Dureza del agua, Magnesio y Calcio

Calcio (Ca) y Magnesio (Mg) son a menudo los macros más descuidados en un acuario. Sin embargo , estos dos elementos son nutrientes esenciales para las plantas y ambos deben estar presentes para un crecimiento saludable. Estos dos elementos constituyen lo que se conoce como la Dureza General (GH), por lo que GH es la concentración de Ca y Mg presente en el agua. El valor de GH, además de influir en el crecimiento saludable de la planta es un factor importante para la salud de los peces. La dureza general interviene en el sistema de regulación osmótico en el pez en adición a los niveles de calcio en la sangre del pez.

Los niveles en la sangre del pez y por lo tanto, el GH del acuario deberían parecerse al GH de las aguas originales de los peces que se mantienen en el acuario. Una vez comentado esto, en el presente articulo, nos centraremos en el GH referido a las plantas.
En la mayoría de aguas naturales el GH varía considerablemente, pero se suele mantener una relación de Ca : Mg de 4:3. En acuarios, esta relación suele funcionar bien, sin embargo
no es necesario mantener una relación alta de Ca respecto a Mg. Hemos encontrado que relaciones de 10:1 y aún más altas funcionan bien. La mayoría de las aguas de suministro contienen un cierto nivel de Ca y de Mg , un valor de Ca entre 20 y 30 ppm y un valor de Mg entre 5 y 10 ppm en la mayoría de ellas.
Para aumentar el nivel de Calcio y Magnesio en el acuario usamos lo que llamamos Discus Mix (la formulación para la Discus Mix se incluye más adelante). Los componentes usados en la fórmula son:
Sulfato de Calcio CaSO4
Cloruro de Calcio CaCl2
Sulfato de Magnesio MgSO4 (llamado tambien Sales de Epsom MgSO4.7H2O)
Bicarbonato Sódico NaHCO3 (Bicarbonato de cocina)

Esta formulación contiene menos Mg en relación al Ca, para producir un desequilibrio inicial de forma que podamos corregirla posteriormente controlando la dosificación, de la misma forma con la que nos hemos referido al "bucle de regulación" en el Volumen 2, tema 1, titulado "Nitratos, Fosfatos y Potasio. La relación entre NPK".
La solución Discus Mix se usa para mantener estable la concentración de Ca y nos permite dosificar la solución de Mg (SM), cuya fórmula se incluye más adelante, para regular la concentración de Mg en columna de agua. La Discus Mix se dosifica "en seco" y normalmente se debe usar una vez cada dos o tres semanas. La solución de Magnesio, se debe aplicar todos los días.

Análisis de la Dureza general (GH), Calcio y Magnesio
Existen en el mercado diferentes kits de distintos fabricantes para analizar GH. Estos tests son similares a los usados para analizar los otros elementos, y se basan en contar el número de gotas añadidas de un reactivo en un volumen determinado de agua, para determinar el valor de GH en un caso y de concentración de Ca en el otro. La medición de GH se expresa en distintas unidades, pero generalmente se usan partes por millón (ppm) o Grados alemanes (ºdGH).
Para convertir ºdGH en ppm, el factor de conversión es 17,86 ya que 1 ºdGH equivale a 17,86 ppm, 2 ºdGH equivalen a 35,72 ppm etc.
El test de Ca tiene una característica que debemos recalcar, ya que la mayoría de tests miden la concentración de Ca a través del número de gotas en un volumen determinado de agua, (5 ml en el caso del test de Ca de Hagen), por lo que una gota del reactivo en la solución daría una lectura de menos de 20 ppm. Con la idea de alcanzar una resolución mayor y con ello resultados más precisos, recomendamos que duplique la cantidad de agua en el tubo de ensayo del test (por ejemplo, usar 10 ml en lugar de 5 ml) y que luego divida por dos el número de
gotas añadido. De esta forma estamos duplicando la resolución del test, ya que una gota se podría interpretar como un nivel insuficiente de Ca, y dos gotas darían una lectura de 20 ppm de Ca en el agua del acuario. Hemos encontrado que dos o tres gotas de reactivo del test de Ca en 10 ml, representan un valor de entre 20 y 30 ppm, y funcionan bien en la mayoría de acuarios plantados.
El análisis de la concentración de Mg es ligeramente más complicado, ya que usamos una ecuación matemática. Como hemos comentado, el valor de GH, nos indica la cantidad de Ca y de Mg disueltos en el agua. Por tanto, una vez conocidas las dos variables que podemos medir (GH y Ca), resolvemos el valor desconocido de Mg en esta fórmula.
(GH en ppm) – (2.5 x Ca en ppm) 4,1
(17.86 GH en ºdGH) – (2.5 x Ca en ppm) 4,1

Ejemplo: Asumiendo que el valor GH es de 4 ºdGH o 71,44 ppm (4 x17,86) y el valor de Ca es de 20, aplicando la fórmula anterior se obtendría un nivel de Mg de 5,22 ppm.

(71,44) – (2.5 x 20) 4,1
71,44 – 50 / 4,1 = 21.44/ 4,1= 5,22 ppm de Mg.

Sin embargo, hemos incluido una hoja de cálculo en Excel que realiza este cálculo de Mg basado en el valor de GH y de Ca, en la que se pueden incluir también los resultados del resto las mediciones de los tests. El enlace para la descarga de la hoja es:

Analisis
También se ha incluido una tabla para mostrar la relación en el apéndice 1.
Discus Mix
CaSO4 - 3.0 g
CaCl2.2H2O - 1.0 g
MgSO4 - 1.0 g
NaHCO3 - 1.5 g
Mg Solution (MS)
MgSO4 - 169.02 g
En 500ml de agua
Apendice 1

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Sistema de Preservación Perpetua™ Volumen 2, Tema 3
Dureza de carbonatos, Potencial Hidrógeno y Dióxido de Carbono La relación KH, pH y CO2

Después de comentar Nitratos, Fosfatos, Calcio y Magnesio, y Dureza General, vamos a comentar la dureza de carbonatos (KH), Dióxido de Carbono , y el nivel de acidez/alcalinidad expresado como potencial de Hidrógeno o pH (si, p minúscula y H mayúscula). Un pH de 7 º se considera neutro, mientras que valores más bajos se consideran ácidos y valores más altos se consideran alcalinos. Al haber varios tests disponibles en el mercado tanto para medir KH como pH, no entraremos en detalle en la medición de los mismos. Discutiremos más adelante la forma de medir la concentración de CO2, que está relacionada con el nivel de KH y el valor de pH. Solo comentar que la medición del valor de KH es muy similar a la forma de medir GH, y que el valor de KH se expresa también usando diferentes unidades, aunque se suele expresar en ppm (partes por millón) y ºdGH (Grados alemanes). El factor de conversión de ºdGH a ppm es 17.86, por lo que 1 ºdGH equivale a 17,86 ppm, 2 ºdGH equivalen a 35,72 etc, etc. En adelante usaremos para el valor de KH la escala de grados alemanes, en vez de ppm.

Dureza de carbonatos (KH)
En principio, comentar que las plantas no precisan directamente un valor de KH para crecer saludablemente, sin embargo el Carbono es un nutriente esencial para las plantas y en el proceso de la fotosíntesis interviene una gran cantidad del mismo, y el C es el elemento mayoritario que podemos encontrar en el análisis de los tejidos de la planta, pues forma parte de un 42% de los mismos.

Utilizamos Dióxido de carbono como fuente de C para suministrarlo a las plantas. El CO2 disminuye el pH, y como hay algunos tipos de peces que requieren un pH alto, es para esto que interviene en la ecuación el KH*, ya que la dureza de carbonatos sirve como tampón para la reacción de acidificación del CO2, por lo que podemos aumentar o disminuir el pH, y esto nos permite obtener la concentración deseada de CO2 en el agua del acuario. Explicaremos esto a través de un ejemplo, una vez revisemos los factores básicos de los que depende (KH, pH y CO2).

*NT Hay una estrecha relación entre KH, pH y CO2 disuelto en el agua, aunque la mayoría de tests de KH usados en acuariofilia, nos están dando el valor de alcalinidad del agua.

El valor de KH se puede aumentar con la adición de algunos compuestos químicos, siendo los más usados el bicarbonato sódico, (el bicarbonato de cocina) NaHCO3, y el carbonato de Calcio (CaCO3). El primero, es más fácil de disolver que el segundo, pero aporta Na al agua, que se puede acumular si no se realizan cambios de agua. El CaCO3, al ser menos soluble, tarda aproximadamente entre 24 y 48 horas en disolverse, y puede ser consumido totalmente por las plantas sin dejar ningún elemento residual. Hay que tener en cuenta que al usar CaCO3 para aumentar el valor de KH, aumentaremos también el valor de pH, y de GH.

Potencial Hidrógeno (pH)

Básicamente, es la medición de la concentración de iones de Hidrógeno en el agua, y el valor de pH, como es comentado, determina si el agua se considera ácida (pH menor de 7º), o alcalina (pH mayor de 7º). El valor de pH del agua del acuario viene determinado principalmente por el requerido por el tipo de peces que deseemos mantener en el acuario, y generalmente todos los peces admiten una pequeña variación de este valor. Sin embargo, una vez determinemos el valor de pH a mantener, debemos ajustar el valor de KH para permitir obtener la concentración de CO2 disuelto apropiado. Esta relación la estudiaremos más adelante.

Dióxido de Carbono (CO2)

Según diferentes investigaciones se ha determinado que una concentración de 30 ppm es la adecuada para obtener un crecimiento óptimo de las plantas. Debido a la falta de precisión de los kits recomendamos mantener entre 30 y 40 ppm para asegurarnos de que hay una cantidad suficiente para suplir las necesidades de las plantas. Niveles más altos no han mostrado ninguna mejora adicional en el crecimiento de las plantas. Actualmente no hay ningún kit fiable del nivel de CO2 en el mercado, no obstante se puede determinar (aproximadamente) usando la siguiente ecuación:

CO2 (en ppm)= 3 x KH x 10 (7-pH)

De todas formas se incluye una tabla con los valores, para distintos valores de pH y KH. El CO2 se puede añadir de varias formas, usando diferentes técnicas, y hay mucha información en la red al respecto, por lo que no trataremos el tema aquí. El hecho de añadir CO2 reduce el valor de pH, pero no el de KH, y explicaremos esta relación más adelante. Es importante señalar que la adición de cualquier elemento para aumentar el valor de pH o de KH, no repercutirá en un aumento de los valores de CO2. La única forma de aumentar la concentración de CO2, es añadiéndolo al agua.

La relación KH, pH,CO2

Tal y como hemos comentado anteriormente, existe una relación muy estrecha entre estos tres componentes. Antes de continuar, hemos incluido una representación gráfica de esta relación, y la usaremos para explicar como usar estos tres elementos.


Como ya hemos comentado, el rango de la concentración óptima de CO2 se debe encontrar entre 30 y 40 ppm. Según la tabla anterior podemos deducir que este rango se puede obtener a partir de diferentes niveles.
Por ejemplo:
Con un pH de 6.0 y un KH de 1
Con un pH de 6.6 y un KH de 4
Con un pH de 7.0 y un KH de 10

Tal y como se puede ver, cualquier cambio en los valores de KH o de pH, se traduce en un cambio en la concentración de CO2 disuelto. Por ejemplo, si asumimos que los peces que mantenemos en el acuario precisan un pH bajo, si el KH es por ejemplo de 1, para poder obtener un nivel de CO2 de 30 ppm, estaremos forzados a bajar el pH a 6º, lo cual puede no ser deseable. En este caso, si aumentamos el valor de KH (usando NaHCO3 o CaCO3), que también se traducirá en un aumento de pH. Haciendo esto, obtendríamos un pH de 6,2 que podría ser ideal para los peces, junto con una concentración de CO2 para las plantas de 30 ppm, con un KH de 1,5. Para demostrar este punto en otro posible caso, si asumimos que deseamos mantener peces que precisan un pH neutro de 7º, para obtener 30 ppm de CO2 necesitaríamos un KH de 10º. En el caso de que el agua del grifo contenga un KH de 1º, añadiremos la cantidad precisa de NaHCO3 o CaCO3, para incrementar el valor de KH a 10º para poder proporcionar 30 ppm de CO2 con un valor de pH de 7º.