2009. p. 133–183.
IMTA Fish and Shrimp culture
Extractive Aquaculture Organic Shellfish
145
147
148
149
150
151
152
GSP
GB
GD
155
REDE RECARCINA / FINEP
160
EFLUCAM
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL DA ÁGUA, DO SEDIMENTO E POTENCIAL BIORREMEDIADOR NO TRATAMENTO DE EFLUENTES DE CULTIVOS DE Litopenaeus vannamei
RECARCINA
UTILIZAÇÃO DE FILTROS MECÂNICOS E BIOLOGICOS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES E REUTILIZAÇÃO DO LODO PROVENIENTES DO CULTIVO SUPER-INTENSIVO DE Litopenaeus vannamei (BOONE, 1931).
Equipe de Trabalho Alfredo Olivera Gálvez – coordenador William Severi – vice-coordenador Emília Carneiro Lacerda – Técnico de laboratório Luis Otavio Brito (Tese de Doutorado) UFRPE – IPA Yllana Marinho – (Dissertação de Mestrado) UFRPE Leônidas de Oliveira Cardoso – Bolsista DTI Rayzza Helena Miranda Sena – Bolsista de Iniciação Cientifica Jessika Lima de Abreu - – Bolsista de Iniciação Cientifica Elizabeth Pereira dos Santos - – Bolsista de Iniciação Cientifica
Objetivos Avaliar o tratamento dos efluentes e reutilização do lodo proveniente do cultivo de camarão em meio heterotrófico •
Testar a capacidade do tratamento de filtros biológico na redução dos compostos nitrogenados e fosforados;
•
Avaliar a qualidade de água resultantes da utilização de diferentes filtros compartimentados do tipo reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente;
•
Verificar a possibilidade de utilização do lodo extraído para cultivo de microalgas de interesse comercial;
•
Determinar a capacidade de tratamento dos efluentes de cultivo de camarão marinho em meio heterotrófico, utilizando o processo de tratamento de filtros mecânicos e biológicos;
•
Validar os resultados obtidos em laboratório, em viveiros no sistema heterotróficos.
Avaliação do potencial biorremediador de microorganismos e plantas halófitas no tratamento de efluentes de cultivos de camarões marinhos
Estação Marinha de Aquacultura FURG
Equipe de Trabalho Prof. Dr. Luis Henrique Poersch Prof. Dr. Paulo CĂŠsar Abreu
Prof. Dr. Cesar Costa MSc. Carlos Augusto Gaona
Biol. Mariana Holanda Bruna Machiavello
Objetivos Uso de biofilme no tratamento de efluentes de cultivo de camarões Determinar o percentual de remoção de nutrientes do efluente de cultivo de camarão por bactéria aderidas ao biofilme. Tratamento com plantas halófitas Determinar o percentual de remoção de nutrientes do efluente de cultivo de camarão
Tratamento com macrófitas Spartina alterniflora Determinar o percentual de remoção de nutrientes do efluente de cultivo de camarão Quantificar a biomassa de planta (forragem) produzida. Tratamento com cianobacterias. Determinar o percentual de remoção de nutrientes do efluente de cultivo de camarão Determinar o percentual diário de “colheita” da microalga
DIAGNÓSTICO E MAPEAMENTO DAS CONDIÇÕES DE ESTRESSE ORGÂNICO E HIPOXIA NOS SEDIMENTOS DE VIVEIROS DE CAMARÕES MARINHOS
MAPSED
Equipe de Trabalho Carla Bonetti Carlos M. E. Santo Camilla Diogo Mees Gabrielle Kuklinski Gisele Rosa Abrahão Jarbas Bonetti José Luiz Mourino Katt Lapa Luis Garbossa
LOC/GCN/UFSC LCM/AQI/UFSC LCM/AQI/UFSC LOC/GCN/UFSC LOC/GCN/UFSC LOC/GCN/UFSC LOC/GCN/UFSC LCM/AQI/UFSC LCM/AQI/UFSC EPAGRI/SC
Dra./Professora Mestrando/Técnico Mestranda Graduando/ bolsista IT_A
Graduanda/ bolsista IC Doutoranda/bolsista DTI Dr./Professor
Dr./Professor Dra./Professora Dr./Pesquisador
Objetivos Propor uma metodologia de diagnóstico e mapeamento da qualidade dos sedimentos de modo a identificar e caracterizar zonas sujeitas a diferentes graus de estresse orgânico e oxidativo.
Avaliar a incorporação/transferência do carbono depositado nos sedimentos superficiais nos primeiros níveis tróficos do compartimento bêntico (bactérias e foraminíferos). Monitoramento da qualidade d´água e do volume de água afluente e efluente dos viveiros durante um ciclo de produção, de modo a determinar o balanço hídrico do sistema e avaliar o potencial de reuso da água em função do volume e qualidade da água utilizada.
EMPARN Fracionamento da Farinha de Osso como fonte de Fósforo e Cálcio para melhoria da Produção e Qualidade do Camarão
Objetivos Suprir a necessidade de fósforo e cálcio no meio de cultivo, favorecer a produção de alimento natural e contribuir para a melhoria da produção e da qualidade do camarão.
• Obter produtividade de camarão da ordem de 1.500 Kg/ha por ciclo de cultivo de 120 dias, com peso médio por animal em torno de 15 g; • Avaliar o impacto da intervenção no solo, na qualidade da água, nos organismos planctônicos e zoobentônicos e na produção de camarão
Contaminação ambiental: impactos no cultivo de camarão em viveiros instalados no estuário do Rio Formoso – PE.
Laboratório de Tecnologia Ambiental Instituto de Tecnologia de Pernambuco
Equipe de Trabalho Glauber Carvalho - coordenador Breno Mascarenhas Indra Escobar Ant么nio Castro Maria Clara Silva Clarissa Vilela Suzana Lopes Jainara Loiola
Objetivos •Identificar e georeferenciar as principais fontes de poluição no estuário; •Realizar contagem de bactérias heterotróficas e termotolerantes na água e
sedimento dos viveiros e estuário; •Determinar o teor de matéria orgânica e a concentração de metais pesados
(Al, Hg, Fe, Cu, Pb, Cd, Cr e Zn) no sedimento de viveiros e do estuário e em ostras coletadas no estuário e cultivadas na bacia de sedimentação da
fazenda; •Quantificar os resíduos de agrotóxicos em amostras de água e sedimento nos
viveiros, bacia e estuário; •Correlacionar as condições ambientais dos viveiros e estuário e a sua relação com o desempenho zootécnico dos animais. •Identificar e quantificar a comunidade fitoplanctônica nas amostras de viveiros e estuário.
RECARCINA
MUITO OBRIGADO