Reserva alcalina & Tamponamento
A biogeoquímica na região da Serra da Bodoquena/MS
Parte XIX– Série ÁGUA
Helcias Bernardo de Pádua - C.F.Bio:00683.01/D  -
tel.:011-9568.0621 - helcias@portalbonito.com.br
jun./2005(Semana do Meio e Ambiente)

O Mundo atual se caracteriza por um grande desenvolvimento tecnológico, humano e cultural.
 Entretanto, apesar disso, ainda não conseguimos atingir o estágio universal de paz, saúde e prosperidade.
 (Caminho Kyusei Kannon/Desenvolvimento Humano-www.ckk.org.br/maio/05).
Eu, biólogo Helcias B. de Pádua - CFBio 00683-01/D , insistentemente tento e tentarei estudar, pesquisar, dispondo artigos, relatórios e revisões técnicas, além de procurar desenvolver cursos, palestras e eventos ambientais, levando e reunindo outros interessados,  sempre pensando na paz, saúde e prosperidade,
sem  chagar o ambiente, visando minimizar  feridas pessoais. HBP-junho/05-.

• Reserva Alcalina – RA, um comportamento biogeoquímico

O pH das águas naturais da região da Serra da Bodoquena/MS, em geral é alcalino, (na sua maioria), no primeiro caso o que corresponde, poder-se dizer, possuir mais íons hidroxila-OH- do que os íons hidrogênio-H+. Esses íons OH- tendem a ser utilizados nos processos de decomposição, degradação de dejetos e respiração dos organismos habitantes.

Na continuidade, resultante de tais processos ocorre acidificação pela formação de ácido carbônico, e na seqüência há a utilização de gás carbônico-CO2 pelos organismos vegetais, (micro e macro; aquáticos, subaquáticos, banhados, marginais ou temporariamente banhados), em seu trabalho fotossintético.

A acidificação causa queda de pH (aumento de H+), mas com a introdução constante e natural de carbonatos-...CO3 e hidróxido-CaOH- nesse nosso, (S.da Bodoquena/MS), sistema aquático, neutralizando o íon hidrogênio-H+, obtendo-se  o cálcio  e/ou magnésio livre-Ca/Mg+ na forma de bicarbonatos-...(HCO3)2,(solúveis), além dos carbonatos-...CO3 (insolúveis), e H2O (água). Ai pessoal ..., este é o comportamento natural, esperado e específico nas águas dessa nossa região.

Atenção, porém se o pH abaixar muito a reação pode se inverter e precipitar todos esses minerais, ou melhor, uma introdução ou disponibilização constante de material orgânico, pelos despejos diversos levará, com certeza, à um negativo quadro, prejudicial e quase irreversível, a não ser que se use artifícios sociais e econômicamente  caros .

Deve-se manter uma quantidade mínima de íons carbonatos como reserva; relembrando-se:
 
- CO2 (gás carbônico) + H2O (água)    H2CO3 (ácido carbônico)

- H2O + CO2    açucares + O2
então:
-  H2CO3 + ...CO3 (carbonato de ...)   ...(HCO3)2 (bicarbonatos de ...)

A variável “reserva alcalina-RA”, é a medida da capacidade que um determinado volume de água possui de reagir à acidificação.
Basicamente, essa medida reflete as quantidades detectáveis de carbonatos de um dado corpo aquático. Simples, não...!!!

De qualquer forma, sistemas aquáticos tendem a usar a  “reserva alcalina” em certo espaço de tempo, maior ou menor, podendo-se dizer que tendem a consumir e expor os carbonatos, os bicarbonatos, (ciclicamente), o que se quantifica como sendo a dureza temporária-KH, (ppmCaCO3 = mgCaCO3/) na água do sistema. Mais uma válida relação e interpretação que se dá à tal variável, muito esquecida, ou seja KH- dureza temporária, além de uma outra, à condutividade. Isso mesmo.; condutividade  =  é uma variável que indica a estabilidade e o grau ou capacidade das trocas iônicas em uma solução. Já se pensou nisso? Eu já, e faz algum tempo!

A RA-reserva alcalina pode e  deve ser melhor e mais facilmente entendida como sendo: - a medida da dureza ou capacidade de se manter numa faixa de tamponamento, de uma solução em KH(dureza temporária). Nas interpretações dos comportamentos biogeoquímicos de sistemas aquáticos, o entendimento dessa variável, urgentemente, se faz necessário.

Uma visão prática da reserva alcalina

A variável, “RA-reserva alcalina”, (capacidade de se manter numa faixa de tamponamento ), definitivamente assim podendo-se dizer, é uma medida da capacidade de tamponamento do pH de uma solução, rotineiramente usada por aquarístas marinhos, (cultivadores de pequenos organismos marinhos), mas pouco entendida e aceita pelos hidrobiologistas e hidrologistas de algumas instituições ambientais. A reserva alcalina é válida também em águas doces e oligohalinas. Pois bem”!!!

Acredito eu, acharem, que essa tal RA sirva só e apenas aos aquarístas, (admiradores de peixinhos coloridos de água salgada). Pois é, neste caso, não se estende ou utiliza-se tal variável como um típico contexto químico, no qual pode-se apontar ou  indicar  que a solução tem um pH na faixa de tamponamewnto, ou seja, se é basica-alcalina. Basta entender as interpelações, mesmo aparentemente  pequenas ou de difícil apontamento numérico.
 
A reserva alcalina é uma indicação da concentração da série de  ânions que fazem o complexo sistema de tamponamento da água, com o carbonato, CO32- ; bicarbonato, HCO3- ; borato, BO33-  ; sulfato, SO42-; hidroxila, OH-

Como já foi discutido, o valor da reserva alcalina da água é determinado pela quantidade de ácido livre, ou íons de hidrogênio (H+), então sendo necessários para neutralizar todos os íons acima mencionados.

As unidades mais usadas  para medir a reserva alcalina são:
- mEq/l (miliequivalentes por litro), quando obtida na variável condutividade, e
- ºdKH (graus-alemão de dureza), quando em KH-dureza temporária 

Aquela menos  usada, é em mg de CaCO3/l (*) = concentração de carbonato de cálcio em partes por milhão ou ppm.

(*) na bibliografia encontra-se a variável KH-dureza temporária, representada em graus-ºd (alemão), como unidade de medida, devendo-se fazer a devida conversão para mg/l, multiplicando-se por 17,81 (fator de conversão) o valor dado em graus (ºd), assim:

Reserva alcalina total – RA-T

A reserva alcalina total-RA-T, representa-se como sendo igual ao total dos elementos minerais alcalinos, presentes tanto no meio aquático como nos microrganismos contidos no sistema.

Considera-se como semelhante, (prestar atenção), com a dureza total-DH, ou seja  o  resultado da soma  do valor da reserva alcalina-RA do sistema ou meio, (dureza temporária-KH na água X  Ca/Mq dos organismos) com a dureza permanente-DP, assim:

RATotal = Ca/Mg  x  (RA)  +  dp

A dureza total-DH ou a RA-T é ligeiramente mais alta do que a reserva de carbonatos/alcalinidade, ou a dureza temporária-KH.

(*) A relação entre RA e o RA Total  é evidenciado em qualquer sistema aquático, principalmente alcalino. Em outras palavras, o cálcio/magnésio  e a RA precisam estar em equilíbrio senão um compromete o outro. RA alta orienta a queda da RA-T (cálcio e magnésio disponível) e vice e versa . O ideal em águas alcalinas é que o RA-T esteja com o seu valor bem próximo a RA. Lembrar que RA-T é a somatória das duas outras durezas (temporária + permanente = DH), portanto com valor acima que a RA que representa a dureza temporária

Águas chamadas calcáreis (em alemão = Kalkwasser) precipitam o fosfato tornando assim a água do sistema mais pura, com menos sólidos dissolvidos, com  nutriente insuficiente para um grande número de algas portanto mais transparentes. Aí esta também uma explicação do porque das águas alcalinas da Serra da Bodoquena/MS serem tão transparentes, ou seja, sob a ação da dinâmica comportamental natural entre os bicarbonatos e carbonatos presentes.

Como já comentado a reserva alcalina-RA é formada por um conjunto de íons, sendo que a grande maioria é composta de carbonatos, bicarbonatos e ácido carbônico, que nada mais é do que, simplisticamente,  a quantidade do gás carbônico disponível na água, nas suas diversas formas. Existem também, em menor quantidade, outros compostos num sistema tamponador, e é a quantidade de todos esses íons que a reserva alcalina total representa;

então: RA total = Ca e Mg  x (RA)  + dp
           RA-T  -  dp  = Ca/Mg  x  (RA)
onde RA-T ( RA-T (reserva total) é igual a DH (dureza total); dp (dureza permanente); RA (reserva alcalina)
sendo:
                      RA-T  -  dp
RA(reserva alcalina)   =    -------------------  ou   RA-T  -  dp
                     Ca e Mg
(*) na análise uma alíquota da massa líquida do sistema, considera-se o cálcio e magnésio contido nos microrganismo como sendo igual a 1, não  sendo assim de valor significante.

Por que a reserva alcalina é importante?

É a “reserva alcalina” que proporciona uma “estabilidade ou não do pH”, mantendo ou não tamponada a água, ou seja, sendo uma fonte de ânions para calcificação, maioritariamente o bicarbonato HCO3-.

Um pH “estável”, isto é, sem grandes flutuações, é super importante para a saúde dos habitantes aquáticos, em geral. Muitos autores afirmam que a reserva alcalina é importante por ser uma medida da habilidade de resistir à quedas do pH. Isto é verdade, mas é apenas metade da história. Vejamos: - é também uma medida da habilidade de resistir à aumentos do pH.

Seria mais correto afirmar que é uma medida da habilidade de resistir à mudanças do pH, pois o tamponamento da água funciona em ambos os sentidos, aumentando e diminuído o pH. Essa definição se encaixa plenamente à outra variável, sua semelhante ou irmão, a dureza temporária-KH de uma amostra d´ água. 

Alguns componentes do sistema de tamponamento da reserva alcalina são também utilizados pelos organismos, no processo de calcificação dos animais com exoesqueleto, (crustáceos, corais duros), e mesmo até as chamadas algas calcárias, (macroalgas abundantes em sistemas lênticos ou semi-lênticos alcalinos), ou mais conhecidas como “caráceas”, além das diatomáceas, (algas com carapaças), portanto devendo estar presentes em quantidades suficientes para a boa saúde e crescimento de todos organismos dessa bióta aquática.

Importante: - quanto maior a reserva alcalina, maior a habilidade da água em absorver adições de ácido e base com apenas pequena mudança no pH. Isso explica a “marcante resistência que as águas da Serra da Bodoquena/MS”, (p.ex.), se apresentarem com uma maior resistência à quedas do pH, mesmo quando de lançamentos orgânicos.
Lembramos que isso também tem um limite de resistência, portanto não devendo ser  tomado como um “bem eterno”, mas sim como uma “dadiva ambiental” com todos os seus processos físicos, químicos e biológicos correspondentes.

E.T. – “Dadiva que esta sujeita a se perder, dependendo das ações humanas”, como:

- facilidades  em colocar à disposição da comunidade total (povão, empresários, técnicos e instituições),
- visando o conhecimento biogeoquímico da região, suas atuais e possíveis intervenções naturais ou artificiais
- situações dirigidas apenas ao incremento turístico, marketing na mídia, festivais artísticos e festas com altos decibéis  próximas aos sítios ecológicos ou mesmo dentro do espaço urbano, devem  ser repensadas.

Estar apenas comendo os ovos ou usando os “ovos de ouro”
 esquecendo de cuidar, conservar e preservar a “galinha” que os bota, é  ruim..
Vamos olhar melhor e seriamente estudar.
 
Tudo faz parte e eu gostaria que meus netos e bisnetos  também tivessem esse
 convívio com tais águas, super transparentes, (para a Serra da Bodoquena/MS ), e de alagamento cíclico, (Pantanal/MS ), que eu (Helcias) tive e tenho.
Será  que vou continuar tendo? Por quanto tempo?.

O meu pai e seus contemporâneos nadaram  no rio Tietê/SP,
 nas  décadas de 1930  a 40  e início de 50.
Águas orgânicas, em princípio.
Eu até agora (2005) não consegui,...
 e trabalhei na CETESB/SP.
Minhas filhas muito menos.
Meus netos, bisnetos...!!!???. Talvez!
Helcias B. de Pádua-junho/05
C.F.Bio-00683-01/D

Bibliografia consultado e recomendada

Delbeek J.C., and Sprung J., The reef aquarium: a comprehensive guide to the identification and care of tropical marine invertebrates, vol. 1,Richordea:Coconut Grove, 1995.

Horne R.A., Marine chemistry: the structure of water and the chemistry of the hydrosphere, Wiley-Interscience:Sydney, 1969

Pádua, H.B. de.; Link Colunistas. Ficha: Artigos,  Estudos. Site: www.portalbonito.com.br. Coluna do Helcias Pádua. helcias@portalbonito.com.br

Raven P.H., and Johnson G.B., Biology, 2nd ed., Times Mirror/Morsby College:St. Louis, 1989.

Wild LG, Lopez M. Occupational asthma caused by high-molecular-weight substances. Immunol Allergy Clin North Am. 2003 May;23(2):235-50, vii. Review.