Potabilização de água para pecuária

SISTEMA DE DESMINERALIZAÇÃO PARA CRIAÇÃO DE GADO

A criação de bovinos e ovinos é baseada em um adequado sistema nutricional dentro do qual, a água ocupa um papel primordial. O excesso de íons específicos ou do teor salino total, produz diferentes efeitos sobre a salinidade animal que podem ser facilmente corrigidas com um tratamento adequado da água.

Atentos a esta necessidade manifestada por diversos produtores, a Unitek do Brasil® realizou uma pesquisa interdisciplinar, conseguindo desenvolver a partir dela, sistemas de desmineralização por Osmose Reversa, apropriados para o uso rural.

Estes equipamentos operam de forma totalmente autônoma, incluindo o fornecimento elétrico se for necessário, para conseguir uma água pronta para o consumo animal. Pelas características especiais desta aplicação, estão projetados/desenhados para operar praticamente isolados de todo tipo de controle. Opcionalmente, podem contar com um módulo capaz de transmitir um sinal de alarme por frequência modulada até uma distância de 10 km.

Os sistemas de desmineralização para criação de gado, contam também com a mais alta qualidade de componentes em membranas, bombas, tubulações, estruturas e painéis elétricos.
Os dados necessários para dimensionar um sistema de tratamento de água são os seguintes:

  • Análises da água a tratar (ou uma amostra enviada a nossa empresa para ser analisada).
  • Tipo de fonte de abastecimento (indicando profundidade, se for o caso de um poço).
  • Dimensões do armazenamento da água existente.
  • Quantidade de cabeças e tipo de gado a abastecer.
  • Tipo de fornecimento elétrico disponível no lugar.

Esta informações servirão para dimensionar o equipamento (supondo por exemplo, um consumo de 80Lt/dia por cabeça) e por outra parte, determinar o tipo de membranas, bombas e tubulações que deverão ser utilizadas no equipamento, assim como a relação água desmineralizada / água bruta que poderá ser utilizada. Geralmente é possível ter um limite de sais totais como referente do nível de desmineralização (ex.: 2000 ppm) sempre e quando não apareça algum íon ou sal específico que seja nocivo para o consumo e se transforme no limitante da relação de mescla das águas.

Os equipamentos podem operar as 24hs. Por isso convém dimensionar a produção, baseada nesta consideração, utilizando ao máximo a capacidade de armazenamento disponível, e eventualmente se for necessário pode ser mais conveniente aumentar a capacidade de armazenamento antes de incrementar o tamanho dos equipamentos de produção.

Nosso Departamento Técnico, está à sua disposição para esclarecer qualquer dúvida relacionada com o assunto e oferecer a orientação necessária nesta aplicação.

TOLERÂNCIA DO GADO À ÁGUA SALGADA

A presença de sais na água que bebe o gado, limita em muitos casos o rendimento da produção pecuária. Portanto é necessário conhecer as tolerâncias do gado aos sais para evitar efeitos nocivos e perdas de rendimento.

Em numerosas áreas do mundo, o gado depende quase exclusivamente de águas salinas, (surgente e/ou semi-sugentes) para cobrir suas necessidades. Os componentes químicos (íons) predeterminantes nesta água são, sódio (Na) cloro (Cl), carbonatos (CO3), sulfatos (SO4), cálcio (Ca) e magnésio (Mg). Também costumam estar presentes nitratos (NO3), arsênico (As), flúor (F) e outros elementos químicos. A tolerância dos animais a esta água, constitui um fator essencial para o desenvolvimento do gado.

Um conceito fisiológico fundamental para poder avaliar os problemas de tolerância, consiste em considerar a água em um volume dado de água salina, composta de duas reações diferentes:


ÁGUA OBRIGATORIAMENTE URINÁRIA

A qual define como a quantidade de água requerida pelo animal, para proporcionar o volume obrigatório de urina que permita a excreção dos sais dissolvidos na água. A proporção de água salina que é obrigatoriamente urinária, dependerá obviamente da concentração salina da água em questão (assumindo que todos os sais são excretados pela urina) e da menor ou maior capacidade dos rins para concentrar estes sais na urina.

ÁGUA LIVRE

É o volume total de água menos a quantidade de água obrigatoriamente urinária. A água livre é a porção de água disponível pelo animal, para os processos de evaporação, evacuação de fezes, excreção normal da urina e produção de leite. Quanto maior é o conteúdo salino da água, maior será o volume de água que o animal deverá ingerir para satisfazer os requerimentos de seu organismo em água livre.

DADOS DE UM ENSAIO COM OVELHAS MERINA AUTRALIANA (Pierce, 1957)
Concentração de NaCl na água de bebidas em % 0 1 1.5 2
Água consumida (litros por dia) 2 3 4.4 5
Quantidade de sal ingerida (gramos de NaCl) 0 30 66 100
Quantidade de água extra consumida / nível normal (2Lts) em litros 1 2.4 3 -
Vol.(cm3) de água ingerida para excreção de 1gr. de sal 33 36 30 -

Os dados da última linha vertical indicam uma “habilidade” de concentração dos rins das ovelhas merino, equivalente à produção de uma solução de sal (NaCI) de aproximadamente 3% (30g de NaCI por litro de água).
Este poder de concentração de sais, está muito abaixo da habilidade máxima de concentração que pode conseguir o animal, sob condições de simples falta de água. Evidentemente os rins não podem exercer sua máxima habilidade de concentração de sais sobre grandes volumes de urina. Portanto, o problema fisiológico que apresenta a alta salinidade nas águas de bebida, consiste em que o animal deverá poder concentrar os sais dissolvidos na água, em um volume suficientemente pequeno como para obter uma razoável proporção de água livre.

Por exemplo: suponhamos que um animal necessite 2 litros de água livre e que seja capaz de concentrar na urina os sais que ingira em uma solução equivalente a 3% de CINa. Se for oferecida uma água de beber com uma salinidade de 1% de NaCI, ingerindo 3 litros de água e concentrando este sal em um litro de urina em 3% de NaCI, obterá seus 2 litros de água livre. Se for incrementada a concentração de sal na água que tem que ser ingerida, para fornecer 2 litros de água livre (supondo que não existe variação na eficiência de concentração dos rins com os aumentos de volumes de urina), aumenta rapidamente o volume da água que deve ser ingerida e o volume de urina excretada.

Tudo conduz a uma rápida diminuição na tolerância, a medida que a concentração salina se acerca a máxima habilidade de concentração dos rins, onde não é possível a obtenção de água livre.

Conteúdo de sal na água (em %) (X) (Y)
0 2 -
0.5 2.4 0.4
1 3 1
1.5 4 2
2 6 4
2.5 12 10
3 Não há água livre -

(X): Água ingerida para fornecer 2 litros de água livre assumindo uma habilidade de concentração de sais.
(Y): Volume urinário adicional.

Fatores que afetam a tolerância nas águas salinas:

  • Conteúdo total de sais na água.
  • Composição dos sais na solução (especialmente porcentagens de cátions).
  • Habilidade de concentração dos rins. A qual depende da constituição genética do animal e da adaptação fisiológica a altas concentrações salinas. O mecanismo de adaptação fisiológica não foi estudado, porém se supõe que depende em grande parte, da habilidade de concentração dos rins.
  • Dissipação do excesso de calor. Parte deste processo se realiza mediante evaporação da água ingerida, afetando portanto os requerimentos de água livre.
  • Conteúdo de água nos alimentos.
  • Conteúdo de sais e/ou nitrogênio nos alimentos. Trata-se de animais magros ou em lactação.

A medida que aumenta os requerimentos do animal por água livre, devido a qualquer combinação dos fatores mencionados, sua tolerância a salinidade irá diminuindo, pois o volume de água que deve ser ingerido e a quantidade de sais e água que tem que ser excretados, podem chegar a ser tão grandes que excedem a capacidade do organismo. Assim se afirma que, uma vaca seca pode tolerar 2% de NaCI, mas uma vaca em lactância somente 1,5%.

Ovelhas restringidas a tomar águas muito salgadas de forma repentina, podem negar-se a ingerí-las ou se chegarem a ingerir, reduzem a ingestão de alimento, perdem peso e podem apresentar diarréias. Mesmo assim, se a concentração de sais é gradualmente incrementada através de algumas semanas, até chegar ao mesmo nível, a água pode ser consumida em quantidades adequadas, mantendo os níveis normais, tanto a ingestão de forragem como o ganho de peso corporal. Em alguns casos a adaptação vai melhorando so longo de de vários meses.

Passamos agora a considerar alguns dos principais fatores citados anteriormente.

CONTEÚDO TOTAL DE SAIS NA ÁGUA

Sem sombra de dúvidas, este é o fator individual mais importante para determinar se uma água de beber é ou não adequada para o gado. Nas análises de água, encontram-se sob a denominação de sólidos dissolvidos totais ou resíduos a 105 graus centígrados, expressando os valores em partes por milhão (ppm) ou miligramas por litro /9mg/l).

A seguir, transcrevemos alguns dados de máxima tolerância para diversos tipos de gado.

Ovelhas com alimentação verde 1.5% 15000 ppm
Ovelhas com alimentação seca ou vegetação halófila 1.3% 13000 ppm
Vacinas para carne 1% 10000 ppm
Vacinas leiteiros ou cavalos 0.7% 7000 ppm

É importante observar que os valores dados de tolerância máxima, são afetados em grande medida pelos requerimentos na água livre. A maior tolerância do gado ovino com respeito ao bovino, na maior parte está relacionado com sua maior habilidade para desidratar a matéria fecal, o qual significa uma economia de água livre.

As ovelhas podem sobreviver ingerindo até 2,5% de NaCI, mas seu comportamento será afetado como demonstramos nos seguintes dados:

Conteúdo de NaCl na água de bebida (%) 0 0 1.5 2
Consumo de água (litros/dia) 2 2
4.4 5
Consumo de alimento (rações) Normal Normal Normal Normal
Efeito sobre peso corporal (animais afetados) Nenhum Nenhum Alguns Todos

Com 0,7% de Na2S04 (Sulfato de Sódio) também não foram notados diminuições na média diária de ganho de peso, mas, com 1% o efeito foi muito severo, muito maior que o observado para NaCI na mesma concentração.

As análises de água realizadas sobre amostras tomadas nas fontes de origem (poços e perfurações), podem dar às vezes, uma falsa imagem quanto a sua conveniência para o uso do gado. A evaporação que pode produzir entre a fonte e o ponto de consumo (canais de condução) e nos bebedouros, podem incrementar consideravelmente a concentração de sal na água. Inversamente, as concentrações podem diminuir em certas épocas do ano, depois de precipitações pluviais, sobretudo naqueles poços e perfurações pouco profundos.  Se o gado puder ser gradualmente acostumado a ingerir águas salinas, como por exemplo colocá-los no campo quando o conteúdo em sais é mais baixo (depois de chuvas) e quando os requerimentos na água livre também é menor (temperatura baixa e animais secos), os animais poderiam tolerar muito mais os níveis de salinidade, que se tivessem sido colocados diretamente para ingerir águas de alta concentração salina.

COMPOSIÇÃO DOS SAIS NA SOLUÇÃO

SULFATOS

Concentrações de 0,7% (7.000 mg/l) de sulfato de sódio (Na2SO4) na água de beber em condições de ensaio citados a seguir:


Tolerância de água salina pelo gado (temperatura média). (Est. Exp. Agropecuária South Dakota, U.S.A. – Boletim nº 481,1959).

Conteúdo de NaCl na água (%) 0 0.7 1
Média de ganho de peso (kg/dia) 1.2 1.2
1
Efeito no consumo de alimentos Nenhum Nenhum Nenhum
Promédio do consumo de água (lts./dia) 30.6 32.4 36

Não foram produzidos nenhum efeito sobre a ganância de peso diário em vacas para carne. Quando a concentração chegou a 1% (10.000 mg/l) os efeitos foram severos. Mesmo assim, sob outras condições, concentrações de 0,7% produziram diarréias permanentes, diminuição da ganância diária de peso e da produção de leite. Com 1% de Na2SO4, além da sensível diminuição na produção, foram observadas alterações do sistema ósseo como artroses, articulares, osteoporoses e fraturas. Isso foi devido a influência da alta concentração de sulfatos sobre o teor normal de cálcio e fósforo no soro do sangue. É recomendável fornecer de forma permanente ou periódica, sais minerais ricas em cálcio e fósforo aos animais que ingerem águas com altos níveis de sulfatos, a fim de evitar os efeitos desmineralizantes dos mesmos.

CLORUROS

Os cloruros mais comuns presentes nas águas salinas são os de sódio (NaCl), os de magnésio (MgCL2) e os de cálcio (Cl2Ca), os dois últimos são de efeitos pugnantes. A tolerância dos animais aos cloruros varia de acordo com o elemento químico que entre em sua constituição, assim por exemplo, os ovinos podem tolerar até 1,3% de NaCl na água de beber, sem maiores incovenientes; mesmo assim, uma concentração de 1,1 % de NaCl mais 0,2% de Cl2Mg é tóxica.

CARBONATOS Y BICARBONATOS (CO3 y CO3H)

Geralmente não são considerados particularmente nocivos para o gado, sempre que não ultrapassem os limites de concentração dados para o Conteúdo de Sais Totais. Mesmo assim, estima-se que águas salinas com concentrações altas de carbonatos na presença de um excesso de cátions (Ca, Mg, Na, K) sobre os ânions (CO3, CO3H, SO4, NO3, Cl, F), são menos toleradas pelo gado que outras águas de beber.

FLÚOR

Os efeitos tóxicos do flúor sobre o homem e o gado, são conhecidos há vários séculos. Mesmo assim, somente nos finais de 1930, quando se descobre que o flúor tem um significante papel na de cáries, é quando se começa a trabalhar sobre a fisiologia e toxicologia deste elemento. Ainda quando (como outros elementos) o flúor está presente no tecido animal, não foi demonstrado ainda que seja um elemento essencial.

Experiências realizadas com ratos, suplementando com flúor rações cujo conteúdo nesse elemento era tão baixo que não poderia ser meio quantitativamente, não produziram nenhum efeito sobre o peso corporal, os dentes ou a atividade enzimática, sobre três gerações.       

A toxidade do flúor depende em grande parte da forma na qual é ingerido. De forma solúvel (ex. fluoruro de sódio, NaF), é mais tóxico que na forma sólida (ex. Floruro de cálcio, CaF2) contida em rochas fosfáticas. A maioria das pastas e os fenos, contém aproximadamente 1 a 2 ppm (partes por milhão) de flúor.

Se as plantas crescem em solos irrigados com águas de alto teor em flúor, podem conter até 10 ppm.

Por consequência, a comida raramente ocasionar fluorases (intoxicação por flúor) nos animais.

Tolerância do gado o flúor ppm em ração total
Vacas leiteiras 30 - 50
Vacas carne 40 - 50
Ovelhas 70 - 100

As principais causas de intoxicação por flúor são:

  • Contaminação das pastas com flúor dos processos industriais e/ou pó proveniente de minas.
  • Indiscriminado uso de suplementos fosfóricos com alto conteúdo de flúor.
  • Águas de bebida com elevado nível de flúor.

As águas superficiais contem geralmente entre 0,1 a 1,0 ppm dependendo do tipo de rocas na área da bacia. Pelo contrário, as águas de perfurações podem ter níveis de mais de 10 ppm como ocorre em zonas do Texas (U.S.A.) e em Queensland (Austrália). É prática normal em Queensland, conduzir estas águas de perfuração através de vários kilômetros por canais aberto. A evaporação e o percolado da água podem aumentar o conteúdo de flúor até 40 ppm e provocam também um incremento do conteúdo de flúor nas pastas que crescem ao longo dos canais de condução. As ovelhas, sob as condições de altas temperaturas de Queensland, consomem mais de seis litros de água diários. Supondo uma concentração de 30 ppm, da uma ingestão de 180mg/dia de flúor, o qual está muito acima do nível de tolerância, ainda sem contar com quantidades de flúor ingeridas com as pastas.

Os animais dispõem dos mecanismos protetores para retardar a aparição dos sintomas de fluoroses:

  • Aumento da excreção de flúor por via urinária, a qual chega logo ao seu limite máximo.
  • Retenção do excesso de flúor nos ossos. A acumulação pode chegar a 30 ou 40 vezes mais do conteúdo normal. Depois disto, o flúor se acumula nos tecidos brandos. Neste estado, a ingestão de alimentos se reduz acentuadamente, continuando o processo com alterações no processo metabólico até cegar a morte do animal.

Quando a ingestão de flúor com a água de bebidas é superior aos limites de tolerância, conduz geralmente a intoxicações crônicas em períodos variáveis. É possível que aos dois ou três anos apareçam os sintomas primários: manchas nos dentes e anormalidades nos ossos e articulações, deixando os animais mancos.     

Isto reduz a habilidade normal de pastoreio, decrescendo a produção de carne, leite e lã, como também, produz falhas na produção devido a sub-alimentação. Aos 3 ou 5 anos de ingestão contínua de excesso de flúor, os sintomas são mais severos: alterações no metabolismo do cálcio e fósforo, diarréia, enfraquecimento pronunciado e “fome de sal” (desejo exagerado por ingestão de CINa).        

Pequenas quantidades de flúor passam através da placenta e das glândulas mamárias. Isto tem importância para práticas de manipulação nas áreas com águas de alta concentração de flúor.

O gado é mais suscetível a fluoroses antes de aparecer seus dentes permanentes. Depois disto, podem ingerir grandes quantidades sem maiores problemas. O nível do flúor que pode tolerar o animal, não só depende de sua idade e da quantidade ingerida, senão também da continuidade da ingestão. Com consumos intermitentes de água com altos níveis de flúor (o mesmo que de outros elementos minerais) o gado pode tolerar maiores concentrações que quando o consumo é continuado.

ARSÊNICO

Não existem estudos detalhados que permitam avaliar os limites da ação tóxica do arsênico contido nas águas de beber e sua incidência na produção de gado. Não obstante, acredita-se que doses de 0,12 a 0,15mg/l de arsênico, ingeridos por tempo prolongado, podem produzir sintomas de intoxicação crônica do gado. Estes sintomas podem ser manifestados por perda de peso, transtornos digestivos, diarréias, endurecimento da epiderme, etc.

NITRATOS

A presença de nitratos nas águas de bebida pode indicar algum tipo de contaminação bacteriológica. Assim mesmo, sua origem pode ser devido aos sais do solo e geralmente sua concentração é reduzida, não superando os 100 mg/l.