¿Nuestros acuarios marinos respiran y exhalan?

Actualizado: 17 dic 2020


Como muchos conocen no soy químico, ni físico, ni biólogo y tal vez soy muy pretencioso en meterme en este tema y comentarlo como yo lo entiendo, pero dado que no es un tema que se explique o se aborde en nuestro pasatiempo, aunque hablamos del “intercambio de gases” he querido hacer esta nota, claro bajo mi entendimiento imperfecto por lo que se agradecerá cualquier contribución, corrección o mejora que nos ayude a comprender de mejor manera esta interacción tan importante para nuestro pasatiempo y que no solo involucra la superficie de nuestros acuarios sino también lo que sucede en el skimmer.


¿sabías que un pobre intercambio de gases puede afectar la coloración, crecimiento y actividad de los peces, así como el trabajo que realizan las bacterias nitrificantes?


Los peces necesitan un buen suministro de oxígeno en el acuario para prosperar adecuadamente, nada diferente de nosotros, ¿se imaginan hacer nuestra vida con limitación de oxígeno?


Los peces si bien son grandes consumidores de oxígeno también lo son las bacterias aeróbicas, no para respirar sino para obtener del oxígeno la energía necesaria para transformar el amoniaco a nitritos y luego a nitratos y sin dudas las explosiones bacterianas pueden limitar seriamente la presencia del oxígeno en el acuario.


En nuestro acuario de una forma u otra el oxígeno es usado por los peces, los invertebrados o las bacterias aeróbicas.


En intercambio de gases el nitrógeno gaseoso, dióxido de carbono u otros gases como los sulfurados que se forman en el acuario deben salir y debemos ingresar el oxígeno. Este intercambio de gases mayormente sucede en la superficie del acuario, pero también se da en el rebosadero, el sump y el skimmer.


El buen intercambio de gases en la superficie del acuario se puede limitar por tapas que usemos para que los peces no salten, he visto errores en usar tapas de acrílico o vidrio, si la estás usando no la uses mas!. Si tu preocupación es que salten los peces usa las mallas o red que se venden para tal propósito.


Por igual las películas que se forman en la superficie del agua son una barrera que limitan el buen intercambio de gases y lo pueden limitar significativamente, por ello debemos estar rompiendo con el movimiento del agua siempre la superficie del acuario.


Entre más delgada sea esta capa laminar como la llaman los oceanógrafos más eficiente será el intercambio de gases. Si no rompemos adecuadamente la superficie limitaremos significativamente el intercambio de gases.


La cantidad de oxígeno disuelto en el agua depende de la temperatura y salinidad del agua, a menor temperatura y salinidad, más oxígeno presente, más oxígeno puede saturarse con el agua y el efecto contrario de menor saturación de oxígeno se da si hay mayor temperatura y salinidad.


Una buena saturación en nuestros acuarios anda los 6 o 7 ppm y conforme se aproxime a 4 ppm o baje de ese número veremos signos de estrés en los organismos que lo consumen y una suspensión en las transformaciones que hacen las bacterias aeróbicas, veremos más amoniaco presente en el agua del acuario y ello se agravará conforme la bola de nieve se hace más grande.

Oxígeno en el acuario
Contenido de Oxígeno Disuelto en agua salada en ppm, eje horizontal salinidad en PPT y G.S, eje vertical temperatura en Cº y Fº)

Dado que el oxígeno depende de estas condiciones y que por supuesto no está en la disponibilidad que tenemos los que vivimos en tierra, nuestros peces deben tomar entre 10 y 30 veces más volumen, por medio del agua, que los animales terrestres, para respirar adecuadamente y por tanto tener una buena disolución de oxígeno es fundamental para la buena salud de los organismos del acuario.


Pero ¿cómo logramos esas buena mezcla de oxígeno en el agua?



Para tratar de en entender de mejor manera el tema pensemos en que nuestra habitación es un contenedor y el acuario es otro contenedor donde los gases se mueven de un lado a otro.


Teniendo que ambos son contenedores de gases hay dos leyes de la física que les aplican, la ley de Dalton y la ley de Henry La primera que data de 1802 establece que: “la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, (los que está en el contenedor de la habitación y los que están en el contenedor del acuario) es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura”.


Por su parte la Ley de Henry formulada un año después, 1803 señala que: “a una temperatura constante la cantidad de gas disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido”.


¿Cómo se aplican estas leyes a lo que sucede con nuestro acuario?


Piensen en su acuario lleno de agua y por encima del agua, el aire de la habitación que según sea menor o mayormente ventilada tendremos una mezcla de diferentes composiciones de nitrógeno (N2), oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y otros gases y estos gases están a una presión sobre el agua de 1 bar


Según las dos leyes que les comenté, la de Dalton y Henry, estos gases que componen el aire, se disolverán en el agua y sus porcentajes serán los mismos tanto en el agua como en el aire. Aquí solo un detalle, dado que nuestros acuario no tienen una profundidad como la de los océanos no es relevante el tema de la presión por la profundidad de acuario y su efecto en el gas.


intercambio gases acuario

El intercambio se logra al tener un sistema cerrado con presión y temperatura constante por lo que los gases disueltos serán los mismos que la de la habitación y por ello en una de mis notas les conversaba sobre el impacto del fumado en la habitación del acuario, así como de fumigar la habitación, pintarla o bien hacer una fiesta donde aumenta el CO2 por la cantidad de personas presentes.


Si en la habitación, pensemos incluso un apartamento, tiene pobre ventilación y hay una persona exhalando CO2 ese porcentaje aumenta la presión parcial del CO2 sobre el agua del acuario para mezclarse y si esa presión parcial de CO2 aumentará por que ya no tenemos 1 persona sino una reunión o fiesta con 10, 20 o más personas, conforme la ley de Henry el dióxido de carbono ,o cualquier otro gas, este comenzará a pasar al agua y en el caso del dióxido de carbono al ingresar al agua, conforme aumente ese CO2 el pH bajará, como sucede cuando las plantas en la noche no hacen fotosíntesis y no consumen el CO2 que exhalan los organismos, el cual se acumula y vemos que el pH baja en la noche en el acuario.


Si la cantidad de dióxido de carbono en el aire de la habitación es mayor que la que está en el agua del acuario, inevitablemente este CO2 se disolverá en el agua y bajará el pH. Pero a como esto es cierto también el efecto contrario.


Entre más CO2 producen los peces, mayor saturación de CO2 tendremos en ese contenedor (acuario) lo cual aumenta la presión del CO2 en el agua y conforme la presión siga aumentando y se haga mayor a la presión del CO2 sobre el agua este comenzará a salir del acuario y lo mismo sucederá con cualquier otro gas, como el oxígeno sea para entrar al acuario desde la habitación o para salir del acuario a la habitación.


Los gases pasan de un contenedor (habitación o acuario) que tenga mayor presión al de menor presión (habitación o acuario).


Por tanto, entre mejor oxígeno tenga la habitación y tenga más presión del que está en el agua pasaremos oxígeno al agua y mejoraremos también el pH y conforme el CO2 se acumule en el acuario y sea mayor que el de la habitación, por la buena ventilación que damos, este CO2 saldrá del acuario y mejorará de paso el pH.


Recordemos que así como el aire de la habitación o la casa, cambia por nuestra respiración que absorbe el oxígeno y exhala dióxido de carbono, también cambian los gases disueltos en el agua del acuario por la actividad de los organismos, sean las macroalgas, algas como las zooxantelas y fitoplancton hasta las indeseables algas desechando oxígeno y capturando CO2, como los peces, invertebrados y bacterias consumiendo oxígeno.

 
 

Ácido Carbónico

Cuando el dióxido de carbono de la habitación se disuelve en el agua del acuario se da una reacción química que hace que se forme ácido carbónico el cual puede disociarse en bicarbonato o carbonato, pero en ambos casos va a liberar cationes de hidrógeno y conforme mas protones de este tengamos en el agua el pH tenderá a la baja y afectará el proceso de calcificación. Para comprender mejor este fenómeno véase esta nota sobre "pH – Nitrificación - Desnitrificación – Alcalinidad y las estructuras de los Corales" dando clic aquí.


Este es un detalle de especial interés para las personas que por el lugar donde viven tienen casas o habitaciones con poca ventilación, sea por el diseño del apartamento o bien, por razones de clima en el uso de aires acondicionados para calentar en invierno o enfriar en verano las habitaciones o casas y por tanto, se limita la ventilación usando las ventanas o puertas abiertas.


Así las cosas, si la composición del aire sobre el agua del acuario cambia, también lo hará la cantidad y calidad de los componentes gaseosos individuales disueltos en el agua del acuario y por tanto no es lo mismo un acuario en una habitación que tiene buena circulación de aire fresco que un acuario en una habitación con pobre circulación o sin circulación de aire.


Por estas dos leyes que les cité los gases disueltos en el agua del acuario estarán siempre en equilibrio en cantidad y calidad con los presentes en la habitación.


El intercambio de gases será más eficiente conforme más grande sea la superficie de agua en relación con el volumen del acuario. Es decir no es lo mismo un acuario rectangular de 500 litros que un acuario cuadrado o circular con profundidad que de esos mismos 500 litros. El primer acuario ofrece más superficie de contacto respecto de los segundos, aún cuando todos los acuarios son de igual volumen, 500 litros.


Fuera de este intercambio que se da en la superficie ¿cómo podemos mejorar el mismo?


Fácil, con nuestro skimmer. Si no conoces cómo funciona un skimmer te invito a leer la nota que hice sobre el particular dando clic aquí. Pero por igual, así como el skimmer importa el oxígeno también importa los otros gases presentes en la habitación y por tanto el dióxido de carbono que nos baja el ph será importando si la habitación no está bien ventilada y ese CO2 es mayor del que están en el acuario.


¿Qué podemos hacer para tener un buen intercambio de gases? sobre todas las cosas tener habitaciones ventiladas y controlar como lo explique en la nota del skimmer los contaminantes como el uso de aerosoles para control de plagas en la habitación, aerosoles de olor, más en esta navidad que se quiere olores de pino, manzana, incienso, cuidar el abuso de velas perfumadas, humo de cigarros, puros o pipas, etc.


Finalmente si no han visto la nota "Una razón más para preocuparnos por el nivel de oxígeno disuelto en el Acuario" los invito a hacerlo dándole clic aquí

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