Aquí revisaremos la calidad del agua que se puede esperar de un sistema RO, detallando lo que uno hace por su tanque, sus componentes, y también cómo ponerlo en marcha adecuadamente y mantenerlo dentro de los parámetros funcionales.
¿Qué es la ósmosis inversa (OI)?
Un sistema de OI es un sistema de purificación de agua que aplica presión a través de una membrana semipermeable (como un tamiz microscópico) que permite selectivamente que los solutos pasen a través de ella en función de la restricción de tamaño o del estado de carga, eliminándolos así del agua del producto. Un soluto es cualquier cosa que se disuelve libremente en el agua, que es el disolvente.Las fuentes de agua totalmente naturales contienen varios iones metálicos, iones no metálicos y algunos iones poliatómicos. Un ión es el estado de un átomo o molécula (un conjunto de átomos similares o diferentes) que asume una carga.
Esto ocurre a través de la adición o pérdida de electrones en la nube del átomo o la molécula. Los electrones son las partículas fundamentales cargadas negativamente que forman orbitales alrededor del núcleo de un átomo.
Los electrones también se comparten entre los átomos en moléculas y pueden formar versiones híbridas (fusionadas) de orbitales atómicos. En realidad, no hay una verdadera adición de una partícula de electrón 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 verdaderos electrones 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 similares a las de una onda o comportamientos similares a los de una partícula, pero no ambos simultáneamente.
¿Cuáles son las partes de un sistema de OI?
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 selectivamente el paso de algunos solutos. Los solutos que pueden pasar a través de la membrana lo hacen porque son lo suficientemente pequeños para que los puertos dentro de la membrana la atraviesen o 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) están restringidos al paso a menos que la membrana esté dañada. Como tales, las membranas tienen una vida útil y deben ser reemplazadas periódicamente cuando hay brechas o cuando el nivel de solutos restringidos que se unen a la membrana reduce sustancialmente el libre paso del agua y los solutos.
En algunos sistemas de ósmosis inversa que están construidos para acomodar mayores volúmenes de filtración de agua, se utilizan múltiples capas de membrana. Entre todos los componentes consumibles de un sistema de ósmosis inversa, la membrana es típicamente la parte más cara.
Sistemas de prefiltrado
Dado que las membranas de ósmosis inversa pueden ser un poco caras, la protección de las mismas para que no tengan que filtrar altas concentraciones de solutos del agua de su producto puede verse afectada por el uso de un sistema de prefiltración. Los prefiltros pueden eliminar las partículas en bruto y los solutos que se encuentran típicamente en las fuentes de agua dura.Estos sistemas de prefiltro se colocan aguas arriba del cartucho principal de membrana de ósmosis inversa y constan de varios tipos, que a menudo se utilizan en combinación para producir agua de pre-membrana 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 de iones en el agua. Si hay una gran cantidad de partículas en el agua de origen, 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 utilizado más ampliamente 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 ósmosis inversa funcionan hasta el rango de 0,0005 micras (la mayoría de los sistemas de ósmosis inversa para acuarios utilizan una membrana de ósmosis inversa de 0001 micras).
Medidor de presión
Asegurarse de no volar accidentalmente su costosa membrana RO es algo importante y esto se puede asegurar instalando un medidor de presión. El medidor le permitirá ajustar el flujo del sistema a los parámetros óptimos para la membrana y le hará saber si está sobre o subpresurizando el sistema.Algunos sistemas de ósmosis inversa para aplicaciones más pequeñas no vienen con un manómetro. Sin embargo, puede ser fácilmente adaptado a su sistema. Es un componente que recomendamos encarecidamente.
Restrictor de flujo
Los limitadores de flujo son una gran ayuda para regular el agua, optimizar el rendimiento del sistema y proteger el cartucho de membrana RO de los daños. Un limitador de flujo es una especie 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, los restrictores de flujo mantendrán las presiones internas máximas dentro del compartimento del cartucho de la membrana de la OI y permitirán que el exceso de agua entrante se desvíe para desviar el sistema a la salida de aguas residuales.
Válvula de purga
Las válvulas de lavado permiten que el agua pase por alto el limitador de flujo para permitir que los grandes depósitos sean lavados de nuevo del sistema de membranas. Esto ayuda a aumentar la vida útil de la 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 lavado, pero pueden comprarse por separado y adaptarse a casi cualquier sistema de ósmosis inversa.
Producto Agua (Salida)
El agua producto es la primera de las dos salidas del sistema y es el principal objetivo de su sistema RO: la producción de agua purificada. Un sistema de ósmosis inversa que funciona bien es típicamente capaz de eliminar alrededor del 90% de los componentes no deseados del agua del grifo común.Para asegurar que su sistema de OI sea eficiente, es una buena idea probar regularmente que el agua producto está dentro de los parámetros especificados. Esto puede hacerse con unos pocos kits o sensores.
Un medidor de sólidos disueltos totales (TDS) o un kit de dureza general (GH) analizará la calidad del agua producto y le dirá si el sistema funciona correctamente. Los sólidos disueltos en un sistema de RO bien mantenido deben ser alrededor de 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 sistema RO y contiene agua con todos los solutos segregados que no querías en tu acuario. La salida típica de las aguas residuales contiene niveles más altos de nitratos, fosfatos, metales (como el plomo, el mercurio y el cobre), pesticidas y productos de descomposición de pesticidas que los que se encuentran en el agua corriente normal.Las aguas residuales pueden utilizarse para las plantas domésticas, el jardín o el 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 concentraciones elevadas de metales pesados en sus aguas residuales, no querrá utilizar esa agua para las plantas alimenticias.
Lo que un sistema de OI hace para el tanque
Los sistemas de ósmosis inversa pueden eliminar eficazmente cantidades excesivas de cloro, flúor, 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, los nitratos y fosfatos), pero estos componentes nutritivos suelen ser repuestos en el agua del tanque por los animales del mismo (peces, mariscos, caracoles, etc.).
Examinemos todos los cambios químicos que un sistema de ósmosis inversa impone al agua tratada y lo que la eliminación de estos solutos hace para su acuario.
Dureza del agua
Los sistemas de ósmosis inversa reducen la dureza del agua eliminando los altos niveles de calcio y magnesio del agua de la fuente normal. Estos elementos pueden reaccionar con muchos sistemas biológicos y también con materiales inertes, dejando incrustaciones que cíclicamente continúan redisolviendo el calcio y el magnesio de nuevo en el agua del tanque.El fracaso en el control de la dureza del agua puede hacer que el equilibrio del pH en el tanque sea una pesadilla. Cada vez que se ajusta el pH, esto causará un aumento de 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 usted estará continuamente persiguiendo su cola tratando de lograr el punto de ajuste deseado para el pH del tanque. Más allá de este tema, 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 resistentes a las aguas duras, como los guppys, los peces espada, los peces arco y otras especies de agua dulce.
Esta es sólo una breve muestra y debe hacer su tarea o consultar con un especialista en acuarios si necesita saber los detalles de los requisitos ambientales de un organismo que pretende poner en su tanque. En resumen, el control de la dureza del agua le proporciona una gama más amplia de organismos que puede alojar en su tanque de acuario.
Nitratos
En los animales, estos compuestos nitrogenados son los productos de las reacciones de deaminación que son pasos en el metabolismo de los aminoácidos derivados del consumo de proteínas. Las reacciones de deaminación 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 productos de desecho y son eliminados. Dependiendo del animal y de sus desafíos hídricos, 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 suelen ser consumidos por las plantas como nutrientes.
En las fuentes de agua, como el agua del grifo, la presencia de estos productos químicos suele ser antropogénica y es el resultado del uso excesivo de fertilizantes y de la escorrentía agrícola hacia fuentes de agua dulce como arroyos, ríos y lagos. En cuanto a sus efectos en los sistemas de acuarios, si no se controlan, los acuarios de agua dulce toleran en cierta medida niveles moderados de nitratos (límite superior de 40 ppm), mientras que los acuarios de agua salada decididamente no toleran nada (límite superior de 0,25 ppm).
Dado que los nitratos se acumularán en el tanque a través de la descomposición de la orina y las heces de los peces y deben ser filtrados del agua del tanque, el hecho de comenzar con niveles bajos de nitratos en la fuente de agua filtrada le proporciona cierta latitud para mantener la química del tanque. Además de un sistema de ósmosis inversa y de la limpieza regular de su tanque, la colocación de ciertas plantas o materiales en el entorno del tanque puede ayudarle a controlar los niveles de nitratos.
La arena y la roca viva, que contienen bacterias nitrificantes, reducirán los niveles de nitrato del tanque. Las plantas de manglar también son bastante hábiles para absorber y utilizar los nitratos como nutrientes para el crecimiento, creando así un bucle de ecosistema en el tanque.
Fosfatos
Los altos niveles de fosfatos, que son un nutriente de las plantas, pueden causar florecimientos de algas en sus tanques. Eventualmente, un florecimiento 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 pueden encontrarse en las aguas subterráneas y, aunque se filtren desde la fuente de agua, también se disuelven en los sustratos arenosos de su tanque. Estos pueden ser fuentes de desove para el crecimiento de las algas y a menudo dan lugar a floraciones de algas a partir de algas de grava (un tipo de alga marrón).Además, los silicatos pueden impulsar la proliferación de diatomeas (algunas especies de las cuales son algas), que pastan en los corales. Un sistema RO reduce las presiones de acumulación de silicatos en el tanque del acuario.
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