depurador de algas

Un depurador de algas es un dispositivo de filtración de agua que utiliza luz para el crecimiento de algas ; en este proceso, se eliminan los químicos indeseables del agua. ^{[ 1 ]} Los depuradores de algas permiten a los aficionados operar sus acuarios o estanques de agua salada o dulce mediante filtración natural basada en la producción primaria , de forma similar a como ocurre en océanos y lagos.

Un depurador de algas filtra el agua haciéndolo circular rápidamente sobre una superficie rugosa y altamente iluminada, lo que provoca que las algas comiencen a crecer en grandes cantidades. A medida que las algas crecen, consumen nutrientes como nitrato , fosfato , nitrito , amoníaco , amonio e incluso metales como el cobre del agua. ^{[ 2 ]} Estos nutrientes suelen ser un problema en acuarios y estanques porque provocan el crecimiento de algas no deseadas, y también porque causan enfermedades y/u otros problemas en peces, invertebrados y corales de acuario. ^{[ 3 ]} Un depurador de algas permite que las algas crezcan, pero lo hacen dentro del filtro en lugar de en el acuario o estanque. Esto elimina el exceso de nutrientes (depura el agua), disminuyendo las algas no deseadas en el acuario o estanque. Las algas no deseadas en el acuario o estanque no deben confundirse con las algas deseadas en el propio filtro depurador de algas. Las algas que crecen en el depurador de algas se pueden retirar o devolver a los animales.

Tanto la fertilización con hierro como la nutrición oceánica son técnicas que impulsan la producción primaria de algas en el océano, las cuales consumen enormes cantidades de nutrientes y CO₂._2. Es este mismo consumo de nutrientes el que realizan las algas en un acuario o estanque.

Los depuradores de algas se utilizan tanto en agua salada como en agua dulce, y eliminan algas nocivas de múltiples tipos: cianobacterias o limo , burbujas , filamentos , Chaetomorpha , Caulerpa y algas de película , así como dinoflagelados y Aiptasia .

El depurador de algas fue inventado por el Dr. Walter Adey , quien, a partir de finales de la década de 1970, fue Director del Laboratorio de Sistemas Marinos del Museo de Historia Natural de la Institución Smithsonian (Washington D. C., EE. UU.). ^{[ 4 ]} Su investigación sobre diversos tipos de algas, especialmente en su función ecológica en los arrecifes de coral, le permitió comprender cómo el océano (en particular un arrecife) "recicla" los nutrientes. Diseñó y construyó diversas exhibiciones de hasta 3000 galones y modeló diferentes sistemas ecológicos acuáticos, incluyendo un arrecife/laguna de coral tropical que, "tras 8 años de cierre [al medio ambiente], tenía sus parámetros químicos controlados únicamente por un depurador de césped de algas. Este sistema, estudiado por un equipo multidisciplinario de biólogos, demostró tasas de calcificación [crecimiento de coral] equivalentes al 4% de los mejores arrecifes silvestres y, con 543 especies identificadas y un estimado de 800 especies por unidad de área, se clasificó como el arrecife con mayor biodiversidad jamás medido". ^{[ 5 ]}

En tres ediciones de su libro, Dynamic Aquaria , el Dr. Adey describió su trabajo en detalle y analizó, desde una perspectiva científica, las consideraciones físicas, químicas y biológicas para la creación de un sistema ecológico funcional dentro de un recinto, desde acuarios hasta microcosmos (hasta 5000 galones) o mesocosmos (más de 5000 galones). Al describir el depurador de algas que diseñó, explicó que eliminar el exceso de nutrientes no era su única función. Al operar el depurador por la noche, cuando el tanque principal había entrado en una fase respiratoria diferente (las plantas absorbían oxígeno en lugar de producirlo), el depurador mantenía los niveles de oxígeno y ayudaba a regular el pH, evitando la acumulación de altos niveles de dióxido de carbono .

El término "reciclaje" se refiere al proceso por el cual los nutrientes pasan de las plantas a los animales y viceversa. En la tierra, el reciclaje se observa siguiendo el flujo de oxígeno: las plantas verdes utilizan dióxido de carbono y liberan oxígeno; los animales utilizan este oxígeno y liberan dióxido de carbono. En los océanos y lagos, los nutrientes pasan de las algas a los animales y viceversa.

El Dr. Adey construyó varias versiones de depuradores de algas para acuarios en el Smithsonian. Los llamó "depuradores de césped de algas", porque en aquel entonces se creía que las algas "césped" eran el mejor tipo de alga para cultivar en un depurador. También se le concedió la primera patente estadounidense para un depurador de algas de cubo basculante, ^{[ 6 ]} que describía un complejo dispositivo de vertido que vertía agua sobre una superficie horizontal, simulando así las olas de un arrecife. Tras varios años de desarrollo, participó en una prueba de un gran depurador de algas en el Acuario de la Gran Barrera de Coral : «El Tanque de Arrecife representa la primera aplicación de la tecnología de depuradores de algas a sistemas de acuarios de gran volumen. Los acuarios que utilizan métodos convencionales de purificación de agua (por ejemplo, filtros bacterianos) generalmente tienen niveles de nutrientes en partes por millón, mientras que los depuradores de algas han mantenido concentraciones de partes por mil millones [mucho más bajas], a pesar de la alta carga biológica en el Tanque de Arrecife. El éxito de los depuradores de algas en el mantenimiento de una calidad de agua adecuada para un arrecife de coral quedó demostrado en el desove observado de corales escleractinios y muchos otros habitantes del tanque». ^{[ 1 ]}

Desafortunadamente, en ese momento (1988) no se sabía que era necesario agregar calcio y alcalinidad a un tanque de arrecife cerrado para reemplazar lo que utilizaban los organismos calcificadores en crecimiento. Incluso cinco años después, el zoológico de Pittsburgh apenas comenzaba a probar un tanque de arrecife depurador de "mesocosmos" para ver si los niveles de calcio disminuirían: "Se planteó la hipótesis de que Ca ²⁺y los elementos sustitutivos Sr ²⁺y Mg ²⁺podrían tener concentraciones reducidas en un microcosmos de arrecife de coral debido a la reutilización continua de la misma agua de mar como consecuencia del proceso de reciclaje inherente al mesocosmos de arrecife de coral." [...] "Los escleractinios (Montastrea, Madracis, Porites , Diploria y Acropora ) y las algas calcáreas (Halimeda y otras) presentes en el mesocosmos de arrecife de coral son los organismos más probables responsables de la reducción significativa en la concentración de Ca ²⁺y Sr ²⁺cationes." [...] "El Ca no suele ser un elemento biolimitante, y el estroncio nunca lo es; HCO₃ [alcalinidad] puede ser. Parece que, debido a una limitación menor en los parámetros de diseño del mesocosmos, estos elementos y compuestos pueden haberse convertido en factores limitantes. [...] Es sorprendente que los organismos pudieran agotar los miles de galones de agua de mar (de tres a seis mil) de estos elementos incluso en dos o más años." ^{[ 7 ]} Después de que otros investigadores agregaron calcio y/o conectaron sus tanques al océano (que también suministra calcio y alcalinidad), los corales comenzaron a crecer de nuevo. Sin embargo, los nutrientes "problemáticos" (amoniaco, amonio, nitrato, nitrito, fosfato,CO₂, metales) siempre se mantuvieron en cantidades muy bajas.

El Dr. Adey otorgó licencias de su patente a muy pocas personas, quienes durante un breve período vendieron un número limitado de depuradores de acuario a aficionados. Sin embargo, la complejidad del diseño y el costo de la licencia hicieron que las unidades de depuración fueran muy caras. Esto, sumado al hecho de que las unidades eran ruidosas, salpicaban y eran poco fiables (el mecanismo de descarga se atascaba), provocó que las ventas fueran lentas. Los depuradores apenas comenzaban a ganar terreno en la afición a la acuariofilia en la década de 1990 cuando Adey decidió retirar su licencia y prohibir que nadie más los fabricara o vendiera. En cambio, centró su atención en aplicaciones comerciales e industriales y se dedicó a la fabricación privada de instalaciones de depuración a gran escala para lagos y ríos. ^{[ 8 ]}

Con el desarrollo de internet en la década de 1990, los aficionados a los acuarios y estanques comenzaron a hablar sobre los problemas de algas nocivas y notaron una tendencia: los acuarios y estanques con grandes cantidades de algas nocivas no presentaban nutrientes detectables en el agua. Esto, al principio, parecía extraño, ya que la cantidad de algas nocivas debería aumentar a medida que aumentan los nutrientes en el agua. ¿Cómo podía haber una gran cantidad de algas nocivas sin nutrientes medibles en el agua que lo justificaran? Los biólogos comenzaron entonces a señalar que, cuando la cantidad de algas nocivas era suficientemente grande, estas consumían todos los nutrientes disponibles del agua más rápido de lo que se añadían nuevos nutrientes, tal como había teorizado el Dr. Adey.

El interés por utilizar algas para el control de nutrientes aumentó nuevamente, esta vez en forma de mantenerlas en un "sumidero" u otro acuario pequeño conectado al acuario principal mediante tuberías. Con iluminación y flujo adicionales, las algas crecían en esta área y consumían nutrientes del agua, al igual que los depuradores de algas del Dr. Adey. Los sumideros u otros acuarios pequeños utilizados para este propósito se conocieron como "refugios". ^{[ 9 ]} El nombre "refugio" se utilizó porque las algas en crecimiento proporcionaban un lugar seguro para que pequeños animales y microscópicos se reprodujeran y crecieran, y por lo tanto constituían un "refugio" de los peces e invertebrados grandes del acuario principal que de otro modo los consumirían. Sin embargo, si bien los refugios consumían nutrientes del agua, no lo hacían con la suficiente rapidez en todas las situaciones; esto provocó que muchos aficionados siguieran teniendo problemas de algas molestas en sus acuarios principales.

Las variantes más recientes se construyen con una sencilla "cascada" impulsada por la gravedad , utilizando una tubería de PVC para que el agua fluya a través de una malla de plástico ( también conocida como "lona de plástico"), la cual se lija para permitir que las algas se adhieran. En casi todos los casos, estos depuradores de algas caseros redujeron los nutrientes a niveles muy bajos, lo que disminuyó o eliminó por completo los problemas causados ​​por las algas.

Algas marrones indeseables ( izquierda ) y algas verdes deseables ( derecha ).

Además, las algas de "césped", que eran el foco del diseño del cubo de descarga del Dr. Adey, se reemplazan por "algas verdes filamentosas". ^{[ 10 ]} Esto se debe a que las algas de césped tienden a ser de color marrón oscuro y gruesas (como el césped artificial en los campos deportivos), y bloquean el paso de la luz y el agua a la malla. Esto ralentiza el crecimiento (y la filtración) de las algas porque las capas inferiores de algas adheridas a la malla comienzan a morir y desprenderse. Sin embargo, las algas verdes (especialmente las algas filamentosas de color verde claro) permiten que la luz y el agua penetren hasta la malla si el crecimiento se mantiene por debajo de 20  mm de espesor, ^{[ 11 ]} lo que permite que las algas crezcan más rápido y absorban más nutrientes sin morir ni perder su adherencia a la malla. Esto es ventajoso porque las algas verdes filamentosas son precisamente el tipo de alga que crece automáticamente en un depurador de algas correctamente construido.

Algunos modelos también utilizan burbujas de aire ascendentes. Esta versión, que es básicamente lo opuesto a la cascada, permite colocar el depurador de algas bajo el agua en el acuario, sumidero o estanque, en lugar de sobre él. Esto simplifica enormemente la instalación, ya que el dispositivo no necesita ser impermeable, y permite colocar el depurador en espacios reducidos donde no hay espacio por encima de la línea de flotación. El diseño también evita que las algas se sequen en caso de un corte de energía, ya que todas las algas están bajo el agua, y además elimina casi por completo las salpicaduras. El diseño de burbujas ascendentes se divide en tres categorías: las que se adhieren al cristal del acuario (o sumidero) y lo atraviesan; las que flotan sobre la superficie del agua del acuario, sumidero o estanque; y las que se sumergen completamente como un submarino.

• Refugio (acuarismo) , un componente de los sistemas de acuario donde se pueden cultivar algas.
• Skimmer de proteínas , una forma de filtración mecánica
• La algacultura es la práctica de cultivar algas y algas marinas.
• Fotobiorreactor , un dispositivo que produce combustible utilizando algas y luz.
• Wikiversidad: Depurador de algas , sobre cómo construir un depurador de algas casero

• AlgaeScrubber.net – foro sobre depuradores de algas para acuarios
• Presentación de PowerPoint sobre depuradores de algas
• Versión de cascada para hacer uno mismo