Autor: Angel Morales Sabio.

¿Qué es el equilibrio iónico?

El equilibrio iónico es la relación constante de todas las especies químicas en el agua de mar. Independientemente de la salinidad del agua, todas las especies químicas se encentran en la misma proporción, es decir, su tanto por ciento en peso es igual en Alicante que en Las Maldivas.

¿Qué importancia tiene el equilibrio iónico del agua?

El agua de los océanos tiene la misma composición química desde hace millones de años y los organismos vivos han evolucionado y se han desarrollado en un ambiente estable y han adaptado sus procesos fisiológicos a esa composición del agua de mar.

Por lo tanto, si mediante el uso de aditivos variamos la composición del agua de nuestro acuario y, por tanto, el equilibrio iónico, los organismos vivos sufrirán estrés al variar su medio. Los corales, anémonas y otros invertebrados de nuestros acuarios no poseen ningún mecanismo de osmorregulación. Su fluido interno tiene la misma composición que el agua del mar que les rodea.

Por otro lado, la composición del agua de mar viene determinada por una serie de equilibrios químicos que la hacen muy estable y muchas especies químicas están interrelacionadas entre sí, de manera que no se puede actuar sobre una de ellas sin afectar a otras. Si se produce un déficit en algún parámetro, las diferentes especies químicas se irán reacomodando a la nueva composición, en función de los equilibrios químicos de las diferentes especies. Un ejemplo claro es la dificultad de mantener el calcio y el KH si el magnesio está bajo.

Al final veremos cuales son los dos casos concretos con mayor importancia para el aficionado.

¿Qué son los aditivos balanceados o equilibrados?

Se denominan así los aditivos de calcio y carbonatos que no afectan al equilibrio iónico del agua. Para que un aditivo sea balanceado o equilibrado es necesario que, una vez consumido el calcio y los carbonatos, su composición sea la misma que la del agua de mar, es decir, contenga todas las sales del agua de mar y en la misma proporción.

Para subir el calcio se emplea una solución de cloruro de calcio dihidrato y para subir el KH una solución de bicarbonato de sodio, o mejor aún, una mezcla de bicarbonato y carbonato de sodio. Si usamos ambos compuestos, estamos añadiendo al acuario cloruro sódico que producirá un desequilibrio iónico, por lo que se añade una tercera solución que contiene el resto de las sales presentes en el agua de mar, correspondientes a la cantidad de cloruro sódico añadida con las soluciones de calcio y carbonatos.Este es el famoso método Balling clásico, similar a nuestro aditivo balanceado.

¿Cómo influyen los aditivos sobre el equilibrio iónico?

El uso de aditivos produce un aumento en la salinidad del agua, pues estamos añadiendo "sales extra" al acuario y se van acumulando. Por tanto, es necesario corregir periódicamente el aumento de la salinidad, cambiando una cantidad de agua del acuario por agua de ósmosis.

Vamos a tener tres clases de aditivos:

1) Si usamos sólo cloruro de calcio y bicarbonato de sodio, las consecuencias son claras: se acumula en el agua cloruro sódico y aumenta la salinidad. Al reemplazar agua del acuario por agua dulce para mantener la salinidad, el resultado final es un aumento de la proporción de cloruro y de sodio en el agua, pues sólo se añade cloruro sódico como sal extra y se retiran todas las sales presentes en el agua del acuario.

Para ilustrar esto, basta un simple ejemplo. Imaginad que tenemos una piscina llena de bolas.

Las hay azules, verdes, rojas y amarillas. Si nosotros añadimos bolas amarillas (Cl^-) y rojas (Na⁺), mezclamos bien todas las bolas y sacamos el mismo número de bolas que hemos metido previamente, extraeremos algunas bolas amarillas y rojas, pero también azules y verdes, por lo que la proporción de bolas amarillas y rojas aumenta y la del resto de colores disminuye.

2) Cuando usamos un aditivo balanceado, añadimos al acuario todas las sales presentes en al agua de mar, en la relación de concentración correcta para mantener el equilibrio iónico. Cuando retiramos agua del acuario y la reemplazamos para mantener constante la salinidad, eliminamos todo el cloruro, sodio, magnesio, sulfato y potasio que hemos añadido con el aditivo, de manera que hemos añadido calcio y carbonatos al acuario y la composición del agua del acuario sigue manteniendo el equilibrio iónico, sin haber aumentado la relación entre las diferentes sales. Por eso, es muy importante tener en cuenta que, aunque la solución 3 incorpora magnesio, sulfato, potasio, estroncio y iodo, los aditivos balanceados no aumentan el contenido de dichas especies químicas, sino que simplemente los mantienen pues son retirados periódicamente para mantener la salinidad.

En este caso, estaríamos añadiendo bolas azules, rojas, verdes y amarillas en la misma proporción que hay en la piscina, por lo que al retirar bolas para mantener su número inicial, en la piscina quedarían las bolas en la misma proporción que antes de añadirlas.

3) Si usamos un aditivo que presente una carencia de alguna especie química, como sulfato o potasio, el resultado final es un empobrecimiento de dicha especie en el acuario. Cuando retiramos agua del acuario y la reemplazamos por agua dulce para mantener la salinidad, retiramos una cantidad de dicha especie y, como no se ha añadido con el aditivo, el resultado neto es una reducción en su concentración.

Si el aditivo no llevara potasio, estaríamos añadiendo bolas amarillas, rojas y azules, pero ninguna verde. Al retirar bolas para mantener su número igual al inicial, retiraremos bolas de todos los colores y, como no hemos añadido bolas verdes, su número decrece con el tiempo.

¿El método Balling simplificado es un aditivo balanceado?

En el método Balling simplificado, en lugar de la cantidad proporcional de una sal libre de cloruro sódico que propugnaba el autor originalmente, sólo se emplean cloruro y sulfato de magnesio, eliminándose el cloruro potásico, el bromuro potásico, el ioduro potásico y el cloruro de estroncio.

El ioduro potásico y el cloruro de estroncio son de una importancia secundaria pues se suelen suplementar de forma separada dado que su concentración disminuye progresivamente en el acuario. En cambio, el cloruro y el bromuro de potasio son fundamentales para mantener los niveles de bromuro y potasio en el agua, puesto que no se suplementan en forma de aditivos al ser elementos conservativos.

Desde el punto de vista químico, la influencia del bromuro es mínima en el resto de especies químicas y desconozco si tiene alguna importancia a nivel biológico para los seres vivos. Pero en el caso del potasio, este elemento es fundamental a nivel celular. En el interior de las células de los seres vivos hay cuatro veces más potasio que sodio, mientras que en el exterior de las células hay unas 30 veces más sodio que potasio. Esto se traduce en que las células han desarrollado complejos sistemas enzimáticos para mantener dichas proporciones y transportar dichos iones a través de la membrana celular y cerca del 25% del consumo energético de un ser vivo es para mantener dicha relación.

Como resulta evidente, si en el medio marino, reducimos la cantidad de potasio y aumentamos la de sodio, los organismos vivos se resienten en dichos fenómenos celulares y más los invertebrados sésiles que son osmoconformistas y su fluido interno es agua de mar.

¿Que iones se ven afectados si no usamos aditivos balanceados?

Generalmente, si no se emplean aditivos balanceados, se produce un déficit de potasio, sulfato y bromuro.

¿Cual es el efecto del déficit de sulfato en el acuario?

En el agua de mar los cloruros y los sulfatos se presentan en una relación de 7 a 1 en peso, aproximadamente. Como todos sabemos, el carbonato de calcio se encuentra sobresaturado en el agua de mar, es decir, su concentración excede el límite de solubilidad de dicha sal. Esto es debido a que en el agua de mar hay otros aniones con afinidad hacia el calcio, que se asocian a éste formando complejos estables y estabilizan el calcio en el agua de mar. Dichos aniones, por orden de importancia son: sulfato, fluoruro, hidróxilo, borato y fosfato.

http://www.advancedaquarist.com/issues/mar2002/chem.htm

Entre el 10 y el 15% de calcio presente en el agua de mar está como sulfato de calcio hidratado. Si se reduce la concentración de sulfato en el agua del acuario, hay una mayor cantidad de calcio libre en la solución con lo que disminuye la sobresaturación del carbonato de calcio y disminuyen los niveles de calcio y carbonatos.

¿Cual es el efecto del déficit de potasio en el acuario?

El agua de los océanos tiene la misma composición química desde hace millones de años y los organismos vivos han evolucionado y se han desarrollado en un ambiente estable y han adaptado sus procesos fisiológicos a esa composición del agua de mar.

Por lo tanto, si mediante el uso de aditivos variamos la composición del agua de nuestro acuario y, por tanto, el equilibrio iónico, los organismos vivos sufrirán estrés al variar su medio. Los corales, anémonas y otros invertebrados de nuestros acuarios no poseen ningún mecanismo de osmorregulación. Su fluido interno tiene la misma composición que el agua del mar que les rodea.

Pero en el caso del potasio, este elemento es fundamental a nivel celular. En el interior de las células de los seres vivos hay cuatro veces más potasio que sodio, mientras que en el exterior de las células hay unas 30 veces más sodio que potasio. Esto se traduce en que las células han desarrollado complejos sistemas enzimáticos para mantener dichas proporciones y transportar dichos iones a través de la membrana celular y cerca del 25% del consumo energético de un ser vivo es para mantener dicha relación.

Como resulta evidente, si en el medio marino, reducimos la cantidad de potasio y aumentamos la de sodio, los organismos vivos se resienten en dichos fenómenos celulares y más los invertebrados sésiles que son osmoconformistas y su fluido interno es agua de mar.

¿Cuanto tiempo tarda en manifestarse el equilibrio iónico?

Si usamos aditvos no balanceados como la mezcla de cloruro de calcio y bicarbonato de magnesio, se va a producir un déficit de sulfato que originará una mayos dificultad para mantener estables los niveles de calcio y de potasio que afectará a los invertebrados.

El tiempo que pasa desde que empezamos a añadir aditivos no balanceados hasta que se empiecen a notar efectos negativos va a depender del consumo de calcio y KH del acuario y de los cambios de agua que se realicen. Cuanto mayor sea el consumo y menos cambios de agua se hagan o sean pequeños y frecuentes, en vez de cambiar grandes cantidades de agua de golpe, menor será el tiempo en manifestarse los efectos negativos del desequilibrio iónico.

Para un consumo medio de unos 10 mg/l de calcio al día, el efecto se empieza a notar a los 18 ó 24 meses, como se aprecia en las figuras anteriores de la reducción de sulfato y potasio.

¿Cómo se aprecia que un acuario tiene un desequilibrio iónico?

Si el déficit es de sulfato por usar cloruro de calcio y bicarbonato de sodio, o aditivos comerciales de dos componentes, el problema que se aprecia es que cada vez hay que añadir más cantidad de aditivo para mantener estables los valores de calcio y KH, debido a una precipitación abiótica de carbonato de calcio.

En un acuario sano, con abundantes corales duros, tipo sps, el consumo de calcio y carbonatos aumenta con el tiempo pues el crecimiento de estos corales es rápido. Si se observa que, sin añadir corales nuevos, el consumo de calcio y KH aumenta de forma rápida y constante, podemos estar teniendo los primeros síntomas de un desequilibrio iónico por déficit de sulfato.

Si el déficit es de potasio, los síntomas son una pérdida de coloración de los corales, procesos de RTN y una disminución del crecimiento de los corales.

Es conveniente ser metódico en la dosificación de los aditivos y apuntar el consumo de calcio y Kh del acuario con el tiempo. Si el aumento del consumo de calcio y KH se debe al crecimiento de los corales, el consumo de calcio y KH debe ser lineal inicialmente y, si no se esquejan los corales, pasará a ser exponencial de forma lenta pues cada vez hay más puntas por las que el coral puede crecer.

Si se observa que el consumo de calcio y KH aumenta de forma exponencial sin que haya un crecimiento evidente de los corales, éste consumo se puede achacar a un desequilibrio iónico.

¿Se puede evitar el desequilibrio iónico?

La mejor manera de evitar el desequilibrio iónico en el acuario es usar un aditivo balanceado o un reactor de calcio/carbonatos de forma adecuada, como se verá a continuación. Si se usa agua de mar o ¿mezclas de sales comerciales de calidad?, los cambios de agua ayudan a mantener el equilibrio iónico.

Hay que tener en cuenta que las sales comerciales suelen tener un déficit de potasio, pues el cloruro de potasio es considerablemente más caro que el cloruro de sodio. Igualmente ocurre con el magnesio debido al elevado coste de las sales de este catión.

¿Afectan los reactores de calcio al equilibrio iónico?

Los aficionados suelen tener la creencia de que los reactores de calcio no afectan al equilibrio iónico del acuario y esto es verdad sólo a medias. Como hemos dicho anteriormente, casi ningún acuario tiene un consumo equilibrado de calcio y KH y los acuarios con abundantes corales sps y altas tasas de crecimiento tienen un mayor consumo de calcio que de carbonatos, lo que implica que. En estos casos, el aficionado recurre al cloruro de calcio para aumentar el contenido de calcio y reducir así

Fuente: https://sites.google.com/site/lacocinadelacuario/temas-de-quimica-del-acuario-marino/el-equilibrio-ionico