Calidad del Agua en acuarios Marinos Además de los sistemas de iluminación y de filtración, nada garantizara tanto el éxito de un acuario de arrecife como la calidad de su agua. En otras palabras: “sin la apropiada calidad de agua los habitantes del tanque no sobrevivirán”. Para tener un desarrollo normal y favorable, la calidad del agua del acuario debe de ser equiparable a las aguas del océano. Alrededor de un billón de años atrás la vida inicio en el mar. La razón principal para este hecho, es que el mar era la única porción de la tierra primitiva, que poseía las propiedades para el mantenimiento de la vida. Por ejemplo, el agua de mar es un solvente para los electrolitos (iones) y oxigeno los cuales son esenciales para la vida. El agua de mar es también un solvente para el carbono >bióxido de carbono, el cual es acumulado durante los procesos vitales, y debido a que el CO2 es volátil puede ser fácilmente disipado de la superficie del mar. El volumen del mar es tan grande que puede absorber grandes cantidades de calor o perder grandes cantidades de calor con mínimos cambios en la temperatura. El volumen del mar es tan grande que cambios significativos en su composición ocurren en un periodo de cientos o miles de años. Finalmente la composición dieléctrica, la tensión superficial y otras propiedades físicas, todas importantes para mantener y proteger la vida. Esto explica la similitud del agua del mar de tiempos prehistóricos y el agua que rodea las células de los vertebrados. Esto es lo que brinda la característica principal del medio oceánico que se encuentra poblado en las tres dimensiones del espacio, es decir, a lo largo, a lo ancho y en profundidad. Cuando el hombre quiso reproducir el medio oceánico en un sistema cerrado, fracaso inicialmente por la mortalidad casi inmediata de los animales marinos, el error principal, consistía en que lo trataba como acuarios de agua dulce, a excepción de agregarle sal. El mantenimiento exitoso de los animales marinos en cautiverio se logro hace casi treinta años, cuando ocurrió la comprensión del ciclo del nitrógeno. Y puso de manifiesto la importancia de conocer la composición tanto química como física del agua y el destino y metabolismo de los procesos biológicos. Además mantener dichos parámetros tan similares como fueran posibles a las características del océano. Tarea complicad por la inmensidad del mar y sus recursos naturales para depurar los desechos y mantener la calidad constante. Un factor adicional es el stress causado a los corales por mala calidad del agua, por la presencia de sustancias tóxicas, el transporte y el proceso de aclimatación posterior a la compra de corales nuevos, etcétera. La buena calidad de agua evita los factores de stress trayendo muchas ventajas. El stress reduce la capacidad de resistencia de los corales. De lo anterior se desprende que en un acuario exitoso, uno de los elementos primordiales en un ecosistema cerrado es la calidad del agua. Y no significa que tener agua pura y cristalina es tener agua de calidad. Para tener agua de calidad es necesario considerar muchos más parámetros que solo la claridad del agua y que conseguir Agua de calidad requiere los cuidados y la paciencia suficiente para madurar el acuario de manera adecuada. Subir El agua constituye el soporte vital de los inquilinos. Es a partir de ella de donde obtienen los elementos necesarios para el mantenimiento de sus funciones vitales y es hacia ella donde liberan los desechos producidos por el metabolismo celular. El intercambio necesario entre el medio interno de los organismos y el agua, los expone a los cambios del medio ambiente y a las substancias toxicas del desecho biológico acumuladas en un sistema cerrado. La calida de agua que se mantenga en el tanque tendrá un impacto definitivo en el éxito, supervivencia, salud, belleza y crecimiento coralino. Los aspectos que comprende la calidad del agua son diversos, tanto físicos como químicos, algunos son fáciles de monitorizar mientras que otros no, son más complicados de determinar y las pruebas tienen cierto grado de incertidumbre. Como se menciono parte de la calidad se refiere específicamente a los niveles químicos del agua y es de suma importancia mantenerlos dentro de rangos seguros para los habitantes. Hablando en forma general los siguientes parámetros debe mantenerse y vigilarse: Parámetros Físicos Movimiento > volumen del tanque X 5 gph (Galones por hora) Temperatura 72 - 78oF / 23°C-26°C Gravedad Especifica 1.022 - 1.026 Salinidad 32 - 36o/oo (partes por mil) Parámetros Químicos pH 8.0 - 8.4 Alcalinidad 6 - 9 DKH : 2.5 y 3.5 meq/L Bióxido de Carbón 2 - 5 ppm(partes por millón) Calcio 400 - 450 mg/L Potencial Oxidación-Reducción (POTENCIAL REDOX) +250 - 375 mV Oxigeno Disuelto >5.5 ppm Amonia < 0.25 mg/L Nitrito < 0.25 mg/L Nitrato < 30 mg/L Fosfato < 0.03 mg/L Hierro 0.1 - 0.2 mg/L yodo 64 mcgr/L Subir Propiedades Físicas del Agua Salada Las principales propiedades físicas del agua están en función de la temperatura, salinidad (S) y presión. La presencia de sales agrega algunas propiedades como la presión osmótica. Propiedades como la compresibilidad, expansión térmica e índice de refracción, son alteradas sólo ligeramente por salinidad. El punto de congelación y la temperatura de la máxima densidad son dependientes de la salinidad. Otra propiedad física importante es la presencia de partículas en suspensión. La absorción de luz varía de acuerdo a la cantidad de materia disuelta en suspensión, aumentando así la dispersión de luz y por tanto aumenta la absorción en las capas de igual espesor. El movimiento modifica significativamente algunos procesos importantes. Altera completamente la conducción de calor, difusión química y transferencia de una capa a otra, debiéndose tomar en cuenta el coeficiente de turbulencia que depende de la presencia, velocidad y duración de las turbulencias. Resumiendo: Las propiedades físicas del agua de mar dependen de tres variables, temperatura, salinidad y presión, y pueden determinarse con gran exactitud. Mientras que otras dependen de variables como la cantidad de materia en suspensión o de las características del movimiento y que no puede determinarse con exactitud Subir Temperatura La temperatura: En oceanografía se mide en grados Celsius. La exactitud de las mediciones es= 0,02º C. Mantener una temperatura apropiada es vital para la salud de los acuarios de arrecife. Si no logramos proporcionar el rango de temperaturas correcta, no alcanzaremos el éxito no importa lo qué hagamos. Para obtener los mejores resultados la temperatura debe estar entre 23 / 26.8° y (72°F a 78°F. C). Si la temperatura varía algunos grados durante el curso del día esto generalmente no es un problema. El problema más común es una temperatura demasiado alta, 80oF+ o más. La alta temperatura crea problemas debido a la incapacidad del agua para retener gases disueltos. Gases disueltos tales como CO2 y O2 son particularmente importantes para la salud de los corales y especialmente los SPS. Mantener la temperatura del agua constante es uno de los parámetros que podemos y debemos controlar constantemente en el acuario. Aunque en la naturaleza la temperatura puede variar hasta 10º F (5,6º C) en un día, normalmente no ocurre y además no significa que a los corales les guste. Los corales pueden ser extremadamente sensibles a oscilaciones de temperatura, mostrando la retracción de los pólipos con gran rapidez. Los peces también son extremadamente sensibles ya que la temperatura afecta directamente a muchas variables del agua tales como la densidad. Si la temperatura de su sistema no puede mantenerse por debajo de 80°F usted experimentará problemas tarde o temprano. La temperatura debe oscilar entre 72°F y 78°F. (22 ÷ 26.8°C). La temperatura promedio del agua en los arrecifes tropicales es de 25° C, pudiendo tolerar sus habitantes variaciones entre 20° y 30° en condiciones extremas casuales, afortunadamente la temperatura no varía más de 1 grado durante el periodo de 24 horas. La temperatura ideal tiende a ir hacia el extremo bajo, entre 24° y 25° C. La habilidad de controlar la temperatura es clave para éxito de un acuario, sobre todo cuando hay invertebrados. A valores mayores que 30º C los peces comienzan a sofocarse y con los invertebrados tipo pólipos y corales, ya se presentan serios problemas. En los océanos, la temperatura varia de –2º C +30º C. El límite inferior es determinado por la formación del hielo y el límite superior por los procesos de radiación e intercambio de calor con la atmósfera. (En áreas cercanas a tierra la temperatura puede ser mayor pero en el océano abierto raramente excede los 30º C). La temperatura varía en los acuarios de arrecife de la superficie al fondo, también varia grandemente de acuerdo a la estación y si el acuario esta expuesto a la luz solar y a la cantidad, frecuencia y fuerza del movimiento del agua. El movimiento de agua en el acuario ayuda a distribuir uniformemente la temperatura y la conducción de calor entre las diferentes capas. Cuando la temperatura se eleva y tiende a llegar a los 30º C, Hay varias soluciones posibles a esto y una o todas pueden ser necesarias. Primero usted debe asegurarse de que la parte superior del tanque tenga circulación adecuada de aire, teniendo un espacio bien ventilado. Esto ayudará al intercambio de gases y a la refrigeración por la evaporación, esto retardará la acumulación del calor en el espacio. Colocar un sump abierto y que proporcione un área grande de superficie para la refrigeración por evaporación. La refrigeración por evaporación puede ser realzada más a fondo colocando un ventilador sobre la superficie del agua. La solución más costosa pero más eficaz, es comprar un enfriador de agua salada (chiller). Algo menos costoso es comprar una unidad del aire acondicionado para el cuarto del acuario. En el extremo bajo el control es mas fácil, basta con colocar un calentador automático con el vatiaje apropiado al tamaño del tanque. Subir Salinidad Es dada en gramos por kilogramos de agua salada es decir, parte por mil y su símbolo es %o. La salinidad (S) del agua de mar es esencialmente una medida de las sales disueltas en un kilogramo de agua de mar. Un valor promedio para los océanos es de 35 gramos por kilogramo. Las sales disueltas, antes de desarrollar nuevas propiedades, actúan en mayor grado alterando las propiedades físicas de las aguas puras. Por ejemplo, ejercen cambios pequeños en la compresibilidad, expansión térmica, refractividad y cambios más grandes en el punto congelamiento, densidad, temperatura de densidad máxima y conductividad eléctrica. No es práctico medir esta cantidad directamente. Una de las generalizaciones más importantes en oceanografía es la llamada Ley de Constancia de Composición. Esta ley establece que para los constituyentes principales del agua, las proporciones son virtualmente constantes sin considerar la concentración absoluta del total de sólidos. Esta relación es importante porque de esta forma nos permite encontrar la salinidad sólo con determinar la concentración de unos de ellos. En el acuario de arrecife la salinidad ideal es de 32 – 36 o/oo (partes por mil). Se ha demostrado la existencia de una relación entre la salinidad y la conductividad eléctrica del agua de mar y, como esta propiedad puede medirse fácilmente se usa para estimar la salinidad. Se ha adoptado una "Escala Práctica de Salinidad, 1978" (PSS 7 (UNESCO, 1979, 1981) basado en medidas de conductividad Subir Densidad La densidad se define como la masa por unidad de volumen. En el sistema c.g.s. la densidad se expresa en gr. cm3. La gravedad específica es definida como la relación de la densidad con la del agua destilada a 4º C. En oceanografía, generalmente se usa la gravedad específica. La densidad del agua de mar depende de tres variables: Temperatura, Salinidad y Presión. La densidad disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presión y la salinidad. La relación entre la densidad y los parámetros de salinidad y temperatura no es lineal, es mas sensible a la temperatura que a la salinidad, y la densidad se altera menos con los cambios a bajas temperaturas. La gravedad específica se utiliza para medir la salinidad relativa del agua de mar comparada al agua destilada. El agua destilada tiene una gravedad específica de 1.000 mientras que el agua de mar se extiende a partir del 1.022 a 1.030 dependiendo de la región. La gravedad específica se mide con el uso de un hidrómetro o un refractómetro que es más exacto y se debe mantenerse entre en el acuario entre 1.022 y 1.025. Alguno autores recomiendan una gravedad específica elevada la (1025-1027), por encima de lo (1022-1025). La razón para una gravedad específica mas alta, es la de minimizar las infecciones bacteriológicas. Graig Bingman escribió que en la filtración biológica (bacteriológica) del acuario esta presente Vibrión. Vulnificus, y que tiende a crecer y vivir en aguas que contiene altos niveles de nutrientes y baja densidad. Y V. Vulnificus no tiene valores significativos en los arrecifes y por lo tanto no es importado de estos (los arrecifes contienen niveles de nutrientes pobres). La discusión reciente sobre que el vibrión vulnificus causa enfermedad en corales y puede extenderse a los acuaristas que tienen contacto con el agua y corales del acuario. Subir Presión Se mide en atmósfera o en unidades de sistema c.g.s. Una atmósfera se define como la presión que ejerce una columna de mercurio de 760 mm. De alto por centímetro cuadrado (cm2) a una temperatura de 0º C, donde la aceleración de la gravedad es 980,65 cm. s-2. La unidad c.g.s. de presión es dina.cm-2 y 1 atm. = 1,0133 x 10º dinas cm-2. Un millón de dinas .cm-2 es igual a 1 bar. La unidad empleada en oceanografía por ser práctico es 1 dbar que equivale a 0.1 bar. La presión ejercida por cm2 en un 1 m. de agua salada es muy cercana a 1 dbar, es decir, la presión hidrostática en el mar aumenta en un dbar por cada metro de profundidad. Por tanto, la profundidad en metros y la presión en decibares tienen aproximadamente el mismo valor. Esta regla es suficientemente exacta para determinar el efecto de la presión sobre las propiedades físicas del agua, pero para detalles de la distribución de la presión debe calcularse a partir de la distribución de la densidad. El rango en presión será de cero en la superficie hasta más de 10,000 decibares en la parte más profunda del océano. Subir Presión osmótica El fenómeno de la ósmosis depende de la existencia de membranas semipermeables. Estas membranas, naturales o artificiales, tienen la propiedad de dejar pasar a través de ellas ciertos tipos de moléculas, pero otros no. Cuando el potencial químico de una sustancia cuyo paso es permitido por la membrana es el mismo a ambos lados de la misma. Se establece el equilibrio, Supongamos que a un lado de la membrana tenemos la sustancia pura o disolvente y al otro lado existe una solución de un soluto en el mismo disolvente. Si la temperatura y la presión son iguales a ambos lados, el disolvente fluirá desde el recinto en que está puro hacia la disolución donde está el soluto y, por tanto, tiene menor potencial químico. Subir Conductividad Eléctrica Es una medida que nos indica la menor o mayor facilidad que tiene un sistema en dejar pasar la corriente eléctrica. Esto hecho se mide en siemens. En nuestro caso este sistema es el agua, el agua al tener disuelta en ella un número variable de sales presenta una conductividad alta, y se ve aumentada si el número de sales disueltas aumenta, por lo tanto midiendo la conductividad del agua nos indica la cantidad de elementos disueltos en ella, y constituye un buen sistema para medir la dureza del agua Subir Turbidez Podríamos definirlo como la claridad que tienen las aguas, es debido a las sustancias disueltas en ella y a las partículas en suspensión. A mayor numero de partículas, menor claridad y menor difusión de la luz, y dependiendo del tipo de partículas es el color que toma el agua. Lo ideal es conseguir un agua transparente y cristalina que hace resaltar más el colorido de peces y corales en el acuario. El agua cristalina indica buena calidad de agua con poca materia orgánica disuelta. Mantener aguas cristalinas es esencial para tener éxito con los SPS. Las aguas amarillentas debidas a contenidos de materia orgánica en suspensión, pueden ser eliminadas por el tratamiento con ozono. Subir Movimiento Las aguas de los océanos del mundo están sometidas a amplios movimientos o corrientes: unas de gran velocidad, otras muy lentas; unas periódicas, otras intermitentes. Las corrientes, tanto por su anchura, extensión y profundidad como por su permanencia, se convierten en los agentes principales de transporte del calor y nutrientes. Sin el movimiento apropiado de agua el gas se vuelve pobre en el acuario y causa muchas complicaciones en el agua (mucha de la concentración química de estos gases en agua depende de ello). Para asegurar un adecuado intercambio de gas, yo recomendaría una fuente de aire fresco donde se mantiene el acuario. Subir Propiedades químicas del agua salada El agua salda está formado por una compleja solución salina, con una concentración constante. Es una solución en la que se encuentran un gran número de elementos químicos, gases disueltos y nutrientes. Las sales disueltas son electrolitos en solución acuosa ionizada, lo cual da al agua de mar propiedades químicas complejas. Entre las sales más importantes, se distinguen: El cloro(Cl) y el sodio (Na) son los constituyentes fundamentales del agua del mar y se encuentran en forma de cloruro de sodio que se conoce como la sal común. Representa el 80 por ciento de las sales en solución Esta composición es muy semejante a la de los líquidos orgánicos como la sangre, los líquidos viscerales que forman el medio interno de los animales y que juegan un papel decisivo en la fisiología, es decir, en las funciones de estos seres vivientes. Después del sodio y el cloro, el magnesio es el elemento mas abúndate. Se encuentra en una relación constante respecto al cloro. Se combina con otros elementos formando cloruro de magnesio, sulfato de magnesio y bromuro de magnesio y está presente en el esqueleto de algunos organismos marinos La cantidad de calcio que contienen es menor que la de los elementos anteriores y su relación con el cloro permanece relativamente constante. Este calcio, combinándose con los carbonatos, constituye la estructura del esqueleto, interior o exterior, de un gran número de organismos, como los corales y las algas calcáreas, también se encuentran en los caparazones de los crustáceos y en la concha de los moluscos. El sexto elemento en abundancia es el potasio, que tiene su relación constante con el cloro. El bromo forma bromuros, aunque su proporción es pequeña. El estroncio es un elemento que se detecta junto con el calcio por la dificultad técnica para poder separarlo. Puede formar parte del esqueleto de algunos organismos marinos. Los otros elementos que los oceanógrafos químicos consideran como componentes principales del agua del mar son el boro y el flúor. Otros elementos raros que se encuentran en solución son yodo, sílice, aluminio, hierro, cobre, oro, etc. Así como Gases disueltos, tales como oxígeno, nitrógeno y carbono. Y sales nutritivas esenciales para la vida vegetal como, fosfatos y silicato, y sustancias orgánicas (ciclo del nitrógeno) disueltas o coloidales. Además de estos elementos existen otros que están disueltos en pequeñas cantidades resultando difícil identificarlos con técnicas sencillas de análisis químicos. Estos elementos llamados por su escasez oligoelementos, Se calcula que son 79 los oligoelementos que están presentes y se detecta una porción en la estructura de los organismos. La mayoría de estos oligoelementos son asimilados por los organismos vivos acumulándose en su cuerpo, por lo que pueden presentarse en cantidades mayores que las que se encuentran en el agua donde habitan. Y son el cadmio, titanio, cromo, talio, germanio, antimonio, cobre, hierro, radio y el fósforo que se presenta como fosfatos. Los oceanógrafos continúan estudiando la composición química del agua de los océanos Debido a procesos químicos reguladores, los principales elementos se mantienen en proporciones constantes (intercambio de cationes y aniones). Así, la composición química de agua salada es constante debido a: Factores de solubilidad que hacen precipitar algunas sales que aparecen en exceso y las incorporan a los sedimentos. Posteriormente tratare específicamente algunos de los compuestos como el calcio, el nitrato el fosfato etc.