Tubo Olszewski - Olszewski tube
Um tubo de Olszewski é um tubo projetado para levar água pobre em oxigênio do fundo de um lago para o topo. Este tubo foi proposto pela primeira vez por um limnologista polonês chamado Przemysław Olszewski em 1961 e ajuda a combater os efeitos negativos da eutrofização , alto teor de nutrientes, em lagos. O conceito básico por trás do tubo de Olszewski é a redução da concentração de nutrientes e a desestratificação ; o objetivo mais específico é a retirada hipolimnética .
Eutrofização
Quando os nutrientes se acumulam em um lago, ocorre a eutrofização, e isso geralmente ocorre na camada superior de um lago. Os nutrientes vêm natural e artificialmente e geralmente contêm fosfatos . Os nutrientes artificiais podem vir de esgoto e fertilizantes, do escoamento agrícola . O fósforo dos fosfatos faz com que as algas cresçam rapidamente e se espalhem pela camada superior do lago. A floração de algas tem efeitos negativos na estética e na ecologia do lago. Esteticamente, o lago não agrada porque está coberto de algas. Ecologicamente, a eutrofização faz com que os organismos no lago morram porque as algas esgotam o oxigênio dissolvido no lago.
Projeto
No nível mais simples, o tubo de Olszewski é um cano que se estende do fundo, a camada hipolimnética do lago até a saída. A parte de saída do tubo é instalada abaixo do nível do lago para que o dispositivo atue como um sifão . Uma vez que a água quente flui no lago na superfície, ela força a água fria anóxica da camada hipolimnética através do tubo. Essa água pobre em oxigênio é então levada para o topo do lago, onde ocorre a eutrofização. Isso eventualmente ajuda o lago como um todo, porque o fundo do lago terá mais oxigênio dissolvido e o topo do lago terá menos eutrofização.
Implementações
A primeira implementação do tubo de Olszewski foi tentada no Lago Kortowo, na Polônia, e isso levou à oligotroficação , redução da ciclagem de nutrientes. Este tubo se mostrou mais promissor em um lago eutrófico de 3,9 metros de profundidade na Suíça porque os níveis de fósforo e nitrogênio no verão diminuíram drasticamente, os níveis de oxigênio aumentaram e a quantidade de cianobactérias diminuiu de 152 gramas por metro quadrado para 41 gramas por metro quadrado . Também foi relatado por um cientista chamado Bjork que houve sucessos com o tubo de Olszewski em lagos europeus. Outros limnologistas como Pechlaner e Gachter relataram sucessos em pequenos lagos onde o fósforo total diminuiu, a transparência da água aumentou e menos algas estavam presentes.
Complicações
Algumas complicações que podem surgir com o uso de um tubo de Olszewski incluem interrupção da termoclina e perda excessiva de água. A termoclina separa a camada superior de água que mistura temperaturas com a água mais profunda e fria. Se a termoclina for interrompida, ela pode alterar a ecologia do lago, tornando-o potencialmente inabitável. Outra complicação é que a instalação deve ser um processo de longo prazo. Os usos de curto prazo dos tubos de Olszewski falharam amplamente porque leva algum tempo para que a condição anóxica da camada hipolimnética aumente no oxigênio dissolvido. Além disso, deve ser um processo lento para evitar a interrupção da termoclina em um lago. Se o tubo de Olszewski for operado devagar o suficiente, a taxa de água que entra e sai será razoavelmente constante, fazendo com que a termoclina permaneça intacta.
Custo
Uma vantagem da retirada hipolimnética é que é relativamente barato instalar um tubo de Olszewski ou qualquer dispositivo semelhante. Junto com o baixo custo inicial, também tem um custo de manutenção anual relativamente baixo. A seguir estão quatro sistemas instalados nos Estados Unidos (2002), sua área em hectares , a taxa de fluxo em cubos-metros por minuto e seus custos de instalação inicial em dólares americanos:
- Lake Ballinger
41 ha
3,4 m 3 / min
$ 420.000
- Lake Waramaug
287 ha
6,3 m 3 / min
$ 62.000
- Devil's Lake
151 ha
9,1 m 3 / min
$ 310.000
- Pine Lake
412 ha
5,3 m 3 / min
$ 282.000
Outras Técnicas
Além de usar um tubo de Olszewski e retirada hipolimnética, existem outras técnicas implementadas para atingir os mesmos objetivos que um tubo de Olszewski. Isso inclui aumentar o oxigênio dissolvido, reduzir a concentração de nutrientes e diminuir a quantidade de algas e biomassa indesejada nos lagos.
- A oxidação de sedimentos é a oxidação artificial dos 15 a 20 centímetros superiores de sedimentos de lagos anaeróbios. Essa técnica reduz a liberação de nutrientes internos por meio de uma série de reações químicas começando com cloreto de ferro (III) . Após essas reações, as concentrações de fósforo e amônio (outro nutriente encontrado em lagos) diminuem e a demanda por gás oxigênio também diminui. Esta técnica ainda não está totalmente desenvolvida, mas pode refletir os efeitos do tubo de Olszewski.
- Os métodos de controle biológico são as técnicas mais promissoras porque causam menos danos ao ecossistema. Esses métodos introduzem uma espécie particular (por exemplo, peixes, bactérias, etc.) em um lago como uma solução para um problema atual. A introdução de um determinado tipo de bactéria pode ajudar a diminuir os nutrientes. Por sua vez, as algas não se espalharão e o oxigênio no lago permanecerá em altas concentrações dissolvidas.
- A aeração hipolimnética é outra técnica em que o oxigênio é adicionado ao lago. Isso ajuda a aumentar a concentração de oxigênio dissolvido no lago, bem como a reduzir os níveis de fósforo. Embora os resultados dessa técnica sejam semelhantes aos do tubo de Olszewski, a aeração hipolimnética difere porque usa ar comprimido para mover a água, em vez de um efeito de sifão .