acuarioUn reactor de calcio o carbonato cálcico es un equipo encargado de disolver un sustrato calcáreo y devolverlo disuelto al acuario.

Es un equipo destinado a ser usado en acuarios de arrecife. No es un equipo necesario para los acuarios de solo peces, ya que el consumo de carbonato y calcio es mínimo en este tipo de acuarios.

Este tipo de reactores disuelve tanto calcio como carbonato cálcico. Normalmente se les conoce como reactor de calcio, aunque su ajuste se hace mediante el carbonato cálcio disuelto y la alcalinidad (kH) que aporta al sistema.

Para hacernos una idea, lo que hace un reactor es tomar todos los elementos que un día un determinado coral necesitó para formar su esqueleto calcáreo, crecer y desarrollarse para devolverlos disueltos al agua y que estén nuevamente a disposición de los invertebrados de nuestro acuario.

Los reactores de carbonato cálcico (CaCO3 reactors) no deben ser confundidos con los reactores de Kalkwasser (Kalkreactor, reactores de hidróxido cálcico). Estos últimos se utilizan para automatizar el uso del hidróxido cálcico.

Ventajas del uso de reactores de calcio o carbonato cálcico.

Mantienen óptimos niveles de calcio. No es necesario el uso de aditivos para elevar o mantener niveles de calcio. Un reactor bien calibrado mantendrá nuestra concentración de calcio estable y siempre por encima de 400 ppm.

Mantienen óptima la reserva de alcalinidad. No es necesario el uso de productos que repongan la reserva de alcalinidad (KH). El reactor se encargará de mantener la reserva de alcalinidad estable reponiéndola de manera constante. También mantendrá nuestro pH en el rango correcto.

Reponen elementos mayores, menores y elementos traza. 

Para conseguir estas ventajas el equipo deberá estar correctamente calibrado y dimensionado y la calidad del medio calcáreo elegido para ser disuelto debe de ser la adecuada.

Un reactor bien calibrado necesitará un mantenimiento mínimo. A cambio podemos olvidarnos de la gran batalla que suponen parámetros como el nivel de Calcio, pH, y KH. Esto nos permiitirá disfrutar del acuario en lugar de trabajar para él.

Inconvenientes del uso de reactores calcio o de carbonato cálcico.

Aumento de Fosfatos. Dependiendo de la calidad del medio calcáreo con el que se cargue el reactor, pueden liberarse elementos considerados perjudiciales sobre todo fosfatos. Lo que hace bueno un sustrato para reactor es entre otras cosas lo libre de fosfatos que esté y otras sustancias consideradas perjudiciales cuando rebasan sus concentraciones normales.

Bajadas excesivas de pH debido al uso del CO2. Parte del CO2 saliente de nuestro reactor puede hacerse notar en el acuario.

Los fosfatos y el CO2 son para las una fuente de abono para las algas filamentosas. Nunca deben instalarse reactores de carbonato cálcico en acuarios con problemas de algas filamentosas.

Tampoco deben nunca instalarse reactores de carbonato cálcico en acuarios que tengan problemas con la química del agua. El acuario debe estar libre de problemas y funcionando correctamente sin ningún reactor instalado. Debe tener todos sus niveles de calcio, pH, alcalinidad etc correctos y razonablemente estables.

Si el acuario está libre de problemas y la instalación y calibración del reactor son las correctas, el éxito está garantizado.

El uso de reactores no es en absoluto imprescindible para mantener con éxito un acuario de arrecife. La misión principal del reactor es la de reducir al mínimo el mantenimiento necesario de nuestro acuario.

Funcionamiento de los reactores de calcio

Son diferentes los tipos de sustratos para los reactores, pero todos tienen en común que están compuestos por carbonato cálcico (CaCO3).

El carbonato cálcico no es soluble al pH del acuario marino (8.3pH) por lo que el carbonato contenido en el interior del reactor deberá estar sometido a un pH bastante menor para lograr que su disolución. El interior del reactor deberá estar en torno a 6.5pH.

Esta bajada en el interior del reactor se logra mediante la inyección de CO2.

Las reacciones químicas que tienen lugar en el interior del reactor son:

CO2 + H2O <-> H2CO3

Dióxido de carbono + agua = ácido carbónico.

H2CO3 + CaCO3 <-> Ca++ + 2HCO3-

Ácido carbónico + Carbonato cálcico = ion calcio + ion bicarbonato

O directamente:

CaCO3 + H2O + CO2<-> Ca++ + 2HCO3-

Carbonato cálcico + agua + dióxido de carbono = ion calcio + ion bicarbonato

Elementos que componen un reactor de calcio o carbonato cálcico.

Esquema gráfico del funcionamiento de un reactor de calcio

Cuerpo del reactor de calcio.
El cuerpo del reactor contiene en su interior el medio calcáreo que será disuelto poco a poco.

Tiene una entrada de agua del acuario, y una salida de agua enriquecida con el aporte del medio calcáreo disuelto.

Tienen conectado al cuerpo del reactor una bomba de recirculación (veremos más adelante su uso).La entrada de CO2  (el C02 se usa para bajar el pH del agua y disolver el medio calcáreo) al reactor suele estar puesta justo antes de la toma de la bomba de circulación.

Hay también reactores con doble cámara (dual chamber). En la primera cámara se disuelve el carbonato. La función de la segunda cámara, llena también de carbonato, es la de subir el ph antes de que el agua regrese al acuario. Son adecuados para acuarios de mucho volumen con enorme demanda de calcio en los cuales los reactores están muy forzados en su funcionamiento manejando bastante cantidad de COy caudales de circulación elevados.

Bomba de recirculación.

Esta bomba es la encargada de hacer circular el agua mediante un ciclo cerrado a través del sustrato del reactor. Se habla de ciclo cerrado porque el agua antes de abandonar el reactor en su salida hacia el acuario habrá circulado varias decenas de veces por el cuerpo del reactor. Es mucho mayor el caudal de la bomba de circulación respecto al caudal de entrada/salida de agua al reactor. El caudal de circulación es del orden de varios cientos de litros a la hora, mientras que el caudal a través del reactor ronda el par de litros / hora.

Dependiendo del diseño del reactor, la bomba de circulación puede estar forzando el paso del agua desde la base del reactor hacia su parte superior o puede estar tomando el agua de su base e impulsándola por su parte superior. Generalmente los reactores hacen circular el agua de abajo hacia arriba, es decir, de la base a la parte superior tal y como muestra la figura anterior.

Botella de CO2.

Para su funcionamiento, los reactores de calcio necesitan usar CO2 .Mediantre la acificación del agua con el aporte de C02 se consigue disovler el medio calcáreo.

Conviene recordar que la botella está presurizada por lo que hay que tener en cuenta las consideracciones siguientes:

La botella debe tener un mantenimiento correcto, por lo tanto es aconsejable recargar en lugares de confianza

Sujetar la botella mediante cadenas, o cualquier otro sistema, para evitar que la botella pueda caerse accidentalmente. Al tratarse de una botella presurizada, esta puede salir disparada como un cohete en caso de accidente.

El CO2 es incoloro e inoloro, pero es asfixiante, por tanto, mantener bien ventilado en caso de duda de fuga.

La botella de CO2 puede explotar por exceso de calor, por tanto, hay que evitar ponerla bajo el sol, en lugares de calor como al lado de una calefacción.

Manorreductor.

La presión del gas en la botella de CO2 puede estar en torno a los 50 Kgr/cm2. El manorreductor reduce esta presión hasta niveles manejables de 1 o 2 Kgr/cm2. Con esta menor presión podemos realizar sin problemas el necesario y fino ajuste de la entrada del gas al reactor y su cierre / apertura automáticos.

Los manorreductores tienen dos manómetros. Uno mide la presión en el interior de la botella de CO2 y nos indicará cuándo está agotada. El segundo manómetro mide la presión a la salida del manorreductor.

Válvula selenoide

Está normalmente conectada a la salida del manorreductor. Será la encargada de cortar/abrir el paso del CO2 al reactor. Está accionada por el controlador de pH de manera que cuando el pH del acuario baje hasta un valor prefijado, se cortará el aporte de CO2 al reactor.

Válvula de aguja.

Normalmente está conectada a la salida de la electroválvula. Es una válvula de ajuste muy fino que nos permite fijar con total precisión el ritmo de las burbujas de gas que entran al reactor.

Contador de burbujas.

Está situado normalmente a la salida de la válvula de aguja y siempre antes de la entrada del CO2 al reactor. Es un bote transparente hermético lleno de agua. El contador lo que nos permitirá visualizar las burbujas de gas y saber al ritmo al que están entrando. Esta entrada de gas al reactor está siempre situada justo antes de la bomba de circulación con el fin de que el rotor de la bomba rompa las burbujas de CO2 ayudando de esta forma a su disolución.

Controlador de pH

Es el encargado de abrir o cerrar mediante la electroválvula, la entrada de CO2. Lo hará en función del valor de pH programado. Es decir, el controlador de pH además de visualizar la medida del pH, es capaz de activar un dispositivo cuando el pH alcance un valor prefijado.

Calibración del reactor de calcio

Los siguientes factores influyen en el funcionamiento del reactor:

  • Caudal de agua del acuario que pasa por el reactor.
  • Flujo de entrada de CO2.
  • Características intrínsecas del reactor (caudal bomba circulación, volumen cuerpo del reactor ...)
  • Demanda de alcalinidad del acuario.
  • Sustrato elegido para cargar el reactor.

Todos estos factores, unidos a que los ajustes en el reactor tardan horas en hacerse notar, implican que la correcta calibración del reactor sea una labor complicada.

Dos reactores de carbonato cálcico idénticos, tienen puntos de calibración distintos para dos acuarios diferentes.

Por tanto la calibración de un reactor de carbonato cálcico debe hacerse con cuidado, partiendo de unas guías generales hasta alcanzar el punto correcto de calibración. Este punto correcto se alcanza partiendo de un ajuste inicial al que poco a poco y según evolucionen los parámetros del acuario, le iremos haciendo finos ajustes. Básicamente el reactor deberá reponer tanta reserva de alcalinidad y calcio al mismo ritmo que son consumidos en el acuario.

Con el uso del reactor de carbonato cálcico, la reserva de alcalinidad y la concentración de calcio andan "de la mano" por lo que para calibrar el reactor se miden las variaciones en la reserva de alcalinidad del acuario. La razón es sencilla. Los reactivos que miden el KH son mucho más baratos, sencillos de usar y fiables que los reactivos para medir concentraciones de calcio.

Para instalar el reactor lo llenaremos del carbonato cálcico elegido y lo pondremos todo en marcha.

Es aconsejable lavar el sustrato con agua antes de meterlo en el reactor para que el polvo que contiene no enturbie el agua.

El caudal de salida de agua del reactor será de uno a varios litros hora. Obviamente esta velocidad de salida es idéntica a la de entrada. Es conveniente que el ajuste de este caudal se haga mediante una llave de paso que esté instalada a la entrada del agua del acuario al reactor. Si instalamos esta llave a la salida, pasará por la misma un agua con una alcalinidad muy elevada y gran contenido en calcio, por lo que la llave con la que ajustamos el paso del agua, con el tiempo sufriría cambios en su caudal e incluso podría quedar obstruida por depósitos de carbonato.

La velocidad de entrada de las burbujas de CO2 se establece inicialmente sobre las 30 burbujas/minuto.

Un mismo reactor puede tener más de un punto de calibración correcto para unas mismas condiciones.

Ddeberemos dejar el reactor funcionando varias horas hasta que se estabilice. Medimos el pH de salida de agua del reactor. Su valor deberá estar cercano a 6.5 pH. Al realizar cambios de ajuste al reactor, este pH de salida se verá afectado, pero deberemos procurar siempre que esté cercano a ese valor.

Una vez estabilizado el reactor, hemos de tomar todos los datos detallados abajo para volverlos a tomar pasado el periodo elegido. Vamos a tomar como periodo de calibración 24 horas.

Sea V el volumen en litros del tanque aproximado al real. Habrá que tener en cuenta el agua desalojada por roca viva y el sustrato, el volumen de agua aumentado por el cuerpo del reactor, refugios, sumideros etc.

Sea A la reserva de alcalinidad (kH) inicial del tanque.

Sea R la reserva de alcalinidad (kH) del agua saliente del reactor.

Sea C el caudal de salida del reactor en litros / hora.

La alcalinidad aumentada diariamente debida al reactor será:

Aumento de la reserva de alcalinidad diaria debida al reactor = C * (R-A) * 24/V.

Realizando los cálculos obtendremos una reserva de alcalinidad teórica que alcanzaremos pasadas 24 horas.

Pasadas esas 24 horas, medimos la nueva reserva de alcalinidad del tanque y obtendremos una algo menor a la calculada sobre el papel. Esta diferencia se debe a la demanda diaria de alcalinidad del tanque.

Aumento de la res. Alc. Diaria debida al reactor - Reserva alcalinidad real del tanque = Demanda de alcalinidad del tanque.

Si hemos tomado 24 horas, esa demanda de alcalinidad del tanque es la demanda diaria del mismo.

Hemos elegido para nuestra fórmula un periodo de 24 horas. Puede resultar insuficiente ese tiempo para notar un cambio de alcalinidad significativo sobre todo si los ajustes realizados son muy finos y estamos cerca de alcanzar la calibración óptima del aparato. En este caso podremos elegir un periodo de tiempo superior y multiplicar en la fórmula por el número de horas de periodo elegido en lugar de 24.

Los caudales deben seguir siendo calculados en litros / hora, el volumen del tanque en litros y la reserva de alcalinidad indistintamente en dKH o m.e.q./litro (1m.e.q./l =2.8 dKH).

Deberemos pues ajustar el reactor para que introduzca en nuestro acuario tanta reserva de alcalinidad como se esté demandando. Ese será el punto de ajuste correcto al que habrá que llevar el reactor.

Un ejemplo concreto. Tenemos un tanque de 350 litros con una alcalinidad inicial de 10 dKH y fijamos el reactor con un caudal de salida de 1 litro / hora y el agua saliente del reactor a una alcalinidad de 25 dKH. Aplicando la fórmula, tendremos que el reactor nos está aumentando cada 24 horas en un grado la reserva de alcalinidad. Si pasadas esas 24 horas medimos la alcalinidad del tanque, obtendremos un valor inferior al 11 dKH esperado. Supongamos que es 10,5. Entonces ya conocemos la demanda de alcalinidad del tanque cada 24 horas. Ha resultado ser 0,5 dKH. Recalculando la fórmula, deberemos pues ajustar el reactor para que la salida tenga 17dKH y nos reponga ese medio grado diario que demanda el acuario.

Podéis descargaros la hoja de cálculo en Excel elaborada por Eduardo Catalá López (Eduvic) con las formulas pertinentes. Resúlta muy útil para conocer cada vez que se tomen las medidas, qué alcalinidad está aportando el reactor.

Por tanto, para calibrar el reactor, necesitaremos aumentar o disminuir la alcalinidad que aporta.

Para aumentar la alcalinidad aportada por el reactor tenemos 2 opciones:

  • Aumentar el ritmo de entrada de burbujas de CO2 al reactor.

Conseguiremos de esta forma bajar más el pH en el interior del reactor y disolver más carbonato cálcico del mismo. La salida del reactor será a un pH por tanto menor al llevar mayor cantidad de CO2 disuelto. Hay que poner especial cuidado en que no se vea afectado el pH del acuario.

  • Aumentar el caudal de circulación a través del reactor.

Podemos aumentar el caudal de salida del reactor pero manteniendo siempre el pH del agua saliente en torno a 6.5 pH.

Podemos optar por una de estas dos soluciones o bien por ambas. Si por ejemplo al aumentar el caudal de salida del reactor observamos que el pH de salida es demasiado alto, podemos aumentar el ritmo de las burbujas del gas. Igualmente, al aumentar el caudal, podremos obtener una disminución en la alcalinidad de salida del reactor.

Lo preferible es que se actúe, siempre que sea posible, sobre el ritmo de las burbujas de CO2 sin alterar el caudal. El límite superior lo pone la cantidad de gas que el reactor sea capaz de disolver. Si alcanzamos una entrada de CO2 tal que se acumula en el reactor descebando la bomba de circulación, entonces deberemos también aumentar el caudal de paso por el aparato.

Para disminuir la alcalinidad aportada por el reactor:

  • Disminuir el ritmo de entrada de burbujas de CO2 al reactor.
  • Disminuir el caudal de circulación a través del reactor.

Para la validez de los cálculos es imprescindible que el reactor esté funcionando el 100% del tiempo elegido para la obtención de la variación en la alcalinidad.

Como se ve, el ajuste del reactor tiene bastante de tanteo, medidas y pruebas. Nos deberemos dejar llevar por nuestra intuición y lo que marquen los test hasta irnos acercando al punto correcto de calibración buscado.

Después de cada ajuste tanto en el caudal de paso por el reactor como en la entrada del CO2 deberemos esperar varias horas a que el reactor se estabilice y medir la nueva alcalinidad de partida del tanque y la nueva alcalinidad de salida del reactor. Después esperaremos el periodo de tiempo elegido, tomar las nuevas medidas y comprobar si el ajuste nos ha acercado al punto de calibración.

Hay que tener también en cuenta en la calibración, que la demanda de alcalinidad del acuario y por tanto su caída no tienen un comportamiento lineal. Es decir, el dKH es consumido a distinta velocidad para distintos niveles de alcalinidad.

El punto de calibración óptimo sería el cual en que el ritmo de entrada de burbujas al reactor es mínimo con el consiguiente ahorro de gas, pero deberemos darnos por más que satisfechos si logramos calibrar correctamente el aparato aunque sea a costa de desperdiciar gas. 

Es contraproducente durante la calibración del aparato estar modificando la química del agua con aditivos. No debemos usar aditivos de calcio ni KH etc porque nuestro fin es conseguir esos niveles gracias al reactor.

Es muy conveniente la prudencia en los ajustes al reactor para no excedernos y alcanzar alcalinidades demasiado altas o bajadas bruscas de pH. Debemos tomarnos la calibración del aparato con mucha paciencia teniendo en cuenta que nos puede llevar incluso meses el conocerlo a fondo y saber cómo se comporta con cada cambio.

Una vez bien calibrado debemos saber que con el tiempo puede necesitar un nuevo ajuste debido al cambio en la demanda de alcalinidad de nuestro acuario. La introducción de nuevos corales, cambio la cantidad de peces, nueva roca viva, la proliferación de las deseadas algas coralinas, introducción de nuevo sustrato calcáreo al acuario, macroalgas etc. modifican en mayor o menor medida esta demanda.

El sustrato con el que está cargado el reactor es conveniente renovarlo por norma general cada 6 meses, pero esto depende de las características propias de reactor, el ajuste, el tamaño del grano del medio calcáreo etc.