26 diciembre 2011

Efecto de los cambios parciales de agua en la concentracion de contaminantes en nuestros acuarios

El artículo está escrito por H. Y. Yeang (Septiembre 2004) y espero que os sea de utilidad:


"En el océano, los ríos y los lagos, los desechos generados por los peces y otras plantas y animales acuáticos, no se acumula en forma significativa, ya que en general se diluye por el gran volumen de agua de su hábitat. Si embargo, en el ambiente cerrado de un acuario, esta situación cambia y la remoción de los contaminantes generados por sus habitantes, depende en gran medida del agua que cambiemos. Hay pocas discusiones sobre el hecho de que efectuar cambios de agua parciales en forma periódica es beneficioso para todos sus habitantes. También hay poca discusión sobre el hecho de que un acuario se beneficiaría con cambios de agua mas seguidos, generalmente en el rango de “mientras mas, mejor”. Si embargo, cuanta agua debe ser cambiada en cada cambio y cada cuanto tiempo este cambio debe hacerse, han sido siempre una materia de fe para los acuaristas. Las consecuencias de incrementar o disminuir la frecuencia de los cambios de agua o el volumen de agua reemplazada en cada ocasión, solo puede adivinada.

Típicas preguntas que muchos acuaristas se hacen, y sobre las cuales ha sido muy difícil obtener una respuesta que no sea ambigua, pueden incluir:

- ¿Ya que no todos los contaminantes son removidos durante los cambios parciales de agua, pueden los contaminantes en el acuario seguir subiendo indefinidamente con el paso del tiempo ? ¿Es un cambio completo de agua necesario para prevenir que los contaminantes alcancen niveles dañinos ?

- ¿El hecho de doblar la cantidad de agua que se renueva en intervalos regulares (ej: de 5 a 10% y de 20 a 40%), trae el doble de beneficios al acuario ?

- ¿Si una proporción constante de agua es cambiada en un acuario, puede un aumento pequeño en la cantidad de agua cambiada (ej: 10% mas) producir una gran diferencia en la carga de contaminantes ? ¿vale la pena el esfuerzo adicional ?

- ¿Puede el período entre cambios de agua extenderse sin detrimento para la calidad del agua si es que aumentamos la cantidad de agua que se cambia ? ¿Cuanto mas se tendría que aumentar la proporción de agua cambiada para que esto se compense ?

-¿ Que proporción del agua del acuario debe ser cambiada en cada proceso de cambio de agua ?

Para responder a estar preguntas, este artículo examinará doctrinas básicas en el mantenimiento de acuarios y tratará de eliminar algunas de las ambigüedades y trabajo de adivinación que envuelven los cambios de agua en un acuario.

El procesamiento de contaminantes en un acuario es un tema bastante complicado y que incluye la acción de microorganismos en el sustrato y otras superficies del acuario. Las algas y las plantas también cumplen su papel en la desintoxicación de los contaminantes y el reciclaje de sus productos. El entrar a analizar cuanto peso podrían tener estas variables, sería complicar demasiado el ejercicio por lo que no se incluirán en este artículo y se considerará que toda la remoción de contaminantes se realiza mediante cambios de agua.

Para efectos del ejercicio supondremos que el acuario consiste solo de una caja de vidrio con peces y sin sustrato, plantas, filtros, decoración, etc. También se asume que la cantidad de contaminantes que se depositan en el acuario (desechos de los peces y alimento no consumido) entre los cambios de agua es constante y que esos contaminantes, están dispersos de forma homogénea en el agua.

Acumulación de contaminantes con cambios parciales de agua

Mientras que un cambio de agua completo puede remover todos los contaminantes de un acuario, esto no es siempre práctico o recomendable. Ya que no todos los contaminantes son removidos durante un cambio parcial de agua, es importante considerar como el nivel de contaminantes puede cambiar en el largo plazo y como puede afectar a los acuarios y a sus habitantes.

En Julio de 1999, la revista FAMA publicó un artículo de James Fuller donde este alertaba a los acuaristas en no confiar solamente en los cambios parciales de agua como forma de mantener fresca el agua del acuario. El presentó un ejemplo teórico donde en un acuario se producían 2 gramos de contaminantes en forma diaria. Su teoría era que aunque se efectuaran cambios de agua de un 50% diario, solo la mitad de los contaminantes sería retirado y que se estaría agregando al acuario todos los días 1 gramo de contaminantes. El Sr. Fuller postulaba que un cambio de agua total se debería hacer cada cierto tiempo, ya que en forma inevitable, los contaminantes alcanzarían un nivel dañino para los habitantes del acuario.

Examinemos este razonamiento. Un cambio de agua de un 50% remueve 1 gramo de contaminantes y 1 gramo queda en el agua. Hasta ahí todo bien. Al final del segundo día, 2 gramos de nuevos contaminantes son depositados en el agua del acuario y se adiciona al gramo que venía del día anterior. Si lo sumamos, esto nos da un total de 3 gramos de contaminantes. El 50% del cambio de agua al final del segundo día, baja este nivel a 1,5 gramos. Sin embargo, noten que el aumento de contaminantes después del segundo cambio de agua es solo de 0,5 gramos y no 1 gramo como lo fue el día anterior. Si este cambio diario de un 50% de la cantidad de agua se mantiene, los contaminantes en los días siguientes se comportarán tal como lo dice la tabla Nº1. 


Moviendonos al tercer día, y luego al cuarto y así sucesivamente, se puede ver que mientras los contaminantes continúan aumentando, al final de cada día, la tasa de incremento cada vez mas. Eventualmente, los contaminantes antes de los cambios de agua se aproximarán a 4 gramos, que es el doble de lo que se genera diariamente en el acuario. No importa cuantas veces se hágale cambio de agua de 50%, el límite de 4 gramos no es excedido. En otras palabras, los contaminantes en el acuario tienden a estabilizarse al doble de la cantidad que se produce diariamente, si es que se realizan cambios de agua de un 50% diarios. El Sr. Fuller estaba equivocado al asumir que los contaminantes aumentarían inevitablemente con solo cambios parciales de agua.

El concepto de el equilibrio de la polución


Aparte del caso descrito con anterioridad, veamos que es lo que pasa cuando otras cantidades de agua son reemplazadas durante cambios parciales de agua.



En la tabla 2ª, vemos como la concentración de contaminantes se eleva cuando solo el 40% del agua es cambiada en forma semanal. Aquí, deberíamos decir que los contaminantes que se depositan en el agua del acuario son de 1 unidad, lo cual puede ser cualquier cantidad específica tal como 1 gramo, 5 gramos, 10 gramos, etc. Aunque se habla de cambios semanales en la tabla 2ª, los cálculos son igualmente validos si los cambios de agua tuvieran otros intervalos tales como diarios, mensuales, etc (mientras que el intervalo se mantenga constante). La cantidad de contaminantes presentes antes y después de los cambios de agua son calculados de la misma forma. Empezando con un agua libre de contaminantes, es aparente en la tabla 2ª que los contaminantes se incrementan en forma gradual incluso cuando se hacen cambios de agua en forma periódica. Después de un período, los contaminantes alcanzan un cierto estado de equilibrio y tal como lo hemos visto en la tabla Nº1. En este artículo, llamaremos a este fenómeno “equilibrio de la polución”. En este punto, el nivel de contaminantes no aumenta o disminuye, pero siempre y cuando se continúe con la proporción fija de cambios de agua y en períodos fijos de tiempo. El equilibrio de polución es la cantidad de contaminantes generada en el acuario entre un cambio parcial de agua y otro. En un acuario estable donde los cambios parciales se realizan semanalmente, un equilibrio de polución de 2 significa que hay dos veces mas cantidad de contaminantes que lo que normalmente se deposita en el acuario en el transcurso de una semana. Si lo vemos de otra manera, es equivalente a la cantidad de contaminantes generados en dos semanas en el acuario.

Para dar otro ejemplo, en la tabla 2b podemos encontrar la concentración de contaminantes si es que se hicieran cambios de agua de un 60% semanales. Nuevamente, una tendencia similar se observa. Los contaminantes suben su cantidad pero luego de un tiempo, tienden a encontrar el equilibrio.
Esta tendencia puede ser vista en el gráfico Nº1 que representa la información de las tablas 2a y 2b.



El equilibrio de polución para un cambio de agua de un 60% is considerablemente menor que el equilibrio de polución para los cambios de agua de un 40%. En términos prácticos, esto significa que cambios regulares de un 60% mantendrán los contaminantes en un nivel equivalente a 1.67 veces la cantidad de contaminantes que se generan entre cambios de agua. Esto se compara con la 2.5 veces que se producen si solo se cambia el 40% de agua en forma regular. Si el agua que se cambia fuera solo de un 10%, calculo similares a los hechos con anterioridad, mostrarían condiciones de deteriori del agua y que el equilibrio de polución alcanza 20 veces la cantidad de contaminantes que se generan entre cambios de agua. Esta observación concuerda con la de David Boruchowitz, quien postula cambios de agua de por lo menos 50% ya que los cambios de agua de un 10% son absolutamente ineficientes (revista FAMA Diciembre 2001).

Pero no solo cambia el nivel de equilibrio de polución alcanzado, si no que también cuan rápido se alcanza. Con cambios de agua de un 40%, el equilibrio de polución (EP) es de 2.5 y el 95% del valor de EP es alcanzado en después de 6 semanas. En comparación, cuando los cambios son de un 60%, el EP es alcanzado en solo 4 semanas. De estas observaciones sabemos que el EP se alcanza mas rápidamente, a medida que la proporción de agua cambiada aumenta.

Ahora podemos inferir un par de cosas sobre la acumulación de contaminantes con cambios de agua parciales y rutinarios. Empezando con agua totalmente fresca, los contaminantes en el acuario se irán concentrando con el tiempo, aunque se realizan cambios de agua parciales y a intervalos regulares. Sin embargo, este incremento logra estabilizarse en un punto muy cercano a su EP. Mientras mas grande la proporción de agua renovada en cada cambio de agua, menor será el EP y menor el tiempo que toma en alcanzarse el EP.

Aplicando el EP a la mantención de acuarios

EL EP varía de acuerdo a la proporción de agua que se cambia en el acuario. Este valor se puede calcular paso a paso tal como se ha hecho en las tablas 1 y 2. Sin embargo, hay una manera mas simple de saber el EP, sin tener que hacer cálculos complicados y tediosos. El EP se puede expresa como 1 + (1 – x)/x donde x es la proporción de agua que se renueva durante el cambio parcial. La utilidad de la formula radica en que el EP siempre puede ser calculado por el simple hecho de sustituir la x por un valor determinado (ej: 0,5 por 50%). Para una referencia rápida, una tabla de EP para cambios de agua entre 5 a 100% está dada en la tabla Nº3.




Como se puede ver representado en el gráfico 2, el cambio en el EP no es linealmente proporcional al porcentaje de cambio de agua. Desde 5% o menos, el EP baja rápidamente a medida que el porcentaje de cambios de agua aumenta hasta mas o menos un 20%. Desde ahí en adelante, la curva tiende a aplanarse. 
 




Incrementar la proporción de agua cambiada desde un 10% a un 20%, resulta en un cambio de EP desde 10 a 5. Sin embargo, cambios de agua de un 30% solamente bajan el EP en un 1,67% adicional."

En forma posterior a este artículo, Randy Holmes-Farley publicó un artículo donde también se trataba el mismo tema. El artículo se puede encontrar en el siguiente
link.

2 comentarios:

  1. No se lee nada... quizás deberías cambiar el color de la letra

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