Me acuerdo cuando empecé en el pasatiempo y leía en las revistas que me llegaban o libros que tenía, sobre el pH, la alcalinidad, el ciclo del nitrógeno, la nitrificación y desnitrificación y la verdad les confieso no entendía nada y por ello no me percataba de la gran importancia que estos procesos tienen en el acuario.
Claro, conforme pasó el tiempo los fui comprendiendo y con ello, al tener un mejor entendimiento de lo que pasaba en el acuario, llegaron los buenos momentos para ver prosperar el mismo.
Aunque son temas mucho más amplios de lo que aquí puedo reseñar, voy a tratar de compartir mi comprensión básica de estos.
El pH es simplemente una medición de la cantidad de iones de hidrógeno (H) que hay en una solución, en nuestro caso, el agua del acuario.
Entre más alto sea el pH menos cantidad de iones de hidrógeno encontraremos y a su vez, vamos a encontrar más iones de hidróxido y al contrario, entre más bajo sea el pH más iones de hidrógeno encontramos y menos iones de hidróxido están presentes.
Un pH por encima de 7 en una solución lo llamamos, en nuestro caso, agua alcalina y se caracteriza, como expliqué por tener menos iones de hidrógeno que el agua ácida y si está por debajo de 7 tenemos agua ácida que se caracteriza por tener más iones de hidrógeno y si se encuentra en 7 tendrá un pH neutro donde hay igual cantidad de iones de hidrógeno que de hidróxido. La escala del pH va de 0 a 14 y qué número de pH se tiene en el acuario pues está determinado por la cantidad de iones de hidrógeno que se tiene.
Como habrán intuido por lo dicho, el pH es una abreviatura para referirnos al potencial de Hidrógeno que puede tener una sustancia, sea el potencial número de iones de hidrógeno que puede haber en nuestra agua.
En el caso de nuestros acuarios marinos, para que el pH se mantenga por encima de 8 debe echar mano de la reserva de alcalinidad para compensar la cantidad de ácido que se forma por la existencia de los iones de hidrógeno. Si no hay una buena reserva de alcalinidad esta no podrá compensar la presencia de los iones de hidrógenos y bajará el pH o bien lo hará inestable.
El pH de la superficie de los océanos oscila entre 8 a 8.3 con un promedio de 8.2 y la alcalinidad es en promedio 2.5 meq/L o 7 dKH (125.2 ppm). Por ello, entre otras razones que veremos en otro momento, en nuestro pasatiempo procuramos o recomendamos mantener una alcalinidad superior a 7.5 dKH para no estar al filo con nuestra reserva alcalina.
Así que para mantener el pH de nuestro acuario en ese rango ideal y estable debemos tener una buena reserva de alcalinidad disponible.
Conforme más ácidos se forman en nuestro acuario más se requerirá echar mano de la reserva alcalina para mantener estable el pH, pero nuevamente, si la reserva alcalina no es buena el pH se verá afectado.
El ácido puede llegar a nuestro acuario como resultado del dióxido de carbono (CO2) que producen los organismos del acuario, así como ese CO2 que está en la habitación dónde se ubica el acuario, que producto del intercambio de gases que se realiza en la superficie del acuario o por el skimmer, es importado al ecosistema y hace que baje el pH.
También, otra fuente por la que se introduce el ácido que afecta el pH es por la actividad del ciclo del nitrógeno. Para cada molécula de amoniaco que se forma en el acuario, por los desechos generados por los organismos vivos que tenemos, peces, corales, invertebrados, etc. y para que este amoniaco llegue finalmente a convertirse en nitrato se producirá un ion de hidrógeno (H+), sí, aquel que afecta el pH a la baja y conforme exista más creación de nitratos en ese proceso de conversión del amoniaco a nitritos y este a nitratos, también tendemos más formación iones de hidrógenos, que como expliqué al inicio acidifican el agua y bajan el pH y obligan al acuario a tomar alcalinidad de la reserva para mantener estable el PH. De ahí que debemos contar con una buena reserva alcalina de lo contrario el pH irá a la baja y por ello, entre otras razones no es bueno en un ecosistema cerrado mantener la alcalinidad al nivel promedio del océano.
Veámoslo puntualmente con un ejemplo, si el nitrato llegara a alcanzar los 50 ppm, la adición de ese ácido vía el ion de hidrógeno consumirá de nuestra reserva alcalina 2.3 dKH o su equivalente de 0.8 meq/L para mantener el pH sin variación y está claro que esta alcalinidad, como apunte, sale de la reserva de alcalinidad y si midieramos la alcalinidad en ese instante veríamos una baja de esos 2.3 dKH y nos haríamos tremendas “bolas” preguntándonos ¿qué se hizo esa alcalinidad?.
Ahora bien, cuando en nuestro acuario se da el proceso de desnitrificación, sea que el nitrato se convierte a nitrógeno gaseoso (N2), lo cual sucede también por la actividad de unas bacterias, pero en este caso no son aeróbicas como las del ciclo del nitrógeno, sino que son bacterias anaeróbicas.
Recordemos que la diferencia es que las aeróbicas requieren oxígeno no para respirar, sino como energía para transformar el amoniaco a nitritos y luego a nitratos, mientras que las bacterias anaeróbicas, como lo dice la palabra, no requieren del oxígeno para poder convertir el nitrato a nitrógeno gaseoso y este proceso es conocido como desnitrificación.
Estas son bacterias anaeróbicas que viven en ausencia de oxígeno para hacer esa transformación y por ello habitan la parte profunda de las rocas, en la profundidad de cama de arena donde ya no hay oxígeno o en reactores desnitrificantes. En ese entorno, estas bacterias hacen la conversión o reducen el nitrato a nitrógeno gaseoso y en esa transformación la alcalinidad consumida en aquel proceso de nitrificación es regresado al sistema.
Por ello, cuando estos dos procesos, nitrificación y desnitrificación, están en equilibrio la reserva alcalina no se ve afectada y por tanto tampoco el pH, pues lo que se pierde por un momento, durante la nitrificación, se vuelve a recuperar durante la desnitrificación y esto es un ciclo constante y permanente por lo que no notamos problemas mientras se mantenga el equilibrio. .
Si el nitrato se convierte a nitrógeno gaseoso (N2) por medio de la cama de arena o rocas habitadas por estas bacterias anaeróbicas, uno de los subproductos de ese proceso de transformación será el bicarbonato como resultado de un desdoblamiento de la glucosa y el nitrato en esa condición típica de anoxia y por tanto, la reserva alcalina perdida se recupera como explique y no se ve afectada la reserva alcalina.
Aquí tendremos un ion de bicarbonato producido por cada ion de nitrato transformado a nitrógeno gaseoso y por ello la alcalinidad vuelve a recuperar lo que perdió en la nitrificación.
De igual forma, la absorción de nitrato (NO3) y dióxido de carbono (CO2) por parte de las macroalgas para formar sus moléculas orgánicas vuelve a formar y regresar el bicarbonato por cada ion de nitrato consumido por el alga, de ahí que el refugio es importante también para recuperar esta reserva alcalina.
Así las cosas, aquellos 2.3 dKH del ejemplo que les di y que se habían consumido en el proceso de nitrificación, gracias al proceso de desnitrificación o de fotosíntesis de las algas regresa al sistema.
Y como permanentemente se está dando tanto el proceso de nitrificación como de desnitrificación el pH se mantiene y por igual la reserva de alcalinidad.
Cuando en el acuario observamos un consumo atípico de alcalinidad, un consumo que nos hace difícil mantener estable o subir la alcalinidad, debemos pensar en que ese equilibrio que les expliqué de nitrificación y desnitrificación se ha roto y que no se está realizando un proceso de desnitrificación adecuado que nos regrese la reserva de alcalinidad y por ello podemos ver consumos anormales de alcalinidad en el acuario o bien, algunos acuaristas se confunden y piensan que es que el calcio no se está consumiendo al compararlo con ese aumento de consumo de la alcalinidad. Claro, también podrán existir otras opciones, como por ejemplo una precipitación de la alcalinidad, pero estos son casos de los que hablaremos en otro momento.
La alcalinidad del agua del mar está dada básicamente por cantidades importantes de dos tipos de iones, los de Bicarbonatos (HCO3) y los iones de Carbonatos (CO3), estos son los responsables de hacer una reserva alcalina que nos da un pH promedio de 8.2 y digo promedio pues en nuestros acuarios se dan fluctuaciones que hacen que el pH baje incluso a 7.8 o suban a 8.4 y estas variaciones se explican en buena parte por la actividad fotosintética de las algas en el acuario, desde nuestras macroalgas, el fitoplancton y el alga zooxantela que está en simbiosis con nuestros corales fotosintéticos, almejas y anémonas.
Estas algas al consumir el dióxido de carbono, que acidifica el agua, provocan que el pH suba pues habrá menos ácidos en el agua del acuario y cuando cesa la actividad fotosintética por las noches, al apagarse las luces, el dióxido de carbono producto del desecho de respiración los peces y corales, así como el que es importado al acuario por el intercambio de gases por el skimmer o la superficie del acuario en una habitación cerrada hace que el pH baje, por ello es importante que el acuario tenga buena ventilación para que no importe CO2 de la habitación.
También el pH se ve afectado a la baja cuando le sumamos los desechos de CO2 que mete el reactor de calcio.
Así las cosas, por lo hasta ahora explicado, si queremos tener un pH estable es fundamental una buena reserva alcalina y una buena importación de gases gracias a una habitación, que por su buena ventilación no acumule CO2 sino la mejor calidad de oxígeno posible.
Como ya irán intuyendo, la alcalinidad es por así decirlo la habilidad que tiene el agua de nuestro acuario para neutralizar el ácido presente en ella, es la habilidad del agua de absorber y neutralizar los iones de hidrógeno (H).
No obstante de que hay más iones en nuestro acuario que pueden hacer ese trabajo, como los de silicato, los iones mayormente responsables que tienen la capacidad de absorber los iones ácidos y por tanto, los que forman la alcalinidad son: el bicarbonato (HCO3), el Carbonato (CO3) y el Borato (B(OH)4. Estos tres son los que forman la alcalinidad total.
Del 100% del total de alcalinidad estas especies de carbonatos representan el 97% (90% por el bicarbonato y 7% por el carbonato) y el borato tan solo un 3%.
Dado que el total de alcalinidad está formado por un 97% de carbonatos tenemos un buen valor que nos refleja el impacto en la construcción de los esqueletos del coral, ya que, cuando un coral acumula en la formación de su estructura carbonato de calcio, este para lograrlo requiere la misma cantidad de iones de calcio que de iones carbonatos, es decir, el consumo de calcio y carbonatos como consecuencia del crecimiento del coral es 1 a 1, un ion de calcio y un ion de carbonatos y por ello es que siempre, para mantener el balance iónico se agrega la misma cantidad de calcio y alcalinidad al acuario y esto lo pueden observar en las instrucciones de productos como el Balling de Tropic Marin o en Triton que nos animan a usar siempre la misma cantidad de sus partes.
Ahora bien, a veces no sentimos que el consumo en nuestro acuario sea 1 a 1 y esto es porque el calcio solo se consume en los procesos de formación calcárea, como el que se da en nuestros corales, pero en cambio, los carbonatos no solo intervienen en la formación de estructuras calcáreas, sino también, son usados por la actividad de las bacterias como ya antes expliqué para los procesos de nitrificación y que luego es regresada por la desnitrificación.
Pero también conforme explique, si ese proceso de nitrificación y desnitrificación no está en equilibrio podemos experimentar que el consumo de calcio y carbonatos no es parejo, no es una relación de consumo de 1 a 1.
¡Que sus acuarios se encuentren mejor cada día!