[lf2015]

Tanto el caudal como el volumen filtrante son variables positivas, es decir las dos contribuyen a una buena filtración. Ademas téngase en cuenta que a mas volumen filtrante menos caudal dado un mismo motor.

Por lo tanto podríamos hablar de la variable (caudal * volumen filtrante) / (cm peces * litros acuario). Aunque claro también habría que tener en cuenta otras variables como la cantidad de comida echada por cm peces.

También habría que considerar un min de volumen filtrante por cm peces, para que la colonia bacteriana que se puede asentar sea suficientemente grande como para "depredar" los detritos creados por los peces.

El volumen total del acuario realmente no es significativo para el volumen filtrante, ya que este depende únicamente de los cm de peces y por lo tanto de los detritos generados. El caudal necesario sin embargo si dependerá de los litros del acuario.

No obstante me gustaría apuntar que a partir de cierta capacidad filtrante (llamare capacidad filtrante a caudal * volumen filtrante), no se obtiene
beneficio incrementándola (dado un determinado cm peces y litro de acuario), porque están disponibles todos los detritos para ser "depredados" por las bacterias del filtro. Y entraríamos así en un sistema de Lotka–Volterra.




Cuyas ecuaciones son:




Dicho de otra forma, cuando los detritos bajan la comunidad bacteriana baja, al bajar la comunidad de bacteriana los detritos suben, y entonces la comunidad de bacteria aumenta lo que hace bajar los detritos y asi sucesivamente. Manteniéndose la concentración detritos/litro relativamente estable.
Probablemente la curva sea mucho mas plana en nuestro caso.


Tratemos de responder la pregunta:

¿ cual es la capacidad filtrante (caudal * volumen filtrante) minima para tener los detritos estables por cm pez y litros del acuario?


Primero habría que tener en cuenta el metabolismo de los peces para saber la cantidad de detritos que producen al día (suponiendo una alimentación comedida), se considera como un aporte normal de alimento 0.35 grs por cada 10 grs de pez al día (aunque la mayoría echamos muchos mas).

La relación gramos por cm depende de la especie ( y sobre todo del tamaño del pez) pero dado que solemos hablar de especies pequeñas que rondan los 10 cm podemos establecer una relación aproximada de 3 gramos por centímetro de pez.

Entonces tenemos aproximadamente 0.1 gramos de comida por centímetro de pez. Si consideramos una alimentación fácilmente asimilable podemos hablar de aproximadamente una absorción del 60%. Entonces tendríamos 0.04 gramos de detritos por cm pez al día.

La velocidad de reproducción bacteriana es asombrosa en condiciones favorables una sola bacteria puede generar billones de bacterias en un solo día. Por lo tanto es un parámetro que voy a ignorar.

Empecemos aproximando el volumen de material filtrante mínimo por cm pez. Para ello voy a utilizar unas bacterias que conocemos bien las que tenemos en el tracto digestivo, estas son aproximadamente 40 billones de bacterias, que pesan 1kg y procesan unos 2kg de comida al día.


Para procesar 0.04 gramos, necesitare 0.02 gramos de bacterias. Que serian 8 * 10^11 bacterias (teniendo en cuenta que 1Kg son unos 40 billones) .Tomando aproximadamente 1 nm por bacteria (la media de las nitrobacter) nos da 1.250.000 bacterias por centímetro cuadrado.

Lo que resulta que las 8 * 10^11 bacterias ocupan 16 metros cuadrados , que serian las necesarias por cada cm de pez (o 5 litros), es decir para que consuman 0.04 gramos al día.

Formula 1.
16 metros cuadrados de material filtrante por centímetro de pez.

Por ejemplo teniendo en cuenta que los canutillos rondan los 500 metros cuadrados por litro, para 200 litros necesitare 1.28 litros de canutillos (Tomando 1 cm de pez por cada 5 litros).



Este valor es aproximado ya la capacidad de los canutillos varia mucho de una marca a otra. Ademas hay que tener en cuenta que las bacterias también se asentaran en otras partes del acuario.

Ahora analicemos el caudal, aquí si es importante la relación cm peces por litro, porque tendremos que proveher a las bacterias de los nutrientes que
necesitan y si estos están muy diluidos necesitaremos un mayor caudal. También hay que tener en cuenta que un caudal excesivo puede arrastrar la colonia bacteriana impidiendo su asentamiento.

Idealmente se podría pensar que basta con hacer pasar el agua del acuario una vez al día, pero claro la mayor parte del agua que pasa por el filtro no es
tratada por las bacterias ya que la mayor parte de dicho caudal pasa entre los canutillos y no renueva el agua de los microporos.

Aquí encontramos la contraposición a tener un material filtrante con mayor metros cuadrados por litro, es decir con los microporos muy finos, necesitaremos mas caudal ya que el agua de los microporos se renovara con mayor dificultad.

En nuestros canutillos de ejemplo de 500 metros cuadrados por litro podemos hacer unos simples cálculos aproximados.

Suponiendo los canutillos como un cilindro.

Volumen del cilindro, donde R es el radio externo del cilindro y L la longitud

PI * R^2 * L = 0.001 metros cúbicos (1 litro)

Superficie interna del cilindro, donde r es el radio interno del cilindro

2PI * r * L = 500 metros cuadrados


Si consideramos que R=r * 7/5 (es decir aproximadamente 40% mayor).

Despejando r quedaría un grosor de poro de 8*10^-6 metros.

El paso de agua entre canutillos aglutinados debe rondar el milímetro de radio 1*10^-3.

Es decir es unas 125 veces mayor que el radio del poro.

Por lo tanto el caudal del filtro debería ser unas 125 veces el volumen del acuario al día.

Es decir 5.2 veces por hora.

Formula 2
5.2 veces los litros de acuario por hora. Para canutillos 500 m^2/l


Es de vital importancia que el agua este bien oxigenada para que las bacterias hagan bien su trabajo.

También es importante que el agua tenga CO2 ya que las bacterias nitrificantes fijan el CO2 para obtener carbono con el que formar sus proteínas.

Normalmente una buen intercambio atmosférico facilita el oxigeno y el CO2 necesarios.

Téngase encenta esta información como aproximada y una base para entender los valores que circulan por la red en cuanto a filtración biológica.

Referencias:

https://www.scribd.com/document/35736495...acter-Word
https://en.wikipedia.org/wiki/Lotka%E2%8..._equations
http://paradisetropicalfish.com.sv/2010/...-de-peces/

[gilbr]

Hace unos días estaba meditando precisamente sobre este tema sobre el caudal y el volúmen del material filtrante (obviamente sin cálculos matemáticos ) y entre mi divagar me quedé con la inquietud de saber si un caudal excesivo puede ser mas perjudicial que beneficioso.

Mi acuario tiene aproximadamente 190L-200L netos. Mi filtro esta lleno de grava volcánica, estas piedras tienen en total un volumen de aproximadamente 8L-10L, el filtro está en funcionamiento desde hace 6 meses y sin embargo llevo 2 semanas haciendo mediciones y he medido 0.1 de NH3. Me inquieta el hecho de que el filtro no es capaz de transformar todo el NH3 en NO2 (los NO2 los tengo en 0). Entonces me queda la duda si la grava volcánica realmente sirve de filtro biológico o si tengo un caudal tal vez excesivo para ello.

Mi filtro es un sump con una bomba de subida de 3000l/h, para 190L es demasiado, por eso la tengo regulada con una T y una llave que recircula parte del agua en el sump y el resto lo sube al acuario y en el acuario calculo que debo tener un caudal de 1500l/h. Si tomamos en cuenta que el caudal óptimo debería ser 5.2 veces el volumen del agua, en el acuario me estoy pasando por un 50% del caudal óptimo.

Todo esto me vuelve loco jaja.

En su opinión ¿Debo disminuir el caudal del filtro? ¿Debo cambiar la grava volcánica por canutillos? ¿o ambas?

[Athos]

Primero: muy buen post compañero
Es un tema interesante, que siempre plantea dudas y/o debate. +1 para ti.

Gilbr : las nitrobacter convierten la KK (NH3, NH4 y NO2) en NO3, por lo que si tienes NO2 en 0 esta bien, todo se ha convertido en NO3. Lo extraño es que midas algo de NH3, porque esa es la base de descomposición hacia los NO2, si buscas el ciclo del Nitrógeno ....? Estas midiendo bien?

La práctica me corroboró este factor de 5,2 (no con esa exactitud) pero yo compre un 240 litros con un Eheim 3e de 1050 lt/h de caudal y mi acuario no se estabilizaba (tenía discos y plantado). Hasta que agregue otro filtro JBL 1509 de 1500 lt/h Y recién pude medir y observar mucha mejoría y estabilidad en el acuario. Así que me dan las cuentas .
Un compañero una vez me pregunto por hacer un medidor de caudal, paea saber cuando limpiar el filtro. Este es otro factor de problemas a la hora de hacer cuentas. Primero que el valor de lt/h que da fábrica de los filtros es de la bomba, sin carga biológica. Luego, cuando el filtro se llena de KK, el caudal baja drásticamente.
Pregunta: eso haría variar el rendimiento del filtro?
Saludos

[lf2015]

Yo prefiero los canutillos cerámicos pero la grava volcánica es bastante porosa y debería servir y mas con el volumen que tienes (8-10 L). Me cabe la duda si al tener la grava volcánica los microporos mas grandes el exceso de caudal pueda arrastrar las bacterias.

Ya que reducir el caudal igual no te resulta fácil ¿ porque no pruebas a sustituir uno o dos litros de grava por canutillos?

---

Gracias Athos.

Efectivamente las cuentas están hechas sobre caudal real, ya con material filtrante. Pero hay que tener en cuenta que el filtro no es el único lugar donde se asientan las bacterias, ademas si disponemos de plantas estas harán también gran parte del trabajo. Ya que son capaces de metabolizar tanto NH3 como No2.

Por eso quizás en muchos casos baste con un caudal menor y sirvan las cuentas sobre el caudal teórico.

[Egg]

Gilbr : las nitrobacter convierten la KK (NH3, NH4 y NO2) en NO3, por lo que si tienes NO2 en 0 esta bien, todo se ha convertido en NO3. Lo extraño es que midas algo de NH3, porque esa es la base de descomposición hacia los NO2, si buscas el ciclo del Nitrógeno ....? Estas midiendo bien?

No no, en el filtro debe haber dos colonias de bacterias, las nitrosomonas que convierten amonio en nitritos y las nitrobacter los nitritos en nitratos.

Si hay un pico de amoniaco en un acuario ya ciclado suele ser por muerte de bacterias (limpieza de filtro con agua del grifo por ejemplo) o por sobrecarga (pez muerto, sobrealimentación, peces nuevos). Después ese pico de amoniaco debería pasar a ser pico de no2, o no, si las nitrobacter se han ido reproduciendo con el pico de amoniaco (más amoniaco, más no2)

[Athos]

Gracias por la aclaración Egg, tienes razón, me olvide de las nitrosomonas

[Egg]

Y otra cosa, las bacterias se pegan a la superficie, independiente del tamaño del poro. En la tienda usamos K1, y como veréis no tienen poros, de hecho lo bueno del K1 es que se limpian solos con el movimiento del agua. Se puede ver cuándo tienen bacterias viviendo en ellos porque pasan de blanco a marroncillo sucio.
K1: http://evolutionaqua.com/acatalog/K1_Media.html

[lf2015]

Y otra cosa, las bacterias se pegan a la superficie, independiente del tamaño del poro. En la tienda usamos K1, y como veréis no tienen poros, de hecho lo bueno del K1 es que se limpian solos con el movimiento del agua. Se puede ver cuándo tienen bacterias viviendo en ellos porque pasan de blanco a marroncillo sucio.
K1: http://evolutionaqua.com/acatalog/K1_Media.html

Hola Egg,

Claro, lo que importa es la superficie donde se puedan asentar las bacterias, ya sea mediante microporos o no.
Por lo que veo ese material filtrante también aporta unos 500-800 m^2/l.

Podemos por lo tanto aplicar la formula:
16 metros cuadrados de material filtrante por centímetro de pez.

Yo he usado los canutillos como referencia por ser el material mas común.

[Egg]

Hola Egg,

Claro, lo que importa es la superficie donde se puedan asentar las bacterias, ya sea mediante microporos o no.
Por lo que veo ese material filtrante también aporta unos 500-800 m^2/l.

Podemos por lo tanto aplicar la formula:
16 metros cuadrados de material filtrante por centímetro de pez.

Yo he usado los canutillos como referencia por ser el material mas común.

Si yo lo digo por este comentario:

Me cabe la duda si al tener la grava volcánica los microporos mas grandes el exceso de caudal pueda arrastrar las bacterias.

Seguramente arrastre bacterias muertas y porquería, pero qué pasa entonces en un filtro grande? Y no me refiero a un filtro grande en relación al tanque, si no a un filtro grande con mucho caudal, entonces las bacterias no se asientan en el material biológico? Llega un momento en que el caudal es tan grande que no se pueden mantener bacterias en el filtro? Por eso he puesto como ejemplo el K1, que tiene agujeracos y las bacterias viven pegadas a sus paredes, solo las muertas y algunas despistadas son arrastradas por el flujo del agua.
Incluso es difícil limpiar el K1 de la laminilla marrón que comento una vez seco, así que en mi opinión tiene que ser un señor chorrazo para llevarse a las bacterias vivas por delante.

---

Por cierto, interesante post, que no he dicho nada

Una cosa que no me ha quedado muy clara:

La relación gramos por cm depende de la especie ( y sobre todo del tamaño del pez) pero dado que solemos hablar de especies pequeñas que rondan los 10 cm podemos establecer una relación aproximada de 3 gramos por centímetro de pez.

Entonces tenemos aproximadamente 0.1 gramos de comida por centímetro de pez

No entiendo muy bien cómo pasas de 3g/cm a 0.1g/cm

[lf2015]

Entiendo, pero la potencia del "chorro" no depende únicamente del caudal sino también del tamaño del deposito filtrante. Como cuando en una manguera apretamos para que llegue mas lejos. Normalmente los filtros de gran caudal tienen también un gran deposito para material filtrante.
Ademas el K1 por lo que veo en su geometría esta dispuesto en celdillas lo que entiendo amortigua que llegue una gran parte de esa potencia a donde se asientan las bacterias.

La nitrobacter (no se la nitrosomonas) utilizan los pilis para fijarse a las superficies, son una especie de pelos, y no creo que tengan una gran fuerza de fijación.

De todas formas puede que tengas razón, no he analizado ni calculado la potencia para desprender la nitrobacter, simplemente intentaba dar un sentido a la falta de filtración que apuntaba el compañero con los datos que aportaba.

[Egg]

Entonces tenemos aproximadamente 0.1 gramos de comida por centímetro de pez. Si consideramos una alimentación fácilmente asimilable podemos hablar de aproximadamente una absorción del 60%. Entonces tendríamos 0.04 gramos de detritos por cm pez al día.

Para procesar 0.04 gramos, necesitare 0.02 gramos de bacterias.

No sé si entiendo esta parte, y corrígeme si me equivoco: pero si tienes 0,04g de caca al día por cada cm de pez, no necesitas tantas bacterias, ya que su alimento es el amoniaco resultante de su metabolismo, no la caca completa al 100% (es una forma de hablar, ya que el amoniaco se excreta sobre todo por las branquias), así que sólo un porcentaje de sus desechos son procesados por las bacterias.

---

Entiendo, pero la potencia del "chorro" no depende únicamente del caudal sino también del tamaño del deposito filtrante. Como cuando en una manguera apretamos para que llegue mas lejos. Normalmente los filtros de gran caudal tienen también un gran deposito para material filtrante.

Tienes toda la razón, la verdad es que no había pensado en eso.

[lf2015]

No sé si entiendo esta parte, y corrígeme si me equivoco: pero si tienes 0,04g de caca al día por cada cm de pez, no necesitas tantas bacterias, ya que su alimento es el amoniaco resultante de su metabolismo, no la caca completa al 100% (es una forma de hablar, ya que el amoniaco se excreta sobre todo por las branquias), así que sólo un porcentaje de sus desechos son procesados por las bacterias.

En realidad no es 0,04 g de caca al dia, sino de detritos, de deshechos. Digamos que es el porcentaje aproximado de alimento no asimilado y que es excretado por las branqueas , heces.

Las heces que nos son amoniaco son transformadas en amoniaco por bacterias comunes (que no son las nitrificantes) incluso algunos hongos pueden hacer esta función. Normalmente se encuentran en el agua del acuario de forma libre ya que no son fotofobas.

Por lo tanto las heces también acaban en las bacterias nitrificantes. Quizás no sea el 100% de eso 0.04 gramos porque esas bacterias "comunes" también comen, pero son cálculos aproximados y ese parámetro es despreciable.

[Egg]

Entendido

[Nagatuitui]

La nitrobacter (no se la nitrosomonas) utilizan los pilis para fijarse a las superficies, son una especie de pelos, y no creo que tengan una gran fuerza de fijación.

El biofilm es una de las claves de la adherencia de las bacterias. Es una matriz extracelular de compuestos distintos en el que viven las bacterias, hongos, etc.

Sería lo marrón mucoso que nos crece en los tubos del filtro y en muchas otras partes.

Os dejo un artículo en el que se nombra el biofilm de Nitrosomonas y Nitrobacter: http://aem.asm.org/content/62/12/4641.full.pdf

[gilbr]

Olvidé mencionar que es un excelente tema y una excelente información, aunque a algunos nos causa un poco de confusión

Gilbr : las nitrobacter convierten la KK (NH3, NH4 y NO2) en NO3, por lo que si tienes NO2 en 0 esta bien, todo se ha convertido en NO3. Lo extraño es que midas algo de NH3, porque esa es la base de descomposición hacia los NO2, si buscas el ciclo del Nitrógeno ....? Estas midiendo bien?

La práctica me corroboró este factor de 5,2 (no con esa exactitud) pero yo compre un 240 litros con un Eheim 3e de 1050 lt/h de caudal y mi acuario no se estabilizaba (tenía discos y plantado). Hasta que agregue otro filtro JBL 1509 de 1500 lt/h Y recién pude medir y observar mucha mejoría y estabilidad en el acuario. Así que me dan las cuentas .
Un compañero una vez me pregunto por hacer un medidor de caudal, paea saber cuando limpiar el filtro. Este es otro factor de problemas a la hora de hacer cuentas. Primero que el valor de lt/h que da fábrica de los filtros es de la bomba, sin carga biológica. Luego, cuando el filtro se llena de KK, el caudal baja drásticamente.
Pregunta: eso haría variar el rendimiento del filtro?
Saludos

Así es, tengo 0 de NO2 y 5-10 de NO3, que me hace pensar que tengo bacterias nitrosomonas que convierten primero el NH3 en NO2 y también nitrobacter que convierte el NO2 en NO3 (mi filtro está ciclado), pero aún así sigo teniendo NH3

Yo prefiero los canutillos cerámicos pero la grava volcánica es bastante porosa y debería servir y mas con el volumen que tienes (8-10 L). Me cabe la duda si al tener la grava volcánica los microporos mas grandes el exceso de caudal pueda arrastrar las bacterias.

Ya que reducir el caudal igual no te resulta fácil ¿ porque no pruebas a sustituir uno o dos litros de grava por canutillos?

Si me queda pendiente conseguir los canutillos para hacer la prueba, aunque yo pensaría que la superficie tan rugosa de la grava volcánica debería retener mejor las bacterias ante un caudal mayor.

Aún puedo reducir el caudal del filtro, a la salida de la bomba tengo una T y una llave con la que puedo regular el caudal que sube al acuario y el resto se recircula en el mismo espacio donde tengo la bomba sin pasar nuevamente por la grava. Haré la prueba a reducir un poco el caudal.

Si se estuviera arrastrando la bacteria por el exceso de caudal ¿No se pondría blanca el agua del acuario?

Gilbr : las nitrobacter convierten la KK (NH3, NH4 y NO2) en NO3, por lo que si tienes NO2 en 0 esta bien, todo se ha convertido en NO3. Lo extraño es que midas algo de NH3, porque esa es la base de descomposición hacia los NO2, si buscas el ciclo del Nitrógeno ....? Estas midiendo bien?

Las mediciones las hizo un amigo al tiempo que iba leyendo el manual. Espero que esté bien hecha. Aunque también he tenido bajas en el acuario que no me explico como fueron porque los peces no tenían ningún síntoma ni señal de nada y ya solo me queda pensar que el amoniaco pudo matarlos.

La nitrobacter (no se la nitrosomonas) utilizan los pilis para fijarse a las superficies, son una especie de pelos, y no creo que tengan una gran fuerza de fijación.

El biofilm es una de las claves de la adherencia de las bacterias. Es una matriz extracelular de compuestos distintos en el que viven las bacterias, hongos, etc.

Sería lo marrón mucoso que nos crece en los tubos del filtro y en muchas otras partes.

Os dejo un artículo en el que se nombra el biofilm de Nitrosomonas y Nitrobacter: http://aem.asm.org/content/62/12/4641.full.pdf

Sería una buena prueba de la capacidad de adherencia de las bacterias el hecho de que estoy circulando 1500l/h o tal vez mas por el tubo de subida de 16mm de diámetro. Eso debe llevar mucha fuerza y aún así el tubo se pone marrón por dentro. Supongo que eso marrón que se pega al filtro debe ser bacteria, porque al no tener luz ningún alga podría vivir ahí, tampoco deberían ser detritos porque estos deben quedar retenidos en la guata (y además vería el acuario lleno de porquería flotando ).