O presente artigo tem como principal objetivo elucidar as principais dúvidas dos aquarista em relação ao uso do filtrante químico sintético e/ou carvão ativado em aquários de água doce, principalmente os plantados. Vale salientar que cada aquário é um sistema único e que por isso diversas configurações de filtragem são possíveis e com sucesso.

A abordagem aqui feita é simplória, questões específicas devem ser analisadas com muito mais cautela. Alguns termos técnicos foram omitidos ou substituídos por outros de modo a facilitar o entendimento do aquarista, porém outros não puderam seguir esta linha por comprometer o entendimento do conteúdo. Qualquer dúvida, não hesite em entrar em contato.

O termo o “Filtrante químico sintético” se refere aos produtos comerciais utilizados para remoção exclusiva de amônia, nitrito e nitrato. O filtrante químico sintético para remoção de fosfato não será aqui discutido.

 

 

CARVÃO ATIVADO E FILTRANTE QUÍMICO SINTÉTICO: O QUE SÃO?

Tanto o carvão ativado quanto o filtrante químico sintético são considerados peneiras moleculares. Mas o que são peneiras moleculares? São materiais, naturais ou sintéticos, que possuem minúsculos poros capazes de retirar de uma corrente gasosa ou líquida alguns compostos (íons ou moléculas), os quais são chamados de contaminantes. Como seu funcionamento remete a um processo de peneiramento, daí o nome peneira molecular. Assim, o carvão ativado é uma peneira molecular natural e o filtrante químico sintético é uma peneira molecular sintética.

 

CONCEITOS

Seguem três tópicos de conceitos que acredito ser interessante compreender:

 A este processo de retirada de contaminantes de uma corrente líquida ou gasosa por um material sólido nós damos o nome de “aDsorção” (não confunda com “aBsorção”!). Na dúvida você pode utilizar o termo mais geral “Sorção”. O material sólido filtrante é chamado de adsorvente e as moléculas ou íons a serem retirados são chamados de adsorbato;

 Ao processo de retirada do adsorbato do adsorvente damos o nome de dessorção. Isto ocorre quando o adsorvente é regenerado, ou seja, passa por um processo químico ou físico para que o adsorbato seja removido e, consequentemente, o adsorvente possa ser usado novamente;

 A adsorção pode ser física ou química. Quando física, a atração entre as moléculas e o adsorvente é mais fraca, permitindo que o adsorvente seja regenerado mais facilmente, através de aquecimento ou outro meio. Já a química, o leito adsorvente se torna inutilizável quando sua capacidade de adsorção se esgota, pois sua regeneração não é um processo simples. Neste último, ocorre de fato uma ligação química entre o adsorvente e o adsorbato. Ao final da vida útil, é normal se descartar o leito e o substituir por outro.

 

DIFERENÇA DE ATUAÇÃO

Carvão ativado

O carvão ativado é um material poroso de origem natural (madeira, cascas de coco, bagaço de cana de açúcar, entre outros) que foi ativado com o objetivo de aumentar a sua capacidade de adsorção através do aumento da sua área superficial (quantidade de poros), muito importante para o processo de adsorção. Os materiais que servem de base para o carvão ativado possuem cerca de 10 a 12m2 /g, enquanto que o carvão ativado pode chegar a 1500 m2 /g, segundo Dutra, L. S. (2014).

Este tipo de adsorvente não possui tamanhos de poros definidos, sendo capaz de adsorver grande variedade de tipos de moléculas e/ou íons. Ou seja, o carvão ativado possui mega, macro, meso e microporos, adsorvendo o que couber dentro dos mesmos. Segundo Dutra, L. S. (2014), “Diversos estudos comprovam a eficiência de utilização do carvão ativado na remoção de metais pesados. LO etal. (2011) testaram a remoção de Pb2+,Cu2+, Cr3+e Cd2+ , utilizando carvão ativado proveniente de dois tipos de bambus e atingiram valores entre 90 e 100% de remoção. KOUAKOU etal. (2013) verificaram percentuais superiores a 70% para remoção de Zn2+ e Fe2+ , mostrando alta eficiência no tratamento de efluentes contendo esses metais”.

Diferentes formas do carvão ativado comercializadoA distribuição de tamanhos de poros e as atividades químicas superficiais dos diversos tipos de carvão são bastante dependentes de sua origem (coque de petróleo, carvão vegetal, carvão betuminoso, lignita, entre outros) e das condições de ativação (pressão e temperatura).

O carvão ativo pode apresentar caráter ácido ou básico, relacionado com a oxidação na sua superfície. Este caráter é dependente das condições de manufatura do carvão e da temperatura na qual é fabricado. Um carvão ácido apresenta comportamento ácido, ou seja, adsorve quantidades apreciáveis de bases, tendo pouca afinidade por ácidos, enquanto que o carvão básico apresenta comportamento oposto ao carvão ácido. Logo, podemos concluir que o carvão pode acidificar ou alcalinizar a água do nosso aquário, mas acredito que não seja nada relevante.

As propriedades físicas do carvão ativo dependem dele estar sendo utilizado na forma de carvão ativo em pó (CAP), utilizado quando se tem fase líquida, ou na forma granular, utilizado para o adsorbato na fase gasosa. Para o CAP, as propriedades mais importantes são filtrabilidade e densidade, enquanto na forma granular são a dureza e o tamanho das partículas. Logo, as propriedades do carvão ativo vão influenciar a taxa e a capacidade de adsorção, sendo necessário levá-las em conta na escolha do carvão e na concretização do projeto dos equipamentos.

O carvão ativado que geralmente utilizamos nos aquários é o granular ou em bastões, o que não é muito recomendo para retirar contaminantes quando se tem fase líquida. Porém, o uso do CAP é praticamente impossível dentro do nosso cenário, pois não teria como deixar ele contido em um local e se espalharia por todo o aquário. Ainda assim, o CAG cumpre bem a sua função.

Filtrante químico sintético

O filtrante químico sintético é uma peneira molecular artificial, projetada especificamente para remoção de compostos orgânicos, como amônia, nitrito e nitrato. O seu efeito sobre íons (Zn2+ , Fe2+ , K+ , entre outros) é mínimo, pois suas cavidades não foram concebidas para retirar estes tipos de compostos.

Regeneração

Tanto no carvão ativado quanto no filtrante químico sintético ocorrem ambos os tipos de adsorção, a química e a física, um em menor proporção e outro em maior proporção. À medida que ocorre a saturação das cavidades dos adsorventes, ou seja, as cavidades vão sendo preenchidas pelo adsorbato, o carvão ativado e o filtrante químico sintético vão perdendo a sua função. Neste momento é necessário regenerar.

O carvão ativado é um produto regenerável, porém requer um processo um pouco mais demorado quando comparado à regeneração dos filtrantes químicos sintéticos, mas nada demasiadamente complicado. Há diversos textos na internet explicando como o fazer.

A diferença de regeneração entre os dois adsorventes reside na questão de que pelo fato do carvão ativado conter vários tamanhos de poros, infere-se que é mais propício que ocorra nele mais adsorção química do que ocorre no filtrante químico sintético, onde a adsorção física é predominante (lembre que o filtrante químico sintético foi concebido especificamente para a retirada de moléculas). Como a adsorção química faz com que adsorbato e adsorvente se liguem mais fortemente, consequentemente, o carvão passa a ter uma vida útil menor, pois durante a regeneração o adsorbato não se desprende facilmente do adsorvente de modo que vai se acumulando até inutilizar o carvão. Este também é o motivo da regeneração do carvão necessitar de outras etapas, como aquecimento.

Não há uma forma visível de se verificar a saturação do carvão ativado, mas pode-se inferir através de testes de amônia ou nitrato na água do aquário. Se a um destes dois testes acusar aumento repentino, é sinal de que pode ser o momento de trocar ou regenerar o carvão ativado.

A regeneração de um filtrante químico sintético é mais simples do que a do carvão ativado, pois a atração entre as moléculas orgânicas e o adsorvente é predominantemente física. À medida que é saturado, o filtrante químico sintético escurece. Logo, é possível verificar visualmente o momento de regenerar.

Desta forma, estes adsorventes podem ser reutilizados muitas vezes, até que sua capacidade de adsorção fica comprometida devido ao entupimento progressivo dos poros. À medida que se usa estes adsorventes, alguns poros vão sendo entupidos de forma que a regeneração não consegue retirar estes contaminantes que estão ali presentes, sejam as próprias moléculas orgânicas que se aderiram em demasia ou outros compostos que conseguiram entrar, mas que não saem com este tipo de regeneração. Isso acontece progressivamente, a cada ciclo “uso/regeneração”, até um momento em que a capacidade de adsorção fica muito baixa e o adsorvente precisa, inevitavelmente, ser trocado.

 

 

O FILTRANTE QUÍMICO SINTÉTICO E CARVÃO ATIVADO NO AQUÁRIO PLANTADO

O filtrante químico sintético

Como sabemos, as algas só existem em aquários que possuem condições tais que permitam a sua proliferação, devido ao excesso de um composto (amônia, nitrito, nitrato ou fosfato) em detrimento dos demais (não cito a falta de algum elemento pois é o mesmo que ter excesso de outro, o raciocínio é análogo). Ou seja, quando há um desequilíbrio elas tendem a aparecer. Quando adicionamos o filtrante químico sintético à filtragem, estamos retirando a “comida” das algas de forma que progressivamente elas começam a regredir. Desta forma, o filtrante químico sintético impacta indiretamente na pureza da água, dando um aspecto de água limpa e cristalina pela ausência de alga. Logo, o filtrante químico sintético não filtra as impurezas, mas retira os nutrientes necessários às algas, que são na maioria das vezes, a causa de turbidez nos aquários. Deve-se atentar ao fato de que estes filtrantes químicos sintéticos não removem o fosfato. Logo, você pode ter sim algas mesmo os utilizando.

Por outro lado, pode-se concluir que assim como impacta na proliferação de algas o filtrante químico sintético pode impactar no crescimento das plantas, já que tanto algas como plantas utilizam amônia, nitrito, nitrato e fosfato no seu metabolismo. Mas você pode está se perguntando: “Eu tenho um aquário plantado com o filtrante químico sintético e minhas plantas estão saudáveis, como isso pode acontecer?”. Acontece que a taxa de remoção destes compostos pelo filtrante químico sintético pode ser inferior à de geração dos mesmos. Logo seu aquário pode continuar tendo níveis adequados destes insumos mesmo usando este adsorvente, ainda mais quando estamos falando de um aquário plantado, onde a putrefação de folhas e o uso de substrato fértil gera uma alta carga orgânica. Se você usa o filtrante químico sintético em um aquário plantado e tem sucesso, não recomendo retirá-lo. O seu aquário já está estabilizado para esta configuração que você fez. Retirá-lo pode trazer mais dor de cabeça. Mas caso o queira fazer, fique atento ao aparecimento de algas e aumente as TPA’s (Trocas Parciais de Água) para diminuir a carga orgânica que se formará quando o filtrante químico sintético for retirado, até que seu aquário (biologia) se adeque e entre em equilíbrio novamente.

Outra alternativa, assim como tudo relacionado ao aquarismo, é realizar a mudança de maneira suave, esperando o ecossistema se adequar. Neste caso, sugiro ir reduzindo aos poucos o uso do filtrante químico sintético, retirando progressivamente a quantidade que se usa. Desta forma o impacto será bem menor. Mas se você está montando um novo aquário, não recomendo a utilização, considero um gasto desnecessário. Cabe a você decidir. Em aquários densamente plantados seu uso é fortemente não recomendado, pois o desbalanceamento acentuado nitrato/fosfato pode levar à proliferação de algas.

Carvão ativado

Já em relação ao carvão ativado, este sim traz problemas ao aquário plantado e pode trazer sérios problemas de algas. Como foi dito anteriormente, ele retira os macro e micronutrientes presentes na água, mas o principal problema é a retirada dos micronutrientes e do potássio, já que estes não são gerados espontaneamente no aquário. Estes compostos são inseridos durante as TPA’s e muitas vezes é necessária até uma fertilização líquida externa. Sem o potássio, o metabolismo da planta desacelera e o seu crescimento estagna. Sem os micronutrientes várias funções da planta são afetadas. Desta forma, então, as algas, organismos menos exigentes, podem se beneficiar da sobra de moléculas orgânicas (principalmente nitrato e fosfato) no aquário, e, consequentemente, se proliferarão em demasia.

Se o seu aquário plantado apresenta água límpida com o uso do carvão ativado, provavelmente as suas plantas estão com o crescimento muito lento ou, como na maioria das vezes, apresentando problemas nutricionais.

 

 

O FILTRANTE QUÍMICO SINTÉTICO E CARVÃO ATIVADO EM ÁQUARIOS COM MUITA FAUNA E POUCA FLORA

Filtrante químico sintético

Em aquários com muita fauna e pouca flora, os aquarista, ultimamente, têm optado por utilizar apenas o filtrante químico sintético como filtragem química, pois do ponto de vista de amônia, nitrito e nitrato, ele é muito mais eficiente que o carvão ativado, afinal ele foi projetado para isso. Mas e os microelementos? Não há necessidade de se preocupar em retirá- los, pois não há geração dos mesmos no aquário, ou digamos que é muito pouca, e apenas as TPA’s são suficientes para manter estes elementos em níveis adequados. No caso de se utilizar apenas o filtrante químico sintético, é ainda mais forte a necessidade do uso de condicionadores que retirem metais pesados na água de TPA, pois este adsorvente tem pouca capacidade de retenção destes compostos, os quais ficarão em circulação na água do aquário sem serem retirados e isso pode levar a problemas sérios ao aquarista.

Carvão ativado

Já no caso de haver apenas o carvão ativado no sistema de filtração, ele irá retirar os metais pesados, cloro, e as moléculas orgânicas. Mas como já sabemos, a sua capacidade de adsorção em relação aos compostos orgânicos é bem inferior quando comparado ao filtrante químico sintético. Logo, você terá que usar mais carvão ativado em relação ao filtrante químico sintético, comparando-se o mesmo tempo de uso de ambos, sem contar quem, a longo prazo, o carvão será inutilizado mais rapidamente devido ao entupimento progressivo acentuado neste adsorvente, conforme já discutimos anteriormente. Usando apenas o carvão no filtro, é possível não se utilizar condicionadores de água, embora não seja recomendado. Isto porque o carvão, despois de algum tempo no filtro, irá conseguir remover os metais pesados e o cloro que estão presentes na água da TPA. Porém, até que isso ocorra estes metais circularão no aquário durante um bom tempo o que pode trazer problemas, a depender da percentagem de água que for trocada. Logo, é recomendado sempre se utilizar condicionadores na água de TPA, seja utilizando o filtrante químico sintético seja utilizando o carvão ativado.

 

CONCLUSÃO

Tanto carvão quanto o filtrante químico sintético são peneiras moleculares, o primeiro retira tanto íons quanto moléculas orgânicas, já o segundo retira em grande parte apenas moléculas orgânicas.

O uso do carvão ativado não é recomendado em aquários plantados, já o uso do filtrante químico sintético abre brecha para o seu uso ou não. Cabe ao aquarista decidir. Em aquários densamente plantados não é recomendo o seu uso.

O uso de um e/ou outro em aquários onde se tem muita fauna e pouquíssima ou nenhuma flora é recomendado, pois retiram compostos que em excesso podem ser prejudiciais à vida aquática. A escolha de qual usar depende de cada um.

 

REFERÊNCIAS

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_1/10-EEQ-2209.pdf

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_1/10-EEQ-2209.pdf

http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/adsorcao-sobre-carvaoativado.htm

http://www.feq.unicamp.br/~mak/Roteiros/carvao.htm

https://pt.wikipedia.org/wiki/Adsor%C3%A7%C3%A3o

http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/02/peneiras.pdf

https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/110084/000950981.pdf?sequence=1

http://www.comidadecorais.com/como-regenerar-carvao-ativado/

https://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o_ativado

http://www.naturaltec.com.br/Carvao-Ativado-Tecnicas-Seguranca.html

http://www.seachem.com/A resina sintética.php

 

 

Sobre o autor:
Márcio dos Santos Novaes Filho
Autor: Márcio dos Santos Novaes Filho
Nascido em 1988 em Salvador, Bahia. Márcio é formado em Engenharia Química pela Universidade Federal da Bahia desde 2012. Começou no aquarismo quando criança incentivado por um colega que hoje é Biólogo. Teve um aquário de 96L, o qual tentava manter com plantas naturais, mas sempre sem sucesso devido à inexperiência. Retornou ao hobby em 2016, montando um aquário plantado de 325L com Acarás Discos. Desta vez estudou bastante para que houvesse sucesso. Sempre gostou de aquários plantados devido à sua diversidade de cores e texturas e hoje tenta contribuir com uma visão mais científica para o aquarismo.