La Filtración en Acuarios

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En un acuario, además de entender la filtración como un medio de retirar las impurezas que se puedan encontrar en el agua, lo que denominaríamos filtración física o mecánica, nos encontramos con la necesidad de enfrentarnos a uno de los pilares sobre los que se asienta nuestra afición, la llamada nitrificación, y que nos obliga a hablar de otro tipo de filtración, la biológica.

La nitrificación la nitrificación es el proceso de oxidación del amoniaco (NH3) a nitrato (NO3). Este proceso de nitrificación debe de darse siempre en presencia de O2. El amoniaco (NH3) producido por los peces, así como el producido por los restos de comida, hojas muertas…, etc. Son elementos muy tóxicos que en el caso concreto del NH3 en los peces provoca la dilatación de las láminas branquiales provocando la asfixia, llegando a producir la pérdida de masa en las agallas e incluso la muerte en el caso de una exposición prolongada o una alta concentración de este. Este 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, menos tóxico este 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. A su vez los nitritos son de nuevo oxidados (por bacterias del género 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. Por lo gráficamente lo podríamos resumir así:

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Por todo esto, queda claro que para cumplir con todos los requisitos necesarios, 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 (volumen de la masa filtrante).
  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. El volumen de dicha masa debería de estar por encima del 5-10% del volumen del tanque a filtrar.

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 debería de rondar entre 0.35-0.75 veces la capacidad del acuario por hora. Más velocidad solo nos daría problemas de saturación, más mantenimiento y ninguna ventaja añadida. 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 marinos o africanos por ejemplo) la velocidad de filtrado debería de ser de al menos 2-3 veces el volumen del tanque por hora.

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, 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 5-10% del volumen del tanque. -Aguas ácidas velocidad de entre 0.35-0.75 volumen total / hora. -Aguas alcalinas velocidad de entre 2-3 veces volumen total / hora. En el caso de aguas ácidas, un volumen del 10% del total, debido a la lentitud de paso nos daría un tiempo de contacto adecuado, mientras que en un medio alcalino, la velocidad alta de circulación nos obligaría a aumentar 2 ó 3 veces el volumen del filtro con respecto al que se usaría en aguas ácidas (20- 30% del volumen total).

4º- O2 disponible. La importancia del O2 disuelto se explica conociendo la disposición de las diferentes grupos de bacterias en las masas filtrantes: El biofilm bacteriano es un ecosistema en si mismo, en él no 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.

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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.

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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, o bien 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 (la biológica) del mismo 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:

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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.

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 disponibles. Si tenemos en cuenta esto nos daremos cuenta que este efecto es solo factible en filtros del tipo sumidero.

Como final dejar una frase de Antonio Trías que define este tema de una forma más o menos ….: Todo está un poco relacionado, a mayor velocidad, pues antes se colmata una sección de filtro, por tanto a mayor sección, menos servicio. La velocidad “necesaria” dependerá de la toxicidad del NH3 y esta es función de la carga biológica, del pH y del O2 disponible, este a su vez es proporcional a la superficie del sistema y a la carga biológica y a la T. La velocidad “de retirada” depende del caudal, y el mantenimiento del filtro, es directamente proporcional a ese caudal. El concepto es que tenemos “muchos” botones que “tocar”.


Autor: Ikerka y Antonio Trias
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