{"id":10329,"date":"2020-11-24T10:21:37","date_gmt":"2020-11-24T13:21:37","guid":{"rendered":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/?p=10329"},"modified":"2021-04-20T11:16:08","modified_gmt":"2021-04-20T14:16:08","slug":"novas-tecnologias-para-estimativa-da-biomassa-na-piscicultura-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/novas-tecnologias-para-estimativa-da-biomassa-na-piscicultura-2\/","title":{"rendered":"Novas tecnologias para estimativa da biomassa na piscicultura"},"content":{"rendered":"\t\t
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Por Camila P. Tavares<\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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A piscicultura tornou-se um dos setores que mais crescem na produ\u00e7\u00e3o de alimentos nos \u00faltimos anos.\u00a0 Na piscicultura intensiva, a estimativa confi\u00e1vel da biomassa de peixes \u00e9 uma das pr\u00e1ticas mais comuns e importantes na aquicultura. A biomassa de peixes \u00e9 derivada do n\u00famero total de peixes contados em uma \u00e1rea espec\u00edfica, multiplicada pelo peso m\u00e9dio dos peixes amostrados. O n\u00famero da biomassa pode ser usado para prever a demanda di\u00e1ria de ingest\u00e3o de alimento, evitando a sub ou superalimenta\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, os dados de biomassa podem ajudar as empresas a garantirem o uso ideal do capital investido em instala\u00e7\u00f5es e controlar a qualidade da \u00e1gua.\u00a0Portanto, h\u00e1 uma necessidade urgente dos piscicultores estimarem com precis\u00e3o a biomassa dos peixes.<\/p>\n

O procedimento mais comum de estimativa de biomassa \u00e9 por meio da amostragem manual peri\u00f3dica. No entanto, a amostragem manual pode causar danos f\u00edsicos ou grande estresse aos peixes, afetando seu bem-estar e crescimento.\u00a0A amostragem manual tamb\u00e9m costuma ser demorada, trabalhosa e possui uma imprecis\u00e3o inerente de 15 a 25%.\u00a0Portanto, o uso de m\u00e9todos n\u00e3o invasivos, r\u00e1pidos e economicamente vi\u00e1veis \u200b\u200bpara a estimativa da biomassa \u00e9 necess\u00e1rio para atender aos requisitos da produ\u00e7\u00e3o aqu\u00edcola.<\/p>\n

A boa not\u00edcia \u00e9 que com o desenvolvimento de novas tecnologias da informa\u00e7\u00e3o, pesquisadores e profissionais da piscicultura exploraram v\u00e1rios m\u00e9todos para quantificar a biomassa de peixes em gaiolas ou lagoas sem interven\u00e7\u00e3o manual.\u00a0O n\u00famero e os tipos desses m\u00e9todos, incluindo vis\u00e3o de m\u00e1quina, ac\u00fastica, o DNA ambiental e o contador de resistividade foram desenvolvidos rapidamente nas \u00faltimas tr\u00eas d\u00e9cadas.\u00a0Esses m\u00e9todos, como uma alternativa r\u00e1pida, oferecem a possibilidade de monitorar remotamente a biomassa de peixes na piscicultura.<\/p>\n

M\u00e9todos baseados em vis\u00e3o de m\u00e1quina<\/strong><\/p>\n

A aplica\u00e7\u00e3o da vis\u00e3o de m\u00e1quina fornece um meio eficaz para monitorar a biomassa de peixes remotamente em diferentes ambientes. O m\u00e9todo baseia-se no reconhecimento de objetos de acordo com a faixa do comprimento de onda da luz, incluindo luz vis\u00edvel e luz infravermelha.<\/p>\n

A c\u00e2mera monocular ou o sistema de estereovis\u00e3o baseado na luz vis\u00edvel oferece informa\u00e7\u00f5es de imagem no n\u00edvel de pixel. Em seguida, as informa\u00e7\u00f5es quantitativas podem ser extra\u00eddas e analisadas a partir de imagens digitais para reconhecimento de objetos.\u00a0Um sistema t\u00edpico de vis\u00e3o de m\u00e1quina, geralmente, consiste em procedimentos de aquisi\u00e7\u00e3o, processamento de imagem e an\u00e1lise estat\u00edstica, conforme mostrado na Figura 1.\u00a0 A aplica\u00e7\u00e3o da vis\u00e3o de m\u00e1quina tem sido amplamente empregada na piscicultura para medi\u00e7\u00e3o de tamanho, estimativa de massa, contagem, identifica\u00e7\u00e3o de esp\u00e9cies e estoques, classifica\u00e7\u00e3o e monitoramento de comportamento.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1. O sistema de vis\u00e3o de m\u00e1quina baseado em luz vis\u00edvel para avalia\u00e7\u00e3o da biomassa de peixes. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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No entanto, o m\u00e9todo da vis\u00e3o de m\u00e1quina por luz vis\u00edvel apresenta algumas desvantagens.\u00a0Por exemplo, uma \u00fanica c\u00e2mera n\u00e3o \u00e9 adequada para capturar imagens de toda a \u00e1rea para quantificar o n\u00famero de peixes.\u00a0Portanto, s\u00e3o necess\u00e1rios v\u00e1rios sistemas de c\u00e2mera para integrar imagens em posi\u00e7\u00f5es diferentes.\u00a0Al\u00e9m disso, ainda existem alguns fatores que dificultam a visualiza\u00e7\u00e3o e contagem dos peixes, como a sobreposi\u00e7\u00e3o de peixes, baixa luminosidade, turbidez, bolhas e outros fatores.\u00a0<\/p>\n

Devido as desvantagens do m\u00e9todo da vis\u00e3o de m\u00e1quina por luz vis\u00edvel, no in\u00edcio dos anos 90, foi desenvolvido o contador de peixes que n\u00e3o \u00e9 afetado pela intensidade da luz vis\u00edvel. O m\u00e9todo constitu\u00eddo de uma unidade de scanner, uma unidade de controle e um computador, como mostra a Figura 2.\u00a0A rede de feixe infravermelho na unidade de scanner \u00e9 gerada entre duas placas, onde uma s\u00e9rie de diodos de luz infravermelha \u00e9 posicionada para enviar feixes de luz para os receptores.\u00a0Os peixes s\u00e3o for\u00e7ados a nadar atrav\u00e9s da unidade do scanner, passando pelos raios infravermelhos e gerando imagens. No entanto, a curta penetra\u00e7\u00e3o dos raios atrav\u00e9s da \u00e1gua, especialmente a \u00e1gua turva, restringe a aplica\u00e7\u00e3o do m\u00e9todo de acordo com o ambiente.\u00a0Al\u00e9m disso, peixes pequenos s\u00e3o dif\u00edceis de serem detectados, e quando muitos peixes passam simultaneamente pelo contador infravermelho, esses peixes s\u00e3o detectados como um \u00fanico indiv\u00edduo.\u00a0Portanto, a precis\u00e3o dos hardwares e softwares para contagem de peixes ainda necessitam de melhorias.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 2.O sistema de contador infravermelho. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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M\u00e9todos baseados em ac\u00fastica<\/strong><\/p>\n

Comparadas \u00e0s ondas de luz, as ondas ac\u00fasticas podem percorrer longas dist\u00e2ncias atrav\u00e9s da \u00e1gua, tornando-a a melhor maneira de detectar e identificar remotamente objetos na \u00e1gua. Recentemente, a ac\u00fastica tem sido amplamente utilizada na detec\u00e7\u00e3o de esp\u00e9cies e avalia\u00e7\u00e3o do estoque sem causar estresse aos peixes.\u00a0De acordo com m\u00e9todos de aquisi\u00e7\u00e3o de dados para estimativa da biomassa, a ac\u00fastica pode ser dividida em ac\u00fastica ativa e passiva.<\/p>\n

O princ\u00edpio da ac\u00fastica ativa \u00e9 que a unidade transmissora emite ondas sonoras a uma certa frequ\u00eancia na \u00e1gua para detectar remotamente os alvos.\u00a0A ac\u00fastica ativa permite amostrar rapidamente grandes volumes de \u00e1gua, inclusive em \u00e1guas escuras e turvas.\u00a0A tecnologia ac\u00fastica ativa tem sido amplamente utilizada na investiga\u00e7\u00e3o e avalia\u00e7\u00e3o dos recursos pesqueiros.<\/p>\n

A ecossonda \u00e9 uma ferramenta da tecnologia de ac\u00fastica ativa. A ecossonda pode ser usada para detectar alvos na \u00e1gua por meio das caracter\u00edsticas f\u00edsicas do alvo e do meio aqu\u00e1tico.\u00a0Quando as ondas encontram alvos, cuja densidade \u00e9 diferente do ambiente durante a transmiss\u00e3o, elas s\u00e3o refletidas e retornam ao receptor, chamado sinal de eco.\u00a0Esses sinais de eco espalhados de volta ao transdutor s\u00e3o convertidos novamente no par\u00e2metro de tens\u00e3o registrado para an\u00e1lise, como mostra na Figura 3.\u00a0A ecossonda tem sido amplamente utilizada na pesca, especialmente para estimativa da densidade de peixes.\u00a0<\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 3. O diagrama principal da ecossonda. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A maior vantagem da ecossonda \u00e9 a amostragem r\u00e1pida e n\u00e3o invasiva em grandes volumes de \u00e1gua.\u00a0No entanto, \u00e9 necess\u00e1rio desenvolver algoritmos eficazes de processamento de dados que filtrem os ru\u00eddos da imagem ac\u00fastica original, tamb\u00e9m \u00e9 necess\u00e1rio profissionais treinados para interpretar os dados ac\u00fasticos.<\/p>\n

A ac\u00fastica passiva \u00e9 uma tecnologia que pode ser usada para ouvir sons de hidrofones que n\u00e3o emitem sinais ac\u00fasticos na \u00e1gua.\u00a0O diagrama esquem\u00e1tico da ac\u00fastica passiva \u00e9 desenhado na Figura 4.\u00a0A ac\u00fastica passiva tira proveito do fato de que muitas esp\u00e9cies de peixes podem produzir sons naturais em v\u00e1rias condi\u00e7\u00f5es.\u00a0Geralmente, os hidrofones de baixa frequ\u00eancia, convertem a press\u00e3o sonora em sinais el\u00e9tricos gravados pelo sistema de dados, em seguida, s\u00e3o utilizados para detectar e monitorar sons.\u00a0 Os sons produzidos pelos peixes s\u00e3o usados \u200b\u200bpara analisar o comportamento e quantificar a abund\u00e2ncia por algoritmos espec\u00edficos.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 4. O diagrama esquem\u00e1tico do trabalho ac\u00fastico passivo. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A ac\u00fastica passiva pode ser uma alternativa ou complemento para a contagem de peixes, que tem a capacidade de coletar dados remotamente e de forma barata por longos per\u00edodos de tempo.\u00a0No entanto, os sons da maioria das esp\u00e9cies de peixes n\u00e3o s\u00e3o produzidos continuamente, mas s\u00e3o produzidos mais comumente \u00e0 noite ou durante per\u00edodos de atividades comportamentais espec\u00edficas, como alimenta\u00e7\u00e3o.\u00a0Esses desafios dificultam a interpreta\u00e7\u00e3o dos resultados, portanto, novos desenvolvimentos de hardware e software devem ser considerados para melhorar ainda mais ou avan\u00e7ar o gerenciamento das popula\u00e7\u00f5es de peixes.\u00a0<\/p>\n

M\u00e9todos baseados em DNA ambiental (eDNA)<\/strong><\/p>\n

O m\u00e9todo de eDNA baseia-se na extra\u00e7\u00e3o do DNA de amostras ambientais sem a necessidade de isolar qualquer organismo de interesse, e inclui o DNA de micro-organismos, fezes, urina, muco, DNA extracelular resultante da destrui\u00e7\u00e3o de c\u00e9lulas, estrutura e outros.\u00a0De acordo com o conceito de metagen\u00f4mica, a tecnologia eDNA refere-se principalmente a m\u00e9todos de an\u00e1lise de sequenciamento com DNA gen\u00f4mico de amostras ambientais usando um conjunto de primers e sondas espec\u00edficos para cada esp\u00e9cie.\u00a0<\/p>\n

Existem relativamente poucos estudos sobre avalia\u00e7\u00e3o de biomassa aqu\u00e1tica, uma raz\u00e3o importante \u00e9 que os animais aqu\u00e1ticos s\u00e3o m\u00f3veis, f\u00e1ceis de se esconder e dif\u00edceis de capturar in\u00a0situ. <\/em>No entanto, a tecnologia eDNA oferece possibilidade para avalia\u00e7\u00e3o de biomassa aqu\u00e1tica.\u00a0A avalia\u00e7\u00e3o da biomassa de peixes a partir de amostras de \u00e1gua envolve algumas etapas b\u00e1sicas, como mostrado na Figura 5.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 5. Principais etapas associadas ao processamento de amostras de eDNA aqu\u00e1tico. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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A tecnologia eDNA para avalia\u00e7\u00e3o da biomassa de peixes foi proposta pela primeira vez por Takahara et al.<\/em> (2012).\u00a0Os autores assumiram que a biomassa de vertebrados aqu\u00e1ticos \u00e9 proporcional \u00e0 quantidade de eDNA liberado pelos vertebrados na \u00e1gua. Desde ent\u00e3o, v\u00e1rios estudos indicam o grande potencial da tecnologia de eDNA como uma ferramenta \u00fatil e econ\u00f4mica para a estimativa da biomassa de peixes.\u00a0No entanto, o principal fator limitante pode ser a lacuna de conhecimento sobre como as condi\u00e7\u00f5es ambientais, como a qu\u00edmica da \u00e1gua e a temperatura, afetam a concentra\u00e7\u00e3o de eDNA. Estudos mais aprofundados devem elucidar como a biomassa e as condi\u00e7\u00f5es ambientais influenciam na dispers\u00e3o e degrada\u00e7\u00e3o do eDNA. Atualmente, a pesquisa sobre o eDNA ainda est\u00e1 engatinhando, por\u00e9m, o desenvolvimento futuro e as aplica\u00e7\u00f5es do eDNA podem ter um impacto significativo na estimativa de biomassa de peixes com boa rela\u00e7\u00e3o custo-benef\u00edcio.<\/p>\n

M\u00e9todos baseados em resistividade<\/strong><\/p>\n

Os contadores de resistividade t\u00eam sido utilizados como uma ferramenta n\u00e3o invasiva para monitorar popula\u00e7\u00f5es de peixes, fornecendo informa\u00e7\u00f5es essenciais para abund\u00e2ncia ou biomassa.\u00a0A medi\u00e7\u00e3o da resistividade pode ser realizada colocando duas placas condutoras face a face debaixo da \u00e1gua.\u00a0Quando os peixes passam por esses eletrodos, a resist\u00eancia entre duas placas \u00e9 registrada.\u00a0O contador de resistividade el\u00e9trica foi proposto pela primeira vez por Lethlean (\u00a01954<\/strong><\/a>) para contar peixes automaticamente.\u00a0Quando os peixes passam por um ou mais pares de eletrodos na \u00e1gua circundante, as mudan\u00e7as caracter\u00edsticas na resist\u00eancia el\u00e9trica ser\u00e3o detectadas e registradas.\u00a0A vista esquem\u00e1tica b\u00e1sica do contador de resistividade \u00e9 mostrada na Figura 6.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 6. A vista esquem\u00e1tica do contador de resistividade de peixes usando tr\u00eas tiras de metal. Fonte: Li et al. (2019)<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Os contadores de resistividade t\u00eam sido utilizados como uma ferramenta para a contagem de peixes em determinadas circunst\u00e2ncias.\u00a0Entretanto, algumas desvantagens, como contagens perdidas, falsas e m\u00faltiplas, foram observadas para os contadores de resistividade eletr\u00f4nicos.\u00a0Os contadores de resistividade tamb\u00e9m contam muitos peixes que passam simultaneamente pelos eletrodos como um \u00fanico peixe.\u00a0Os contadores de resistividade combinados com sensores \u00f3pticos devem ser considerados para melhorar a precis\u00e3o.\u00a0Al\u00e9m disso, a condutividade dos peixes \u00e9 relativamente est\u00e1vel, enquanto a condutividade das \u00e1guas varia muito.\u00a0Portanto, a amplitude do sinal produzido por um peixe de um determinado tamanho a uma certa dist\u00e2ncia acima do eletrodo varia com a condutividade das \u00e1guas e fica menor \u00e0 medida que a condutividade da \u00e1gua aumenta.\u00a0Nesse caso, a compensa\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica da varia\u00e7\u00e3o de condutividade \u00e9 necess\u00e1ria para que a resist\u00eancia el\u00e9trica detectada dos peixes permane\u00e7a constante, independentemente da condutividade das \u00e1guas.\u00a0<\/p>\n

Por fim, apesar do desenvolvimento de novas tecnologias da informa\u00e7\u00e3o, como sensores avan\u00e7ados, vis\u00e3o de m\u00e1quina, ac\u00fastica, DNA ambiental e contador de resistividade para melhorar o n\u00edvel de automa\u00e7\u00e3o na piscicultura, ainda existem limita\u00e7\u00f5es em cada m\u00e9todo desenvolvido. Entretanto, com a integra\u00e7\u00e3o da tecnologia da informa\u00e7\u00e3o e da aquicultura, bem como, a fus\u00e3o da tecnologia \u00f3ptica combinada com outras t\u00e9cnicas, em breve teremos novas tecnologias dispon\u00edveis para aumentar ainda mais o sucesso da piscicultura no Brasil e no mundo.<\/p>\n

REFER\u00caNCIAS<\/strong><\/p>\n

LI, D.; HAO, Y.; DUAN, Y. Nonintrusive methods for biomass estimation in aquaculture with emphasis on fish: a review. Rev Aquacult Reviews in Aquaculture<\/strong>,\u00a0 2019. ISSN 1753-5123.\u00a0<\/p>\n

TAKAHARA, T.\u00a0 et al. Estimation of Fish Biomass Using Environmental DNA. PLoS ONE, <\/strong>v. 7, n. 4,\u00a0 2012.\u00a0\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[et_pb_section admin_label=”section”] [et_pb_row admin_label=”row”] [et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text admin_label=”Text”] Por Camila P. Tavares A piscicultura tornou-se um dos setores que mais crescem na produ\u00e7\u00e3o de alimentos nos \u00faltimos anos.\u00a0 Na piscicultura intensiva, a estimativa confi\u00e1vel da biomassa de peixes \u00e9 uma das pr\u00e1ticas mais comuns e importantes na aquicultura. A biomassa de peixes \u00e9 derivada do n\u00famero […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":10330,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jnews-multi-image_gallery":[],"jnews_single_post":[],"jnews_primary_category":[],"footnotes":""},"categories":[258],"tags":[],"class_list":["post-10329","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divulgacao-cientifica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10329","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10329"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10329\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10330"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}