I+D EMPRESAS: La nitrificación

La nitrificación

dieter untergasser imágenes ceDiDas por sera

Las excreciones de los seres vivos de un acuario o estanque de jardín se deben descomponer con la mayor rapidez posible para que se conviertan en sustancias inocuas. Para ello se necesita un filtrado potente.

El filtrado en el acuario se divide en tres partes que se llevan a cabo simultáneamente: la transformación del amoniaco excretado por los peces como producto final del metabolismo de las proteínas en nitrato pasando por nitrito, la descomposición biológica de las heces de los peces y otros desechos orgánicos y el aprovechamiento del nitrato por parte de plantas y bacterias.

Una parte significativa del filtrado biológico es la transformación de los compuestos de nitrógeno que son el amoniaco (NH3) y el amonio (NH4 +) pasando por nitrito hasta llegar a nitrato: es lo que se llama nitrificación. En ella, el tipo de medio de filtrado biológico utilizado tiene un papel decisivo. Sólo con la estructura de poros correcta se pueden asentar suficientes bacterias para descomponer las sustancias nocivas por completo. De lo contrario, se pueden detectar valores elevados de amonio, amoniaco o nitrito en el agua.

En el proceso de nitrificación el tipo de medio de filtrado biológico es decisivo.

Diferentes ensayos

A lo largo de cuatro años se llevaron a cabo más de 200 ensayos diferentes con el medio de filtrado sera siporax pond para determinar dónde se encuentran los límites de rendimiento del medio en cuanto a la descomposición de NH /NH4

3

+ en un plazo de 24 horas. El rendimiento de descomposición de un medio de filtrado aumenta con la superficie de asentamiento disponible para las bacterias en una estructura de poros permanentemente abierta por ambos lados a través de la pared de los anillos de filtrado. Los poros de los anillos de siporax están intercomunicados tridimensionalmente y tienen el tamaño y la estructura óptimos para el asentamiento de bacterias. Así, a través de los poros se crea una corriente de agua constante que suministra oxígeno y nutrientes a las bacterias y se lleva las sustancias de desecho.

El objeto de la investigación era determinar el rendimiento de descomposición de sera siporax en un filtro con una corriente muy rápida, ya que una velocidad de corriente alta reduce el rendimiento de descomposición de los medios de filtrado normales. Se filtraron dos recipientes de 500 litros cada uno a través de 80 litros de sera siporax pond. El agua se bombeaba a través del filtro 23 veces por hora con las bombas de estanque sera pond PP. La cantidad de amonio se aplicaba como solución de NH4 + a lo largo de 12 horas y a continuación se medía el tiempo necesario para su conversión en nitrato.

El mayor rendimiento de descomposición se alcanzó con una temperatura de 27 °C, pero incluso con una temperatura de 18 °C se pudo alcanzar más del 50 % de ese rendimiento. La cantidad de amonio convertido en nitrato a diario tras el proceso de rodaje se situó entre 20.000 y 50.000 mg NH4 + .

Por cada 1.000 g de alimento seco digerido con una proporción de proteína del 45 %, los peces excretan a diario una cantidad de amoníaco que, en un agua de pH neutro, se convierte en 71.000 mg de amonio. Al calcular esta cantidad de excreciones, se parte de un aprovechamiento regular del alimento de alrededor del 50 %, lo que representa 500 g de aumento de la masa corporal. Con la temperatura del agua óptima, los alimentos de sera presentan un aprovechamiento claramente superior de más del 80 %, por lo que causan una carga de excreciones de amoniaco mucho menor.

NO3 -

04 01

02

NH4 +

NH3

El anillo de siporax es altamente poroso

1.- Estructura de poros en la superficie.

2.- Estructura de poros en el interior.

3.- Superficie interior poblada con películas de bacterias.

4.- Estructura de poros intercomunicados tridimensionalmente que atraviesan toda la pared.

1 2

3 4

01.- Los excesos de alimento, las excreciones de los peces y las partes de plantas muertas son una carga para el agua.

02.- Las bacterias de limpieza convierten primero las sustancias nocivas en NH4+/NH3 (amonio, amoníaco).

03.- Las bacterias de limpieza convierten el NH4 +/NH3 en NO2 - (nitrito).

Las cantidades de descomposición alcanzadas con sera siporax corresponden a las excreciones de una cantidad de alimento de entre 280 y 700 g suministrado a diario. Esto significa que cada litro de sera siporax descompone las excreciones de entre 3,5 y 8,7 gramos de alimento digerido. Si se desea tener un margen de seguridad en el filtrado, se puede calcular una cantidad de 3 litros de sera siporax por cada 10 g de alimento consumido a diario. No obstante, es importante disponer de un buen prefiltrado para que no se asienten detritus en los poros del sera siporax. La cantidad recomendada para la acuariofilia de un litro de sera siporax 15 mm por cada 200 litros de agua de acuario es, por lo tanto, totalmente suficiente incluso en acuarios muy poblados.

Con independencia de la investigación de sera, también otros investigadores han reconocido el rendimiento de siporax. Así, en experimentos japoneses con peces en el espacio exterior se utilizó siporax como medio de filtrado, y experimentos en la universidad de Sydney han demostrado la descomposición biológica de nitrato (desnitrificación) en el siporax.

Bibliografía:

- Biological Sciences in Space, Vol. 13 No. 4 (1999), p. 321-326: VFEU Water Quality Control in STS-95 Mission - University of Sydney, 2006, P. Menoud et al., Simultaneous Nitrification and Denitrification using Siporax Packing