EL CICLO DEL NITRÓGENO
El ciclo del nitrógeno es un proceso bastante complejo, por lo general imperceptible a simple vista, mediante el cual un acuario nuevo se prepara para recibir y mantener diversas formas de vida dentro del agua. Es una cadena de reacciones químicas constantes y continuas que permiten mantener el agua en óptimas condiciones para que nuestros peces, invertebrados y otras formas de vida puedan desarrollarse de la mejor forma.
Quizás para aquellos acuaristas con algunos años de experiencia sea un término familiar y fácil de comprender, pero es probable que para todos aquellos aficionados que recién se inician en el hobby sea un término totalmente desconocido, incluso puede seguir siendo desconocido hasta después de algunos meses de haber incursionado en el acuarismo.
Por experiencia propia, me he dado cuenta que difícilmente en los acuarios, tiendas de mascotas y otros lugares donde se puede conseguir peces, cuando una persona llega con aquella ilusión de adquirir su primer acuario, se le habla o se le explica acerca del ciclo del Nitrógeno o proceso de maduración del acuario. Muchas veces esto sucede por falta de conocimiento del mismo vendedor o “asesor” en la tienda, por negligencia y en el peor de los casos por aquellos vendedores que simplemente les interesa el negocio y consideran (de mala fe por supuesto) que mejor se quedan callados, venden la pecera y equipo con los peces de una vez y así su cliente volverá en menos de una semana a comprar más peces porque los primeros se le murieron.
Esta situación puede representar un “golpe psicológico” para el comprador que se está iniciando en esto, pues su desilusión es evidente cuando después de una o dos semanas de tener su pecera recién instalada y llena de peces, ve como estos se empiezan a morir poco a poco y sin razón aparente, lo cual inevitablemente hace que muchos abandonen el hobby pensando en lo “difícil” que se hace poder mantener con vida los peces dentro de cinco cristales.
Desde luego que ante estas situaciones, no se le puede achacar toda la culpa al vendedor. Buena parte de la culpa también es responsabilidad del comprador, pues uno debería informarse antes por otros medios o fuentes acerca del hobby y no creer y hacer todo lo que le diga el dueño de la tienda. Tampoco se puede generalizar y decir que todos los vendedores son iguales o que todos actúan de mala fe, porque no es así, pero independientemente de eso, siempre es aconsejable consultar distintas fuentes de información y luego comparar puntos de vista y opiniones para tomar la mejor decisión. La Web hoy en día es una de las fuentes de información más amplias y que está a la mano de cualquiera por muchos medios, así que no existe excusa para decir “yo no sabía” o “me embarcaron”.
Un acuario es todo un ecosistema donde se combinan una serie de elementos que producen reacciones químicas con distintos resultados. El ciclo del Nitrógeno es una cadena de reacciones químicas que se producen en el agua, donde compuestos nitrogenados complejos y tóxicos se descomponen o degradan en compuestos nitrogenados más simples e inofensivos para los peces, todo mediante la acción de colonias de bacterias nitrificantes. Las concentraciones de estos compuestos nitrogenados se miden en mg/l (miligramos por litro) o ppm (partes por millón).
La cadena del ciclo se inicia a partir de la presencia de materia orgánica en el acuario, como excrementos u orina de los peces, restos de alimentos, restos de plantas o de cualquier otro ser vivo. Hay que tomar en cuenta que los peces son amoniotélicos, esto quiere decir que el principal desecho nitrogenado que eliminan de sus cuerpos es al Amoníaco. Esto lo hacen a través de la orina, por medio de sus excrementos y hasta por la misma respiración. Los restos de comida que los peces no se comen o desperdician, restos de plantas naturales cuando las hay o cualquier otro ser vivo en descomposición, también son fuente propicia para el inicio y continuidad de la cadena del ciclo del Nitrógeno.
Cuando estos compuestos orgánicos empiezan a descomponerse dentro del acuario, producen el primer compuesto del ciclo del Nitrógeno: el Amoniaco (NH3) y el Amonio (NH4+). Estos compuestos tienden a concentrarse en forma creciente desde el primer día de instalado el acuario hasta el día 15 aproximadamente, a partir del día 15 y hasta el día 20 la concentración tiende a disminuir paulatinamente hasta alcanzar niveles de 0 ppm. Es importante destacar que normalmente se habla de Amonio o Amoniaco, raramente hablamos de ambos compuestos, la razón probablemente obedezca a que durante esta primer etapa del ciclo del Nitrógeno, el Amoniaco continuamente cambia a Amonio y viceversa, cambiando las concentraciones de cada uno según la temperatura y el pH del agua, con un pH neutro o ácido los compuestos se concentran en Amonio, mientras que en un pH alcalino los compuestos se concentran en Amoniaco. El Amoniaco es extremadamente tóxico y el Amonio es relativamente inofensivo.
Para que el Amonio/Amoniaco se pueda degradar es necesaria la presencia de las bacterias nitrificantes. Las bacterias que se encargan de descomponer estos compuestos nitrogenados se llaman Nitrosomonas. Son bacterias aeróbicas, es decir crecen y se multiplican en presencia de oxígeno, por lo tanto una buena oxigenación dentro del acuario será indispensable para el crecimiento y multiplicación rápida de la colonia, lo cual nos garantiza el control efectivo de los niveles tóxicos de Amoniaco. Estas bacterias se establecen principalmente en la superficie del material de los filtros, de ahí la importancia de contar con un buen sistema de filtración que además utilice material adecuado (mucha superficie) para que se puedan establecer las bacterias; en menor medida las bacterias también se establecen sobre otras superficies dentro del acuario como la grava, rocas, troncos y cualquier otro objeto que se encuentre dentro.
Cuando las Nitrosomonas consumen el Amonio/Amoniaco, producen el segundo compuesto del ciclo del Nitrógeno: los Nitritos (NO2). Los Nitritos, aunque en menor medida que el Amoniaco, también son tóxicos para los peces. Los Nitritos empiezan a concentrarse en forma creciente aproximadamente desde el día 10 hasta el día 25 aproximadamente donde alcanzará su nivel máximo y a partir de ahí empezará a decrecer la concentración hasta el día 40 aproximadamente donde alcanzará niveles de 0 ppm. Al igual que el Amonio/Amoniaco, los Nitritos para que se degraden o descompongan necesitan la intervención de un grupo de bacterias llamadas Nitrobacter, que también son bacterias aeróbicas igual que las Nitrosomonas y se establecen de la misma forma y en los mismos lugares que mencionamos anteriormente.
El Amonio/Amoniaco y Nitritos producen quemaduras en las branquias de los peces y lesiones graves en su organismo, de manera que para introducir o tener vida en el acuario, estos parámetros siempre deben ser de 0 ppm , de lo contrario se corre el riesgo de muerte de alguno de los seres vivos o estrés en el mejor de los casos, lo cual muchas veces conlleva al desarrollo de enfermedades y padecimientos para los animales.
Cuando las Nitrobacter consumen o descomponen los Nitritos, producen el tercer compuesto del ciclo del Nitrógeno: los Nitratos (NO3). Este compuesto es una de las formas más simples del Nitrógeno y relativamente inofensivo para los peces. Las concentraciones de Nitratos normalmente se eliminan mediante los cambios parciales y regulares de agua como parte del mantenimiento básico de nuestro acuario. No obstante a pesar de estos cambios de agua, muchas veces la concentración de este elemento puede ser alta por diversos motivos, uno de ellos es contar con un sistema de filtración deficiente, que no es capaz de soportar la capacidad del acuario, ya sea por su volumen, por exceso de población y/o exceso de alimentación. También podría suceder que el agua que sale del grifo venga cargada de Nitratos. Para solucionar el primer problema basta con tomar las medidas necesarias, ya sea mejorando el sistema de filtración, aumentando el volumen del acuario (a mayor volumen de agua, menor concentración de compuestos nitrogenados), disminuyendo la cantidad de peces y/o controlando mejor la alimentación. Para efectos de la filtración se debe considerar que el filtro utilizado tenga un flujo de agua que sea como mínimo de tres a cuatro veces por hora el volumen total del acuario, es decir, si el acuario es de 50 galones, lo recomendable sería uno o dos filtros que en conjunto muevan entre 150 y 200 galones/hora.
En el caso del segundo problema, cuando el agua ya llega del grifo cargada de Nitratos, la situación es un poco más complicada, pues en estos casos dependiendo que tan altos sean esos niveles, lo recomendable sería utilizar un filtro de ósmosis inversa. En acuarios plantados, mientras la carga no sea mucha, no es problema, pues las plantas consumen Nitratos. También está la posibilidad de utilizar un sistema de filtración a base de plantas, diseñando un mecanismo donde el agua pueda pasar a través de un recipiente ubicado por ejemplo debajo del acuario principal, donde se pueden colocar (incluso dejándolas flotar) plantas de bajos requerimientos y rápido crecimiento para que absorban Nitratos.
Normalmente cuando hablamos del ciclo del Nitrógeno finalizamos el ciclo con los Nitratos, sin embargo existe una forma más simple que es el Nitrógeno (N2) puro, en forma de gas. La razón?. Los Nitratos no son tóxicos para los peces y las posibles concentraciones que puedan afectar a estos se eliminan fácilmente con los cambios regulares de agua. Además, llevar el ciclo completo a su final implicaría algún sistema o método adicional para poder transformar los Nitratos en Nitrógeno, ya que esta transformación se da por la acción de bacterias anaerobias que a diferencia de las anteriores, crecen y se multiplican en ausencia de oxígeno. Sistemas de este tipo son muy útiles en acuarios de arrecife dado que la mayoría de corales e invertebrados son muy sensibles a concentraciones aunque sean bajas de Nitratos y la desnitrificación total se logra mediante sistemas como por ejemplo DSB (Deep Sand Bed) o RDSB (Remote Deep Sand Bed), el espumador de proteínas o cualquier otro sistema de desnitrificación diseñado exclusivamente para tal fin.
Que niveles de concentración de los distintos compuestos nitrogenados son tóxicos para nuestros peces?. Normalmente los niveles más bajos tanto de Amonio/Amoniaco como de Nitritos detectados por cualquier test son suficientes para causar estrés en los peces. A partir de concentraciones de 0.5 ppm o 1 ppm pueden ser niveles lo suficientemente tóxicos para matar un pez. Cabe destacar que hay peces más sensibles que otros a distintos niveles de Amonio/Amoniaco y Nitritos, lo cual no significa que cualquier pez se va a morir bajo esa concentración, de hecho yo he tenido peces como el Oscar que, por error de principiante, han sobrevivido a concentraciones de 2,5 ppm de Amonio/Amoniaco. Obviamente la resistencia del pez también dependerá mucho de las condiciones del acuario en que se encuentre y de su estado en general, sin embargo bajo ninguna circunstancia deberíamos nunca exponer nuestros seres vivos a la presencia de Amonio/Amoniaco o Nitritos en el agua.
En cuanto a los Nitratos hay muchos criterios, pero normalmente se habla que concentraciones a partir de los 50 ppm. pueden causar estrés en el pez. De la misma forma, dependiendo de la especie y su salud, niveles a partir de 200 mg/L pueden ser mortales. Es importante destacar que para obtener estas mediciones en el acuario tendría que tratarse de un acuario probablemente muy descuidado o sin el mantenimiento mínimo necesario. Lo ideal sería mantener este compuesto en 0 ppm, lo cual es bastante difícil de lograr, no obstante mi recomendación es mantener siempre niveles que no sobrepasen niveles de 20 ppm.
Las bacterias nitrificantes, Nitrosomonas y Nitrobacter, como dijimos son bacterias aeróbicas y por lo tanto necesitan la presencia de oxígeno para crecer y multiplicarse. Estas bacterias normalmente se alojan en la superficie de los materiales filtrantes que utilizamos en nuestros sistemas. Recordemos que el agua se oxigena por el simple movimiento y contacto entre la superficie del agua y el aire, entre mayor sea el movimiento del agua, mayor será el contacto y el intercambio de gases, lo cual dará lugar a mayor concentración de oxígeno en el agua, por lo tanto las colonias de bacterias serán mayores en aquellos lugares donde el flujo de agua sea mayor y constante como en los filtros, independientemente del sistema de filtrado que se utilice. Las bacterias se alojaran en mayor cantidad en toda la superficie de los materiales filtrantes que utilicemos, tales como biobolas, esponjas, anillos de cerámica, piedra, trozos de manguera o de pvc, etc., esto es lo que conocemos como la filtración biológica (generada por la acción de las bacterias). Las rocas, troncos, grava y otros elementos dentro del acuario también alojan bacterias nitrificantes en menor cantidad, incluso también pueden encontrarse bacterias flotando en la columna de agua, aunque en menor porcentaje.
Ahora que ya tenemos una noción básica de que es lo que ocurre en nuestros acuarios, podemos entender que fue lo que le sucedió a aquel acuarista ilusionado que con su primera pecera y sin razón aparente se le murieron todos sus peces… Los peces dentro del acuario produjeron una cantidad de desechos orgánicos tal, que fue imposible de controlar en forma natural debido a que el ecosistema aún no contaba con una colonia de bacterias nitrificantes suficiente para soportar la carga biológica del acuario, además el crecimiento de la colonia bacteriana no pudo acelerarse al mismo nivel de crecimiento de la generación de desechos orgánicos y transformación de estos en compuestos tóxicos.
Muchos se preguntarán… entonces dejo mi pecera durante un mes o mes y medio sin peces y listo?. La respuesta concreta es no. Si solamente se llena la pecera con agua, se decora y se pone a funcionar el filtro así no más durante mes o mes y medio, el ciclo del Nitrógeno nunca va a iniciar al no existir material orgánico presente en el agua, por lo tanto no habrá “alimento” para las bacterias y nada sucederá.
Entonces que se debe hacer para iniciar el ciclo del Nitrógeno y evitar la muerte de los peces?. Mi recomendación para los principiantes en el hobby es que, recién instalado el acuario con su sistema de filtración adecuado, agreguen pequeños pedacitos de camarón crudo o pescado al agua con el fin de que estos se descompongan y de inicio el ciclo, esto desde luego sin haber aún introducido los peces. Para tener una idea, yo utilizo más o menos un camarón crudo pequeño para un acuario de 20 galones, lo introduzco desde el primero día y lo dejo durante una semana, para luego sacarlo. Después de esa semana habrá “alimento” suficiente para que aparezca el Amonio/Amoniaco y con él las Nitrosomonas y de esta manera inicie el proceso de ciclado. El momento ideal para introducir peces será cuando las mediciones de parámetros mediante los test digan que tanto el Amonio/Amoniaco como Nitritos están en 0 ppm y los Nitratos por debajo de 20 ppm. Dependiendo del tipo de pez y la cantidad, lo ideal sería ir introduciéndolos poco a poco durante varias semanas para no crear un desequilibrio en el ecosistema, esto permitirá darle el tiempo necesario a la colonia de bacterias de ir creciendo conforme va aumentando la carga biológica del acuario.
En este hobby si algo se debe tener es paciencia, esa es la clave del éxito. No obstante cuando la impaciencia es mucha por tener peces en el acuario nuevo, existe una opción para hacerlo sin correr tanto riesgo y es agregando dentro de nuestros filtros nuevos un poco de material filtrante de otro acuario ya establecido, con parámetros tanto físicos como químicos del agua iguales o muy similares a las del nuevo acuario, adicionalmente trasladar si es posible elementos decorativos como troncos y/o rocas, incluso algo de agua. El agua no es por el aporte de bacterias sino para garantizar la estabilidad de los parámetros químicos y físicos del agua en el nuevo acuario de manera que las colonias de bacterias no resientan mucho el cambio de ambiente. Esto permitiría acelerar un poco el proceso y la multiplicación de las bacterias. No es muy recomendable hacer esto a no ser que se tenga total seguridad de que el acuario de donde estamos extrayendo el material no vaya a estar con peces enfermos, porque de esa forma lo que estaríamos haciendo sería trasladando la enfermedad al nuevo acuario, de la misma manera que debemos comprobar que se trate de agua de óptima calidad, es decir, libre de compuestos nitrogenados. La introducción de los peces se podría hacer a partir del segundo o tercer día pero de manera paulatina, dependiendo del volumen del acuario y tamaño de los peces, podríamos hablar de introducir uno o dos ejemplares por semana, sin dejar de estar monitoreando semanalmente los niveles de compuestos nitrogenados, o con mayor frecuencia en caso de que se note algún comportamiento extraño en los peces, como que dejen de comer, se muestren inactivos en un solo lugar, respiración agitada, nadando en la superficie, nado errático, o cualquier otro comportamiento fuera de lo normal, si la medición de parámetros muestra presencia de Amonio/Amoniaco y/o Nitritos es urgente realizar un cambio de agua inmediato de al menos el 50% del volumen total y dependiendo que tan alta sea esa concentración, puede que sea necesario el cambio de un porcentaje mayor. En los días siguientes es indispensable estar midiendo parámetros a diario y los porcentajes y frecuencia de los cambios de agua dependerán de dichas mediciones, siendo hasta recomendable hacer varios cambios al día en porcentajes entre un 25% y 30% hasta que los test indiquen 0 ppm. Repito y quiero dejar claro de nuevo que hacer esto si no se tiene cierto grado de experiencia y no se tiene claro cómo funciona el ciclo del nitrógeno, es mejor no hacerlo y llevar la cosa con calma desde el principio para no exponer la vida de nuestros peces. Así que ante todo, paciencia.
Para aficionados experimentados (e impacientes), que cuenten con un acuario con un volumen de agua importante, (me refiero a no menos de 50 galones) y que cuenten con un sistema de filtración que sobre pase el flujo mínimo recomendable de tres a cuatro veces el volumen del acuario, o en otras palabras, que cuenten con exceso de filtración, podrían jugarse el chance de montar el acuario e inmediatamente ir introduciendo peces de uno a dos por semana, de esta manera se le da tiempo a la colonia bacteriana de que se multiplique conforme van apareciendo los desechos orgánicos y sea capaz de soportar la carga biológica del acuario conforme esta va creciendo. El volumen de agua es importante, pues a mayor volumen, la concentración de compuestos nitrogenados disminuye. Yo he tenido acuarios con exceso de filtración, en los cuales la presencia de Amoniaco/Amonio y Nitritos durante el ciclo del nitrógeno ha sido indetectable, sin embargo al igual que lo indicado en el párrafo anterior, lo mejor es tener paciencia y no arriesgar la vida de los seres vivos. Recalco que me referí al inicio del párrafo a aficionados experimentados, por lo cual estaría de más decir, para lo que acá trato de explicar, que se trata de personas que dominan y conocen a la perfección el funcionamiento del ciclo del nitrógeno.
En el mercado existen también productos que dicen ser “bacterias” y muy recomendados en muchos establecimientos para que la gente monte su acuario y de una vez introduzca los peces sin mayor riesgo. En lo personal nunca los he utilizado ni creo tampoco que bacterias nitrificantes aerobias puedan sobrevivir durante meses en un envase herméticamente sellado, en ausencia total de oxígeno. Se cree que una colonia de bacterias aerobias pueden sobrevivir en ausencia de oxígeno en nuestros filtros como máximo 24 horas, cuanto menor sea el tiempo transcurrido lógicamente mayor va a ser la cantidad de bacterias que logre sobrevivir. Hay gente que dice haber tenido éxito con el uso de estos productos, sin embargo en mi opinión, yo relaciono este éxito con otros factores tales como un excelente sistema de filtración, volumen de agua importante y cantidad de peces pequeña, es decir, poca carga biológica.
Y para finalizar, un detalle importante a tomar en consideración, en el mantenimiento del acuario: nunca se debe vaciar totalmente el 100% del agua, lavar la pecera, lavar piedras, filtros, etc. ya que con eso lo único que se lograría es eliminar en su totalidad las bacterias nitrificantes de nuestro ecosistema, lo cual implica que el ciclo deberá iniciar nuevamente con las consecuencias del caso anotadas anteriormente si no se toman las precauciones debidas. Hay personas que se lamentan de que sus peces se mueren a cada rato, que no logran bajar los niveles de Amonio/Amoniaco y Nitritos, y cuando se les consulta sobre el mantenimiento que le dan al acuario lo primero que anotan es que lavan todo cada semana, lo cual es un tremendo error.
El mantenimiento adecuado del acuario que permita mantener la colonia de bacterias nitrificantes viva y cumpliendo su función debe limitarse a realizar un cambio parcial de agua al menos una vez por semana, en un porcentaje que puede variar entre el 25% y 40% en promedio para la mayoría de los casos. Hay factores importantes que inciden en la frecuencia y porcentaje de estos cambios de agua como el volumen del acuario, el sistema de filtración (si es deficiente, el mínimo recomendado o excede la capacidad), la cantidad de peces y tamaño de los mismos (sobre población), cantidad y tipo de alimentación, entre otros. Por eso es importante realizar mediciones periódicas de compuesto nitrogenados, los valores que muestren los test son los que nos dirán si las condiciones de nuestro acuario y el mantenimiento que le estamos dando es el adecuado.
Los datos anteriores son muy generales y pueden ser considerados para la gran mayoría de especies, sin embargo hay que considerar que reproductores y criadores de peces como los discos por ejemplo y otras especies, pueden realizar cambios de agua del 100% varias veces al día con el fin de lograr su objetivo.
En cuanto al mantenimiento del filtro, este debe estar funcionando 24/7 de manera que el flujo de agua permita mantener oxigenada la colonia de bacterias, no es recomendable (como muchos a veces preguntan) apagar el filtro durante la noche. Es probable que con el paso de los días y las semanas, dependiendo de diversos factores, el material filtrante se sature de suciedad, basura y otros desechos, y si no se le da el mantenimiento adecuado el filtro disminuye su eficiencia y podría ser hasta incapaz de soportar la carga biológica del acuario, en otras palabras, volverse deficiente para mantener la adecuada cantidad de bacterias nitrificantes que mantengan el agua en óptima calidad.
Al menos una vez por mes (o con mayor frecuencia si la situación lo amerita) es recomendable desarmar el filtro, sacar sus materiales y limpiarlos. La forma correcta de hacerlo es sacando agua del mismo acuario en un balde o cubeta, aprovechando cuando se va a realizar un cambio parcial y enjuagar ahí con cuidado todo el material. Es importante mantener el material fuera del agua durante el menor tiempo posible para evitar la pérdida de bacterias y de la misma forma el enjuague debe ser rápido para volver a colocar el filtro en su lugar y evitar la muerte de bacterias. Un error muy frecuente es sacar el filtro del acuario, dejarlo por ahí fuera del agua mientras se realiza el cambio parcial, luego tomarlo y lavarlo bien con agua del grifo. Con esto lo que se logra es eliminar la colonia de bacterias y de nuevo tener que iniciar con el ciclado, con el agravante de que ya hay peces en el acuario.
Quiero hacer acá un paréntesis para aclarar un punto que probablemente a estas alturas de la lectura muchos se estarán planteando la inquietud. Pasa lo mismo en un acuario de agua salada? Pues bien, el proceso y la lógica del ciclo del nitrógeno es exactamente el mismo en un acuario de agua dulce como en un acuario de agua salada, sin embargo si quisiera resaltar algunos aspectos importantes a considerar: Los grupos de bacterias nitrificantes, aunque se llaman igual, son organismos totalmente diferentes, es decir, no podríamos por ejemplo intentar acelerar el ciclo en un acuario marino utilizando elementos de un acuario establecido de agua dulce ni viceversa. Por otro lado hay que considerar que en los acuarios de agua salada no se acostumbra utilizar los filtros que normalmente se usan en agua dulce debido a que si no se les da mantenimiento casi que a diario, lo cual obviamente no es práctico, pueden convertirse en una fuente generadora importante de Nitratos en el acuario, lo cual como lo mencioné algunos párrafos atrás puede afectar considerablemente la vida marina, la cual es muy sensible a este compuesto. En acuarios marinos la filtración se basa en roca viva y mucho movimiento de agua, aquí es importante evitar dejar lo que se llaman “zonas muertas”, es decir, zonas sin movimiento de agua que lo que pueden hacer es facilitar la acumulación de desechos y además impedir o disminuir la formación de bacterias nitrificantes en la roca por falta de oxigenación adecuada.
He tratado de dar una explicación comprensible, sin la utilización de términos muy técnicos que más bien puedan confundir o hacer incomprensible la lectura, de manera que espero que esto les ayude a entender uno de los aspectos básicos y claves en el éxito de cualquier acuario. Paciencia y a disfrutar el hobby
