Bienvenido a esta nueva entrada del blog donde hablaremos de los principales materiales que podemos encontrar destinados a cubrir las necesidades de filtración biológica de toda instalación destinada a mantener organismos acuáticos.
Antes de nada debemos hablar sobre que es la filtración biológica y el porqué de su importancia.
Uno de los muchos problemas a los que el acuarista, técnico o responsable de una instalación acuícola se enfrenta es la acumulación de los desechos resultantes del metabolismo de los organismos mantenidos en ellas. Este proceso de acumulación de desechos peligrosos es de especial relevancia cuando hablamos de “consumidores de proteínas”. A modo de burda generalización entendamos como consumidores de proteínas a peces e invertebrados. Se da la circunstancia en los animales que en sus procesos nutricionales se generan constantemente desechos ricos en nitrógeno (proteínas, aminoácidos, ureas, amonios/amoniacos,…). Estos desechos en su descomposición, bien por la actuación de bacterias descomponedoras o bien de forma espontánea por acción de otros fenómenos fisicoquímicos, las moléculas orgánicas nitrogenadas se van fraccionando, degradando y convirtiendo en compuestos cada vez más sencillos hasta llegar formarse amoniaco (NH3), como el compuesto acumulable más sencillo de toda una cascada química. Aclaremos que dependiendo del pH del agua, ese amoniaco se presentará en su forma de ión amonio (NH+4), un compuesto algo menos toxico que el amoniaco, pero para no perdernos en líos conceptuales de la química por el momento obviaremos este ion amonio y lo consideraremos como amoniaco sin más florituras. Esta sustancia nitrogenada, el amoniaco, es altamente toxica para muchos animales, en especial para los peces, y si nada lo remedia se irá acumulando en el agua de la instalación hasta alcanzar con rapidez concentraciones toxicas que acabarán con la vida de los habitantes. Este es el principal motivo de las muertes masivas de peces en acuarios nuevos bajo el cuidado de personas noveles o con escasos conocimientos.
Para atajar este problema desde el punto de vista de la filtración se nos presenta el concepto de filtración biológica, en la cual con ayuda de ciertos organismos (principalmente bacterias) podemos evitar esa acumulación de amoniaco. No es mi intención profundizar este tema aquí, un sencillo texto de blog, pues es algo de lo que se han escrito y se podría seguir escribiendo libros y más libros por lo que solo daré una pinceladas para entender el asunto los más claro y útil posible, dejando para otros artículos y charlas especificas el peso del tema.
Con ayuda de estas bacterias podemos establecer dentro de nuestro acuario o instalación una de las fases más importantes del ciclo del nitrógeno, la mineralización, en la cual el nitrógeno contenido en la materia orgánica es liberado de la misma para formar compuestos inorgánicos sencillos. Este proceso sigue la siguiente ruta de transformación química:
Cuando instalamos un filtro en nuestro acuario debemos “madurarlo”, es decir, debemos dejar que se pueble de las bacterias encargadas de estas transformaciones. El amoniaco resultante de la degradación de los desechos orgánicos será convertido por estas bacterias en nitrito (NO2–). Pero no nos dejemos engañar, el nitrito es todavía más peligroso y toxico que el amoniaco por lo que es indispensable que sea rápidamente convertido en nitratos (NO3–). A diferencia del nitrito, el nitrato es muchísimo menos peligroso y tenderá a acumularse si no es retirado del agua. Junto el fosfato, del cual hablaremos en otros artículos, el nitrato servirá como abono para algas y otras plantas acuáticas. Nuestros animales poseen una alta a las concentraciones de nitrato, sin embargo no es bueno dejar que este se acumule más de lo necesario. EL nivel aceptable de nitrato en agua es bastante dependiente de lo que queramos mantener en el agua y de en que condiciones queramos hacerlo, aunque yo no sobrepasaría los 20 ppm en acuarios de agua dulce y más de 5 ppm en acuario de agua salada. Y por supuesto siempre intentando que el nivel de nitrato sea el menor posible con ayuda de cambios de agua y otros consumidores de este elemento.
Esta conversión de elementos nitrogenados es indispensable que esté presente en toda instalación destinada a albergar animales acuáticos lo que convierte a la filtración biológica en el “la filtración más importante y siempre necesariamente presente de todas”. Esta ruta de transformación química no es cerrada y unidireccional pudiendo llegar a ser tan compleja y completa como necesitemos o seamos capaces de controlar.
Llegados a este punto quisiera hacer un par de aclaraciones dentro del mundo de la filtración biológica. Las bacterias nitrificantes son organismos que no solo estarán presentes en el interior del filtro. Toda superficie en contacto con el agua (rocas, arena, madera, cristal, tuberías, bombas de agua,…) y la propia columna de agua, constituirán un medio que será rápidamente poblado por bacterias nitrificantes funcionales cuando el sistema comience a aumentar la biomasa de peces e invertebrados de su interior. Sin embargo estas superficies generalmente se muestran insuficientes para albergar las bacterias suficientes para realizar una conversión eficaz del amoniaco en nitrato. Por este motivo el mercado ofrece una gran cantidad de materiales destinados a poder albergar, potenciar y concentrar esa población bacteriana. Por otra parte, también existen técnicas de montaje que llevan la filtración biológica a otro nivel, convirtiendo los acuarios o instalaciones en auténticos biorreactores autofiltrantes cuyo funcionamiento persigue los mimos procesos filtradores que se dan en los ecosistemas acuaticos, pero estos sistemas de filtración natural es materia de la que hablaremos otro momento.
Entre los diferentes materiales destinados a la filtración biológica que podemos encontrar en nuestro comercio de confianza tenemos:
- Materiales plásticos
- Materiales cerámicos
- Arenas y conglomerados
Todos ellos ofrecen grandes superficies de asentamiento bacteriano y un buen paso de agua para que nuestra población bacteriana tenga suficientes nutrientes y pueda desarrollarse adecuadamente. Entre los materiales plásticos cabe destacar las llamadas biobolas. Estructuras plásticas, flotantes o no, con una elevada relación superficie volumen debido a las más o menos complicadas estructuras internas que presentan. Existen de muchos tipos, formas y materiales, cada uno destinado a ser usado en de un modo o en un filtro concreto.
Aunque muy usadas para el retirado de partículas en suspensión, las fibras entrelazadas como las redes compactas y esponjas, son muy buenos materiales destinados a albergar bacterias. Tanto por la naturaleza del material como por una relación superficie/volumen superior al de las biobolas, estos materiales ofrecen un ambiente excepcional para la población bacteriana. Sin embargo, como acabamos de decir, son materiales usados también en la filtración mecánica, por lo que tienden a acumular partículas rápidamente hasta colapsarse, requiriendo una mayor frecuencia de lavados que las mencionadas biobolas.
Entre los materiales cerámicos tenemos principalmente canutillos, cilindros y esferas cerámicas o de vidrio comprimido, piezas de arcilla expandida,… todos ellos materiales con décadas de uso a sus espalda y eficacia contrastada. Cabe destacar los materiales fabricados con vidrio prensado. Debido a la porosidad de algunos de estos materiales, la gran superficie que ofrecen al asentamiento bacteriano es más que remarcable. Algunos pueden llegar a ofrecer condiciones ambientales a las bacterias especiales en las que el nitrato puede llegar a ser consumido parcialmente por bacterias específicas para eliminarlo del agua en forma de nitrógeno gaseoso. Sin embargo requieren de mayor mantenimiento y limpieza que las piezas de cerámica, debido al rápido colapso de los poros, como ocurre con redes y esponjas.
Dependiendo de la instalación y objetivos a alcanzar, se pueden usar diferentes tipos de arenas y conglomerados destinados a ser usados como soporte de la comunidad bacteriana filtradora. Como se puede deducir de lo comentado líneas arriba, a medida que el tamaño de grano disminuye, la superficie disponible para las bacterias aumenta, pero a su vez el colapso del material debido a la retención de partículas en suspensión y sobrecimiento bacteriano también aumenta, haciendo que los lavados del filtro sean frecuentes. Por otra parte, las arenas y gravas pueden no ser químicamente neutras, lo que condiciona su uso y naturaleza a según el contexto de la instalación y objetivos. Por ejemplo, al usar una arena con base calcárea (carbonato cálcico) en un acuario destinado a mantener especímenes de aguas acidas y blandas se producirá una reacción química entre el agua y la arena, situando el pH del agua y otras sales disueltas en niveles poco adecuados para estos organismos. Por el contrario, al usar este tipo de arena en un acuario destinado a especies de aguas alcalinas, la formación de carbonatos disueltos nos ayudará a mantener unas condiciones de pH alto muy deseable.
Para concluir este articulo comentar que no olvidemos a las bacterias mineralizadoras que crecen fuera del filtro, cubriendo toda superficie solida en contacto con el agua. Estás también tienen un papel de importancia para la maduración de materiales de filtración de reemplazo e intervienen directamente en la capacidad filtrante de la instalación, pero requieren de un control en forma de un mantenimiento de periódico para evitar el colapso de mangueras, frenando rotores de bombas,… en definitiva, somos dependientes de las bacterias del filtro. Sin ellas el filtro biológico no funciona, pero de igual modo, debemos preocuparnos por mantener y cuidar toda la instalación para mantener a nuestras aliadas en las mejores condiciones posibles. Una población bacteriana sana y fuerte siempre es sinónimo de una vida larga y feliz para nuestros peces e invertebrados. Es así de simple y complejo a la vez.
Un saludo y nos vemos próximamente.
Juan José Díaz
