El reactor de azufre en el acuario marino
- Mi Arrecife
- 18 jun 2021
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A inicios de la década de los noventa el francés Marc Lagouet propuso usar el azufre para controlar el nitrato que se acumulaba en el acuairo y ello porque por esos años el método “Belín” aún no era muy conocido por el acuarismo marino francés por lo que había que darle una solución a los problema de nitratos y aquí es donde llegó el aporte de Lagouet, aplicar la técnica de algunas empresas francesas para purificar de nitratos el agua potable por medio de la desnitrificación con azufre.
En setiembre del 91 Lagouet construyó un reactor cilíndrico de 40 cm de alto y 7.5 cm de diámetro el cual llenó con 2 kilos de azufre y por medio de prueba y error fue perfeccionándolo para asentar las bases del reactor de azufre hacia 1992 y ya para 1994 había algunos acuaristas usando el reactor de azufre según las especificaciones de Lagouet.
Todos esos acuaristas que usaron el reactor de azufre de Lagouet en la primera mitad de los 90 reportaron mantener el valor de sus nitratos muy bajos, gracias estos resultados en los años subsiguientes el reactor comenzó a ganar más adeptos para el control de nitrato y a la fecha es un método que siguen usando algunos acuaristas para eliminar el nitrato de sus acuarios, principalmente en tiendas para el manejo de sus displays de peces y corales.
El salto importante para la adopción de este reactor se dio en el 95 y 96 cuando respectivamente su uso fue introducido al "Musée des Arts Africains et Océaniens" (Museo Nacional de Arte de África y Oceanía), al "Gran Acuario de St. Malo" y a propósito de la conferencia de la Unión Europea de Conservadores de Acuarios en la que se dio a conocer la población de un artículo titulado "La eliminación del nitrato por filtración biológica a base de azufre en la acuarística marina" escrito por escrito por Langouet, Michel Hignette, Benoit Lamort, Sébastian Leroy y Guy Martin.
¿Cómo funciona el reactor de azufre?
La eficiencia en la eliminación del nitrato radica en la formación de colonias bacterianas anaeróbicas conocidas como Thiobacillus denitrificans y Thiomicrospira denitrificans que proliferan cuando hay azufre involucrado y por tanto, no requiere de la presencia de carbono orgánico para vivir, como lo requieren las bacterias desnitrificantes heterotrófas que explicamos en el video sobre la desnitirificación.
Estas bacterias anaeróbicas, Thiobacillus denitrificans y Thiomicrospira denitrificans, extraen el átomo de oxígeno del nitrato o del nitrito en un entorno de bajo oxígeno que le provee el reactor, dado su flujo de agua controlado y con ello lograr oxidar el azufre. Fuera de oxidar el azufre, este mismo le sirve para dos propósitos más a las bacterias, por un lado, como fuente de alimentación, sea como fuente de energía y por otro lado, como medio o sustrato para habitar su colonia bacteriana.
A diferencia de las bacterias desnitrificantes heterotrófas que requieren una fuente de carbono orgánico como el vodka, nopox, vinagre, etc. que se las suministramos a los reactores o al acuario, con el reactor de azufre no se hace necesario alimentar las bacterias pues ellas usan, como expliqué, el mismo azufre que es su sustrato o medio para asentar la colonia bacteriana, el cual durará mucho tiempo en ser consumido y por ello se le apunta a estos reactores que son equipos de muy bajo mantenimiento una vez que se logra el ajuste del flujo de agua.
Para acuaristas con acuarios minimalistas, que no optan por usar grava, así como poca roca para lograr un amplio espacio negativo en el acuario y no cuentan con espacio en el sump, el uso del reactor de azufre es una opción interesante para el control del nitrato dada la ausencia de sustrato y rocas adecuadas para el proceso de la desnitrificación.
Más adelante comentaré los puntos que pueden señalarse en contra de su uso, pero de momento para quienes quieran valorarlo deben observar que el volumen del reactor de azufre debe representar el 1% del volumen del acuario, así que si el acuario es de 100 litros el reactor de azufre debería tener una capacidad no menor a un litro y el acuarista debería comprar el azufre que se ofrece para nuestro pasatiempo, ya que el tamaño del grano de azufre es importante para el fluido del agua y que no se de una sedimentación rápida por un grano incorrecto. Este grano idealmente debe ser de entre 3 a 5 milímetros, y está claro que no se recomienda usar polvo de azufre; por ello la recomendación de usar azufre ya diseñado para nuestro pasatiempo pues toma en cuenta estos detalles que se explican.
Por supuesto que también mi recomendación, en caso de que se opte por este método de control de nitratos, comprar el reactor y no fabricarlo, pues hay toda una técnica que vincula la altura del reactor con el diámetro y la entrada y salida del caudal de agua.
En estos reactores el agua se introduce por la base del reactor y fluye lentamente hacia la parte superior, en ese camino las bacterias van eliminando el oxígeno presente en el agua y conforme el agua siga subiendo hacia la parte superior del reactor se va volviendo más anóxica, dado el contacto con las bacterias que ocupan la parte media y alta de la torre de azufre y así, al llegar a la salida del agua, que se ubica en la parte superior del reactor, el agua ya no tendrá nitrato, este se habrá eliminado, de ahí la importancia de ajuste del flujo en el reactor para no dejar al acuario con nitratos indetectables.
En ese proceso, conforme el agua va perdiendo el oxígeno por las bacterias, también se van liberando más y más iones de hidrógeno, lo que hace que el agua se haga más ácida.
Uno de los inconvenientes que tienen los reactores de azufre es que el agua de salida es ácida y para minimizar ese efecto que provoca una baja a nuestro pH general del acuario es que se recomienda que los acuaristas conecten la salida del reactor de azufre a un segundo, o incluso tercer reactor lleno de material o media para el reactor de calcio a fin de que evitar que al acuario llegue un agua con pH bajo.
Este hecho, aún cuando se usen reactores con material calcáreo hace que el acuarista valore bien el uso del reactor de azufre cuando su acuario tiene problemas de pH, más si ya usa reactores de calcio con CO2 que también empujan el pH a la baja.
Contar con estos reactores extras con material calcáreo también hace, por esa salida de agua con pH ácido, que el material se disuelva lentamente y se aporte calcio.
Otro cuidado es que existe una tasa de goteo de salida del reactor de azufre recomendada y varía de acuario en acuario, un mal ajuste del flujo de agua en el reactor puede provocar la producción de nitritos, algo que nadie quisiera estar introduciendo al acuario. Este nitrito se produce en la fase inicial de la puesta en marcha del reactor de azufre, en sus primeros tres días. Si se usa un flujo de salida lento, de una gota por segundo, como referencia, el nitrito no llegará al acuario pues se consumirá en el reactor, pasados esos tres días iniciales, el flujo se puede ir aumentando lentamente hasta un litro por hora por litro de azufre si fuera necesario para la disminución máxima de nitratos. Recordemos que cada acuario es diferente y por tanto su producción de nitratos, por lo que las anteriores recomendaciones de flujo son tan solo una referencia y deben ajustarse esos flujos a la realidad particular de cada quien o a la recomendación del fabricante del reactor por su particular diseño y bombas de agua usadas.
Luego de estar funcionando el reactor de azufre si disminuimos bruscamente el flujo de agua establecido, por ejemplo, si los nitratos que volvieron indetectables y ajustamos el flujo bruscamente podríamos generar sulfuro, que se caracteriza por un olor a huevos podridos y que es perjudicial que ingrese al acuario. Otra opción para que esto suceda es que se de una sedimentación a lo interno del reactor y con ello una caída brusca del flujo del agua.
Algo muy importante a tener presente y con el objeto de evitar problemas por nitratos indetectables, es que el nitrato una vez que el reactor tiene de tres a cinco días de operar, comienza a bajar los nitratos de forma rápida, esta caída no será lineal para que lo tengan presente, sino exponencial pues el reactor mezclará constantemente agua que cada vez tiene menos nitratos. Por tanto, una vez que se esté alcanzando el nivel de nitratos que uno desea mantener, debemos ir ajustando lentamente el caudal de agua y si usamos reactores con material calcáreo, para atender el problema de agua ácida, debemos por igual poner atención al calcio y a la alcalinidad por ese ajuste al caudal de agua del reactor de azufre.
Veamos ahora un tema interesante, si producto de la actividad de las bacterias Thiobacillus denitrificans y Thiomicrospira denitrificans el azufre se transforma a sulfato ¿cómo impacta ese residuo al acuario?
Recordemos que después del cloruro y el sodio el sulfato es el tercer elemento más presente en el agua de mar. De aquellos 35 gramos promedio de elementos presentes por litro de agua (cloruro 19.25 gramos, sodio 10.7 gramos) el sulfato se lleva 2.7 gramos por litro, la diferencia corresponde a los demás elementos presente en el agua de mar.
Dado que en esa oxidación, que hace Thiobacillus denitrificans y la Thiomicrospira denitrificans, se produce 1.1 ion de sulfato por cada ion de nitrato convertido a nitrógeno gaseoso se requeriría oxidar una altísima cantidad de nitrato para que el residuo de sulfato tenga un impacto en el agua de nuestro acuario para crear un desbalance de preocupación. Es más, ese sulfato cuando están presentes los reactores de material calcáreo para compensar el pH, va quedando absorbido en la media calcárea y por tanto no llega al agua del acuario, eso sí, conforme ese material se va disolviendo por la acción del pH, tarde o temprano terminará en el agua del acuario, pero como expliqué, sin mayor impacto.
Personalmente creo que la desventaja mayor de usar este reactor hoy día, existiendo mejores alternativas, es impactar el pH del acuario. En nuestros acuarios el nitrato debería eliminarse naturalmente por medio de la desnitrificación que ya explicamos en el video sobre el tema, así como por la asimilación realizada por las algas del refugio y la buenas prácticas de alimentación, pero lo anterior no significa que no sea un método útil en ciertas circunstancias y de las cuales ya mencioné dos en esta nota.
Magnifico aporte Hernán, a tener en cuenta para su uso en un futuro si tuviese problemas con los NO3. Gracias