Os reatores de carbonato de cálcio se tornaram uma solução popular para substituir o uso de cálcio e carbonato pelos corais durante o processo de calcificação. Em sua forma mais básica, esses reatores consistem em um recipiente preenchido com mídia de carbonato de cálcio (CaCO3) por onde a água do aquário passa, adicionando dióxido de carbono. Esse processo reduz o pH da água, tornando-a ácida e dissolvendo o carbonato de cálcio, fornecendo ao aquário o cálcio e a alcalinidade necessários.

Atualmente, existem diversos modelos de reatores de cálcio disponíveis, mas este artigo não tem a intenção de sugerir ou revisar nenhum modelo específico. Em vez disso, o foco está na criação e uso desses reatores. Para tornar o assunto mais acessível, foram evitadas as equações químicas complexas, e aqueles que desejarem mais informações podem consultar a seção “leitura adicional” ao final do artigo.

A configuração inicial do reator de cálcio é o primeiro passo. No entanto, como cada modelo é distinto, é importante que o usuário siga as instruções do fabricante que vêm junto com o reator. Algumas das peças comuns de um reator de cálcio são descritas abaixo para fins de referência:

A mídia de carbonato de cálcio (CaCO3) geralmente não vem incluída na maioria dos reatores de cálcio. Infelizmente, escolher a mídia adequada não é uma tarefa fácil, pois há poucas informações publicadas sobre sua composição ou impurezas presentes (Bingman, 1997; Hiller, 2001).

É importante considerar o nível de pH necessário dentro do reator de cálcio para dissolver a mídia. Em um tanque de recife típico com pH de 8,2, o carbonato de cálcio é supersaturado e tende a precipitar sobre outras superfícies de carbonato de cálcio frescas. Para que a mídia aragonítica comece a se dissolver, um pH de cerca de 7,7 ou inferior é necessário dentro do reator de cálcio, levando em consideração os níveis típicos de cálcio e alcalinidade de um aquário (Holmes-Farley, 2002). Geralmente, a maioria das pessoas obtém bons resultados de dissolução da mídia em um pH entre 6,5 e 6,7. No entanto, é importante notar que algumas mídias mais duras de CaCO3, como aquelas feitas de calcite, exigem um pH ainda mais baixo para se dissolver facilmente. Deixar o pH cair muito dentro do reator (geralmente abaixo de 6,5 para a aragonita) pode resultar na transformação da mídia em partículas finas que reduzem o fluxo de água através do reator.

Ao utilizar o dióxido de carbono (CO2) em um reator de cálcio, é importante seguir algumas medidas de segurança. A garrafa de CO2 é fornecida em um recipiente pressurizado, portanto, é necessário realizar algumas precauções:

• Certifique-se de que o cilindro de CO2 seja verificado regularmente para garantir que não haja perda de integridade estrutural. A empresa que recarregar o cilindro pode realizar essa inspeção. • Armazene o cilindro de CO2 de forma segura com uma gaiola de segurança ou cintas para evitar que seja derrubado acidentalmente. Se a garrafa cair e o topo quebrar, pode voar como um foguete! • Lembre-se de que o CO2 é incolor e inodoro, e pode atuar como um asfixiante. Sempre abra as janelas antes de trabalhar perto da garrafa se você suspeitar de um vazamento. • Tenha em mente que temperaturas elevadas podem fazer com que os cilindros de CO2 explodam. Por isso, não coloque o cilindro perto de uma fonte de calor elevado, como um radiador de calor.

O regulador é conectado ao cilindro de CO2 e inclui válvulas e medidores para controlar e monitorar a taxa de liberação de CO2. Geralmente, os reguladores possuem duas bitolas, uma para mostrar a pressão da garrafa e outra para mostrar a pressão de trabalho.

A válvula de ajuste fino é a parte mais importante do regulador, responsável por ajustar a taxa de bolhas de CO2. Para garantir que a contagem de bolhas permaneça estável, uma pressão de trabalho de 15 psi (1 bar) é geralmente necessária. Se uma válvula solenóide estiver sendo usada, é importante verificar com o fabricante a pressão que ela pode suportar.

Alguns usuários relatam que as válvulas de ajuste são imprecisas e têm baixa precisão. Uma solução é adquirir uma válvula de alta qualidade com ajuste fino.

A válvula solenóide é uma válvula elétrica que é operada eletronicamente. Quando a eletricidade é fornecida para a válvula, ela se abre, e quando é desligada, ela se fecha. Algumas maneiras de usar a válvula solenóide são:

A forma mais simples e comum de usar uma válvula solenóide é entre o cilindro de CO2 e o reator de cálcio. Caso haja uma falha de energia, o fluxo de CO2 é desligado, evitando que o gás escape do reator de cálcio para o tanque.

Outro método mais elaborado é conectar a válvula solenoide a um controlador de pH e colocar a sonda de pH dentro do reator de cálcio. A válvula liga e desliga o fluxo de CO2 para manter um pH desejado dentro do reator. Eu uso um método semelhante, colocando a sonda de pH no tanque e desligando o fluxo de CO2 para o reator de cálcio somente quando o pH no tanque cai abaixo de um certo valor (por exemplo, pH 7,8 ou inferior).

Existem diversas formas de fornecer água ao reator de cálcio. Algumas utilizam um sifão para bombear a água do tanque para o reator de cálcio por meio de uma bomba de re-circulação. No entanto, essa técnica pode ser pouco confiável, uma vez que a mídia dentro do reator começa a se dissolver e compactar, aumentando a pressão e diminuindo a sucção da bomba, o que resulta em menor fluxo de água para o reator. Para evitar esse problema, a maioria dos aquaristas prefere fornecer água para o reator por meio de uma bomba de pequena potência com uma válvula de esfera para ajustar o fluxo ou utilizando um “T” na bomba de retorno. No entanto, ajustar adequadamente o fluxo pode ser desafiador, já que as válvulas de esfera têm uma pequena volta de 90 graus entre completamente fechada e totalmente aberta. Para um melhor ajuste, recomenda-se utilizar uma válvula de gaveta ou válvula de agulha, embora elas possam se obstruir e precisar de limpeza. Colocar a válvula no lado de saída do reator proporcionará um fluxo mais estável em comparação com tentar controlar a entrada.

Em minha experiência pessoal, eu prefiro utilizar uma bomba peristáltica para fornecer água ao reator de cálcio. As bombas peristálticas são excelentes em operar sob pressão, fornecendo um fluxo constante com necessidade mínima de manutenção, apenas substituindo o tubo de vez em quando. A velocidade do motor é facilmente controlada por um dispositivo rotativo simples, permitindo ajustes precisos do fluxo, mesmo em taxas baixas. É importante escolher uma bomba de alta qualidade projetada especificamente para uso 24 horas por dia, sete dias por semana, pois a maioria das bombas disponíveis no mercado de aquarismo não é adequada para essa finalidade. Eu recomendo a utilização de bombas Watson-Marlow, que são muito robustas para esse trabalho e podem ser usadas continuamente por mais de 7 anos!

Após montar o reator de cálcio, o próximo passo é ajustá-lo para atender às demandas de cálcio e alcalinidade do tanque. Existem várias maneiras de fazer isso, mas aqui descreveremos o método mais comum.

É importante lembrar que, assim como em todas as atividades relacionadas ao reefkeeping, a paciência é fundamental! Depois de fazer ajustes no reator, é preciso aguardar algumas horas para que as alterações surtam efeito. Não tente mexer nas configurações sem necessidade.

Existem dois controles utilizados para ajustar um reator de cálcio. Um deles controla o efluente, ou seja, a quantidade de água que flui através do reator; o outro controla a quantidade de CO2 adicionada ao reator, que é normalmente medida pelo número de bolhas de CO2 no contador de bolhas.

Ajuste do reator de cálcio

Para ajustar o reator de cálcio, é preciso ter paciência e seguir algumas etapas. Existem várias maneiras de fazer isso, mas a seguir descrevemos o método que é comumente utilizado por muitos reef-keepers.

IMPORTANTE: Não se deve mexer nas configurações do reator sem necessidade. É necessário deixá-lo por algumas horas para permitir que as alterações tenham efeito.

Dois controles são utilizados para ajustar um reator de cálcio: um controla a quantidade de água que flui através do reator e outro controla a quantidade de CO2 adicionado ao reator.

Aqui estão as etapas para ajustar o reator:

Passo 1) Defina o reator com uma contagem baixa de bolhas de CO2 e uma taxa de fluxo de água pelo reator baixa. A maioria dos fabricantes sugere orientações; para o meu reator, as orientações foram de 40 gotas por minuto de água efluente e 10 bolhas por minuto de CO2.

Passo 2) Ajuste o pH dentro do reator para cerca de pH 6,5 a 6,7 para dissolver a mídia. Meça o pH do efluente que sai do reator com um medidor de pH ou um kit de teste de pH. Se o pH estiver muito alto, reduza a taxa de fluxo de água; se o pH estiver muito baixo, aumente-a. Permita algumas horas para o reator responder às mudanças e repita este passo até que o valor de pH esteja entre 6,5 e 6,7.

Passo 3) Monitore o nível de alcalinidade do aquário para garantir que o reator esteja fornecendo carbonato de cálcio suficiente para substituir o que foi usado pelos animais. Use um kit de teste de alcalinidade para medir esses níveis. Para referência futura, é uma boa ideia manter um diário de bordo do nível de alcalinidade e quaisquer ajustes que foram feitos a ele.

Ajustar o reator de cálcio é essencial para garantir que o tanque esteja atendendo aos requisitos de cálcio e alcalinidade. Existem várias maneiras de ajustar o reator, mas é importante ser paciente e permitir que as mudanças tenham efeito. Para ajustar o reator, dois controles são usados: um para controlar o efluente e outro para controlar a quantidade de CO2 adicionado ao reator.

Para começar, é sugerido definir o reator com uma contagem de bolhas de CO2 baixa e uma baixa taxa de fluxo de água pelo reator. Em seguida, ajuste o pH dentro do reator para cerca de pH 6,5 a 6,7 para dissolver a mídia. Para fazer isso, é importante medir o pH do efluente que sai do reator com um medidor de pH, ajustando a taxa de fluxo de água se o pH estiver muito alto ou muito baixo.

Monitorar o nível de alcalinidade do aquário é importante para assegurar que o reator esteja fornecendo carbonato de cálcio suficiente para substituir o que foi usado pelos animais. Se o nível de alcalinidade está caindo, aumente a quantidade de CO2 para dissolver mais mídia, mas se o nível de alcalinidade estiver subindo acima do desejado, reduza a quantidade de CO2.

Fazer ajustes na taxa de CO2 afetará o nível de pH no interior do reator. Para manter o pH estável, faça o mesmo ajuste do caudal efluente como você faz para o CO2. Quando terminar, verifique o efluente para verificar se ele ainda está em torno de pH 6,5. Se não, repita o passo 2.

Depois que o reator estiver configurado, verifique os níveis de alcalinidade do tanque periodicamente por algumas semanas para levar em conta os requisitos de carbonato de cálcio que variam com novas adições e crescimento de corais no aquário. Além disso, a mídia pode se tornar empobrecida, e pode ser necessário reajustar ou recarregar o reator. Se os ajustes forem necessários, basta ajustar o reator usando as etapas descritas acima.

Resolução de problemas: Baixo pH em um aquário

Depois de instalar um reator de cálcio, muitos aquaristas observam que o pH do tanque diminuiu. Eles geralmente atribuem a queda do pH ao excesso de CO2 no efluente, que não teve tempo suficiente para reagir e dissolver a mídia. No entanto, é importante lembrar que o reator de cálcio adiciona alcalinidade, principalmente na forma de bicarbonato, o que pode diminuir ainda mais o pH do tanque. O excesso de CO2 é desgaseificado para a atmosfera e alguns dos bicarbonatos são convertidos em carbonato. Esse efeito é semelhante ao que ocorre quando você adiciona bicarbonato de sódio como tampão para o tanque.

Para remover o excesso de CO2 do tanque e manter um pH saudável, é fundamental ter uma boa circulação de ar e água na superfície.

Você também pode aumentar o pH adicionando kalkwasser como água de reposição. O kalkwasser usa o CO2 na água do tanque e os íons de hidróxido do kalkwasser para aumentar a alcalinidade. Isso, por sua vez, remove o excesso de CO2 e eleva o pH do tanque.

Outra técnica popular para remover o excesso de CO2 é desgaseificar o efluente. Isso pode ser feito adicionando uma câmara secundária no reator ou gotejando o efluente em um recipiente pequeno com um aerador. Os resultados desses métodos variam, com alguns aquaristas relatando aumentos significativos na alcalinidade ou no pH e outros observando diferenças sutis (provavelmente devido a diferentes projetos de reatores de cálcio e sua eficácia). No entanto, é importante ser cuidadoso, pois, à medida que o pH aumenta para níveis naturais da água do mar, alguns dos bicarbonatos podem ser convertidos em carbonatos. Uma vez que a água fica supersaturada de carbonato, tende a precipitar sobre superfícies de carbonato de cálcio, levando à perda de alcalinidade.

Um desafio comum enfrentado em reatores de cálcio é alcançar o equilíbrio adequado entre cálcio e alcalinidade. Uma preocupação frequente é a seguinte:

“Meu nível de alcalinidade é de 3,5 mEq / L (10 dKH), mas meu nível de cálcio é apenas 320 ppm. Tentei ajustar o reator, mas não consegui aumentar o nível de cálcio sem que a alcalinidade aumentasse muito.”

Um reator de cálcio pode ser considerado como um aditivo de cálcio / alcalinidade “equilibrado”. Em outras palavras, ele adiciona cálcio e alcalinidade ao tanque na mesma proporção em que são utilizados pelos corais durante o processo de calcificação. Em termos simples, não é possível aumentar o nível de cálcio sem afetar a alcalinidade.

Por exemplo, para cada 1 mEq / L (2,8 dKH), o reator de cálcio adiciona 20 ppm de cálcio. Se o tanque tiver uma alcalinidade de 3 mEq / L (8,4 dKH) e 320 ppm de cálcio, aumentar a alcalinidade para 4 mEq / L (11,2 dKH) usando o reator de cálcio só aumentará o cálcio para 340 ppm!

A água do mar tem uma salinidade de 35 ppt e normalmente apresenta uma alcalinidade de cerca de 2,5 mEq / L (7 dKH) e um nível de cálcio de 410 ppm. Pessoalmente, tento manter a alcalinidade em torno de 3 mEq / L (8,4 dKH) e o cálcio em 420 ppm, e muitos outros preferem níveis ainda mais elevados. Depois de decidir sobre os níveis ideais, é útil mapear os níveis de cálcio e alcalinidade (Bingman 1998) e fazer os ajustes necessários para alcançá-los.

Se o nível de cálcio precisar ser aumentado, é recomendável usar um aditivo, como cloreto de cálcio. Um grama de um produto anidro de cloreto de cálcio (como o Cálcio Turbo) aumentará o nível de cálcio em 360 ppm em 1 litro de água (95 ppm em 1 galão de água).

Se o nível de alcalinidade precisar ser aumentado, o bicarbonato de sódio pode ser usado. Um grama aumentará a alcalinidade em 12 mEq / L (34 dKH) em 1 litro de água (3,2 mEq / L (9 dKH) em 1 galão de água).

Em ambos os casos, é recomendado fazer mudanças gradualmente, em vez de adicioná-las de uma só vez.

É importante notar que pode ser difícil atingir os níveis naturais de cálcio e alcalinidade se a salinidade for inferior a 35 ppt (Holmes-Farley 1998) ou se houver deficiência de magnésio (Bingman 1999, Holmes-Farley 2001).

É comum que os usuários de reatores de cálcio enfrentem dificuldades para obter os ajustes finos necessários para manter os níveis ideais de cálcio e alcalinidade em seus aquários. Esperamos que este artigo tenha fornecido uma compreensão melhor dos princípios, equipamentos e operação de um reator de cálcio, ajudando assim a evitar problemas comuns. Além disso, listamos referências de artigos importantes que podem fornecer informações adicionais para aqueles que desejam se aprofundar mais no assunto.

Referências Bingman, C. 1997. Carbonato de cálcio para reatores CaCO3/CO2: mais do que aparenta. Aquário Fronteiras. Agosto de 1997. Bingman, C. 1998. Mais informações sobre cálcio e alcalinidade. Aquário Fronteiras. Julho de 1998. Bingman C. 1999. Magnésio – Parte II. Aquário Fronteiras. Abril de 1999. Hiller, G. 2001. Substratos alternativos de reator de cálcio. Aquário Fronteiras. 2001. Holmes-Farley R 1998. Entendendo a água do mar. Aquário Fronteiras. Julho, 1998. Holmes-Farley R. 2001. Magnésio: a irmã mais nova do cálcio. Aquário Fronteiras. 2001.