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La filtración

¿Qué es la filtración?

La filtración puede definirse como la separación de uno o más elementos sólidos de un elemento fluido (líquido o gas), mediante el paso de la mezcla a través de un elemento poroso filtrante, llamado filtro


¿Porqué es necesaria la filtración?

A veces olvidamos que el mantenimiento de los peces en un acuario, es confinarlos a una reducida cantidad de agua en comparación a su hábitat natural en libertad. En la naturaleza los desechos de los peces son instantáneamente disueltos. Pero en un acuario, los productos de desecho pueden transformarse rápidamente en niveles tóxicos.

Estos productos de desecho incluyen amoniaco (NH3), procedente de las heces de los peces y restos de alimento que no ha sido comido. La comida y las heces se pudren liberando amoniaco y pequeñas cantidades de amoniaco pueden matar a tus peces.

Obviamente, cuantos más peces, cuanto mayor sea la fuente de desechos, más rápido y en mayor gravedad tendremos problemas con el amoniaco. Un acuario pequeño muy alimentado y con peces de gran tamaño tendrá mucho más amoniaco que otro acuario más grande, con una alimentación limitada y peces pequeños. Pero para ambos casos es necesario un sistema de filtración para controlar la toxicidad del amoniaco.

Algunos aficionados intentan controlar los niveles de amoniaco únicamente con cambios de agua. Esto es muy útil, pero es poco práctico debido a la cantidad y frecuencia de los cambios de agua que se necesitarían.

Afortunadamente tenemos una fácil solución! De hecho, el mundo esta lleno de bacterias que no tienen otra cosa que hacer mas que consumir amoniaco y convertirlo en otras sustancias menos tóxicas. Para muchos aficionados estos procesos ocurren sin su conocimiento. Como siempre, el aficionado inteligente aprenderá a sacar partido del efecto beneficioso de las bacterias maximizando su crecimiento.

Cuando se monta un acuario nuevo, las colonias de bacterias no han tenido la oportunidad todavía de crecer. Durante un periodo de varias semanas este será un periodo peligroso para los peces. Puedes ir aumentando gradualmente la fuente de amoniaco (p.e., empezar tan solo con uno o dos peces pequeños y resistentes) para dar tiempo al crecimiento de estas bacterias beneficiosas. Esto se llama el "ciclado" del acuario, recordar que las bacterias descomponen el amoniaco en otras sustancias menos tóxicas, primero en nitritos y luego estos en nitratos, pero no atóxicas. Muchos peces pueden tolerar niveles razonablemente altos niveles de nitratos, pero con el tiempo estos se acumulan hasta llegar a ser tóxicos. También, debido a que el nitrato es un fertilizante, niveles altos pueden llegar a provocar un excesivo crecimiento de algas.


Sistemas de Filtración mecánica 




Pasan el agua a través de diferentes materiales con el fin de retener las partículas en suspensión del agua. Necesitan un mantenimiento constante de limpieza para evitar que se deposité detritus de materia que al descomponerse provocarían compuestos tóxicos para los peces (nitritos). Material que se utiliza es lana o "Perlón" que es ligero y es atoxica, podemos utilizar también esponjas sintéticas.

Recuerda que el amoniaco procede directamente de las heces de tus peces y de los restos de alimento. Si pudieras mecánicamente filtrar toda esa porquería antes de que se pudriera y diera lugar a amoniaco iríamos un paso por delante en el proceso. Sin mencionar además que esos desechos son anti estéticos a la vista y afean el aspecto general del acuario.

De forma sencilla la filtración mecánica es por tanto extraer partículas sólidas del agua del acuario. No es eliminar directamente el amoniaco, y tampoco elimina bacterias ni algas del agua, como tampoco elimina sólidos que estén bajo grava o entre las plantas o decoración.

Necesitamos otro sistema de eliminación de estos sólidos que se quedan atrapados en rincones de nuestro acuario. Uno de los métodos más sencillos es sifonar la grava, como parte de la rutina de cambiar el agua es algo que todo el mundo debería hacer. Aquí exceptuamos aquellos acuarios que usan sustrato vivo. Mucha gente utiliza bombas de agua para producir movimiento, con lo que aumentan las posibilidades de que el filtro mecánico atrape los desechos sólidos.

Un medio de filtraje con poros pequeños atrapa partículas pequeñas, pero se obstruye rápidamente. Por tanto, como regla general, un filtro físico grande se obstruirá mas lentamente que uno pequeño. A medida que el filtro se va ensuciando va cogiendo partículas cada vez más pequeñas, y llega hasta un punto en el que tampoco deja pasar el agua.



Sistemas de Filtración química

Su principal función es la eliminación de compuestos químicos que con la filtración mecánica no serian posibles. Los compuestos se derivan de la actividad metabólica como los nitratos o fosfatos o medicamentos. Materiales filtrantes que se utilizan en esta filtración son:

-Carbón activado: Material absorbente que a través de un complejo proceso fisicoquímico retiene moléculas de determinados compuestos.El Carbón Activo (CA) es elaborado a partir del carbón calentado en presencia de vapor a una muy alta temperatura, que produce en el carbón un alto número de diminutos poros, los cuales atrapan moléculas no polares por intercambio iónico y eliminan metales pesados y moléculas orgánicas las cuales son fuentes de colores y olores indeseables a través del proceso conocido como criba molecular.

El mejor CA para filtrar agua de acuarios es aquel que esta echo a partir de carbón y es macroporoso. Un buen carbón con macro poros es ligero y flota cuando se introduce en el agua. El CA que se usa para eliminar olores del aire son frecuentemente producidos a partir de cascaras de coco y son micro porosos, que para filtrar el aire interesa que sea mas denso por lo que no flota.

El fosfato en el CA se presenta por el hecho de que el CA procede del carbón, el cual fue una vez materia vegetal viva. Toda la materia viva tiene un alto contenido en fosfatos. Es sabido que al principio el CA suelta gran cantidad de fosfatos al agua y que con el tiempo disminuye. Este problema puede ser mitigado dejando el CA en remojo durante un par de semanas antes de su uso.

Algunos aficionados son reacios a usarlo debido a que el CA secuestra oligoelementos que son necesarios para la salud de las plantas y los invertebrados. La reducción de oligoelementos en acuarios plantados y de arrecife es un problema con o sin CA. Los potenciales efectos beneficiosos del CA son lo bastante importantes como para usarlo a pesar del secuestro que hace de los oligoelementos.

El CA no puede ser regenerado fuera del laboratorio, pero afortunadamente, su precio no es elevado, es lo suficientemente barato como para usarlo con libertad. Siempre lava tu CA antes de usarlo en el acuario, para eliminar toda la suciedad que acumula durante la manufacturación.

Aconsejar la cantidad a usar puede variar, pero parece que funciona mejor una pequeña cantidad cambiada frecuentemente que poner grandes cantidades durante largo tiempo. En resumen el CA es un excelente medio de filtración, barato y efectivo y esta altamente recomendado su uso en acuarios de todo tipo.



Otros tipos de filtacion quimica:
-Turba: Sirve para disminuir la dureza del agua y rebajar el pH. Esta también tiñe el agua.

-Zeolita: una variedad de filtración química especial es la zeolita, desarrollada para eliminar sustancias específicas. Una muy común esta hecha a partir de arcilla de zeolita (también usada como arena de gatos). Este medio elimina amoniaco del agua y es bueno para usarlo por periodos cortos de tiempo. El aficionado debe ser advertido que si la zeolita se utiliza cuando el acuario no esta maduro, cuando se esta ciclando un acuario nuevo el establecimiento de la filtración biológica se interrumpirá o retrasará.



Sistemas de Filtración biológica 

Se basa en la acción de determinadas especias de bacterias(Nitrosomonas o Nitrobacter)capaces de descomponer los desechos y convirtiéndolos en otros menos contaminantes para los animales del acuario. El proceso biológico de los peces, excretan amoniaco, que lo convierten en nitritos nocivos para los peces, existen bacterias que convierten los nitritos en nitratos (abono para las plantas) esta labor de transformación debe contar en donde alojarse las bacterias, en su sustrato donde la corriente de agua suministre materiales en suspensión a tratar y aportar oxígeno necesario para la transformación.
La filtración biológica es un término que hace referencia al crecimiento de bacterias consumidoras de amoniaco. Esto es importante para la salud de nuestro acuario y debemos mirar más detenidamente como funciona este proceso. Existen otros tipos de contaminantes que pueden causar problemas , pero con los regulares cambios parciales de agua necesarios para controlar los nitratos, es suficiente también para controlar los otros tipos de deshechos.

La madre naturaleza proporciona diferentes tipos de bacterias para descomponer el amoniaco primero en nitritos mediante nitrosomonas sp., y luego estos a nitratos mediante nitrobacter sp. Estas bacterias no son dañinas y son muy abundantes en la naturaleza. De echo son tan comunes que no es necesario que las añadamos a nuestro acuario, puesto que la naturaleza lo hace por nosotros.

Estas bacterias en presencia de amoniaco y/o nitritos y oxigeno crecerán de forma natural. Las bacterias se adhieren a la decoración, rocas, grava, están por todo el acuario. Daros cuenta que todavía no hemos dicho nada de filtración física y ello es porque para que se de un crecimiento de bacterias tan solo son necesarias tres cosas:

1. Una superficie sobre la que asentarse,
2. Amoniaco para alimentarse, y
3. Agua rica en oxigeno.

Esto suena demasiado sencillo, ¿Por qué se necesita la filtración física?

Si limitas la cantidad de peces a la que una filtración biológica puede asumir o soportar, no necesitarías una filtración física. Pero desafortunadamente no se pueden mantener un alto número de peces tan solo con la biofiltración natural.

En las últimas décadas esta afición ha visto como van apareciendo nuevos tipos de filtración biológica que pueden aumentar enormemente la capacidad de crecimiento de estas colonias de bacterias en el acuario. En esencia, todos los tipos de filtración biológica lo que hacen es proporcionar una superficie adicional donde se puedan asentar las bacterias y un incremento de el oxigeno disponible. 

Materiales utilizados para la filtración biológica:

-Cerámica porosa: Son pequeños tubos huecos de gran porosidad que ofrecen una gran superficie para el asentamiento de las bacterias. Este material esta sometido a un tratamiento especial que permite una gran superficie donde se puedan ubicar las bacterias.
-Bio-bolas: Son esferas de plástico para llevar al máximo la relación superficie-volumen. Huecas y llevan entrecruzadas en su interior una serie de laminillas colocadas de forma que el agua sea desviada en todas direcciones en su interior. Son utilizadas principalmente en los sistemas de filtración seco-húmeda.

-Grava y arena de cuarzo: Se puede conseguir en diferentes granulometrías y ofrece un buen sustrato para el crecimiento de las bacterias.



Sistemas de Filtración interna 
Se entiende por sistema de filtración interna toda aquella que se realiza dentro del acuario que puede ser tanto mecánica como biológica. Existen varios tipos de filtración que a continuación se detallan.

Filtros de esponja: son filtro en los cuales se hace pasar el agua por la esponja introduciendo un aireador dentro de la esponja.

Filtros internos: los cuales van adosados a las paredes de los acuarios. Algunos pueden incluir un sistema venturi que aporta la entrada de aire, y con él oxigeno, al agua del acuario.

Filtros de mochila: estos se colocan en el borde de los acuarios, tambien son llamados filtros de cascada. 





Sistemas de Filtración externa 

Se entienden por sistemas de filtración externa todos los filtros cuya ubicación esta colocada fuera de la urna del acuario. Al igual que los sistemas de filtración interna pueden ejercer según sus especificaciones funciones de filtración mecánica, química o biológica.
Existen varios tipos:

-Filtracion externa con bomba: Debido a su gran potencia, se emplea para tanques medianos y grandes. Es complicado ocultarlo de la vista, pero después de los seco-húmedos son los mejores para el tanque tropical ya que según el material filtrante pueden realizar los tres tipos de filtrado. Es uno de los más extendidos por su efectividad y los gratificantes resultados. Estos suelen tener una forma de prisma rectangular o cilíndrica. Se organizan con la cabeza de poder o bomba de agua en la parte superior y el material filtrante en la parte inferior. 
Ya existen algunos modelos con altisimas cualificaciones y novedosas tecnologias, las cuales nos indican cuando debemos limpiar el filtro, controlar el flujo de agua... etc.
Otras prestaciones es el poder complementar con esterilizadores UV o reactores de CO2.

-La filtración seco-húmeda: Consiste en un filtrado externo de bomba con una gran superficie de contacto seco-húmeda por lo que se realiza una magnífica filtracion biológica. Son ideales para grandes tanques y tienen un gran rendimiento. Son sin duda los mejores. 
Este tipo de filtro potencia la filtración biológica aumentando el área de contacto entre el agua y el aire por lo que se provoca un mayor intercambio gaseoso. Este mayor espacio se concreta en una zona de mayor tamaño para el asentamiento y reproducción de la colonia bacteriana.

Las bacterias encargadas de la degradación de la materia orgánica reciben el nombre de bacterias aerobias y necesitan de oxígeno para reproducirse y asimilar los detritos a eliminar.

Estos detritos, gracias a la acción de la colonia de bacterias y al aporte constante de oxígeno, son transformados en diferentes fases de oxidación, de compuestos altamente tóxicos y nocivos para los habitantes del acuario en compuestos asimilables por las plantas.

Los filtros seco-húmedos gracias a su mayor área de intercambio gaseoso mantienen una colonia de bacterias mucho más importante que la instalada en los filtros biológicos de placas.

Debido a ello la instalación de este tipo de filtrado permite mantener una mayor población de peces que el mismo acuario con otro sistema de filtrado.

Tras explicar a groso modo las peculiaridades de los filtros seco-húmedos, vamos a describir más detalladamente está modalidad de filtración también llamada “dry-wet” o filtro de goteo.

Por sus particularidades podemos comenzar diciendo que resultan más efectivos que un filtro biológico de placas convencional. Por otra parte y refiriéndonos a instalaciones marinas resaltar que la arena coralina que se instala como filtración biológica en el fondo del acuario deja de ser necesaria y pasa a ser un mero elemento decorativo.

Principios de funcionamiento del filtro

La toma de agua del acuario se realiza en la superficie del tanque a través de un sifón o una succión que funciona como prefiltro al poderle añadir elementos de filtración mecánica para la retirada de las partículas de mayor tamaño. Punto A del diagrama.

Una vez introducida el agua en el filtro se encuentra con un “sprinkler” o rociador rotativo (punto B del diagrama) que dis-tribuye el agua sobre una serie de bandejas perforadas, colocadas correlativamente unas encima de otras rellenas de sustrato bio-lógico, coral o conchillas molidas.




El agua va cayendo paulatinamente entre las bandejas con lo se consigue una fina lluvia de agua altamente oxigenada lo que repercute en el mantenimiento de una enorme colonia bacteriana. Punto C del diagrama.

Una vez finalizada la zona de filtrado en seco pasamos a la parte de filtrado sumergido. Donde se encuentran situadas varias cámaras independientes de filtrado donde podemos ubicar diferentes tipos de materiales filtrantes. Sustratos, canutillos, conchas, corales o carbón activo. Punto D del diagrama. Por último, el recorrido finaliza en una cámara de recuperación donde una bomba retorna el agua filtrada al tanque. Punto E del diagrama. 

Ventajas e inconvenientes de este tipo de filtro

Los filtros que basan su funcionamiento en esta técnica carecen de tapa puesto que producen un gran intercambio de gases. Esto puede repercutir en los elementos del exterior que pueden verse afectados por la corrosión de la salinidad del agua.

Hemos visto como en este tipo de instalación la colonia bacteriana se multiplica enormemente. Esto es una ventaja clarísima para un buen grupo de acuarios: de arrecife marinos y de cíclidos africanos sobre todo. Por el contrario la gran superficie de intercambio gaseoso provoca que perdamos mucho más CO2 que con otro tipo de filtro con lo que se verán afectados aquellos acuarios densamente plantados.

El CO2 es más soluble que el oxígeno, por ello cuando se dan las condiciones acuáticas idóneas perdemos muy rápidamente el CO2 tan necesario para nuestras plantas. La solución no está en impedir el intercambio de gases, puesto que también anularíamos la toma de oxígeno.

Existen casas como Eheim que fabrican filtros seco-húmedos presurizados parcial-mente que presentan una menor zona de contacto con el aire. Aún así perderemos CO2 que puede hacernos fluctuar el grado de PH. Otro inconveniente que se nos puede presentar con este tipo de filtro es una subida relativamente rápida del nivel de nitritos.

Si no empleamos un buen pre-filtro mecánico va a llegar un momento en que el rociador y las bandejas se van a ver saturados y van a impedir una correcta circulación del agua. Para evitar este problema deberemos ser muy estrictos con el mantenimien-to de nuestras masas biológicas y los cambios de agua.

   


Fuentes:
chemilio
bio-nica.info
El Acuarista Chile
El Acuario de Articus
Aquanovel

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