Ósmosis inversa en una pecera
Un sistema de ósmosis inversa (RO) es un componente indispensable de cualquier sistema de acuario de agua salada, de lo contrario, simplemente no funcionan muy bien sin uno.
Los sistemas de ósmosis inversa también son importantes para el agua dulceacuarios también, especialmente si son tanques grandes. Un buen sistema de ósmosis inversa ayuda a mantener la química y el pH adecuados del agua y establece la presión osmótica correcta para los peces (esta última razón es la razón por la que no se pueden poner peces de agua salada en un tanque de agua dulce: sus células se disparan).
Aquí revisaremos la calidad del agua que puedeesperar de un sistema de ósmosis inversa, detallando lo que uno hace por su tanque, sus componentes, y también cómo hacer que uno funcione correctamente y mantenerlo dentro de los parámetros funcionales.
¿Qué es la ósmosis inversa (RO)?
Un sistema RO es un sistema de purificación de agua queaplica presión a través de una membrana semipermeable (como un tamiz microscópico) que permite selectivamente que los solutos pasen a través de ella según la restricción de tamaño o el estado de carga, eliminándolos así del agua del producto. Un soluto es cualquier cosa que se disuelva libremente en agua, que es el solvente.
Las fuentes de agua totalmente naturales contienen variasiones metálicos, iones no metálicos y algunos iones poliatómicos. Un ion es el estado de un átomo o molécula (un conjunto de átomos similares o diferentes) que asume una carga.
Esto ocurre mediante la suma o la pérdidade electrones a la nube de electrones del átomo o molécula. Los electrones son las partículas fundamentales cargadas negativamente que forman orbitales alrededor del núcleo de un átomo.
Los electrones también se comparten entre átomos enmoléculas y pueden formar versiones híbridas (fusionadas) de orbitales atómicos. En realidad, no existe una verdadera adición de una partícula de electrones a la nube, razón por la cual se la denomina "nube".
Lo que realmente sucede es una transferencia o pérdida dela energía a la nube y los electrones verdaderos no existen realmente hasta que se miden (observan). Esto es parte de un teorema llamado dualidad partícula-onda, donde las partículas fundamentales, como los electrones o los fotones, por ejemplo, pueden exhibir propiedades ondulantes o comportamientos similares a las de las partículas, pero no ambos simultáneamente.
¿Cuáles son las partes de un sistema RO?
Los sistemas RO se componen de varias partes quetrabajan en conjunto para lograr agua de mayor calidad mediante la eliminación selectiva de iones del agua producida. Esto es muy importante para mantener un ambiente favorable para sus peces químicamente y también para establecer un ambiente adecuado osmóticamente (más sobre eso a continuación).
Membrana
La membrana del sistema RO, que está parcialmentepermeable (semipermeable) es el corazón de todo el sistema. Es un tipo de tamiz micromolecular que deja pasar el agua y permite selectivamente el paso de algunos solutos. Los solutos que pueden atravesar la membrana lo hacen porque son lo suficientemente pequeños como para que los puertos dentro de la membrana la atraviesen o porque tienen una carga que les permite viajar a través de la membrana.
Otros iones de mayor carga (como iones divalentes,que tienen dos cargas adicionales o dos menos) no pueden pasar a menos que la membrana esté dañada. Como tales, las membranas tienen una vida útil y deben reemplazarse periódicamente cuando hay roturas o cuando el nivel de unión restringida del soluto a la membrana reduce sustancialmente el paso libre de agua y solutos.
En algunos sistemas de ósmosis inversa que están construidos para adaptarsemayores volúmenes de filtración de agua, se utilizan múltiples capas de membrana. Entre todos los componentes consumibles de un sistema de ósmosis inversa, la membrana suele ser la parte más cara.
Sistemas de prefiltro
Dado que las membranas de RO pueden ser un poco caras,protegerlos de tener que filtrar altas concentraciones de solutos del agua de su producto puede verse afectado por el uso de un sistema de prefiltración. Los prefiltros pueden eliminar el material particulado crudo y los solutos que se encuentran típicamente en las fuentes de agua dura.
Estos sistemas de prefiltro se colocan antes deel cartucho de membrana de ósmosis inversa principal y constan de varios tipos, a menudo utilizados en combinación para producir agua antes de la membrana bastante limpia. Un componente común del prefiltro es una columna de carbón activado.
El carbón activado tiene numerosos sitios de unión ensu superficie para absorber una variedad de productos químicos y solutos iónicos en el agua. Si hay una gran cantidad de material particulado en la fuente de agua, los filtros de arena suelen ser el dispositivo de elección para eliminar las partículas antes de introducir agua en el cartucho de carbón activado.
Otra opción de prefiltro popular que se ha convertidoLos más utilizados desde su introducción son los cilindros especiales de polipropileno que se inyectan durante el moldeo con fibras de un polímero no tejido. Estas columnas de polipropileno son básicamente un sistema de filtro de 5 micrones, mientras que la mayoría de las membranas de ósmosis inversa operan hasta el rango de 0.0005 micrones (la mayoría de los sistemas de ósmosis inversa para acuarios utilizan una membrana de ósmosis inversa de 0001 micrones).
Manómetro
Asegurándose de no soplar accidentalmente suUna bonita y cara membrana de RO es algo importante y esto se puede garantizar instalando un manómetro. El medidor le permitirá ajustar el caudal del sistema a los parámetros óptimos para la membrana y le permitirá saber si está sobrepresionando o subpresionando el sistema.
Algunos sistemas de ósmosis inversa estándar para aplicaciones más pequeñas no vienen con manómetro. Sin embargo, se puede adaptar fácilmente un medidor a su sistema. Es un componente que recomendamos encarecidamente.
Limitador de flujo
Los limitadores de flujo son un gran asistente enregulando el agua, optimizando el rendimiento del sistema y protegiendo el cartucho de membrana de ósmosis inversa de daños. Un limitador de flujo es un tipo de válvula de retención que restringirá el flujo de agua entrante hasta que se alcance la presión interna correcta para un rendimiento óptimo en el sistema de ósmosis inversa.
En caso de sobrepresión, limitadores de caudalmantendrá las presiones internas máximas dentro del compartimiento del cartucho de membrana de ósmosis inversa y permitirá que el exceso de agua entrante se desvíe para desviar el sistema hacia la salida de aguas residuales.
La válvula de descarga
Las válvulas de descarga permiten que el agua se desvíe del flujorestrictor para permitir que los depósitos grandes sean retrolavados del sistema de membrana. Esto ayuda a aumentar la vida útil de su membrana y evita que los materiales dañinos queden atrapados en su superficie.
La mayoría de los sistemas de ósmosis inversa no tienen válvula de descarga, pero se pueden comprar por separado y adaptar a casi cualquier sistema de ósmosis inversa.
Agua del producto (salida)
El agua producida es la primera de las dos salidas del sistemay es el principal objetivo de su sistema de ósmosis inversa: la producción de agua purificada. Un sistema de ósmosis inversa que funciona bien normalmente puede eliminar aproximadamente el 90% de los componentes no deseados del agua corriente del grifo.
Para asegurarse de que su sistema de ósmosis inversa sea eficiente, es una buena idea probar regularmente que el agua producida se encuentre dentro de los parámetros especificados. Esto se puede hacer con algunos kits o sensores.
Un medidor de sólidos disueltos totales (TDS) o unEl kit de dureza (GH) analizará la calidad del agua producida y le dirá si el sistema está funcionando correctamente. Los sólidos disueltos en un sistema de ósmosis inversa en buen estado deben ser de aproximadamente 10 ppm o menos y la dureza general del agua de su producto debe ser exactamente cero.
Aguas residuales (salida)
Este es el segundo componente de salida de un ROsistema y contiene agua con todos los solutos segregados que no deseaba en su acuario. La salida típica de aguas residuales contiene niveles más altos de nitratos, fosfatos, metales (como plomo, mercurio y cobre), pesticidas y productos de degradación de pesticidas que los que se encuentran en el agua corriente normal.
Las aguas residuales se pueden utilizar para plantas de interior, para sujardín o invernadero porque las plantas responden bien a los nitratos y fosfatos, que son nutrientes para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, tenga en cuenta que si tiene mayores concentraciones de metales pesados en sus aguas residuales, no querrá usar esa agua en plantas de alimentos.
Qué hace un sistema de ósmosis inversa por el tanque
Para ser breve, un buen sistema de ósmosis inversa elimina loscomponentes del agua de origen que pueden tener efectos perjudiciales en las plantas y organismos acuáticos. En algunos casos, no eliminar estos solutos puede provocar el envenenamiento de sus animales y la muerte de la vida en su tanque.
Los sistemas de ósmosis inversa pueden eliminar eficazmente los excesosde cloro, fluoruro, arsénico, benceno, calcio, magnesio, plomo, mercurio, cobre, pesticidas y muchos otros sólidos orgánicos. La eliminación de estos solutos es ideal para la salud de cualquier acuario, pero en realidad es una parte no negociable de cualquier acuario de agua salada.
Es cierto que algunos componentes eliminados sonbeneficioso para las plantas acuáticas (es decir, nitratos y fosfatos), pero estos componentes de nutrientes a menudo se reponen en el agua del tanque por los animales en el tanque (peces, mariscos, caracoles, etc.).
Examinemos todos los cambios químicos que impone un sistema de ósmosis inversa en el agua tratada y qué hace la eliminación de estos solutos en su acuario.
Dureza del agua
Los sistemas de ósmosis inversa reducen la dureza del agua al eliminarniveles de calcio y magnesio del agua de origen normal. Estos elementos pueden reaccionar con muchos sistemas biológicos y también con materiales inertes, dejando incrustaciones que continúan cíclicamente para volver a disolver el calcio y el magnesio en el agua del tanque.
No controlar la dureza del agua puede hacerequilibrar el pH de su tanque es una especie de pesadilla. Cada vez que ajuste el pH, aumentará la acumulación de calcio y magnesio en los depósitos existentes o aumentará la liberación de iones de calcio y magnesio de esos depósitos.
El resultado es que estarás continuamentepersiguiendo su cola tratando de lograr el punto de ajuste deseado para el pH del tanque. Más allá de este problema, algunas especies de peces son más sensibles a los niveles elevados de calcio y magnesio que otras especies.
Peces tropicales de la selva amazónica, comocomo el pez ángel y el disco, no sobreviven bien ni se reproducen en aguas duras. Por el contrario, hay muchas especies tolerantes al agua dura como los guppies, los colas de espada, el pez arquero y otras especies de agua dulce.
Esta es solo una muestra breve y debe hacersu tarea o consulte con un especialista en acuarios si necesita conocer los detalles sobre los requisitos ambientales de un organismo que desea introducir en su tanque. En resumen, controlar la dureza del agua le proporciona una gama más amplia de organismos que puede albergar en el tanque de su acuario.
Nitratos
Nitratos (NO3-), y también nitritos (NO2-), son moléculas de nitrógeno-oxígeno que pueden existirindependientemente como iones o están unidos a moléculas más grandes como grupos funcionales. Son producto de sistemas biológicos animales, aunque también pueden formarse en el aire a través de las energías del plasma producidas por los rayos durante las tormentas.
En los animales, estos compuestos nitrogenados son losproductos de reacciones de desaminación que son pasos en el metabolismo de aminoácidos derivados del consumo de proteínas. Las reacciones de transaminación que tienen lugar producen cetoácidos, que pueden entrar en el ciclo de Kreb y proporcionar energía a las células.
Los subproductos nitrogenados de este proceso son residuosproductos y se eliminan. Dependiendo del animal y sus desafíos con el agua, los compuestos nitrogenados se transforman en amoníaco, orina o ácido úrico y se liberan a través de la micción (micción) y la defecación. En el medio ambiente, las bacterias nitrificantes descomponen estos productos de desecho en nitratos y nitritos, que generalmente son consumidos por las plantas como nutrientes.
En el agua de origen, como el agua del grifo, la presenciade estos productos químicos suele ser antropogénico y el resultado del uso excesivo de fertilizantes y la escorrentía agrícola a fuentes de agua dulce como arroyos, ríos y lagos. Con respecto a sus efectos en los sistemas de acuarios, si no se controlan, los acuarios de agua dulce son algo tolerantes a niveles moderados de nitratos (límite superior de 40 ppm), mientras que los acuarios de agua salada definitivamente no son tolerantes en absoluto (límite superior de 0,25 ppm).
Dado que los nitratos se acumularán en su tanquea través de la descomposición de la orina y las heces de los peces y debe filtrarse del agua del tanque, comenzar con niveles bajos de nitratos en su fuente de agua filtrada le brinda cierta libertad para mantener la química de su tanque. Además de un sistema de ósmosis inversa y la limpieza regular de su tanque, colocar ciertas plantas o materiales en el entorno del tanque puede ayudarlo a controlar los niveles de nitrato.
Arena viva y roca viva, que contienen nitrificantesbacterias, reducirá los niveles de nitrato del tanque. Las plantas de manglar también son muy hábiles para absorber y usar nitratos como nutrientes de crecimiento, creando así un ciclo de ecosistema en el tanque.
Fosfatos
Altos niveles de fosfatos, que son una planta.nutriente, puede causar floraciones de algas en sus tanques. Eventualmente, una floración de algas reducirá la tensión de oxígeno en el agua del tanque a través de la competencia y comenzará a matar la vida en el tanque.
Para los tanques de agua salada, los niveles de fosfato deben mantenerse por debajo de 0.2 ppm o las algas destruirán sus corales y sofocarán sus peces y mariscos.
Silicatos
Los silicatos se pueden encontrar en las aguas subterráneas e, inclusosi se filtran de la fuente de agua, también se disuelven de sustratos arenosos en su tanque. Estos pueden ser fuentes de desove para el crecimiento de algas y a menudo resultan en floraciones de algas de grava (un tipo de alga marrón).
Además, los silicatos pueden impulsar laproliferación de diatomeas (algunas de las cuales son algas), que se alimentan de los corales. Un sistema de ósmosis inversa reduce las presiones generales de acumulación de silicato en el tanque del acuario.