Ósmosis inversa en una pecera

acuario de 75 litros

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 los acuarios de agua dulce, 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 explotan).

Aquí revisaremos la calidad del agua que puede esperar de un sistema de RO, detallando lo que uno hace por su tanque, sus componentes y también cómo ponerlo en marcha correctamente y mantenerlo dentro de los parámetros funcionales.

¿Qué es la ósmosis inversa (RO)?

Un sistema de ósmosis inversa es un sistema de purificación de agua que aplica presión a través de una membrana semipermeable (como un tamiz microscópico) que permite que los solutos pasen selectivamente a través de ella según la restricción de tamaño o el estado de carga, eliminándolos así del agua producida. Un soluto es cualquier cosa que se disuelve libremente en agua, que es el solvente.

Las fuentes de agua totalmente naturales contienen varios iones metálicos, iones no metálicos y algunos iones poliatómicos. Un ion es el estado de un átomo o molécula (un conjunto de átomos iguales o diferentes) que asume una carga.

Esto ocurre a través de la adición o pérdida de 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.

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Los electrones también se comparten entre átomos en moléculas y pueden formar versiones híbridas (fusionadas) de orbitales atómicos. En realidad, no hay una verdadera adición de una partícula de electrones a la nube, por lo que se la denomina «nube».

Lo que realmente sucede es una transferencia o pérdida de energía a la nube y los electrones verdaderos no existen hasta que se miden (observan). Esto es parte de un teorema llamado dualidad partícula-onda, donde las partículas fundamentales, como electrones o fotones, por ejemplo, pueden exhibir propiedades ondulatorias o comportamientos similares a partículas, pero no ambos simultáneamente.

¿Cuáles son las partes de un sistema de RO?

Los sistemas de ósmosis inversa se componen de varias partes que funcionan en conjunto para lograr agua de mayor calidad mediante la eliminación selectiva de iones del agua producida. Esto es muy importante para mantener químicamente un entorno favorable para los peces y también para establecer osmóticamente un entorno adecuado (más información a continuación).

Membrana

La membrana del sistema RO, que es parcialmente permeable (semipermeable), es el corazón de todo el sistema. Es un tipo de tamiz micromolecular que deja pasar el agua y permite que pasen selectivamente algunos solutos. Esos solutos que pueden atravesar la membrana lo hacen porque son lo suficientemente pequeños para que los puertos dentro de la membrana los atraviesen o porque tienen una carga que les permite viajar a través de la membrana.

Otros iones de mayor carga (como los iones divalentes, que tienen dos cargas adicionales o dos menos) tienen restringido el paso 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 soluto restringido que se une a la membrana reduce sustancialmente el paso libre de agua y solutos.

En algunos sistemas de ósmosis inversa que se construyen para acomodar volúmenes de filtración de agua más grandes, se utilizan múltiples capas de membrana. Entre todos los componentes consumibles de un sistema de RO, la membrana suele ser la parte más costosa.

Sistemas de prefiltro

Dado que las membranas de ósmosis inversa pueden ser un poco costosas, protegerlas de tener que filtrar altas concentraciones de solutos del agua de su producto puede verse afectada mediante el uso de un sistema de prefiltración. Los prefiltros pueden eliminar las partículas crudas y los solutos que normalmente se encuentran en las fuentes de agua dura.

Estos sistemas de prefiltro se colocan aguas arriba del cartucho de membrana de ósmosis inversa principal y constan de varios tipos, que a menudo se usan en combinación para producir agua de premembrana bastante limpia. Un componente común del prefiltro es una columna de carbón activado.

El carbón activado tiene numerosos sitios de unión en su superficie para absorber una variedad de productos químicos y solutos iónicos en el agua. Si hay una gran cantidad de partículas en la fuente de agua, los filtros de arena suelen ser el dispositivo elegido para eliminar las partículas antes de introducir agua en el cartucho de carbón activado.

Otra opción popular de prefiltro que se ha vuelto más utilizada 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 micras, mientras que la mayoría de las membranas de OI funcionan en el rango de 0,0005 micras (la mayoría de los sistemas de OI para acuarios utilizan una membrana de OI de 0001 micras).

Manómetro

Es importante asegurarse de no explotar accidentalmente su costosa membrana de ósmosis inversa, y esto se puede garantizar instalando un manómetro. El manómetro le permitirá ajustar el caudal del sistema a los parámetros óptimos para la membrana y le permitirá saber si está o no sobrepresionando o subpresionando el sistema.

Algunos sistemas de ósmosis inversa listos para usar para aplicaciones más pequeñas no vienen con un manómetro. Sin embargo, un indicador puede adaptarse fácilmente a su sistema. Es un componente que recomendamos encarecidamente.

Limitador de flujo

Los restrictores de flujo son un gran asistente para regular el agua, optimizar el rendimiento del sistema y proteger el cartucho de membrana RO contra 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 OI.

En caso de sobrepresión, los restrictores de flujo mantendrán las presiones internas máximas dentro del compartimiento del cartucho de membrana de ósmosis inversa y permitirán 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 limitador de flujo para permitir que los depósitos grandes se retrolaven 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 una válvula de descarga, pero se pueden comprar por separado y adaptar a casi cualquier sistema de ósmosis inversa.

Producto Agua (Salida)

El agua producto es la primera de dos salidas del sistema y es el principal objetivo de su sistema de OI: producción de agua purificada. Por lo general, un sistema de ósmosis inversa que funcione bien puede eliminar aproximadamente el 90 % de los componentes no deseados del agua del grifo común.

Para asegurarse de que su sistema de RO sea eficiente, es una buena idea probar regularmente que el agua del producto se encuentra dentro de los parámetros especificados. Esto se puede hacer con algunos kits o sensores.

Un medidor de sólidos disueltos totales (TDS) o un kit de dureza general (GH) analizarán la calidad del agua del producto y le indicarán si el sistema está funcionando correctamente. Los sólidos disueltos en un sistema de ósmosis inversa bien mantenido deben ser de aproximadamente 10 ppm o menos y la dureza general del agua de su producto debe ser exactamente cero.

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Aguas residuales (Salida)

Este es el segundo componente de salida de un sistema de OI y contiene agua con todos los solutos segregados que no desea 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 descomposición de pesticidas que los que se encuentran en el agua del grifo normal.

Las aguas residuales se pueden usar para plantas de interior, para su jardín o su 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 las plantas alimenticias.

Qué hace un sistema RO por el tanque

Acuario de agua salada

 

En pocas palabras, un buen sistema de OI elimina los componentes solubles de la fuente de agua que pueden tener efectos perjudiciales para las plantas y los organismos acuáticos. En algunos casos, la falta de eliminación de estos solutos puede resultar en el envenenamiento de sus animales y la muerte de la vida en su tanque.

Los sistemas de OI pueden eliminar eficazmente cantidades excesivas de 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 son beneficiosos para las plantas acuáticas (es decir, nitratos y fosfatos), pero estos componentes 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 por su acuario.

Dureza del agua

Los sistemas de ósmosis inversa reducen la dureza del agua al eliminar los altos niveles 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.

Si no se controla la dureza del agua, el equilibrio del pH en el tanque puede convertirse en una pesadilla. Cada vez que ajuste el pH, eso provocará una mayor 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 estará continuamente persiguiéndose la cola tratando de lograr el punto de referencia 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.

Los peces tropicales de la selva amazónica, como 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 guppies , colas de espada , peces arqueros y otras especies de agua dulce.

Esta es solo una breve muestra y debe hacer su tarea o consultar con un especialista en acuarios si necesita conocer los requisitos ambientales específicos de un organismo que pretende poner en su tanque. En resumen, el control de la dureza del agua le brinda una gama más amplia de organismos que puede albergar en el tanque de su acuario.

nitratos

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Los nitratos (NO3-), y también los nitritos (NO2-), son moléculas de nitrógeno-oxígeno que pueden existir independientemente como iones o están unidas a moléculas más grandes como grupos funcionales. Son los productos de los sistemas biológicos animales, aunque también pueden formarse en el aire a través de las energías de plasma producidas por los rayos durante las tormentas eléctricas.

En los animales, estos compuestos nitrogenados son producto de reacciones de desaminación que son pasos en el metabolismo de los aminoácidos derivados del consumo de proteínas. Las reacciones de transaminación que tienen lugar producen cetoácidos, que pueden entrar en el ciclo de Krebs y proporcionar energía a las células.

Los subproductos nitrogenados de este proceso son productos de desecho 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 las plantas suelen consumir como nutrientes.

En las fuentes de agua, como el agua del grifo, la presencia de estas sustancias químicas suele ser antropogénica y el resultado del uso excesivo de fertilizantes y la escorrentía agrícola hacia las 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 toleran en absoluto (límite superior de 0,25 ppm).

Dado que los nitratos se acumularán en su tanque a través de la descomposición de la orina y las heces de los peces y deben 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.

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La arena viva y la roca viva, que contienen bacterias nitrificantes, reducirán los niveles de nitrato del tanque. Las plantas de manglares también son muy hábiles para absorber y usar nitratos como nutrientes de crecimiento, creando así un bucle de ecosistema en el tanque.

Fosfatos

Los altos niveles de fosfatos, que son un nutriente para las plantas, pueden provocar la proliferación de algas en los tanques. Eventualmente, una proliferación 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 los corales y asfixiarán a los peces y mariscos.

Silicatos

Los silicatos se pueden encontrar en el agua subterránea e, incluso si se filtran de la fuente de agua, también se disuelven en los sustratos arenosos de su tanque. Estos pueden ser fuentes de desove para el crecimiento de algas y, a menudo, dan como resultado la proliferación de algas a partir de algas de grava (un tipo de alga parda).

Además, los silicatos pueden impulsar la proliferación de diatomeas (algunas especies de las cuales son algas), que pastarán en los corales. Un sistema de ósmosis inversa reduce las presiones generales de acumulación de silicato en el tanque del acuario.

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