Los filtros de acuario son componentes críticos de los acuarios de agua dulce y marina. [1] [2] [3] Los filtros para acuarios eliminan los productos de desecho físicos y químicos solubles de los acuarios, lo que simplifica el mantenimiento. Además, los filtros de acuario son necesarios para mantener la vida, ya que los acuarios tienen volúmenes de agua relativamente pequeños y cerrados en comparación con el entorno natural de la mayoría de los peces. [4]
Descripción general
Los animales, generalmente peces, que se mantienen en tanques de peces producen desechos de los excrementos y la respiración. Otra fuente de desperdicio son los alimentos no consumidos o las plantas y los peces que han muerto. Estos productos de desecho se acumulan en los tanques y contaminan el agua. A medida que aumenta el grado de contaminación, aumenta el riesgo para la salud de los acuarios y la eliminación de la contaminación se vuelve crítica. La filtración es un método común utilizado para el mantenimiento de acuarios saludables.
La filtración biológica y el ciclo del nitrógeno
El manejo adecuado del ciclo del nitrógeno es un elemento vital para un acuario exitoso. Las excreciones y otras materias orgánicas en descomposición producen amoníaco que es altamente tóxico para los peces. Los procesos bacterianos oxidan este amoníaco en nitritos ligeramente menos tóxicos , y estos a su vez se oxidan para formar nitratos mucho menos tóxicos . En el entorno natural, estos nitratos son absorbidos posteriormente por las plantas como fertilizante y esto sucede hasta cierto punto en un acuario plantado con plantas reales.
Sin embargo, un acuario es un microcosmos imperfecto del mundo natural. Los acuarios suelen estar mucho más poblados de peces que el entorno natural. Esto aumenta la cantidad de amoníaco producida en el volumen relativamente pequeño del acuario. Las bacterias responsables de descomponer el amoníaco convirtiéndolo en nitrito, Nitrosomonas , colonizan la superficie de cualquier objeto dentro del acuario. Las bacterias que luego convierten el nitrito en nitrato son Nitrospira y Nitrobacter . [5] En la mayoría de los casos, un filtro biológico no es más que una esponja porosa químicamente inerte, que proporciona un área de superficie muy ampliada en la que estas bacterias pueden desarrollarse. Estas colonias de bacterias tardan varias semanas en formarse, tiempo durante el cual el acuario es vulnerable a una condición comúnmente conocida como "síndrome del tanque nuevo" si se abastece de peces demasiado rápido. Algunos sistemas incorporan bacterias capaces de convertir nitratos en gas nitrógeno. [6]
La acumulación de amoníaco tóxico de los desechos en descomposición es la principal causa de mortalidad de peces en acuarios nuevos, mal mantenidos o sobrecargados. [7] En el ambiente artificial del acuario, el ciclo del nitrógeno termina efectivamente con la producción de nitratos. Para que el nivel de nitrato no se acumule a un nivel dañino, se requieren cambios parciales regulares de agua para eliminar los nitratos e introducir agua nueva no contaminada. [8]
Filtración mecánica y química
El proceso de filtración mecánica elimina el material particulado de la columna de agua. Este material particulado puede incluir alimentos no consumidos, heces o restos de plantas o algas. La filtración mecánica se logra típicamente pasando agua a través de materiales que actúan como un tamiz, atrapando físicamente el material particulado. [1] La eliminación de desechos sólidos puede ser tan simple como una red física manual de desechos y / o involucrar equipos muy complejos. Toda eliminación de desechos sólidos implica filtrar agua a través de algún tipo de malla en un proceso conocido como filtración mecánica . Los desechos sólidos se recolectan primero y luego deben eliminarse físicamente del sistema del acuario. La filtración mecánica es finalmente ineficaz si los desechos sólidos no se eliminan del filtro y se dejan descomponer y disolver en el agua.
Los desechos disueltos son más difíciles de eliminar del agua. Se utilizan varias técnicas, conocidas colectivamente como filtración química , para la eliminación de residuos disueltos, siendo la más popular el uso de carbón activado y fraccionamiento de espuma . Hasta cierto punto, las plantas sanas extraen los desechos químicos disueltos del agua cuando crecen, por lo que las plantas pueden desempeñar un papel en la contención de los desechos disueltos.
Una situación final y menos común que requiere filtración implica el deseo de esterilizar patógenos transmitidos por el agua. Esta esterilización se logra pasando agua del acuario a través de dispositivos de filtración que exponen el agua a luz ultravioleta de alta intensidad y / o exponen el agua a gas ozono disuelto.
Materiales aptos para la filtración de acuarios
Numerosos materiales son adecuados como medios de filtración para acuarios. Estos incluyen lanas sintéticas, conocidas en el pasatiempo del acuario como lana de filtro, hechas de tereftalato de polietileno o nailon . Las esponjas o espumas sintéticas , diversos productos cerámicos y de vidrio sinterizado y silicio junto con gravas ígneas también se utilizan como materiales de filtrado mecánico. Los materiales con una superficie mayor proporcionan filtración tanto mecánica como biológica. Algunos materiales de filtro, como las "biobolas" de plástico, se utilizan mejor para la filtración biológica.
Con la notable excepción de los filtros de diatomeas, los filtros de acuario rara vez tienen una acción puramente mecánica, ya que las bacterias colonizarán la mayoría de los materiales filtrantes y producirán algún grado de filtración biológica. [1] El carbón activado y las zeolitas también se agregan con frecuencia a los filtros de los acuarios. Estos materiales altamente porosos actúan como adsorbatos que unen varios productos químicos a sus grandes superficies externas [2] y también como sitios de colonización bacteriana.
El tipo más simple de filtro de acuario consta solo de lana de filtro y carbón activado. La lana de filtro atrapa partículas y desechos grandes, y el carbón activado adsorbe las impurezas más pequeñas. Estos deben cambiarse regularmente a intervalos adecuados. [9] Esto es particularmente importante en el caso de los filtros de carbón activado, que pueden volver a liberar su contenido adsorbido en dosis grandes (y por lo tanto dañinas) si se dejan saturar. [10] El carbón activado adsorbe toxinas en la superficie porosa extendida del carbón. No se puede reactivar hirviendo en agua. La adsorción de carbón activado se puede restaurar mediante regeneración térmica a temperaturas de 500–900 ° C (932–1,652 ° F), [11] regeneración electroquímica , ultrasonido u otros procesos industriales. Para el aficionado, reemplazar el carbón activado con material fresco es simple y económico.
Tipos
Numerosos tipos de filtros para acuarios están disponibles comercialmente, [12] que incluyen:
Filtros de potencia
Los filtros eléctricos o HOB (colgados en la parte posterior), que funcionan con un impulsor , eliminan el agua del acuario, generalmente con un tubo de sifón largo, que luego se empuja (o se tira) a través de una serie de medios filtrantes diferentes y se devuelve al acuario. Estos son el tipo más común de filtro de acuario. [1] Suelen ser más eficaces y fáciles de mantener que los filtros internos. [13]
Las ventajas de este tipo de filtro son que permiten una selección de diferentes tipos de medios filtrantes según las necesidades del tanque, y que son fáciles de limpiar sin molestar a los habitantes del tanque porque se sientan en el exterior de la pecera. Las desventajas de los filtros de potencia incluyen su menor capacidad para medios filtrantes en comparación con los filtros de cartucho, y que tienden a ser muy ruidosos, generalmente como resultado de vibraciones. [14]
Filtros de bote
En comparación con los filtros que cuelgan en la parte posterior del acuario, los filtros externos estilo bote ofrecen una mayor cantidad de materiales de filtro para ser utilizados junto con un mayor grado de flexibilidad con respecto a la elección del material de filtro. [2] El agua ingresa al recipiente lleno con el material de filtro elegido a través de un tubo de entrada en la parte inferior del recipiente, pasa a través del material y se devuelve al acuario a través del tubo de retorno. El agua se ve obligada a circular a través del filtro mediante una bomba que normalmente se instala en la parte superior del recipiente. Es importante tener en cuenta que los filtros de recipiente son sistemas sellados y completamente inundados, lo que significa que el acuario, la tubería de entrada, el interior del filtro y la tubería de retorno forman un cuerpo de agua continuo. En esta configuración, tanto la vía de entrada como la de retorno forman dos sifones , que se equilibran entre sí con precisión. En estas circunstancias, la bomba de filtrado no tiene que hacer ningún esfuerzo para llevar el agua de regreso al acuario, independientemente de la altura a la que este último esté instalado por encima del recipiente. La bomba solo debe ser lo suficientemente potente como para empujar el agua a través del material filtrante y superar el arrastre en las tuberías de entrada y retorno. Esto hace que las bombas de filtro de recipiente sean prácticamente insensibles a la diferencia de altura entre el acuario y el filtro (aunque exceder el límite de altura especificado por el fabricante puede provocar fugas).
Los beneficios de este tipo de filtro son que pueden proporcionar un alto volumen de material filtrante sin reducir el espacio interno en el acuario, y que pueden desconectarse del tanque para su limpieza / mantenimiento y reemplazarse sin perturbar el interior del acuario o los ocupantes. Además, como filtro con tubería externa, admite la instalación en línea de otros equipos de acuario, como calentadores de agua y difusores de dióxido de carbono . Dicho equipo puede retirarse del tanque e instalarse en línea en la tubería de retorno del filtro. Las desventajas de los filtros de bote incluyen el mayor costo y la complejidad en relación con los filtros internos y las dificultades para limpiar los tubos que transfieren agua hacia y desde el acuario. [3] También existe el riesgo de una fuga, que naturalmente es un problema para cualquier filtro colocado fuera del acuario.
Los filtros de bote se diseñaron inicialmente para filtrar agua potable a baja presión. Los filtros de recipiente para acuarios utilizan agua a alta presión, procedente de una bomba debidamente accionada, para forzar el agua a través del medio filtrante denso. Una bomba puede extraer agua de un filtro debajo de la grava y ponerla en un recipiente para una doble filtración.
Filtros de diatomeas
Los filtros de diatomeas se utilizan solo para la limpieza esporádica de tanques, no se operan continuamente en acuarios. Estos filtros utilizan tierra de diatomeas para crear un filtro extremadamente fino de hasta 1 µm que elimina las partículas de la columna de agua. [1]
Filtros de goteo
Los filtros de goteo, también conocidos como filtros húmedos / secos, son otros sistemas de filtración de agua para acuarios marinos y de agua dulce. [13] Este filtro viene en dos configuraciones, una que se coloca en la parte superior del acuario (más rara vez se ve) y otra que se coloca debajo del acuario (más común).
Si el filtro húmedo / seco se coloca en la parte superior del acuario, se bombea agua sobre varias bandejas perforadas que contienen lana de filtro o algún otro material de filtro. El agua gotea a través de las bandejas, manteniendo la lana de filtro húmeda pero no completamente sumergida, permitiendo que las bacterias aeróbicas crezcan y ayudando a la filtración biológica. El agua vuelve al acuario como lluvia. [13]
Alternativamente, el filtro húmedo / seco se puede colocar debajo del tanque. En este diseño, el agua se alimenta por gravedad al filtro debajo del acuario. El agua prefiltrada se envía a una placa perforada (placa de goteo). El prefiltrado puede tener lugar en el acuario mediante un bloque de espuma o una manga en el rebosadero, o un sifón de vertedero , o puede ser prefiltrado con lana de filtro que descansa sobre la placa perforada. El agua cargada de desechos del acuario se esparce sobre la placa de goteo y llueve a través de un medio. Puede ser una rejilla de plástico / lana de filtro enrollada en forma circular (DLS o "Espiral de doble capa") o cualquier número de medios plásticos comúnmente conocidos como Bio Balls. A medida que el agua cae en cascada sobre el medio, se desprende CO 2 , se recoge oxígeno y las bacterias convierten los desechos del tanque en materiales menos dañinos. Desde aquí el agua entra al sumidero. El sumidero puede contener varios compartimentos, cada uno con su propio material de filtración. A menudo, los calentadores y termostatos se colocan en el sumidero. [13]
Filtros de algas
Las algas pueden cultivarse a propósito, lo que elimina los químicos del agua que deben eliminarse para tener peces, invertebrados y corales saludables. Este es un método de filtrado natural ("verde"), que permite que un acuario funcione como lo hacen los océanos y los lagos. [15]
Las algas y los organismos que causan enfermedades también se pueden eliminar tratando el agua con irradiación ultravioleta , pero el inconveniente de los rayos UV es que también matará las bacterias beneficiosas. Por lo tanto, el tratamiento con rayos ultravioleta se usa generalmente solo cuando es necesario y no todo el tiempo.
Filtros deflectores
Los filtros deflectores son similares a los filtros de goteo húmedos y secos en que generalmente están situados debajo del acuario. Este tipo de filtro consta de una serie de deflectores por los que debe pasar el agua para llegar a la bomba que devuelve el agua al acuario. Estos deflectores actúan como una serie de filtros de bote y se pueden llenar con diferentes medios filtrantes para diferentes propósitos. [dieciséis]
Filtro de lecho fluidizado
El filtro de lecho fluidizado (FBF) es solo un reactor biológico. El principio es dirigir el agua a través de un lecho de arena (o un medio similar) desde abajo para que la arena se fluidice y se comporte como un fluido. Este mecanismo se ve en la licuefacción , arena rápida y procesos industriales, incluido el tratamiento de aguas residuales municipales . La superficie combinada de todas las partículas de arena en el filtro es muy grande, por lo que hay una gran superficie para las bacterias de desnitrificación aeróbica . Por tanto, el tamaño del filtro puede ser modesto.
El filtro en sí puede ser interno o externo. En su versión interna de bricolaje más simple, un FBF es muy fácil de construir, con un contenedor, arena, bomba y algunas tuberías. Hay muchas variables: forma y tamaño del recipiente, cantidad de arena o equivalente, tamaño de las partículas, potencia de la bomba y plomería.
Filtros internos
Los filtros internos son, por definición, filtros dentro de los confines del acuario. Estos incluyen el filtro de esponja, variaciones en el filtro de esquina (en la imagen superior derecha e izquierda), filtro de cartucho de espuma y filtro de grava. [1] Un filtro interno puede tener una bomba eléctrica y, por lo tanto, ser un filtro de energía interno, a menudo conectado al interior de los acuarios mediante ventosas.
Filtros de transporte aéreo
Los filtros de esponja y los filtros de esquina (a veces llamados filtros de caja) funcionan esencialmente mediante el mismo mecanismo que un filtro interno. Ambos generalmente funcionan mediante un puente aéreo , utilizando burbujas de una bomba de aire que se eleva en un tubo para crear flujo. En un filtro de esponja, la entrada solo puede estar cubierta por un simple bloque de espuma de celda abierta. Un filtro de esquina es un poco más complejo. Estos filtros a menudo se colocan en la esquina del fondo del acuario. El agua entra por las ranuras de la caja, pasa a través de una capa de medio y luego sale por el tubo de transporte aéreo para regresar al acuario. Estos filtros tienden a ser adecuados solo para acuarios pequeños y poco abastecidos. El filtro de esponja es especialmente útil para la cría de alevines donde la esponja evita que los peces pequeños entren en el filtro. [13]
Filtros de grava
Uno de los tipos de filtros más antiguos, los filtros de grava consisten en una placa porosa que se coloca debajo de la grava en la base del acuario y uno o más tubos de elevación. Históricamente, los filtros debajo de la grava se han accionado mediante desplazamiento de aire. Se colocan piedras de aire en la base de los tubos de elevación que fuerzan al agua a salir del tubo de elevación creando una presión negativa debajo de la placa del filtro debajo de la grava (también llamada plenum). [17] Luego, el agua se filtra a través de la grava, que a su vez es el material de filtración. [1] Se puede lograr un mayor caudal de agua a través de la grava mediante el uso de una bomba de agua en lugar de un desplazamiento de aire. [1]
Las bacterias benéficas colonizan el lecho de grava y proporcionan filtración biológica, utilizando el sustrato del acuario como filtro biológico. [9] [13]
Los filtros de grava pueden ser perjudiciales para la salud de las plantas acuáticas. [9] Los sustratos finos, como arena o turba, pueden obstruir un filtro de grava. [13] Los filtros debajo de la grava no son efectivos si el lecho del sustrato es desigual. En un lecho de grava irregular, el agua fluirá solo a través de las porciones delgadas del lecho, dejando que las áreas más cubiertas se vuelvan anóxicas .
Sistemas marinos específicos
Desnatadores de proteínas
Camas de arena profunda
Método de Berlín
Referencias
- ^ a b c d e f g h Riehl, Rüdiger. Editor.; Baensch, HA (1996). Aquarium Atlas (5a ed.). Alemania: Tetra Press. ISBN 3-88244-050-3.
- ^ a b c Leibel WS (1993) Una guía de pescadores de cíclidos sudamericanos. Tetra Press. Bélgica pág. 12-14.
- ^ a b Loiselle, Paul V. (1995). El acuario de cíclidos . Alemania: Tetra Press. ISBN 1-56465-146-0.
- ^ Sands D (1994) Una guía de pescadores de cíclidos centroamericanos. Tetra Press. Bélgica págs. 17-19.
- ^ https://petfishplace.com/types-aquarium-filtration
- ^ http://www.aquariumslife.com/diy-projects/diy-aquariumdenitrator
- ^ Patrick TK Woo; David W. Bruno (2002). Enfermedades y trastornos de los peces en cultivo en jaulas . Wallingford, Oxon, Reino Unido: CABI Pub. págs. 284 . ISBN 0-85199-443-1.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ http://www.aquacadabra.com/blog/the-basics-of-filtration
- ^ a b c Axelrod, Herbert, R. (1996). Peces tropicales exóticos . Publicaciones TFH. ISBN 0-87666-543-1.
- ^ Eade, Andrew (1999). Cría de peces de agua fría . Libros Ringpress. pag. 33. ISBN 1-86054-072-4.
- ^ Sabio, E .; González, E .; González, JF; González-García, CM; Ramiro, A .; Ganan, J (2004). "Regeneración térmica de carbón activado saturado con p-nitrofenol". Carbono . 42 (11): 2285–2293. doi : 10.1016 / j.carbon.2004.05.007 .
- ^ Mary Bailey; Nick Dakin (2001). El manual de peces de acuario . Editores de New Holland . pag. 26. ISBN 978-1-85974-190-0.
- ^ a b c d e f g Sanford, Gina (1999). Guía del propietario del acuario . Nueva York: DK Publishing . págs. 164-167 . ISBN 0-7894-4614-6.
- ^ "Filtros de acuario de agua dulce - Centro de peces de acuario" . aquariumfishhub.com . Consultado el 14 de junio de 2017 .
- ^ Ciclos de nutrientes en el acuario de la Gran Barrera de Coral. Actas del 6º Simposio Internacional de Arrecifes de Coral, Australia, 1988, vol. 2
- ^ Sandford G, Crow R (1991) El manual de cazatanques. Tetra Press, Estados Unidos
- ^ Spotte, Stephen (30 de julio de 1993). Mantenimiento de acuarios marinos . John Wiley e hijos. págs. 25–. ISBN 9780471594895. Consultado el 14 de octubre de 2014 .