El acuario low tech, el equilibrio de lo simple.

   Desde los inicios de esta afición, y ya han pasado siglos, una de las ramas de la acuariofilia ha tratado de recrear pequeños trozos de naturaleza dentro de urnas de cristal. Tratan de buscar las plantas y los peces, que sin necesidad de pertenecer al mismo biotopo natural, a esa misma zona de un rio o lago, si que pueden vivir bajo las mismas condiciones físico –químicas. Con el inicio del nuevo siglo, la acuariofilia ha sufrido un cambio radical. Las nuevas tecnologías se han puesto al alcance de todos gracias al trabajo de importadores y comercios, y la información fluye por la red de manera rápida y descontrolada. La aparición de mejores sistemas de filtración, calefacción/ refrigeración, sistemas UV-C, ozonificadores, luminarias, productos y alimentos han hecho que podamos mantener y reproducir con relativa facilidad, especies que antes eran “imposibles”. Pero si algo dividió la acuariofilia a finales-principios de siglo (hace solo 15-20 años), fue la democratización del CO2. El gran maestro Takashi Amano, y su trabajo Nature aquarium world puso al alcance del resto lo que él mismo denominó “nature aquarium” y que definió como “la recreación de un ecosistema que podemos encontrar en la naturaleza por medio del cultivo de plantas acuáticas para construir un entorno favorable dentro de un acuario donde poder mantener animales como peces y gambas junto con las plantas...”

(http://amanotakashi.net/portfolio/nature_aquarium/images/019.jpg)

   Este fenómeno, irrumpió con tanta fuerza en el mundo de la acuariofilia que desbancó a los demás modelos del primer puesto del ranking, dejándolo como punta de lanza de lo que la acuariofilia de agua dulce es capaz de hacer. Hasta ese momento, los Ducht aquarium o acuarios holandeses eran la cúspide en la creación de acuarios, pero en estos últimos años, la corriente denominada paisajismo acuático, apoyada por fuertes firmas comerciales, grandes dosis de marketing, y un grupo de seguidores muy activos han hecho de esta nueva tendencia, el modelo a seguir. No hay más que mirar los catálogos de cualquiera de las firmas comerciales que pueblan las estanterías de nuestros comercios para darse cuenta de que todas tienen en su catálogo productos exclusivos para paisajismo, pero no solo productos, sino que en muchos casos su imagen de empresa, las imágenes que utilizan para mostrarnos sus productos se referencian en este tipo de acuarios. Esto es algo normal, pues es innegable la belleza que desprenden estas creaciones y las marcas han visto un filón comercial en este segmento, hasta ahora inexistente.

   Marcas como la propia del maestro y precursor Takashi Amano (ADA- Aqua Design Amano) irrumpieron en el mercado con productos de una calidad exquisita, con un refinamiento y acabados dignos del mejor estilista y con el saber hacer durante siglos de una cultura como la japonesa (aunque con precios al alcance de pocos). Esta irrupción de marcas y marketing dividió lo que antes era la acuariofilia en dos, separó lo que antes conocíamos como acuarios comunitarios en dos nuevas categorías, a la nueva tendencia la denominaron HIGH TECH y a la tradicional LOW TECH, dejando a un lado a los tradicionales Acuarios holandeses que por su configuración ya estarían dentro de los que ahora denominamos High tech. Además generaron un halo de distinción que ha hecho que los denominados acuarios low tech queden relegados a acuarios para principiantes, aficionados de base y gente que no aspira a complicarse mucho, pero, veamos que hay de cierto.

(http://www.adana.co.jp/en/contents/gallery/index.html)

   Las diferencias entre ambos sistemas, Low tech - high tech son simples: Luz y CO2.

   High tech.

        -Alta demanda lumínica. Es decir, toda la luz que necesitemos, existen plantas con requerimientos muy altos, de 1 watio por litro y más (1w/l). Hay ciertas plantas que para poder desarrollarse y adquirir su coloración necesitan una gran cantidad de luz como por ejemplo la Hemianthus callitrichoides “cuba” o la Didiplis diandra.

        -CO2. Todas las plantas necesitan de su fuente de carbono, el CO2 es indispensable para el correcto desarrollo de las mismas, pero no todas lo toman en las mismas cantidades, por eso los sistemas high tech llevan sistemas presurizados de CO2, conectados a controladores de Ph para poder mantener niveles de 25mg/l e incluso mayores en disolución permanente.

   Low tech.

• Baja demanda lumínica. Como siempre ha pasado, aunque esto está mejorando con los años, los kits de acuario que se ofrecen suelen tener un déficit importante en cuanto a iluminación se refiere para un saludable crecimiento vegetal, por eso, las plantas con bajos requerimientos lumínicos fueron las primeras en mantenerse con éxito, a día de hoy, consideramos un acuario low tech a aquellos que no superan los 0.5w/l, aunque lo normal es que ronden los 0.25w/l.
• CO2. El que haya en disolución, aquí no se introduce de manera artificial, ya sea por medio de reactores, difusores o químicamente por medio de glutaraldehido.

   Tradicionalmente, la intensidad de la luz se medía en w/l. (watio por litro de agua), pero la aparición de nuevos sistemas de iluminación a base de LED ha hecho que este precepto sea cambiado por Lm/l, es decir lúmenes por litro de agua. El lumen es la unidad de medida de la potencia lumínica, y las nuevas tecnologías han conseguido aumentar la cantidad de Lm/w de las bombillas. Con esta modificación podríamos decir que un tanque high tech necesitaría una media de entre 60-70 y hasta 100lm/l. mientras un Low tech…, bueno, lo que tenga y nos apañamos aunque con menos de 10lm/l o 0.15w /l no vamos a ver nada….es decir menos de un fluorescente común T8 de 30w para un acuario de 200 litros o un 15w para un 100 litros.

   Teniendo en cuenta estos dos factores, Luz y CO2, el resto vienen marcados por ellos, haciendo un símil sencillo, pensemos en un acuario de 100 litros con 10 Cryptocoryne wendtii green de pequeño tamaño. La luz de nuestro acuario es como el acelerador de un coche, cuanto más pisamos el acelerador, mas corremos y el CO2 es como la gasolina, cuanto más corremos, más gasolina necesitamos. Por lo tanto en nuestro tanque de 100 litros, si aumentamos el CO2 sin aumentar la luz conseguiremos una pequeña mejora, pero si además aumentamos la luz, entonces notaremos la diferencia. En el caso inverso, si aumentamos la luz, conseguiremos una mejor respuesta de las plantas hasta que terminen con el CO2 existente…..luego deberemos de introducirlo o crearemos un desequilibrio importante. Pero en nuestro sistema, el de los “novatos” no vamos a utilizar ningún sistema para introducir CO2 de más.

   Equilibrio, lo acabo de nombrar y es la clave de todo acuario, da igual si con mucha o poca planta, da igual si con peces grandes o pequeños, muchos o pocos, mucha luz o ninguna…. En el puzle que es un ecosistema cerrado como el nuestro hemos de tener una relación entre lo que entra y lo que sale. Aquí ya vamos a hablar de acuarios plantados, vamos a dejar de lado los demás tipos y nos vamos a centrar en el “verde”. Como referencia voy a poner el acuario de portada de este blog, un acuario de tipo medio, con unas plantas saludables y un aspecto, al menos, aceptable.

   Se trata de un acuario estándar de 240 litros con las medidas convencionales, 120x40x50cm, sin tirantes. La filtración corre a cargo de un filtro Tetra EX700, de entrada ya digo que es un filtro insuficiente para este acuario, pese a que en sus especificaciones diga que soporta acuarios de hasta 250 litros. Tiene una capacidad de 6,6 litros y una bomba de 700 litros/ hora bastante reales, y que pierde poca fuerza al ir saturándose las masas filtrantes. Según este sistema de filtrado y con algo menos de 200 litros netos de acuario, me quedo en un escaso 3% de volumen filtrante y un movimiento de agua de unas 3,5 veces/hora, en el mejor de los casos. En este acuario no hay termostato alguno, la temperatura de la casa en invierno es estable a 22ºC y en verano, en torno a los 28ºC.

   La iluminación corre a cargo de una pantalla de LED/T8 casera que distribuye la luz por toda la superficie del tanque, compuesta por 14 bombillas LED tipo GU10 de 3 y 5 w (9 y 12 bombillas respectivamente de 6500ºK) y dos tubos fluorescente comunes de 36w y 6500ºK. El total de w es de 124W y unos 11800lm lo que da una relación de 0.5w/l ó si se prefiere 49lm/ l. La realidad es que los dos T8 están siempre apagados y no se usan por lo que el tanque se queda en unos raquíticos 52W y 5490lm…. Es decir, 0.21w/ l ó 22lm/ l. Ya vemos que el sistema es el común de un low tech, elementos sencillos con baja iluminación y sin CO2 añadido.

   En un Low Tech debemos de decidirnos por el Sustrato. Aquí hay diferentes escuelas, ya que tanto Diana Walstad en su libro “Ecology of planted aquarium” como el propio Tom Bar tienen opiniones encontradas al respecto. Particularmente siempre he defendido que el uso de sustratos nutritivos en acuarios del tipo low tech depende única y exclusivamente de la densidad de plantación que queramos tener y del tipo de plantas que pongamos. Un acuario rico en anubias, microsorium, bolbitis etc, puede estar muy densamente plantado, se adaptará sin problemas a las condiciones de un low tech…, pero no necesitaría sustrato nutritivo ya que sus plantas toman el alimento directamente de la columna de agua en su mayor parte. En cambio, un acuario muy poblado de cryptocorynes, echinodorus y similares necesitará de un sustrato lo suficientemente rico para poder alimentar tanto sistema radicular. En el caso que he puesto de ejemplo, se utilizaron 32 litros de sustrato nutritivo mezclados con 10 litros de grava de blanca de entre 5-6mm de espesor para aumentar el drenaje y dotarlo de algo más de naturalidad. Esto nos dio un espesor de sustrato que va de los 5-6cm delante a los 10cm en la zona trasera lo que es una suficiente cantidad de suelo para poder plantar sin dificultad cualquier tipo de planta. La idea de este acuario era que no se viese prácticamente un cm2 de suelo, debería de estar totalmente cubierto para poder estar terminado, y bajo esas premisas, sin aporte de CO2, con plantas de crecimiento rápido como la Lysimachia nummularia, la hygrophila polysperma, sagittaria teres o el propio Taxyphilum sp, el tener una columna de agua lo suficientemente rica en N, P, K, Fe y Trazas, especialmente en el arranque, supone trabajo de control de parámetros para calcular los consumos de nutrientes y no romper el equilibrio. Si tenemos en cuenta, que al final lo importante es que el sumatorio de elementos esté equilibrado, es más sencillo en un caso como este de importantes requerimientos que los nutrientes se distribuyan de manera eficaz desde el sustrato y no desde la columna de agua donde en un acuario en maduración, las algas casi siempre van a hacer acto de presencia. Con este tipo de plantas, al igual que ocurre en los acuarios tipo holandés, el incremento de la masa vegetal es muy considerable, ojo, hablo de crecimiento no de estiramiento. La distancia internodal es la que nos marcará cuanto de rápido se está multiplicando nuestra masa vegetal y por ende el consumo de nutrientes, especialmente de P, necesario para la formación celular y por lo tanto indispensable para en crecimiento. Arrancar un acuario Low tech, con una alta densidad de plantas de crecimiento rápido es, por un lado sencillo, dado que estas ayudaran a que no tengamos un exceso de nutrientes en la columna de agua, pero por otro lado complicado, puesto que buscamos un crecimiento compacto y real, no un alargamiento de las estructuras vegetales, y eso nos obliga a estar permanentemente añadiendo lo consumido. Durante las primeras semanas tendremos mucho trabajo hasta encontrar la rutina de abonado necesaria. Sé que para este precepto existen numerosas tablas y calculadoras donde calcular los valores de N, P y K que debemos de usar. Bien, estas tablas, pese a que son una herramienta de ayuda excelente para un primer cálculo, no son ninguna panacea. Me explico, ¿Todas las plantas consumen igual?, ¿Todas las plantas en los diferentes estadios de su crecimiento consumen igual? ¿Todas las plantas consumen la misma proporción de elementos desde la columna de agua y desde el sustrato?, ¿todas las plantas bajo diferentes condiciones lumínicas de color, intensidad y profundidad consumen igual?..., podría seguir pero creo que es innecesario. La respuesta es evidente, NO. Lo que sí es real, es que esas variaciones de consumo necesitan de una cantidad inicial de referencia, y para eso las tablas sí que nos son útiles. Una vez encontremos la rutina de consumo, que en un low tech es muy baja, mantenerla en el tiempo nos será muy sencillo.

   Alguien en este punto podría decir que un acuario low tech no tendría porque tener adiciones de nutrientes de manera tan seguida, en el caso del acuario de modelo, cada 3-4 días se debían de introducir PO4, ya que estos bajaban a 0mg/ l. con mucha facilidad y la tasa de NO3 se mantenía un poco por encima de 10mg/l. Aquí lo que tenemos que desterrar es el mito creado sobre los Low tech. Un acuario Low tech no es solo un acuario con cuatro plantas puestas de cualquier manera, o dos plantitas dejadas crecer de manera salvaje. Estos acuarios pueden ser exuberantes, y con diseños muy similares a los nature aquarium que estamos acostumbrados a ver. Aquí, la diferencia está en algunos tipos de plantas que usamos y en el tiempo que tardamos en conseguir ese efecto. Os animo a seguir este post de George farmer en Ukaps, donde muestra este tanque.

(http://www.ukaps.org/forum/threads/my-best-low-tech-scape-so-far.38709/page-2)

   La elección de un sustrato para un acuario de este tipo yo la fundamentaría en dos pilares: Qué tipo de plantas vamos a poner y cuantas vamos a poner.

• Si tenemos claro que vamos a poner mucha cantidad de planta, tanta como para casi no ver el suelo, entonces sustrato nutritivo.
• Si vamos a colocar plantas que absorben nutrientes por la raíz en buen número (Cryptocorynes, echinodorus, etc…), entonces sustrato nutritivo.
• Si vamos a colocar poca plantación, con amplias zonas abiertas y escondites de piedra o madera, entonces sustrato inerte.
• Si vamos a colocar mucha planta pero la mayoría son plantas que no se fijan en el sustrato como Anubias, Microsorium, Bucephalandras, Taxyphillum, Vesicularia… entonces sustrato inerte.
• Si nos encontramos en un caso intermedio, nosotros debemos de valorar la situación, y quizás sea necesario el uso de sustratos nutritivos en pequeñas zonas destinadas a determinadas plantas colocando sustrato inerte en el resto.

   De todas formas debemos de tener en cuenta que todas estas decisiones serán importantes durante los primeros 6 meses de vida del acuario, después el sustrato, sea cual sea ya contará con nutrientes y colonia bacteriana suficiente para el correcto funcionamiento del acuario, es más tras el primer año de vida, el sustrato inerte es más sencillo de controlar y “resetear” que un sustrato nutritivo.

Una vez ya tenemos decidido nuestro hardscape (sustrato, piedras, troncos…), y sabemos que plantas queremos poner y donde las vamos a poner, no hay más que ponernos a montar el acuario, plantarlo, llenarlo de agua y empezar a funcionar. Aquí no voy a detenerme en explicar que plantas son aptas o como debemos de plantarlo, eso lo dejaremos para la próxima vez.

   El mantenimiento que yo aplico a estos acuarios al inicio, es seguro algo diferente de lo que la gente suele hacer con estos acuarios más sencillos. Durante las primeras cuatro semanas mantengo unas fuertes rutinas de cambio de agua a fin de evitar las primeras explosiones de algas y controlar así los nutrientes en exceso, distribuyéndolo de la siguiente manera:

   -Durante los primeros 10 días hago cambios de un 40-50% cada dos. Es decir cambio agua los días 2-4-6-8 y 10.

   -Después hago otros 3 ó 4 cambios de agua cada tres días, es decir, los días 13-16 y 19.

   -Por último otros dos o tres cada cuatro días. Los días 23-26 y 29.

Esto como veis suele prolongarse durante el primer mes y algo del segundo si tengo que alargarlo. A partir de ese momento cambios de un 30-40% semanal aspirando la superficie del fondo de manera superficial para retirar todo el sedimento que pueda, limpiando los cristales, retirando hojas muertas, podando etc. Durante este tiempo ya habrán empezado los problemas con las algas, especialmente a partir de la segunda semana, pero corrigiendo la cantidad de N o P que introducimos con los cambios de agua, corregimos parcialmente la descompensación. Por regla general, la aparición de algas punto viene referenciada por una cantidad excesiva de NO3 y las filamentosas verdes por una excesiva de PO4. Aumentando los valores de NO3 y PO4 en función de lo que esté pasando en el tanque, llegamos durante ese mes a poder compensar la deficiencia y aprendemos la rutina correcta de abonado de nuestro pequeño ecosistema. Por cierto, las trazas y el Fe no los introduzco durante los dos primeros meses, primero porque los sustratos nutritivos ya vienen cargados de esos elementos y después por que con tanto cambio de agua muchos de ellos, sino todos, son introducidos, especialmente en mi caso que trabajo directamente con agua de red muy dura. En el caso de utilizar sustratos inertes, tampoco introduzco Fe ni trazas. Como “truco, se puede utilizar una pequeña planta de Pistia Stratiotes. Esta flotante es muy sensible a la falta de Fe y trazas en el agua y en ausencia de estos elementos muestra por una fuerte clorosis muy clara, amarilleando las hojas y manteniendo las nervaduras de un verde intenso.

   Si nos damos cuenta, la forma de trabajo dista poco de la que se usa a la hora de lanzar un acuario High tech, de hecho, yo sigo prácticamente el mismo sistema, la diferencia está en la cantidad de abonado y en el ritmo de crecimiento de las plantas.

   Durante toda la vida del tanque, uso el agua de la red, muy dura, así que tengo que corregir el Ph y el Kh en cada cambio de agua. La corrección la hago por medio de Ácido orto fosfórico y clorhídrico, en función de cómo vea que evoluciona el acuario y de la necesidad de P, dejando los valores de funcionamiento entorno a 7.0-7.2 de Ph y 5-6 de Kh. (el TDS, he llegado a ver lecturas de más de 900ppm, pero de media ronda los 600ppm). Habitualmente, con una reserva alcalina inferior, y sin adición de CO2, estos acuarios tienden a perder KH y por ende Ph generando situaciones complicadas, ¿por qué?. Esto es debido a que una masa vegetal muy grande genera una gran cantidad de compuestos orgánicos que acidifican el agua (ácidos húmicos, tánicos…) que reaccionarán con el Kh convirtiendo el bicarbonato en ácido carbónico (H2CO3), paso previo a la obtención de CO2 que las plantas de nuevo consumen, pero a costa de dejarnos sin Tampón en el agua y pudiendo provocar graves caídas del Ph.

H2CO3------ CO2+H2O

   Por otro lado con el Ph por debajo del neutro todo fertilizante de fosfato soluble libera ortofosfatos lo cual provoca la precipitación de los fosfatos que tengamos disponibles, ya sean de Fe o Al si nuestro suelo es ácido-neutro (caso de la gran mayoría de sustratos comerciales para plantas), o de los de calcio si nuestro suelo es alcalino ( que no es nuestro caso). Además a un Ph de entorno a 6,5 se establece el punto óptimo de adsorción de PO4 por los óxidos de Fe y Aluminio o Ca y Mg presentes en el medio que lo hacen precipitar y quedar “secuestrado” en el sustrato lejos del alcance de nuestras plantas que necesitan tomarlo en forma de fosfato diácido o monoácido. Recordar que el P es imprescindible en todos los procesos de transferencia de energía de la planta, que es vital para su crecimiento y desarrollo y que su ausencia provoca bajos índices de crecimiento, es decir hace que el acuario de la sensación de pararse. Este suele ser un síntoma muy visible en los acuarios high tech nuevos, donde un tipo de clorophyta unicelular fija como las algas punto suelen aparecer.

Por lo tanto, ¿Qué ventaja me aporta utilizar agua tan dura?, Es sencillo, yo cuento con un agua de dureza muy alta, con valores de Ph por encima de 8 y Kh de 9-10 cuando analizamos la reacción que se produce al combinar carbonato cálcico con ácido clorhídrico

CaCO3 + HCl ----------CaCl2 + H2O + CO2 

   vemos que al reaccionar el carbonato de calcio con un ácido como es el caso del HCl, se forma cloruro de calcio y ácido carbónico que es inestable y se descompone formando agua y CO2.  Hemos de tener en cuenta que este CO2 está 100% disuelto, y por tanto es totalmente efectivo. El resultado es un acuario burbujeante tras cada cambio de agua con saturación de CO2, al que se le han eliminado lodos del fondo y se han aportado gran cantidad de nutrientes tanto por el abonado, como por el agua nueva y el intercambio sustrato-columna de agua. Además el Kh a esos valores actúa de tampón evitando el descenso del Ph por la acción de conversión de bicarbonato en ácido carbónico.

Por último solo quedaría el tema de la longevidad, algo muy comprometido en estos tiempos de velocidad vertiginosa. Un acuario Low tech tarda en torno a un año en estar “maduro”, y si obramos con cabeza en la poda y entresacado de plantas evitando la formación de una jungla, podremos disfrutar de él hasta que la saturación del sustrato, tanto química, como por el volumen de raíces nos llegue. Este proceso puede tardar varios años si tenemos cuidado de no sobre abonar y hacemos los cambios de agua pertinentes, aunque ya sabemos que en esta época de concursos, un acuario plantado, estable, y sano con más de un año es una rareza de la que su dueño puede sentirse muy orgulloso.

   Los acuarios Low tech son una gran opción que bien llevada nada tiene que envidiar a las grades creaciones que estamos acostumbrados a ver, y debemos de desterrar de una vez por todas la idea de que se trata de acuarios “fáciles” y para principiantes: En este hobby, la dificultad te la marcas tú, no las modas y el no usar CO2, ni grandes luminarias no te prohíbe disfrutar de acuarios naturales de indudable valor y belleza.

El sustrato, un gran desconocido.

     De entre las muchas cosas que tenemos que decidir a la hora de montar un acuario, está el sustrato. Primero diremos que el sustrato es el elemento del acuario que cubre el fondo/suelo del mismo y que puede ser de multitud de materiales, formas y colores.

     Es evidente que a la hora de plantearnos el montaje de un acuario, podemos plantearnos el uso, o no de sustrato en el mismo. El sustrato tiene un efecto cosmético importante, además es fundamental para poder plantar la gran mayoría de plantas de acuario y realiza una serie de funciones importantes en el intercambio de elementos con la columna de agua. Pero esto, que en principio puede hacernos pensar en que su uso es necesario, tiene casos en los que puede ser contraproducente, por ejemplo en acuarios de cría o en las baterías de las tiendas especializadas. En estos acuarios es necesaria una limpieza máxima, pues la acumulación de materia orgánica en el fondo puede llevar a la acumulación de NO3 y de otros compuestos más peligrosos como el NH3 y los NO2 en caso de “Problemas” con el filtro. Generalmente en estos acuarios se opta por retirar el sustrato del fondo dejando a la vista el cristal inferior, de esta forma es mucho más fácil retirar los restos de comida y los excrementos acumulados acumulados a diario. Hemos de pensar que en este tipo de acuarios se alimenta normalmente en exceso, a fin de que la comida se reparta de manera equitativa y llegue a todos los peces, por tanto, tanto los desechos producidos por ellos, como los restos de la comida no ingerida suelen ser abundantes. El tener sustrato obligaría a limpiar mediante sifonado el fondo cada poco tiempo, siendo esta una operación más lenta, invasiva, molesta para los peces y menos efectiva que recoger lo depositado en el fondo aspirando con una pequeña manguera. En el resto de los casos lo habitual es que el acuario si lleve sustrato.

     Como ya hemos comentado en el anterior párrafo, además del efecto cosmético, es sustrato realiza una serie de funciones básicas para la vida del acuario. Hasta hace no demasiados años, el sustrato se utilizaba como filtro para el propio acuario, mediante el uso de filtros de placa, los filtros exteriores como los conocemos ahora no existían y los primeros que aparecieron eran poco fiables. Estos filtros, no son más que una serie de placas o rejillas que se colocaban encima del cristal inferior del acuario, que permitían la circulación de agua por debajo de ellos y que se conectaban mediante una o varias “chimeneas” laterales a bombas de aire. Cuando más adelante aparecieron las bombas de agua (llamadas entonces "cabezas de poder"), fueron estas las que se colocaron al final de los tubos de aspiración, mejorando el flujo y capacidad de dichos filtros.

     Como se ve en la imagen, las burbujas de aire arrastraban el agua hacia arriba generando una corriente que atravesaba el sustrato y salía de nuevo a la parte de arriba de la columna de agua. En caso de una Bomba de agua, la propia aspiración de la bomba era la que producía la corriente. En estos casos, el sustrato actúa como filtro físico y biológico, siendo en él donde se asientan en su mayoría las bacterias del ciclo del nitrógeno, entre otras. En la actualidad este filtro está casi en desuso y particularmente solo conozco de su utilización en contadas ocasiones como pueden ser los acuarios para invertebrados (gambas), donde junto a los filtros de esponja accionados por aire se evita la aspiración de las zoeas.

     Si quitamos estos casos aislados y la función estética que desempeña, en la actualidad las funciones básicas de un sustrato dentro del acuario son proporcionar anclaje a las plantas, y suministrarles los nutrientes que requieran.

     Los sustratos, de manera general se clasifican siguiendo dos criterios, orgánicos/ inorgánicos o bien Naturales/ artificiales, y nosotros nos guiaremos por este último. Denominamos sustratos naturales a Gravas, arenas, tierra volcánica...etc., y sustratos artificiales a la lana de roca, vermiculita, sepiolita, sustratos coloreados y los comerciales para plantas.

     A partir de aquí, todo sustrato debe de cumplir una serie de requisitos mínimos para asegurar su idoneidad y buen funcionamiento.

     La primera norma que debe de cumplir todo sustrato es la de no modificar el Ph del acuario, es decir, no debe de contener elementos alcalinos como piedra caliza, mares o toba. Evidentemente, esto tiene una excepción, y son aquellos acuarios destinados, por ejemplo a imitar los biotopos de la falla del Rift Valley (lagos Tanganica, Malawi y Victoria) donde un sustrato alcalino ayudara a mantener tamponado el Ph en los valores óptimos. Por otro lado el sustrato tampoco debería contener elementos acidificantes, como las turbas, si bien también tiene excepciones en la cría de killis, y ciertos animales habitantes de turberas.

     El sustrato no debe contener elementos“cortantes” que puedan dañar a los habitantes del tanque. Hemos de recordar que muchos de nuestros peces e invertebrados pasan gran parte de su tiempo viviendo sobre el suelo, moviendo la capa superior del sustrato en busca de alimento (Siluros, Coridoras, caridinas, melanoides…) o directamente “masticándolo” (Geophagus y afines) para evitar heridas y cortes que puedan desencadenar infecciones posteriores.

     La granulometría (tamaño medio de los granos que componen el sustrato) no debe ser menor de 1 mm ni debería superar los 6-8 mm.

• En el primero de los casos, la tierra con tamaño medio inferior al mm tiende a apelmazarse, es decir, se compacta no permitiendo la correcta circulación de agua y nutrientes a través de ella, provocando zonas anóxicas (sin oxigeno), muy peligrosas en el acuario con el paso del tiempo. Esta anóxia se produce debido a que la velocidad de oxidación de la materia orgánica por parte de las bacterias es mayor que la aportación de O2 en el medio. El riesgo fundamental de estas zonas es la actividad de bacterias anaeróbicas que inician con rapidez el proceso de desnitrificación (autótrofa en mayor medida). Se trata de un proceso de Reducción de NO3 hasta Nitrógeno gas apareciendo productos intermedios como el óxido nítrico (NO), nitroso (N2O), los ya conocidos nitritos (NO2) y las emanaciones de sulfhídrico por la reducción de azufre para ser utilizado como fuente de energía por las bacterias. No obstante, en caso de usar este tipo de sustrato-arena con una granulometría inferior al mm, se debe de tener en cuenta que el espesor de la misma no debe de superar los 1-2cm para evitar así la aparición de estas zonas. Estos sustratos se usan en acuarios con terrifagos (masticadores de fondo), rayas de agua dulce, siluros que se entierran en el fondo como los Bunocephalus, o a modo de decoración en acuarios de cíclicos y zonas sin plantación en paisajismo acuático.
• En el caso de gravas demasiado gruesas, el problema de circulación no existe, pero si se produce un problema de enraizamiento, dado que el grueso tamaño del sustrato hace que estas raíces no tengan fuerza suficiente, anclando la planta de manera débil hasta que su sistema radicular crece lo suficiente, algo que en muchos casos no llega a producirse, haciendo casi imposible el plantado de pequeñas especies como Glossostigma sp., Hemianthus sp. o Eleocharis sp. Por otro lado, el espacio tan grande que deja este tipo de grava hace que la suciedad producida por peces y restos de comida penetre mucho en el, dando problemas a la hora de limpiarlo. El tamaño de la grava afecta directamente a todos los habitantes que merodean, escarban, mastican o simplemente descansan sobre ella, dificultando estas tareas, obligándoles a gastar más energía para mover el sustrato y a buscar a mayor profundidad los restos de comida depositados.

     Otro factor a tener en cuenta es el espesor del sustrato. Hasta hace no demasiados años, una década o poco más, el tener un sustrato de más de 10cm de profundidad era sinónimo de problemas, primero porque los filtros de placa tenían muchísimos problema para mover el agua a través de tanto sustrato y segundo por la aparición de zonas anóxicas. En la actualidad y con la aparición del paisajismo acuático, vemos cantidad de diseños donde la profundidad del sustrato supera los 30 cm. Para evitar los problemas en este tipo de suelos, lo primero que se hace es usar una granulometría adecuada, aumentando el tamaño de la misma conforme vamos aumentando de profundidad. Además el espesor de estas capas puede ser mayor conforme aumentamos el tamaño del grano, es decir, sustrato con un grano de entre 1 y 3mm puede llegar a espesores de 4-5cm sin dar problema alguno, mientras que un sustrato con un grano de entre 10-15mm podríamos superar los 15cm sin demasiada complicación. Por este motivo, las marcas punteras en la elaboración de estos sustratos ofrecen diferentes granulometrías, como pueden ser Tropica con sus aquarium soil y aquarium soil powder, ADA con su Amazonia en talla normal o powder o Aquatic Nature con su gama Ferti-soil donde ademas de diferentes granulometrías ofrece una gran variedad cromática.

(Imagen sacada de www.aquatic-nature.be)

     En el sustrato, al igual que en el filtro existe una colonia bacteriana amplia, aunque se diferencia de esta, entre otras cosas, en que la cantidad de bacterias nitrificantes que encontramos es infinitamente menor. En lo que a nosotros se refiere, la parte importante es la presencia de bacterias heterótrofas, capaces de “comer” materia orgánica (MO), es decir, excrementos, restos de comida y de plantas, esqueletos de invertebrados y caracoles muertos, etc, . Estas bacterias, que son las que nos  venden en su mayor parte en los preparados comerciales y que actúan como activadores, no como nitrificantes, son las que nos ayudarán a mantener un acuario sano una vez se desarrollen en el sustrato, evitando la formación de lodos y su consiguiente riesgo para el medio. A día de hoy existen numerosos sustratos especialmente diseñados para, entre otras cosas, servir de “casa” a la mayor cantidad posible de bacterias, igual que en el material filtrante. Esto es así por que existe una relación directa entre el sustrato y la biomasa bacteriana que influye en el rendimiento de dichas bacterias heterótrofas a la hora de procesar MO. Cuando la relación sustrato/biomasa es baja, es decir, hay mucha biomasa para la cantidad de sustrato disponible, las bacterias utilizan una gran parte de la MO para el mantenimiento celular y la obtención de energía, produciéndose un estancamiento en el crecimiento de la colonia. En cambio, cuando esa relación es alta, emplean una gran parte de esa MO para el crecimiento, de ahí que, los buenos sustratos, tengan formas porosas que además del arraigo radicular fomentan el asentamiento bacteriano aumentando la superficie de contacto con el agua, sobre todo en las primeras capas. Es más, determinadas marcas comerciales, distribuyen este tipo bacterias en forma liofilizada para su uso a la hora de la instalación del sustrato. A día de hoy los más conocidos son los de las marcas ADA y Elos, si bien personalmente nunca he llegado a entender muy bien su necesidad, dado que los acuarios para los que suelen utilizarse, suelen tener un ciclo de vida muy corto, un año o a lo sumo dos, y en este periodo de tiempo es muy raro encontrarse con casos de saturación por materia orgánica o la aparición de zonas anóxicas. Estos acuarios suelen tener una cantidad de habitantes muy reducida, y suelen contar con una masa vegetal muy grande que hace que los procesos del suelo sean fluidos y los sistemas radiculares de las plantas evitan que el sustrato “se ahogue” por lo que no los encuentro del todo necesarios. No obstante su uso no tiene nada de malo, ya que nos dota desde el inicio de una colonia estable que se alimentará desde el primer día.

    Por último solo nos queda saber cuando dura un sustrato, cuanto lo podemos estirar en el tiempo, y esa es la pregunta del millón. En materiales naturales no porosos, o muy poco porosos como la arena de sílice o el cuarzo siempre que lavemos el sustrato y mientras mantengamos la tasa de MO controlada, el sustrato es, exagerando un poco, eterno. Desmontamos, lavamos bien, aclaramos y útil de nuevo. Los sustratos para plantas, los compuestos por lava volcánica, arcillas, lateritas etc. tienen mas complicación. Estos sustratos son ricos en Hierro, aluminio y manganeso, especialmente los que contienen determinadas arcillas y lateritas en su composición. El problema con estos suelos es su capacidad de intercambio. Pueden captar determinados elementos de la columna de agua y soltar determinados compuestos posteriormente para equilibrar la relación agua-suelo. Así por ejemplo un pico alto de PO4 nos haría precipitar Fe que sería acumulado en el sustrato y liberado después cuando los PO4 vuelvan a valores normales. Esto que en principio puede parecer normal puede causar graves problemas en el equilibrio N, P, K y las tasas de Fe y Trazas hasta hacer inviable el medio. Para “lavar” este tipo de sustrato, lo que se debe de hacer es múltiples cambios de agua que liberen las sustancias retenidas hasta el punto de equilibrio del sustrato. Hacer esto con el acuario en funcionamiento es lento y arriesgado, pues durante ese tiempo el equilibrio N, P, K será imposible de mantener al haber entradas y salidas de elementos antagónicos como pueden ser PO4 y Fe. Si lo hacemos en un cubo, tras desmontar un acuario, nos llevará unos días, pero volveremos a tener un sustrato activo, su único inconveniente reside en que al estar elaborados con materiales blandos, mucho de este material se convertirá en polvo y por tanto perderemos una parte.

La filtración en acuarios III: La verdad sobre los productos con bacterias nitrificantes para acuariofilia.

     Primero sería bueno explicar que en el mercado, existen dos tipos de productos con Bacterias y que no tienen nada que ver uno con el otro. Ya que cuando hablamos de bacterias, la gente se lía muchísimo.
      1.- Productos para ciclar el acuario (Bacterias Nitrificantes)
      2.- Productos para limpiar los desechos orgánicos (Bacterias Heterótrofas comedoras de desechos orgánicos)

     Quede por delante, que como todo el mundo con años de experiencia entre acuarios, he utilizado multitud de “productos milagro” que conseguían que el acuariofilo pudiese meter los peces el primer día que montaba el acuario, y me he equivocado. Cada marca comercial tiene el suyo o suyos y todos son “buenísimos”. Pero lo que nos encontramos al usarlo es algo muy distinto. Puede que por que no sepamos usarlos o porque no son exactamente lo que nos dicen. Voy a intentar en unas pocas líneas dar unos consejos para saber que nos están vendiendo y no nos den “gato por liebre”.

      En principio, y como hemos visto en el ciclo del nitrógeno, lo que buscamos en agua dulce ciclando un acuario es que en el material filtrante aparezcan bacterias de los tipos Nitrosomona y Nitrobacter y en agua salada de los tipos Nitrosococcus y nitrococcus, por tanto, lo que esperamos al comprar un producto de este tipo, es encontrarnos con estas bacterias para que se asienten en nuestro filtro y puedan funcionar desde el primer momento, es decir que nos cicle el acuario en 72-96 horas. ¿Pero es eso lo que contienen?

      Para ciclar el acuario de forma rápida, el producto, no sólo ha de tener bacterias nitrificantes vivas, sino que como se reproducen muy lentamente, el producto debe tenerlas por miles de millones. Es decir en una cantidad lo suficientemente alta como para poder establecer colonias estables y numerosas en nuestros filtros.

      Las bacterias nitrificantes no producen esporas de resistencia, por lo que no soportan el proceso de secado ni se pueden liofilizar, así los productos en forma de polvo no contienen bacterias nitrificantes, generalmente contienen bacterias Heterótrofas comedoras de lodos y materia orgánica que si forman esporas y que se encargan de comerse la suciedad y que dejan como excreción CO2, agua y NH3.

      Las bacterias nitrificantes tienen caducidad al envasarlas. Al envasar estas bacterias nos encontramos con el problema del O2. Al transportarlas en envases cerrados herméticamente, la ausencia de O2 es evidente. Las bacterias nitrificantes pese a ser aeróbicas, es decir, que necesitan el oxígeno para desarrollar su metabolismo pueden pasar una larga temporada en ausencia de este. Durante este tiempo que no supera los 10 meses, las nitrificantes entran en un estadio de letargo, algo así como la hibernación de un oso para que nos entendamos. Durante este tiempo reducen al mínimo su metabolismo y se alimentan de sus propias reservas. Pasado este tiempo, la bacteria se queda sin reservas y poco a poco muere, por lo que los productos sin fecha de caducidad, o con fecha de más de 10 meses no contienen bacterias nitrificantes. Pueden contener esporas de heterótrofas (¡Que no son Nitrificantes verdaderas!) y otra serie de compuestos, pero ni Nitrosomona ni Nitrobacter.

      Las bacterias nitrificantes de agua dulce, son distintas de las de agua salada. Por lo que los productos que dicen que son válidos tanto para agua dulce como para agua salada no contienen bacterias nitrificantes. El medio dulce es tan diferente del salado que los organismos que pueden vivir en ambos son los menos, por lo que no se que contienen esos productos, pero bacterias casi que no, y nitrificantes seguro que no.

      Las condiciones de envase de las bacterias nitrificantes son diferentes de las condiciones de envase de las bacterias heterótrofas. Por tanto los productos que dicen eliminar compuestos orgánicos e inorgánicos al mismo tiempo, no contienen bacterias nitrificantes. Pueden contener efectivamente otras cosas que realizan esa función, pero no es lo que necesitamos.

      Las bacterias nitrificantes no se pueden concentrar en un envase lo que se quiera. La regla es, a mayor concentración de bacterias en el envase, menor será su caducidad (Vida útil). A temperatura ambiente se calcula que se necesita 1,25 ml de “caldo” de bacterias Nitrificantes por litro de acuario, por lo que un acuario de 200 litros necesitaría unos 250 ml de dicho “caldo”

      Por último, pero no menos importante, las cosas cuanto más sencillas mejor. Todas las marcas nos enseñan que las bacterias nitrificantes de agua dulce son las Nitrosomona y Nitrobacter, sin embargo, cuando nos venden esas bacterias, nunca las llaman por su nombre. Unas dicen que contienen “bacterias de limpieza” otras promueven el equilibrio biológico pero luego contienen enzimas, bacterias heterótrofas y nitrificantes en el mismo envase, algunas incluso tienen “bacterias patentadas”.... se patentan los productos químicos pero no las bacterias. En fin que todas más o menos rodean y dan vuelta para lo mismo, y verán ustedes, si van a una carnicería a por un pollo, y le venden un “ave de granja” o un “animal alado que corretea por el suelo”, ustedes automáticamente desconfían y lo descartan. Un pollo es un pollo, si me adornan el nombre por algo será y en el caso de estos productos me temo que es por que contienen de todo menos bacterias nitrificantes, que es lo que buscamos para iniciar un acuario. Con lo fácil que sería poner en la etiqueta, contenido: Nitrosomonas sp y Nitrobacter sp. Pero claro, de no llevarlas, alguien les podría denunciar por fraude.

     Lo que yo siempre me he preguntado es porque las marcas hacían esto. Bueno, ahora más o menos me hago una idea, y es meramente económica o tecnológica. Verán ustedes, cultivar y transportar bacterias nitrificantes tiene un precio y requiere de una infraestructura y tecnología. Para las marcas es mucho más barato y por tanto más comercial el uso de productos químicos, en lugar de bacterias. Los productos químicos no tienen la misma caducidad temprana, 10 meses máximo desde el envasado, y pueden almacenarse, transportarse y venderse como un anticloro a base de tiosulfato de sodio o un producto para reducir el pH a base de ácido fosfórico, sin estar limitados por el tiempo. Nos quieren vender exclusividad y ahorrar dinero a la vez, por eso rodean sus productos de un halo de originalidad y tecnología, nombre engañosos, formatos originales, etc., pero para completar el ciclo del nitrógeno necesitamos bacterias nitrificantes, no otra cosa, ¿o si?. La verdad es que puede existir otra explicación parcial, a día de hoy creíble pero incomprensiblemente oculta. Hace años, un equipo liderado por Tim Hovanec trabajó con otra bacteria nitrificante, una lipoautótrofa del género Nitrospira  (nitrospira moscoviensis) que oxida el Nitrito a nitrato (uno de los dos pasos necesarios), consiguiendo que esta cepa se reprodujese por esporulación en lugar de bipartición. Esto, a priori insignificante para cualquiera de nosotros, permitiría poder envasar esta nitrato oxidante en condiciones similares a las heterótrofas, reduciendo los costes de envasado, transporte y por supuesto caducidad. El problema está en que es solo uno de los dos pasos necesarios, y que incomprensiblemente, de ser así las marcas lo siguen manteniendo como un misterio. A día de hoy cualquiera podemos encontrar información sobre la cepa primigenia y veremos que crece entre los 33 y 40ºC y que trabaja a pH alcalino, entre 7,6 y 8.0,, podemos encontrar el estudio original de T. Hovanec de 1997 donde vemos que hace los muestreos con "Cycle de Hagen", sin decirnos si comprueba la existencia de nitrobacer spp. en él,  que por como es da la clara impresión que no. y que sus resultados son de cepas similares a las nitrospira...., no obstante, si se utiliza una cepa mutada todo esto puede cambiar y tendríamos que replantearnos desde el principio muchas cosas.... como siempre nos falta información.

      He hecho este artículo sin mencionar marca alguna, pero me resultaba imposible explicar las cosas sin tener la referencia clara sobre lo que estaba hablando, así que he escogido los 12 productos más comunes que encuentras por mi ciudad y un par de marcas de prestigio internacional como ADA o ATM para poder verificar lo dicho.

Tetra Bactozym: Es un claro ejemplo de un acelerador. El estar en formato sólido ya nos dice que no son bacterias nitrificantes, claro que el producto tampoco dice llevarlas.

Sera bionitrivec: Es de esos productos que te rodean las cosas. Tiene “Bacterias de Limpieza” pero no dice cuales. Dice que descompone el NH3 y el NO2, no que reduce u oxida como debería hacer. Su dosificación es de 10 ml por cada 25 litros y caduca tras varios años. No sabemos lo que contiene, pero Nitrosomonas y Nitrobacter no.

Sera Toxivec: Es un producto que no dice contener bacterias nitrificantes, sin embargo reduce la presencia de NH3 y NO2. Claro que también aglutina metales pesados, elimina el cloro, evita la proliferación de NO3.... cualquier químico capaz de hacer eso, es más peligroso casi que el propio NH3, además tiene un olor desagradable muy particular, como metanol.

JBL Denitrol: Se nos presenta como un “eliminador biológico de nitrito”, (no del amoniaco), y eso lo hacen las bacterias nitrificantes, dice que las contiene y que contiene enzimas. Pero también que contiene 8 cultivos bacterianos heterotróficos... Es decir contiene bacterias heterótrofas y quimioautótrofas juntas, no caduca, nos dice además que es un activador y oculta su composición. No sé lo que es, pero las bacterias nitrificantes que necesitamos no.

JBL Filter Starter: Este producto contiene 15 millones de bacterias, no dice cuales, que “desdoblan proteínas, NH4 y NO2. Más de lo mismo.

Tetra safe start: efectivamente detalla su composición, cepas de Nitrosomona, Nitroespira y nitrosospira. Tiene fecha de caducidad de 12 meses, anuncia que es válido solo para agua dulce y un bote de 250 ml es válido para unos 280 litros. Así que en principio es válido.

Seachem Stability: Este es sorprendente. Desintegra elementos orgánicos e inorgánicos, vale para agua dulce y salada, no caduca, tiene en el mismo recipiente bacterias aeróbicas, anaerobias y facultativas, y su concentración es 7 veces mayor que la de un cultivo de nitrificantes. Nada que decir, incumple todos los preceptos para tener bacterias nitrificantes tal y como las conocemos, es más en su afán por anunciar cosas que hace, anuncia casi imposibles. No conocemos su composición, pero sería interesante, Gracias a los microscopios y al esfuerzo de aficionados, sabemos que si parece llevar, al menos a simple vista cepas de Nitrosomonas, Nitrobacter o Nitrospira, además de cepas de heterótrofas, todo junto. Esto es curioso, pues de poco nos sirven si no sabemos cuando se envasaron las nitrificantes, ¿estarán aun vivas?, tampoco sabemos su concentraciòn, por lo que dice deben de estar mezcladas las de agua dulce y salada....demasiadas incógnitas ¿tan difícil es de decir la composición?.

API Quick Start: Todo empieza bien, dice tener bacterias nitrificantes patentadas, su concentración es de 1 ml por cada 3,7 litros de agua y es válido para agua dulce y salada. Lo siento, las bacterias no se patentan, se patentan los compuestos químicos, su concentración es demasiado alta, no tiene fecha de caducidad y vale para agua dulce y salada. Desconocemos su composición, pero lo que dice no parece verdad y desde luego no contiene las bacterias que necesitamos,¿ podrían ser las Nitrospira...?

Prodibio Bio Digest: Este es otro producto increíble. Contiene Bacterias Nitrificantes, desnitrifiantes y facultativas, además asegura contener bacterias heterótrofas, no tiene fechas de caducidad, su concentración es astronómica, reduce el PO4, no indica su composición y es válido para agua dulce y salada. En definitiva una serie enorme de contradicciones y nosotros solo necesitamos bacterias Nitrosomonas y Nitrobacter, nada más, y de eso es seguro que no lleva. Este es otro caso que podría llevar las cepas de Nitrospira con esporulación....... ¿por que no decimos las cosas?

ADA Green Bacter: Se anuncia como un aditivo proveniente de un ácido orgánico para promover el crecimiento de las bacterias del filtro. No son bacterias nitrificantes, pero no engaña a nadie, es un acelerador.

ATM Colony: Su composición dice que lleva bacterias nitrosomona y Nitrobacter, tiene fecha de caducidad de 10 meses, su concentración es adecuada e indica que es válido para agua dulce. Tiene otro producto igual cuya composición son bacterias Nitrosococcus y nitrococcus para agua salada. Por tanto cumple los preceptos requeridos, así que en principio el producto es válido, aunque no contiene heterotrofas.

    Como resumen diré que no voy a entrar en discutir si un producto es mejor o peor, si miente o dice la verdad o bien si funciona o no. Todos sabemos que para una correcta nitrificación necesitamos bacterias nitrificantes, nada más, independientemente de si son Nitrosomonas, nitrobacter o nitrospira. Hemos visto cuales son los productos que cumplen con las normas básicas de envasado y transporte de nitrificantes "estándar"  y cuáles no,  quedando evidente la desinformación y el ocultismo por parte de muchas marcas Ahora la decisión es nuestra, yo ya tengo la mía tomada.

Principios sobre filtracion II: Las bacterias en el ciclo del nitrogeno.

      En el anterior artículo, principios sobre la filtración, tratamos de explicar por que el ciclo del nitrógeno es sin lugar a dudas uno de los pilares fundamentales sobre los que descansa la acuariofilia. Dentro de este proceso, la parte fundamental encargada de realizarlo son las bacterias nitrificantes y es en ellas donde vamos a detenernos. 

     A lo largo del tiempo, incluidos nuestros días, el establecimiento del ciclo del nitrógeno en acuarios nuevos, o cuando este queda “roto”por cualquier motivo, se ha convertido en un tema muy controvertido, lleno de medias verdades y alguna que otra mentira debido a intereses comerciales  y a la mala información que llega al acuariofilo de base desde todas direcciones.

     En el ciclo del nitrógeno de agua dulce intervienen dos tipos de bacterias que casi todo el mundo conoce y que son las Nitrosomonas, que obtienen su fuente de energía de la oxidación del binomio amonio/amoniaco (NH4/ NH3) dando como producto resultante el nitrito NO2, y las Nitrobacter, que obtienen su fuente de energía de la oxidación del nitrito (NO2) dando como producto resultante el nitrato (NO3).

En el ciclo del nitrógeno de agua salada, las bacterias encargadas de este ciclo son las Nitrosococcus y las Nitrococcus respectivamente.

                                                                     Nitrosomona sp. https://microbewiki.kenyon.edu 

                                                                           Nitrobacter sp. http://www.indiamart.com

     Pero surge una duda, ¿Son estas bacterias las únicas en realizar esta función? No, las bacterias nitrificantes son un pequeño grupo de bacterias aeróbicas que se dividen en dos grupos, las que convierten NH4/ NH3 en NO2 (Nitrosomonas, Nitrosolubus, Nitrosococcus, Nitrosospira, ...) y las que convierten NO2 en NO3 (Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira, ...) , de las cuales, las 4 arriba indicadas, Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosococcus y Nitrococcus son las mas "eficientes" y por tanto las más interesantes para la función que estamos describiendo.

     ¿Que es lo que verdaderamente hacen? Lo primero que debemos de saber es que en todos los casos se trata de bacterias aeróbicas quimioautótrofas. Aeróbicas quiere decir que requieren de oxigeno para vivir y desarrollarse y quimioautótrofas quiere decir que obtienen su energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos, en este caso NH4/ NH3 y NO2, por un proceso que se denomina quimiosíntesis, no confundir con las algas y las plantas, ya que estas son fotoautótrofas y obtienen su energía de la luz por un proceso llamado fotosíntesis. Energía que después usan en gran parte para obtener del CO2 (también inorgánico) su fuente de carbono para generar su propia masa. La "eficiencia" de estas bacterias reside en que de este proceso obtienen muy poca energía, por tanto para generar masa, se ven obligadas de reducir gran cantidad de moléculas de NH4/ NH3 y NO2, lo que a nosotros en el acuario, una vez establecido el ciclo, nos repercute en una mayor celeridad a la hora de descomponer estos elementos tan tóxicos.

     Es importante saber que este tipo de bacterias, la mayoría de ellas carecen de movilidad, es decir, deben de adherirse a un sustrato, Colonizarlo, motivo por el cual se encuentran ampliamente distribuidas por todo el acuario, pero especialmente en el filtro por donde circula el mayor flujo de agua. Aprovechando esto, se han optimizado los materiales filtrantes dotándoles de una superficie de contacto lo mas amplia posible y por lo tanto ampliando la superficie de asentamiento del biofilm bacteriano en contacto con el agua.

     Pero el gran caballo de batalla es el desconocimiento que existe sobre sus requerimientos. Si, si, lo he dicho bien. Las bacterias son seres vivos, y al igual que el resto de los habitantes del acuario, estas también tiene unos valores óptimos de desarrollo.

• Oxigeno: Se trata como ya hemos dicho de bacterias aeróbicas, es decir que necesitan el O2 para desarrollarse, aunque pueden sobrevivir sin el por un tiempo. Estas bacterias trabajan a favor de gradiente, cuanto más O2 disponible tengamos en el medio, mayor será su trabajo. Cuando la tasa de O2 se reduce, se reduce el ritmo metabólico de la bacteria, y si sigue bajando el O2 lo que se produce es un aletargamiento, algo similar a lo que ocurre con un oso en invierno. La bacteria no muere, pero detiene hasta el mínimo imprescindible su metabolismo. En este estado puede pasar meses, y una vez restituidos los valores de O2, en un par de días vuelve al trabajo.
• Temperatura: Aquí tenemos dos limites que tener en cuenta. El de funcionamiento y el de vida. Las bacterias nitrificantes pueden vivir en un rango de temperatura  entre los 0 y los 44-45 ºC, superados esos niveles la batería muere. En cambio para obtener su mejor rendimiento les debemos de proporcionar una temperatura entre 23 y 30 grados, con un optimo en torno a los 25-26ºC. Por debajo de 23 la bacteria se ralentiza, se vuelve perezosa, hasta el punto que a 18ºC su capacidad de oxidación de amoniaco se reduce a la mitad. Por encima de 30ºC ocurre algo parecido.
• Ph: Si, también les afecta, igual que a cualquier otro habitante del acuario. El rango óptimo en agua dulce esta entre 7,3 y 7,8. Por debajo o por arriba, su ritmo se ralentiza. En agua salada esta entre 8,0 y 8,3, fuera de este intervalo ocurre como en agua dulce.
• Kh: Este es el gran desconocido, el valor maltratado de la acuarioflia y que marca muchas veces la diferencia entre el éxito y el fracaso. Para el correcto funcionamiento de las bacterias nitrificantes el valor de Kh nunca debería de estar por debajo de 7dh ( unos 125mg/ litro) y su óptimo funcionamiento está rondando el 10dh. ¿quiere esto decir que a un Kh de 3 no viven las bacterias nitrificantes? NO, lo que quiere decir es que a ese valor de Kh, su metabolismo estará muy por debajo de lo que es capaz, consumirá menos amonio y su velocidad de división será mucho menor.
• Fosfatos PO4: Curiosamente, los fosfatos son un pilar imprescindible para la vida en la tierra, y fundamentales para el crecimiento vegetal y bacteriano en acuarios. Cuando introducimos aguas de ósmosis o destiladas, la tasa de fosfato es cero y la de Na y la de Mg y la de … En este caso las bacterias nitrificantes se paran, detienen su metabolismo, necesitan el PO4 para trabajar, hemos de asegurar que disponemos de él, evidentemente en una cantidad adecuada para no producir otro tipo de problemas como la proliferación de algas.

Y después de esto solo nos queda una pregunta. ¿como aparecen en nuestro acuario dichas bacterias?, ¿es cuestión de magia?, ¿aparecen solas?....

Principios sobre filtración; La nitrificación en acuarios.

     Cuando nos iniciamos en este fascinante mundo, uno de los mayores handicaps a los que nos enfrentamos en nuestro primer día es el periodo inicial de “ciclado del acuario”. Para la gran mayoría, sobre todo cuando se es novel, es un periodo de tiempo insoportable que no entendemos por que debemos de cumplir si ya hemos comprado un filtro para el acuario, pero que si no respetamos, será el principio de nuestro fracaso.

     Acabamos de comprar todo el equipo necesario, urna, iluminación, termostato, filtro, decoración... y nos encontramos con la “pega” de tener que “ciclar el acuario” antes de poder poner los peces.

     (* existen formas de poder reducir al mínimo e incluso saltarnos este proceso, pero lo trataremos más adelante).

     Cuando instalamos un filtro nuevo en un acuario, estamos instalando solamente una serie de materiales por los que circulará el agua reteniendo impurezas. Este proceso es la denominada filtración física o mecánica. Además de esto debemos de entender que nuestro filtro debe también de retirar determinadas sustancias tóxicas, presentes en el medio acuático y que no pueden retirarse solamente haciendo circular agua por un material filtrante. Aquí aparece lo que denominamos filtración biológica, y para que nuestro filtro sea capaz de hacer este tipo de filtración nos encontramos con la necesidad de enfrentarnos a uno de los pilares, si no el pilar, sobre el que se asienta nuestra afición, el “ciclo del nitrógeno”. La llamada nitrificación es la culpable de tener que esperar entre 20 días y un mes para la introducción de los primeros peces, pero, ¿que es exactamente eso?.

     La nitrificación: Dicho sin rodeos es el proceso de oxidación del amonio/ amoniaco (NH4/ NH3) a nitrato (NO3). Este proceso de nitrificación debe de darse siempre en presencia de O2. El amonio/ amoniaco (NH4/ NH3) producido como desecho por el metabolismo de los peces, respiración y excrementos, así como el producido por los restos de comida no ingerida, hojas muertas de las plantas que no son retiradas a tiempo…, etc. es un elemento muy tóxico que en peces puede producir la muerte. En cantidades bajas, de incluso 0,05mg/ litro, si la exposición es prolongada, provoca una progresiva e irreversible pérdida de masa en las agallas, produce problemas de fertilidad y detiene el crecimiento entre otras muchas cosas y, si además, la exposición continúa, la muerte. En cantidades elevadas, de mas de 0,5mg/ litro tiene el mismo efecto pero ya es letal a muy corto plazo, provocando fallos multiorgánicos dando como resultado la muerte de los peces.

     Para nosotros, como acuariofilos, la parte que debe de preocuparnos más del binomio NH4/NH3 es la cantidad de amoniaco NH3 que hay en el agua, ya que el amonio NH4 “no puede” penetrar en los tejidos de los peces y por lo tanto es mucho menos letal. La presencia en el agua de Amonio y amoniaco está en función del ph. A más Ph, mayor concentración de Amoniaco libre y por lo tanto mayor toxicidad. El Ph del amoniaco ronda el 11. cuanto mas nos alejemos hacia valores menores de Ph, la relación existente entre el NH3 y NH4 varía, aumentando la cantidad de NH4 y disminuyendo la de NH3. Para que nos entendamos, a Ph menores de 7, por ejemplo 6, la presencia de NH3 es irrisoria, siendo mucho mayor la proporción de NH4. Debido a esta toxicidad el valor en el acuario deberá de ser de 0mg/ litro.

     Este NH4/ NH3, en el primer paso de este “ciclo”, es oxidado por medio de la actividad bacteriana (a través de bacterias del género Nitrosomona) formándose nitritos (NO2) como producto restante. El NO2 es menos tóxico en proporción al NH3 pero igualmente letal si sube su concentración, ya que estos se introducen en la corriente sanguínea de los peces dificultando el transporte de O2 por la hemoglobina. Los NO2 empiezan a ser letales para los peces a partir de los 2mg/ litro, aunque esto varía según la especie, por lo que su valor en el acuario deberá de ser 0mg/ litro. A su vez los nitritos (NO2) son de nuevo oxidados (por bacterias del género Nitrobacter y Nitrospira) formándose nitratos (NO3), mucho menos tóxicos y que a su vez son asimilados por las plantas o reducidos por medio de cambios de agua. En un acuario, a no ser que hablemos de acuarios muy plantados, y muy poco poblados, donde pueden tener que ser añadidos, la presencia de NO3 no debería de exceder los 25-50mg/ litro, no tanto por su toxicidad, ya que esos valores son perfectamente asumibles, sino por que producirán una proliferación de algas importante. Gráficamente lo podríamos resumir así:

     Por todo esto, para cumplir con los requisitos necesarios, y que nuestro acuario funcione correctamente, nuestro sistema de filtración debe de ser físico y biológico. A la hora de diseñar un sistema de filtración se deben de tener en cuenta seis factores primordiales:

• 1- Volumen de filtración.
• 2- Velocidad de filtración.
• 3- Tiempo de contacto.
• 4- O2 disponible.
• 5- Masa filtrante.
• 6- Movimiento de agua en la urna.

     1º- Volumen de filtración. Entendemos como volumen de filtrado la cantidad de materia filtrante útil (en litros) que es capaz de contener el sistema. Cuantos mas litros de masa tengamos, más potencial de filtrado tendremos. La teoría dice que el volumen de dicha masa debería de estar por encima del 2-5% del volumen del tanque a filtrar, en función de si el sistema es por presión o por decantación. Es decir, Un acuario de 100 litros, debería de tener un volumen de filtración de entre 2 y 5 litros. Con las técnicas y materiales modernos, ese volumen puede reducirse considerablemente, y si nos fijamos en los filtros comerciales nos daremos rápidamente cuenta de ello, pero no cabe duda que un mayor volumen siempre será mejor. 

                          

     2º- Velocidad de filtración. Esta depende del tipo de acuario al que nos estemos enfrentando y debe estar en función de cuatro parámetros: el pH, la temperatura, la cantidad de materia orgánica en descomposición y la cantidad de fauna que tengamos; en general el aumento de cualquiera de éstos implica mayores necesidades de filtración. En acuarios de aguas blandas y Ph ácidos (< 7) donde la presencia de NH3 es menor (existe mayor presencia de amonio (NH4)) y por lo tanto menos riesgo de toxicidad, la velocidad puede rondar entre 2 y 3 veces la capacidad del acuario por hora. Más velocidad, si el volumen de filtración es el adecuado, solo nos daría problemas de saturación, más mantenimiento y ninguna ventaja añadida, ahora bien, en sistemas de filtración con poco volumen suplimos esa deficiencia con una mayor velocidad de filtrado. En cambio, en acuarios de Ph alto (> 7,5) debido a la alta toxicidad del NH3 y a la baja presencia de NH4 deberemos de pasar la mayor cantidad de agua posible por el filtro con el fin de retirar el NH3 de manera rápida. En estos casos (acuarios de la falla del Rift Valley por ejemplo) la velocidad de filtrado debería de ser de al menos 4-5 veces el volumen del tanque por hora. En estos casos, si o si debemos de contar con un volumen adecuado.

     3º- Tiempo de contacto. Este tercer apartado es el punto de unión con los otros dos. Cuanto mas tiempo tarde el agua en atravesar nuestro filtro, más tiempo estará el agua en contacto con el material filtrante y mas eficaz será la actuación de este. Se me hace imposible expresar cual debería de ser el tiempo de contacto del agua con nuestro filtro, pero si mantenemos las directrices de los puntos anteriores: -Volumen de filtración mayor del 2-5% del volumen del tanque. -Aguas ácidas velocidad de entre 2-3 volumen total / hora. -Aguas alcalinas velocidad de entre 4-5 veces volumen total / hora. El tiempo de contacto era adecuado. Si aumentamos el volumen de filtración, aumentaremos el tiempo de contacto mejorando la filtración.

     4º- O2 disponible. La importancia del O2 disuelto se explica conociendo la disposición de las diferentes grupos de bacterias en las masas filtrantes. Las bacterias se agrupan entre si en algo que llamamos Biofilm bacteriano. El biofilm bacteriano es un ecosistema en si mismo, en él sólo Los conjuntos de colonias de bacterias heterótrofas que metabolizan distintos componentes de la MO (materia orgánica) dan a éste una complejidad enorme, sus redes tróficas de nutrientes y energía son tan complejas como, por ejemplo, las de un “bosque” . La dificultad de resumir inteligiblemente el funcionamiento del biofilm nos obliga a limitarnos a la parte que más nos interesa, la nitrificación.

     En el gráfico se aprecia como la expansión de los grupos de bacterias se realiza en tres dimensiones. Las zonas mas interiores corresponden a los primeros núcleos colonizados, mientras que el contorno exterior se refiere a los últimos grupos en aparecer en escena.

     Para que las bacterias puedan pasar de NH3 (amoniaco) a NO2 (nitrito) y luego a NO3 (nitrato), se necesita O2. Al apartado del proceso metabólico nitrificante que utiliza esta incorporación de O2 se le denomina oxidación y en los filtros comunes (permanentemente sumergidos), este O2 se obtiene del agua circundante, con lo que al consumo de O2 por parte de nuestros peces, plantas…etc. deberemos de sumar el de nuestro filtro. En los filtros denominados “seco- húmedos”, este O2 se obtiene directamente del aire. Una de las normas que se cumple en este sistema es que a mayor cantidad de O2. mas superficie de biofilm se activa.

     El biofilm toma el O2 a favor de gradiente, es decir cuanto mayor es la concentración de O2 zonas mas profundas de dicho film son capaces de obtener dicho O2 y procesar por lo tanto NH3 ó NO2. Por lo tanto cabe decir que a la hora de montar nuestro sistema de filtración deberemos de diseñarlo de manera que la concentración de O2 en el agua sea la máxima posible. Esto se consigue, con filtros seco húmedos, sistemas de sumidero, y movimiento superficial de agua.

     5º- Masas filtrantes. De su calidad y disposición depende gran parte del éxito de un sistema de filtración. En el proceso de filtración debemos distinguir la filtración mecánica y la biológica que, aunque independientes y siendo posible el montar únicamente una de las dos en nuestro filtro, para una correcta y completa filtración deberían estar presentes ambas fases. Para la filtración mecánica se utilizan gran cantidad de esponjas y fibras de diferentes grosores que permiten de una manera adecuada retener las partículas en suspensión en el agua. Si se dispone del espacio, conviene utilizar varias de estas esponjas de diferentes grosores para retener poco a poco las partículas así como evitar usar materiales muy “cerrados” o apelmazados que impidan la correcta circulación del agua o den lugar a saturaciones. Si disponemos, por ejemplo, de tres esponjas de tres pasos diferentes, se deberían colocar de manera que la mas permeable sea la primera y la menos la última, de esta forma las diferentes impurezas se depositarán gradualmente a lo largo de las fibras sin bloquear el acceso y sin apelmazarse en una zona concreta. La principal función de esta parte de la filtración consiste en conseguir que el agua que atraviese esa zona lo haga en las mejores condiciones para que la siguiente fase del mismo ( la Biológica) no se sature por causa de las partículas que puedan atravesarla. En la parte “biológica es donde propiamente dicho se va a efectuar la mayor colonización bacteriana, y por lo tanto el mayor trabajo de nitrificación. Para esto existen numerosos materiales, cuya principal característica debe de ser la de tener mucha superficie de asentamiento y permitir el correcto flujo de agua en el menor espacio posible, a fin de que el espacio de colonización por unidad de volumen sea el máximo posible. Gráficamente la distribución de un filtro podría ser como sigue:

     6º- Movimiento de agua en la urna. Este es quizás el mas fácil de ver. La circulación del agua dentro del acuario debe de de ser tal que permita pasar todo el volumen de agua del tanque por el filtro, sin dejar zonas muertas. A veces, y dependiendo del tamaño del tanque serán necesarias bombas auxiliares dentro del mismo para asegurar la correcta circulación.

     Bueno después de todo esto solo faltaría un apunte sobre uno de los factores de más uso en grandes instalaciones aunque algo complejo para ser usado en instalaciones de las denominadas “domésticas”, La sedimentación. Esta se produce en filtros grandes con gran sección de paso de agua y pequeños caudales (lo que nos limita su uso único en instalaciones con Ph altos). En estos filtros no hay presión, lo que posibilita que las partículas sedimenten (precipiten en el fondo) antes de llegar al filtro mecánico, es decir el concepto se basa única y exclusivamente en bajar la velocidad del flujo del agua, permitiendo así la sedimentación de partículas, cuyo tamaño sera menor cuanto más lento sea el flujo conseguido, es decir que cuanto más ancha y profunda sea la cámara de decantación y menor el caudal que pase a través de ella, "mas limpia quedará el agua. El tamaño mínimo necesario es igual por lo tanto al máximo disponible. Si tenemos en cuenta esto vemos que este efecto es solo factible en filtros del tipo sumidero.

     Cuando vemos todo lo dicho por encima, puede parecer algo terriblemente complejo, y si tratamos de profundizar en ello, efectivamente lo es, pero a nivel Acuariofilo, basta con entender que el acuario debe de ser capaz de convertir ese NH4/ NH3 que aparece como consecuencia de excrementos, hojas muertas etc., en NO3, que este, en general, ha de ser eliminado por medio de cambios de agua, y que en acuarios nuevos, este proceso necesita de un tiempo de entre 20 días y un mes para completarse, por lo que, en principio, siguiendo las ortodoxas reglas de la acuariofilia, deberemos de ser pacientes, aunque pronto veremos como podemos reducir ese periodo.