El espumador de proteínas o skimmer

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El espumador de proteínas o skimmer es una de las piezas fundamentales de nuestro equipamiento en el filtrado de nuestro acuario marino por el siguiente motivo: Extrae del agua compuestos que no deseamos evitando que el agua se contamine.

El espumador de proteínas o skimmer

La principal misión del skimmer es extraer del circuito de circulación al filtro cualquier elemento orgánico ya sea disuelto o en partículas. Estos elementos una vez son extraídos del agua no forman parte del ciclo del nitrógeno por lo que no consumirán oxígeno ni generarán como resultado amoniaco, nitritos, nitratos y otras sustancias como fosfatos, silicatos o sulfatos. Además de reducir la generación de sustancias polucionantes en el acuario eliminan también metabolitos colorantes y otros elementos reductores.

Algunos elementos eliminados por el espumador de proteínas sólo pueden ser extraídos del acuario, a falta de éste, a través de cambios de agua o utilización de filtración química.

Debido al alto pH del agua marina, entre 8 y 8,3 grados y a su alta dureza de carbonatos kH entre y 8 y 12º ésta es capaz de asimilar dióxido de carbono CO2 disuelto en el aire y que puede ser disuelto en el agua. El espumador de proteínas a través de su espumación es capaz de disolver este C02 presente en el aire en el agua siendo aprovechable como fuente de carbono por los seres autótrofos del acuario.

La atmósfera contiene 20,9 Mg/L de oxígeno. Este gas puede ser disuelto en el agua marina de diferente forma en función de la temperatura y la salinidad. A 26ºC de temperatura con una salinidad de 1022 el oxígeno alcanza su nivel de saturación al 100% en 6,8 mg/L. El empleo de espumadores suficientes puede superar esta tasa de disolución de oxígeno pudiendo alcanzar niveles de 7 mg/L con una saturación del 120%.

Hablábamos en el artículo dedicado al Potencial Redox de la relación entre la transferencia de electrones de forma oxidativa (reacciones reductivas) o negativas (reacciones oxidativas). El espumador de proteínas permite elevar de forma natural la proporción oxidativa con respecto a las reacciones reductivas.

El espumador de proteínas o skimmer

El espumador de proteínas o skimmer

Un skimmer con una capacidad adecuada a la cantidad de biología del acuario permite obtener lecturas de 400 mV o superiores. Cosa que sin su empleo es muy complejo de conseguir. Al lograr una potencial redox estable no sólo beneficiamos a los seres vivos que mantenemos sino que potenciamos un pH estable al garantizar de igual modo una fuerte dureza de carbonatos.

Además el skimmer funciona como un excelente filtro mecánico reteniendo partículas que los filtros mecánicos convencionales no pueden retener. Sintetizando realizan la misma función que las rompientes de las olas en el mar.

Su última prestación es la de crear ciertas disociaciones químicas y balances de electrones que potencian el aprovechamiento del oxígeno tanto por los filtros biológicos y químicos como por las propias rocas vivas instaladas en el acuario equilibrando el metabolismo de los animales del acuario.

Funcionamiento de un skimmer o espumador de proteinas

Los espumadores o desnatadores de proteinas realizan su función gracias a tres partes bien diferenciadas:

  • La bomba de agua dotada de un ventury. Es la encargada de generar las microburbujas en el interior del cuerpo del skimmer mezclando agua del acuario y aire.
  • Cámara de reacción. Es el cuerpo de skimmer donde se busca que las burbujas de aire queden retenidas el mayor tiempo posible con objeto de que atraían la mayor cantidad de residuos y partículas.
  • Vaso colector o recolector. En él se concentrará el resultado de la acción de las burbujas permitiendo recoger las partículas atrapadas al deshidratarse.

Los elementos de origen orgánico que pueden ser separados por el espumador presentan una composición compleja con base de Carbono. Estos elementos reciben el nombre de moléculas bipolares. Su peso molecular es muy bajo pero su tamaño en proporción es muy grande. Estas moléculas de origen orgánico tienen adhesiva una molécula de carácter inorgánico compuesto por casi cualquier elemento de la tabla periódica de elementos. Todas estas moléculas presentan carga electrostática. La parte inorgánica, se encuentra cargada negativamente, es soluble en el agua mientras que la orgánica, positiva, es insoluble.

Al moverse las burbujas de aire a través del reactor del skimmer, cuerpo principal o cámara de reacción las moléculas de proteína, cargadas positivamente, son atraídas por la capa de tensión superficial que se crea entre éstas y el agua. Estás moléculas de proteína posen regiones cargadas eléctricamente denominadas polares y zonas no polares. Los polos negativos de la molécula formada por átomos de hidrógeno y oxígeno son atraídos por la tensión superficial mientras que los polares positivos se separan de la burbuja en dirección opuesta al repelerse los polos iguales.

El espumador de proteínas o skimmer

El espumador de proteínas o skimmer

Según se van acumulando en la parte superior del espumador las burbujas de proteínas entran en contacto unas con otras deshidratándose en un proceso denominado coronación. Está espuma generada es más estable tardando más tiempo en romperse sus burbujas. La flotabilidad de las burbujas inferiores empujan a las superiores que desbordan el cuello del vaso colector. Muchas de ellas se rompen y depositan su carga generando un líquido denso formado por las moléculas atrapadas en las burbujas.

Factores físico-químicos que afectan a la eficacia del espumador

Aunque nuestra carga biológica sea pequeña y el espumador apenas consiga retirar sustancias orgánicas el beneficio de la reacción oxidativa de su cuerpo beneficia enormemente la calidad del agua marina. El espumador de proteínas funciona más como reactor de oxígeno que como filtro.

El nivel de pH depende directamente en la formación de la espuma. Durante las 24 horas del día el pH sufre fluctuaciones en función de la tasa de alcalinidad, kH y el metabolismo del tanque. Ello influye directamente en la eficacia del espumador. Cuanto más alto es el pH más atracción sufren las moléculas orgánicas en su superficie debido a un incremento de la energía electro estática.

La conductividad o gravedad específica con la que también se mide la salinidad del agua marina influye en el tamaño de la burbuja, en su flotabilidad y en su estabilidad en el agua. Esta causa también influye en el rendimiento del espumador. Las sales disueltas aumentan la estabilidad de las pequeñas burbujas. La conductividad también afecta al equilibrio de las cargas eléctricas afectando a la tensión superficial aumentando cuanto mayor sea la gravedad específica y disminuyendo según disminuye la conductividad.

La temperatura también influye como hemos comentado. A medida que la temperatura aumenta las burbujas se rompen más deprisa por lo que la espuma resultante es menos estable y seca de un modo más complejo. Temperaturas frías entre 10 y 15ºC se obtiene un rendimiento muy superior a las temperaturas tropicales tipo en el acuario de arrecife 25-27ºC.

Tamaño de la burbuja. Cuanto más pequeñas menos flotan resultando más estables. Su carga electro estática es mayor. Su presencia en la misma cantidad de agua es mucho más numerosa por lo que logramos una mayor superficie de intercambio aire/agua.

Cantidad de burbujas. Cuantas más burbujas tengamos por centímetro cuadrado más numerosas serán las reacciones que se producen. Mayor será la cantidad de oxígeno que entra en contacto con el aire y más opciones existen para disolver el oxígeno y evacuar los gases no deseados del agua. La mayor blancura en el cuerpo del skimmer representa a las claras la presencia de un mayor número de burbujas.

El espumador de proteínas o skimmer

El espumador de proteínas o skimmer

Por último, cuanto más tiempo estén las burbujas en contacto con el agua más intensa es la relación aire-agua y más cantidad de oxígeno se intercambia. El tiempo de reacción depende de dos factores: El diseño de la contracorriente del espumador y del diámetro de las burbujas. Esto mejora el nivel de potencial Redox que aumenta por la mayor presencia de oxígeno y también se incrementa el CO2 presente que será aprovechado por las algas simbiontes para la toma de carbono. Cuanto más tiempo tarden las burbujas en salir por el cuello del vaso colector obtendremos un mayor rendimiento.

Los espumadores de proteínas de mayor potencia permiten mantener burbujas de menos de 0,1mm de diámetro en tiempos superiores a los 2 minutos y medio en el cuerpo del reactor. Éste rendimiento tan alto cercano a los 3.500 litros de aire por hora se consigue en skimmers dotados de bombas de movimiento dotadas de rotores o palas especiales capaces de generar millones de burbujas con el aire introducido en el ventury de la misma.

En contraposición estos espumadores de tanta capacidad retiran también del agua muchos elementos traza esenciales que deben ser repuestos. No es preocupante ya que estos mismos elementos sin espumador se degradan muy rápidamente en el acuario por factores como la iluminación, la oxidación y el propio consumo biológico.

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