Filtração I - Conceitos Básicos e Recomendações

O que é Filtração?Uma operação de filtração consiste essencialmente em fazer passar um fluido (líquido ou gás), por um dispositivo (filtro) formado por uma ou mais camadas de materiais diversos, conhecidos conjuntamente como o “meio filtrante”. Essa operação visa obter como produto, o fluido introduzido em estado de maior “pureza”, ou seja mais livre de eventuais agentes “poluentes” (físicos, químicos e biológicos).

Este artigo trata da filtração da água para um aquário, levando em consideração as características e necessidades essenciais desta atividade. Porém, algumas considerações gerais a respeito de filtros utilizados para outras finalidades serão discutidas discutidas no texto.

Por que Filtrar?Em um ecossistema semi-aberto como um aquário, onde são constantemente introduzidas porções de matéria orgânica (alimentos, plantas, peixes, microorganismos, etc.), o consumo dos alimentos e nutrientes por parte dos seres vivos gera uma “carga” de dejetos poluidores que tendem a se acumular ao longo do tempo, causando um desequilíbrio orgânico, físico e químico no meio. Ou seja, a água do aquário é gradativamente poluída por seus próprios ocupantes, tendendo a ficar turva, carregada de substâncias químicas nocivas (nitritos, nitratos, amônia, fosfatos...), povoada com algas indesejáveis, com o pH alterado, etc.

Para contrabalançarmos esses efeitos precisamos intervir para eliminar os detritos e compostos indesejáveis acumulados da melhor maneira possível. Para essa tarefa, um dos melhores recursos com que o aquarista pode contar é o filtro.
Para saber como são formados alguns dos mais importantes compostos nocivos, conheça detalhes do Ciclo do Nitrogênio neste artigo do site.

Tipos de FiltraçãoRelacionamos e discutimos a seguir as diversas maneiras pelas quais as operações de filtração realizam a tarefa de purificar a água. Filtração por Gravidade
Pouco utilizado em aquarismo, consiste em introduzir o líquido pela parte superior do recipiente filtrante e deixá-lo escoar através das camadas filtrantes por ação da gravidade. Bastante econômico operacionalmente, é um filtro de ação relativamente lenta, cuja velocidade de filtração depende essencialmente da altura da coluna d’água acima do elemento filtrante, (normalmente areia é utilizada para esta finalidade), da granulometria do mesmo e, claro da quantidade de material em suspensão no líquido que, ao ser retirado, vai gradualmente “entupindo” o filtro, exigindo limpezas periódicas.

Por sua praticidade e baixo custo, esse tipo de filtro é utilizado largamente em estações de tratamento de água para consumo humano, onde filtração em larga escala se torna necessária. A sua ação é basicamente física, retirando do líquido matéria sólida em suspensão (detritos). Um outro exemplo bastante simples e corriqueiro deste tipo de filtro é o filtro de café, feito com um funil de papel ou coador de pano.

Filtração por Circulação Forçada

Este tipo de filtração consiste em “forçar” a passagem do líquido através das camadas filtrantes por meio de bombeamento, para aumentar a velocidade da operação. Este é o principal método utilizado em aquarismo, onde é necessário uma boa capacidade de filtração em pouco espaço, com equipamentos de porte relativamente pequeno, e também uma boa facilidade de controlar ou intervir no filtro a qualquer tempo.
A capacidade final de filtração obtida por este processo depende do poder de compressão da bomba ou estação de bombeamento para gerar o fluxo do líquido, da altura da coluna d’água, e da permeabilidade total da(s) camada(s) de filtração utilizada(s).

Filtração Física (ou Mecânica)

Muito da amônia gerada em um aquário se origina da decomposição de matéria orgânica (restos de comida, excrementos, urina, microorganismos, etc). Se pudermos retirar os detritos do sistema em seu estado macroscópico, antes que comecem a se decompor, estaremos contribuindo antecipadamente para a limpeza química do meio.

A Filtração Física consiste em retirar as impurezas macroscópicas (orgânicas e inorgânicas) existentes em suspensão na água do aquário pelo método simples de passá-la através de um “coador”. Este tipo de filtração não é capaz de retirar bactérias e plâncton de reduzidas dimensões, e muito menos substâncias químicas dissolvidas na água.

Esta é normalmente, a primeira etapa de um processo de filtração, sendo o produto da mesma (água livre de detritos), “entregue” às demais etapas, que assim não correm o risco de sofrer entupimentos físicos.

Diversos materiais podem ser utilizados nessa etapa, tais como esponjas, cartuchos de papel ou fibra, e mantas de material sintético, sendo o mais difundido e utilizado atualmente o Perlon, que pode ser utilizado em camadas, sacos, etc., acomodando-se aos mais diversos tipos de filtro e espaços disponíveis para acomodar esta “camada” da filtração. Trata-se de um material neutro, não interferindo com as características químicas da água, quer pela retirada que pela adição de elementos.

Podemos utilizar mantas de lã acrílica do tipo usado para o estofamento de móveis em lugar do perlon, para a filtração física. Este material deve ser limpo a cada 15/30 dias dependendo da capacidade do filtro x volume do aquário, e trocado a cada 3 meses aproximadamente. Obviamente, dependendo das condições locais, este espaçamento entre as datas de manutenção poderá ser modificado.

Nunca deveremos utilizar a lã de vidro verdadeira em filtros, pois esse material solta “farpas” afiadas (virtualmente invisíveis na água), que representam um sério risco de ferimentos para os nossos “pupilos”.

É recomendável manter, no mínimo, dois circuitos de filtração alternativos (particularmente em aquários grandes), para prevenir contra acidentes. Outras vantagens estão no fato de haver captação da água para filtração em mais de um ponto do aquário, e de oferecer maior segurança quanto à proteção das colônias de bactérias, minimizando problemas caso haja a perda acidental de uma das colônias enquanto se faz a limpeza de um filtro. Manter equipamento(s) de reserva, devidamente ciclados, é uma alternativa válida para quem tem muitos aquários, ou aquários pequenos. Em aquários com injeção de CO2 deve-se procurar agitar a água o menos possível, para não provocar a liberação do CO2 dissolvido.

Filtração Biológica

Esta é a denominação que se dá às ações nitrificante e desnitrificante proporcionadas pelas colônias de bactérias, fundamentais para a saúde do nosso mini ecossistema. Conjuntamente, as bactérias existentes no aquário (paredes, substrato, plantas, água, etc.), e no filtro biológico atuam permanentemente de modo a manter em equilíbrio o meio que, sem sua presença rapidamente se tornaria inabitável.

Existem na Natureza vários tipos de bactérias capazes de decompor a amônia em compostos menos tóxicos (Nitritos e Nitratos). Elas existem naturalmente no meio ambiente (substrato, plantas, água, etc.), e não necessitamos nos preocupar em adicioná-las a nossos aquários. A própria Natureza se encarregará disso para nós. Bastará deixar um aquário recem-montado em repouso (com a circulação de água ativa) por algum tempo, que as colônias de bactérias crescerão e se estabelecerão naturalmente por toda a parte, prendendo-se em paredes, cascalho, rochas, plantas, nos elementos do filtro, enfim em toda e qualquer superfície submersa (até nos próprios peixes e outros organismos).

Estudos recentes mostram que a absorção da amônia pelas plantas aquáticas é muito mais rápida que a absorção dos nitratos, existindo essencialmente uma competição entre plantas e bactérias pela amônia dissolvida. E que as plantas necessitam basicamente desdobrar nitritos e nitratos em amônia que será então absorvida.

As colônias de bactérias necessitam essencialmente de: um local para se fixarem, e nutrientes (Nitrogênio e Oxigênio) para viver. Para a fixação das colônias de bactérias, são utilizados com freqüência anéis de cerâmica porosa ou também as bio-balls, que proporcionam uma grande superfície (externa e interna) possibilitando o estabelecimento de grandes quantidades de colônias de bactérias.

Para a filtragem biológica, podemos substituir os anéis de cerâmica, ou as bio-balls, por pedaços (cacos) de cerâmica porosa, obtidos a partir de velas de filtro quebradas (porém não devemos usar as que têm prata em suas paredes internas, pois este é um elemento, prejudicial ao desenvolvimento das colônias de bactérias). Durante a manutenção do filtro deve-se procurar manter úmidos os seus componentes (anéis, cacos de cerâmica, etc.), mantendo-os mergulhados em água, (de preferência retirada do próprio aquário).

Podemos também utilizar mantas de espuma de malha aberta, do tipo utilizado em filtros de aparelhos de ar-condicionado, como elemento de fixação das colônias (na manutenção esta espuma deve ser lavada apenas com água desclorada, e não muito ativamente, para não prejudicar as colônias).

Nunca devemos trocar integralmente (a menos de acidentes por contaminação bacteriana), todos os elementos da filtragem biológica ao mesmo tempo. Quando necessário é recomendável fazer a troca por partes (duas trocas de 50% em 30 dias, ou três de 33% com intervalo de 15 dias).

Não mais utilizar os FBF (Filtros Biológicos de Fundo), considerados hoje mais como causadores de complicações do que utilidade.

A filtragem biológica é normalmente feita após a filtragem física, dessa maneira as colônias de bactérias receberão uma água já livre de detritos, para “trabalhar”, reduzindo-se assim o risco de entupimento dos poros dos elementos de cerâmica.
Se a filtração biológica é capaz de resolver o problema da intoxicação do meio, por que, então, necessitamos de outros tipos de filtração ?

A filtração biológica ocorre a uma velocidade relativamente lenta comparada com os outros métodos. Assim sua utilização de modo isolado limitaria bastante a quantidade de peixes que poderíamos colocar no ambiente. Por isso ela é normalmente complementada por outros tipos de filtração que reforçam a capacidade de estabilização do meio.

Filtração Química

Filtração Química é a remoção de substâncias dissolvidas na água do aquário a nível molecular. Estas substâncias, quanto à sua natureza, podem ser polarizadas (íons) e não polarizadas (moléculas). O método mais empregado para este tipo de filtração consiste em passar a água por uma camada de Carvão Ativado (CA), que é mais eficiente para a remoção de moléculas, mas que funciona também com alguns íons.
O CA pode conter elevados níveis de fosfato (nas cinzas internas), que poderá ser dissolvido na água do aquário. Isso é particularmente nocivo ao aquarismo marinho, mas também não é bom para os aquários de água doce. Portanto, ao adquirirmos CA deveremos dar preferência aos especificamente produzidos para utilização em aquários.

Este problema pode ser diminuído fazendo-se a imersão prévia do CA em água limpa (renovada), algum tempo antes de sua utilização (2 a 3 semanas). Com isso estaremos fazendo uma dissolução prévia do fosfato e outros materiais, porventura existentes, atenuando seus efeitos.

Existe por parte de alguns aquaristas uma preocupação em relação à adsorção pelo CA de nutrientes minerais vitais requeridos pelo ecossistema do aquário. Ocorre que o esgotamento de nutrientes minerais é algo que ocorrerá tanto em aquários plantados como em aquários marinhos pelo consumo dos organismos vivos, e isso ocorrerá com ou sem a presença do CA no sistema. Considera-se que os ganhos proporcionados por sua utilização são suficientemente grandes em relação aos “prejuízos”, para justificar plenamente sua utilização.

A utilização do CA deve ser suspensa enquanto estivermos administrando algum medicamento, adubação química, etc., na água, pois o CA poderá absorver da água os remédios ou alguns produtos químicos de maneira seletiva, prejudicando os resultados pretendidos.

CA já utilizado pode ser (parcialmente) reativado domesticamente aquecendo-o no forno a cerca de 150 oC e lavando-o em água pura sucessivamente. Através deste processo será feita a eliminação dos gases aprisionados, permanecendo porém no interior dos poros as moléculas de material mais pesado (ex.: metais tóxicos), que não serão eliminadas pelo aquecimento, razão pela qual este procedimento é contra-indicado em aquarismo. Apenas em laboratórios, com equipamentos adequados e testes apropriados a recuperação poderá ser feita com segurança.

Felizmente o custo do CA é suficientemente reduzido, possibilitando-nos usá-lo em quantidades razoáveis. É recomendável lavar bem o carvão antes de utilizá-lo, para remover o pó que sempre se acumula em sua superfície.

Quanto de CA utilizar é uma recomendação difícil de ser feita, mas se verifica que a utilização de quantidades menores, com trocas mais freqüentes funciona melhor do que o oposto. Como ponto de partida, experimente usar 250 ml (1 copo de requeijão) para cada 150 litros de água, fazendo trocas mensais do CA. Não se deve utilizar carvão comum (vegetal ou animal) em substituição ao Carvão Ativado.

Além do CA diversos outros materiais foram desenvolvidos para a filtragem química. Um deles é a argila de zeolita, capaz de remover amônia da água. Útil para emprego por curtos períodos, pode se tornar prejudicial a longo prazo. Interfere também na ciclagem de aquários novos, impedindo a formação das colônias de bactérias.

Outro tipo de substâncias, relativamente recentes, que podem ser utilizadas para a filtração química são as Resinas Deionizadoras, formadas por materiais (há diversos tipos), que possuem a capacidade de retirar (absorver) íons dissolvidos na água. São bastante eficientes, mas possuem atualmente custos bem mais elevados do que o CA, possuindo porém em alguns casos a capacidade de absorver substâncias sobre as quais o CA não tem capacidade de adsorção.

Os filtros do tipo Skimmer possuem pronunciada atuação na remoção de detritos químicos, sendo hoje largamente utilizados em aquarismo marinho.

Ordem das Seções na Filtração

Foi dito anteriormente que a ordem de filtração é normalmente feita com a seção de filtração física posicionada em primeiro lugar em relação ao fluxo de água. Isso não é absolutamente verdadeiro, pois há sistemas de filtração (inclusive comerciais), em que a ordem das seções filtrantes é diferente, por exemplo, com a seção responsável pela filtração biológica posicionada no início do percurso da água a ser filtrada.

Há defensores de diferentes métodos, baseados em diferentes motivos. O interessante e importante é que todos os métodos funcionem bem, havendo com certeza outros mais que poderão ser utilizados com bons resultados.

Observe que, além das três categorias de filtração acima (física, biológica e química), outras seções complementares poderão ser adicionadas a um filtro em operação, conforme a necessidade e desde que a sua configuração física assim o permita, por exemplo, uma seção contendo material alcalinizante poderia ser incorporada temporariamente em aquários que estejam necessitando deste tipo de correção.
Outra seção que poderia ser útil poderia ser preenchida por fibras de xaxim, turfa ou similares, que tem a ação de acidificar levemente a água, com um efeito “envelhecedor” adicional.

Ou seja, há uma grande diversidade de materiais filtrantes e auxiliares disponíveis e eles podem ser usados de várias maneiras para atingirmos os objetivos desejados. Poderíamos por exemplo, compor um filtro destinado ao tratamento preliminar da água da torneira, dispensando (ou complementando) a utilização dos produtos químicos normalmente usados para essa finalidade.
Fluxo da Filtração
Recomenda-se como parâmetro geral para o fluxo de circulação da água pelos filtros, um fluxo horário de 5 a 10 vezes a capacidade bruta do aquário (litros/hora). Estes valores são recomendáveis como referências iniciais seguras, particularmente para filtros do tipo externo de pendurar (power filters), cuja capacidade em termos de quantidade de mídia filtrante é pequena em comparação com outros tipos de filtro. Para outros tipos de filtro (canister, dry-wet, etc.) o fluxo de água ideal poderá variar conforme o caso, pois sua maior capacidade em termos de mídia pode compensar com sobras uma eventual redução no fluxo de água.

Mais adiante discutiremos alguns fatores que exercem influência complementar (positiva ou negativa) no tratamento da água de um aquário, agindo simultaneamente à filtração. Avaliando criteriosamente o comportamento de um setup estabilizado poderemos sintonizar melhor sua filtração em função de suas características específicas.