Calculadora de troca parcial de água (TPA)

"Faça uma TPA" é conselho repetido; aqui ele vem com número. Informe o nitrato medido e o alvo: a conta devolve a porcentagem, os litros e em quantas trocas fazer sem sacudir o aquário.

A conta passo a passo

Trocar água é diluir. Se você troca 30% do volume, sobram 70% do nitrato de antes — mais o que vier na água nova. Em fórmula: concentração final = medida × (1 − fração trocada) + água nova × fração trocada. Para chegar a um alvo numa única troca, a fração é (medido − alvo) ÷ (medido − água nova). Repetindo trocas iguais, a queda é geométrica: 30% três vezes não tiram 90%, tiram 66%.

Onde o nitrato para — e por que dobrar a troca corta por três

A conta acima responde "de A até B". Ela não responde a pergunta que decide a sua rotina: se eu repetir esta troca toda semana, onde o nitrato para? Porque ele para. Cada semana o aquário produz um tanto e cada troca leva uma fração — quando as duas se igualam, o número deixa de andar.

Chamando de P o que o aquário produz por semana, de f a fração trocada por semana e de C₀ o nitrato da água nova, o valor logo depois da troca para em:

C = P × (1 − f) ÷ f + C₀  ·  e o pico da semana, na véspera da próxima troca, é C + P = P ÷ f + C₀

É aqui que a intuição erra. Produzindo 10 ppm por semana, com água nova limpa:

Dobrar a troca de 25 % para 50 % não corta o nitrato pela metade: corta por três. Não é milagre nem erro de conta — é a forma da fórmula: o (1 − f) ÷ f cresce depressa quando f é pequeno e desaba quando f se aproxima de 1. É a mesma razão pela qual TPA de 10 % parece "cuidar do aquário" e deixa o nitrato num patamar que ninguém escolheria.

E a torneira é piso, não desconto. O C₀ entra somado nos dois extremos: com água nova de 15 ppm e TPA de 30 %, o aquário estabiliza em 38 ppm, não em 23. Nenhuma porcentagem de troca desce abaixo do que a água nova traz — misturar osmose na reposição muda o piso, trocar mais não.

Como medir o seu P, em vez de chutar. Meça o nitrato logo depois de uma troca e de novo uma semana depois, sem trocar no meio. A diferença é o P do seu aquário, com a sua ração e as suas plantas — e ele muda quando qualquer uma das duas muda. É por isso que a página pede o número em vez de embutir uma média: não existe produção típica, existe a sua.

Por que não trocar tudo de uma vez

A conta permite 90%; o aquário nem sempre. Troca muito grande muda temperatura, pH, GH e KH de uma vez — e o estresse do choque pode ser pior que o nitrato alto que você está corrigindo. Em aquário que ficou meses sem manutenção, a água velha é um ambiente ao qual os peixes se adaptaram: a correção é escalonada, uma troca por dia, com o parâmetro medido entre elas. Em emergência de amônia ou nitrito, a lógica se inverte — aí a troca grande é o certo, porque o risco é agudo.

Serve para mais que nitrato

A mesma conta vale para qualquer coisa que só saia por diluição: resíduo de medicamento depois do tratamento, excesso de fertilizante, TDS acumulado em aquário de camarão, sal que precisa descer. Basta usar a unidade da sua medição no lugar do ppm — a matemática é a mesma.

A conta é diluição, e ela se refaz no papel. Trocar uma fração f do volume deixa (1 − f) do que havia, mais o que vem na água nova: final = medido × (1 − f) + água nova × f. Não há coeficiente empírico nem tabela de fabricante aqui — é a mesma aritmética de misturar dois copos. Daí saem, e você pode conferir um a um: de 80 para 20 ppm numa troca só são 75 %; em trocas de 30 % são 4; em trocas de 50 %, 2; de 40 para 20, uma troca de 50 % ou 3 trocas de 25 %. E é daí que vem a parte contraintuitiva: 30 % três vezes não tiram 90 %, tiram 66 %.

O equilíbrio também é aritmética, e a derivação cabe em duas linhas. No ciclo semanal o nitrato sobe P e depois uma fração f é trocada por água de C₀: no equilíbrio, o valor logo depois da troca repete, então C = (C + P)(1 − f) + C₀·f, que resolve para C = P(1 − f)/f + C₀; o pico da semana é C + P = P/f + C₀. Nenhum coeficiente de ninguém entra aqui — e você confere os três valores publicados acima (90, 30 e 10 ppm para P = 10) com uma calculadora de bolso. O que a fórmula NÃO sabe é o seu P: ele muda com ração e com planta, e por isso a página manda medir em vez de sugerir uma média.

O nitrato da torneira tem um teto legal — e ele é alto. A Portaria GM/MS nº 888/2021, do Ministério da Saúde, que alterou o Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5/2017, fixa o valor máximo permitido de nitrato em 10 mg/L expresso como nitrogênio (e nitrito em 1 mg/L, com um critério combinado no art. 39: a soma das razões de cada um para o seu limite não pode passar de 1). Dez miligramas por litro como N equivalem a cerca de 44 mg/L de NO₃⁻ — que é a unidade em que o kit de aquário costuma responder. Ou seja: uma água perfeitamente potável, dentro da lei, pode chegar à sua torneira com mais nitrato do que você tem no aquário.

Sobre esta citação, para você poder conferir. O texto oficial da Portaria está no Diário Oficial e no repositório do Ministério da Saúde, e nenhum dos dois se deixa ler por ferramenta automática. O que nós de fato abrimos e conferimos foi esta reprodução da tabela de potabilidade — é reprodução, não fonte oficial, e está dito aqui em vez de disfarçado num link. A fonte é a Portaria; o link é o que nós lemos.

A armadilha de unidade, que vale 4,4 vezes. Kit que reporta NO₃⁻ e kit que reporta NO₃-N medem a mesma água e imprimem números que diferem por 4,43 (a razão entre a massa molar do nitrato, 62,0, e a do nitrogênio, 14,0). Ler 10 no frasco pode significar 10 ou 44, e a diferença é a que separa "tudo bem" de "trocar hoje". Antes de discutir meta, confira no rótulo qual das duas o seu kit imprime — e use a mesma unidade para a torneira e para o aquário.

O teto pela ração, e por que ele é teto. Proteína tem 16 % de nitrogênio. Na engenharia de aquicultura em sistema fechado, a amônia que o peixe produz por dia é ração × proteína × 0,092: dos 16 %, cerca de 80 % é assimilado, 80 % do assimilado é excretado e 90 % sai como amônia (Ebeling, Timmons & Bisogni, Aquaculture 257, 2006, eq. 1). Com ração de 30 a 55 % de proteína isso dá 3 a 5 % do peso da ração — a mesma faixa de Losordo & DeLong (Global Aquaculture Advocate). O 0,092 supõe que fezes e sobra saem do sistema como lodo. No aquário o lodo fica no substrato e no filtro e vira amônia do mesmo jeito, só que depois — e o peixe adulto, na ração de manutenção, quase não guarda nitrogênio no corpo. Por isso, e isto é conta nossa, não da fonte: a página usa o 0,092 como piso e o 0,16 inteiro como teto. O teto não é coeficiente de ninguém, é conservação de massa: nitrogênio não aparece do nada. Exemplo, ração de 40 %: um kinguio de 15 cm com 0,6 g/dia em 100 L úteis fica entre 6,8 e 11,9 ppm por semana; dez neons com 0,04 g/dia em 60 L, entre 0,8 e 1,3.

Por que não publicamos quanto as plantas absorvem. A medição mais direta que achamos, com a elódea (Egeria densa), mostra a planta tirando amônio 5 a 6 vezes mais depressa que nitrato, por grama de massa seca (Feijoó et al., Limnetica 21, 2002) — sem variar luz nem concentração. Para virar conta, você teria de saber a massa seca das suas plantas, a luz, o CO₂ e em que forma o nitrogênio chega a elas. Uma «absorção média por planta» seria número inventado, e a página não publica número sem fonte. A planta aparece do único jeito honesto: a diferença entre o teto e o P que você mede.

Até onde a conta vai. Ela responde "quanto trocar para chegar a tal nitrato". O que produz o nitrato — ração, lotação, filtro maduro demais para o bioload — se resolve no aquário, e trocar água sem mexer nisso é enxugar gelo com calendário. E o limite é o do animal: a conta permite 90 %, o aquário nem sempre.