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Type: Tese
Title: Utilização de um gerador de bolhas ultrafinas para oxigenação de tanques de criação de tilápia do Nilo em sistema aquapônico
Authors: Marques, Daniele Ferreira
Advisor: Vanderlei, Carminda Sandra Brito Salmito
Keywords in Brazilian Portuguese : Nanobolhas;Cavitação hidráulica;Oreochromis niloticus;Lactuca sativa
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS PESQUEIROS E ENGENHARIA DE PESCA::ENGENHARIA DE PESCA
Issue Date: 2022
Citation: MARQUES, Daniele Ferreira. Utilização de um gerador de bolhas ultrafinas para oxigenação de tanques de criação de tilápia do Nilo em sistema aquapônico. 2022. 124 f. Tese (doutorado em Engenharia de Pesca) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de um gerador de bolhas ultrafinas para oxigenação de tanques de criação de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em sistema aquapônico. A presente pesquisa foi desenvolvida na Estação de Aquicultura da Universidade Federal do Ceará e contou com a realização de duas etapas experimentais: 1) teste de saturação da água com oxigênio dissolvido (OD); 2) aplicação da tecnologia de bolhas ultrafinas para oxigenação de tanques de criação da tilápia do Nilo em sistema aquapônico. A primeira etapa experimental foi realizada em um tanque de 2 m³. Inicialmente a água foi completamente desoxigenada utilizando-se sulfito de sódio e cloreto de cobalto como catalizador. Após a concentração de OD atingir 0,0 mg/L, o sistema gerador de bolhas ultrafinas foi acionado e o teste de saturação iniciado com a medição dos valores de OD e de temperatura a cada minuto durante um intervalo de 60 minutos. A segunda etapa foi desenvolvida em uma unidade experimental composta por dois sistemas aquapônicos independentes. Cada sistema aquapônico foi composto por três tanques de 2 m³, um decantador de 500 L, um reator biológico de 500 L, uma torre desgaseificadora, um filtro mecânico pressurizado e quatro calhas hidropônicas. A um dos sistemas foi conectado um gerador de bolhas ultrafinas de oxigênio (tratamento BUF), enquanto que ao outro foi fornecida aeração convencional (tratamento AC). Em cada tanque foram estocadas 54 tilápias do Nilo com peso médio inicial de, aproximadamente, 60 ± 13,5 g e para cada calha hidropônica foram transplantadas entre 27 e 30 mudas de alface (Lactuca sativa). Após o acionamento do gerador de bolhas ultrafinas, na etapa 1, foram necessários 21 min para que a concentração OD na água atingisse 7,85 mg/L (100% de saturação). Ao final dos 60 min de teste a concentração de OD atingiu um valor de 21,8 mg/L (277,52%). Ao longo de todo o período experimental da etapa 2, foi observada diferença significativa (p<0,05) entre as concentrações de OD nos tratamentos BUF e AC. As maiores médias de OD em ambos os tratamentos foram observadas no período da manhã com 14,4 ± 3,1 mg/L para BUF e 7,5 ± 0,5 mg/L para AC. Dentre os parâmetros de desempenho zootécnicos avaliados, apenas o fator de condição alométrico apresentou diferença significativa (p<0,05) entre as tratamentos BUF e AC, 1,19 ± 0,11 e 1,12 ± 0,10, respectivamente. Foi observada diferença significativa (p<0,05) para a maior parte dos parâmetros de desempenho fitotécnico da alface, com o tratamento BUF apresentando maiores valores em quase todas as análises realizadas. Desta forma, pode-se concluir que o gerador de bolhas ultrafinas de oxigênio: 1) foi eficiente em elevar a concentração de OD em ambos as etapas experimentais; 2) não resultou em melhora significativa no desempenho zootécnico da tilápia; e 3) resultou em melhora significativa do desempenho fitotécnico da alface.
Abstract: The objective of this research was to evaluate the use of an ultrafine bubble generator for oxygenation of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) culture tanks in an aquaponic system. The present research was carried out at the Estação de Aquicultura of the Universidade Federal do Ceará and was divided in 2 experiments: 1) water saturation test with dissolved oxygen (DO); 2) application of ultrafine bubble technology in the Nile tilapia culture in an aquaponic system. The first experiment was carried out in a 2 m³ tank. Initially the water was completely deoxygenated using sodium sulfite and cobalt chloride as a catalyst. After the DO concentration reached 0.0 mg/L, the ultrafine bubble generator system was activated and the saturation test started with the measurement of DO and temperature values once every minute for an interval of 60 minutes. The second experiment was carried out in an experimental unit composed of two independent aquaponic systems. Each aquaponic system consisted of three 2 m³ tanks, a 500 L clarifier, a 500 L biological reactor, a degassing tower, a pressurized mechanical filter and four hydroponic chutes. An ultrafine oxygen bubble generator (BUF treatment) was connected to one of the systems, while conventional aeration (AC treatment) was provided to the other. In each tank, 54 Nile tilapia were stored, with an average initial weight of approximately 60 ± 13,5 g, and about 27-30 lettuce (Lactuca sativa) seedlings were transplanted to each hydroponic chute. After starting the ultrafine bubble generator in experiment 1, it took 21 min for the OD concentration in the water to reach 7.85 mg/L (100% saturation). At the end of the 60 min test, the DO concentration reached a value of 21.8 mg/L (277.52%). Throughout the entire experimental period in experiment 2, a significant difference (p<0.05) was observed between the DO concentrations in the BUF and AC treatments. The highest DO means in both treatments were observed in the morning with 14.4 ± 3.1 mg/L for BUF and 7.5 ± 0.5 mg/L for AC. Among the zootechnical performance parameters evaluated, only the allometric condition factor showed a significant difference (p<0.05) between BUF and AC treatments, 1.19 ± 0.11 and 1.12 ± 0.10, respectively. A significant difference (p<0.05) was observed for most of the phytotechnical performance parameters of lettuce with the BUF treatment presenting higher values in almost all analyzes performed. Thus, it can be concluded that the ultrafine oxygen bubble generator: 1) was efficient in increasing the DO concentration in both experiments; 2) did not result in a significant improvement in the zootechnical performance of tilapia; and 3) resulted in a significant improvement in the phytotechnical performance of lettuce.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74219
Author's ORCID: 0000-0001-8101-2991
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1619365969739569
Advisor's ORCID: 0000-0002-2011-2021
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3415249014153800
Access Rights: Acesso Aberto
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