La Dureza De Agua 2

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LA DUREZA DE AGUA 2ª Parte: Medición y control TEXTO: Faramarz Hayrapetian (Equipo de investigación de Asociación Española de Acuariófilos) FOTOGRAFÍA: Ángel Garvía

recorrido, ya sea a través de la atmósfera, o sobre la tierra por vía superficial o subterránea. En las aguas naturales que están a nuestra disposición, alrededor de un 95% de todas las sustancias disueltas son iones de cloruros, carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, estos con carga negativa, y calcio, potasio, sodio y magnesio con carga positiva. Otros iones como nitratos, fosfatos, silicatos y cobre, cinc, yodo, etc, constituyen el 5% restante de todo lo que puede estar disuelto en las aguas naturales. La concentración de dichos iones determina dos caracteres importantísimos del agua: DUREZA y salinidad. Este trabajo está dividido en dos partes. En esta primera intentaré aclarar dos temas: ¿qué es la dureza del agua? y ¿qué influencia tiene la dureza sobre los peces y las plantas? En la segunda entrega tratará cómo podemos medir, aumentar y disminuir la dureza.

¿COMO PODEMOS AUMENTAR LA DUREZA? Foto: Ángel Garvía.

Dado que mas de un 80% del peso corporal de los peces está compuesto por agua y lo que los separa de su medio ambiente (el agua) es una simple membrana (principalmente las agallas), este hecho puede darnos una idea de la importancia que tiene cualquier parámetro físicoquímico del medio acuático. Agua, el H2O tal como la hemos estudiado en el colegio, no existe en la naturaleza y esto se debe a su cualidad como disolvente, por lo que su composición dependerá del trayecto que haya www.AcuarioProfesional.com

Por la importancia que tiene la dureza en la vida de los seres que mantenemos en un acuario y debido a que el medio natural de cada uno de esos individuos tiene un contenido de sales posiblemente distinto al que sale del grifo de nuestra vivienda, los aficionados, en muchas ocasiones, estarán obligados a efectuar algunas modificaciones en el contenido de sales disueltas en el agua para hacerlo óptimo según las necesidades de los ocupantes del acuario, o, simplemente, para corregir las variaciones de estos parámetros que puedan producirse a lo largo del tiempo.

calcio y/o magnesio y al parámetro de reserva alcalina o dureza temporal que está referida a los bicarbonatos (CO3H). Ahora bien, si se quiere aumentar la dureza permanente, deberemos añadir sales de calcio "Ca" y magnesio "Mg" que no sean ni carbonatos (CO3) ni bicarbonatos (CO3H). Lo mejor será sulfato cálcico y sulfato magnésico. Si queremos aumentar la dureza temporal (KH), habrá que añadir bicarbonatos y/o carbonatos (los carbonatos en medio ácido se transforman, en poco tiempo, en bicarbonatos) que no sean de calcio ni magnesio, por ej. de sodio "Na". Pero si nuestra intención es elevar el parámetro de dureza total (GH), deberemos emplear sales de calcio y magnesio en forma de carbonatos y/o bicarbonatos. No hay que olvidar que para mantener un correcto porcentaje entre calcio y magnesio, el mejor patrón es el de las aguas naturales (las sales de calcio tienen una proporción de 3 a 10 con respecto a las de magnesio). Siguiendo este patrón es conveniente mantener 1/3 de dureza permanente frente a 2/3 de dureza temporal (excepto en casos aislados). Las dosis que debemos usar se pueden calcular según la tabla de dureza (ppm = mg/l.) o, para mayor seguridad y exactitud, añadirlas poco a poco y, al cabo de unas horas, medir la dureza y continuar echando hasta alcanzar el nivel deseado (no olvidar que cualquier cambio brusco en los parámetros físicoquímicos del agua es perjudicial para los ocupantes del acuario. Una variación de 20 mg/l. por cada día, es seguro).

Como hemos dicho al principio, la dureza de agua en acuariofilia se refiere al contenido de sales de © Todos los derechos reservados

2 Nota 1: 1 grado alemán = 17,9 ppm. de carbonato cálcico. 1 grado francés = 10 ppm. " " " 1 grado USA = 17,2 ppm. " " " 1 grado inglés = 14,3 ppm. " " " Nota 2: añadir cloruro de sodio (ClNa), como es costumbre de muchos aficionados, aumenta las concentraciones de iones en el agua sin tener ninguna influencia en el parámetro de la dureza.

¿COMO PODEMOS DISMINUIR LA DUREZA? En ciertas ocasiones, los aficionados o bien viven en zonas en que el agua tiene una dureza exagerada, o bien deciden mantener y/o criar especies que requieren un agua mucho mas blanda de lo normal, y se enfrentan con una dureza mas alta que la requerida. Por esta razón debemos saber como reducir la dureza del agua hasta llevarla al nivel deseado. Hay tres formas de conseguirlo: 1-recogiendo el agua de la naturaleza. 2- comprarla. 3- conseguirla a base del agua que está a nuestro alcance. 1- una manera fácil de conseguir un agua blanda es recogiendo agua de lluvia. Pero esto solo es posible para unos pocos privilegiados que vivan en zonas con una atmósfera no contaminada, que solo recojan la lluvia después de esperar una media hora desde que ha comenzado a llover, y utilicen para ello una canalización y recipientes no metálicos.El agua de algunos manantiales también puede servirnos para este fin.

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2- Comprar un agua desmineralizada parece ser una solución fácil, pero no es así, ya que la mayoría de los fabricantes utilizan serpentines de cobre o, aún peor, de plomo, lo que causa problemas en un acuario. Por esta razón hay que advertir al vendedor para qué vamos a usar el agua. (hay algunos comercios y asociaciones que disponen de un desmineralizador por sistema de "osmosis inversa", lo que representa una solución ideal). 3- Si alguien desea rebajar la dureza del agua en su casa y a su gusto, existen varios métodos para que cada cual pueda elegir el que más le convenga. Para un aficionado que disponga de un agua blanda, pero que quiera conseguir un agua superblanda y a la vez ácida, lo mejor será la utilización de turba, poniéndola en el sistema de filtración en cantidad razonable según el grado de acidez que desee conseguir, o, para trabajar con mayor seguridad y exactitud, tratando un depósito de agua independiente del acuario con una cantidad mayor de turba durante varios días y luego agregándola al acuario poco a poco hasta llegar al valor deseado. Después de 24 horas de tratamiento del agua con turba se puede llegar desde una dureza total de 9,3º dH, una dureza temporal de 6,3º dH y un pH de 7,4 hasta los siguientes parámetros: dureza total de 6,3º dH, dureza temporal de 2,3º dH y pH de 4,8. Desmineralización por resinas intercambiadoras de iones. Gracias a la química moderna, y desde hace ya mucho tiempo, se descubrió que diversos polímeros de compuestos orgánicos como fenoles,

aldehídos, etc, tenían la propiedad de intercambiar iones propios por iones presentes en el agua. Estos son más conocidos como "resinas intercambiadoras de iones". Ya hemos comentado que la dureza de agua está representada por el calcio (Ca++) y el magnesio (Mg++) en forma de carbonatos (CO3=) y bicarbonatos (CO3H-), y un resto de otras sales como ser los sulfatos (SO4=). Si hacemos pasar lentamente un agua dura primero por una columna llena de una resina que suministre iones positivos (cationes) no perjudiciales para el acuario, por ej. H+ o Na+, y retenga los iones de Ca++ y Mg++; y a continuación la hacemos pasar por otra columna llena de otra resina que suministre iones negativos (aniones), por ej. oxihidrilos (OH-), para sustituir los CO3=, CO3H- y SO4= , el agua resultante solo deberá contener (si todo va perfecto) H2O, H+ y OH-. (si hemos usado una resina que intercambia por Na+, tendremos este, pero no influirá en la dureza).

NOTA: Como bien se puede observar, en un agua ablandada mediante resinas, la cantidad de iones de H+ y OH- dependerá de las sales que estaban presentes en el agua, de modo que los iones que determinan el pH estarán descontrolados. Por esta razón es que, hay que tratar el agua en un recipiente aparte y, solo después de ajustar el pH y otros parámetros, considerarla apta para el acuario.

Actualmente el mercado especializado en acuariofilia ofrece columnas llenas de una mezcla con los dos tipos de resinas juntas para reducir el volumen del aparato y dar una mayor facilidad en el uso para el aficionado medio. Lógicamente, estas resinas no son regenerables (por lo menos en © Todos los derechos reservados

manos de quienes no sean muy expertos en la materia).

Foto: Ángel Garvía.

En algunos libros antiguos (o recientes con información antigua), se habla de ablandar el agua con resinas inorgánicas, como por ejemplo la zeolita que, desde el punto de vista químico, es un silicato de aluminio que contiene uno o mas metales alcalinos ( Na, K, etc.) o alcalinotérreos (Mg, Ca, etc.). Si una zeolita de sodio es empleada para ablandar un agua que contenga mucho calcio, puede que muchos iones de sodio se intercambien con el calcio pero, por no variar los aniones (SO4=, CO3H-), este sistema es poco eficaz. También hay que tener en cuenta que cambiar los iones de calcio y magnesio por otros estables como el sodio, no es un hecho muy aceptable para el aficionado moderno, ya que sabemos que, aunque los medidores de dureza de agua no lo midan, la concentración iónica de las sales minerales no ha variado.

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Tratamiento de la dureza con QUELANTES En Alemania, desde 1930, para el ablandamiento de las aguas duras utilizan el ácido etilen-diaminotetra-acético (EDTA). Unas gotas de este producto en solución bastan para ablandar una gran cantidad de aguas duras (las moléculas de EDTA atrapan la mayor parte de los iones calcio y magnesio). A pesar que los quelantes, y especialmente el EDTA, están presentes en muchos productos usados en acuariofilia, como son los abonos y acondicionadores (cristalizar el agua), no es aconsejable su utilización por los no expertos, ya que su presencia en el acuario, en concentraciones superiores a 0,5 mg/litro, es perjudicial y tóxica. Desmineralización del agua por OSMOSIS-INVERSA El conocido fenómeno físico de "osmosis" ha sido la base para fabricar un simple aparato que reduce (y en ocasiones hasta elimina) la concentración de todas las sales presentes en el agua, o sea que elimina la dureza y algo mas... con el empleo de una membrana semi-permeable de material sintético. Hasta el presente, ningún autor especialista en acuariofilia ha mostrado algún rechazo por el agua desmineralizada mediante este sistema, siempre que el usuario rectifique esta agua, añadiendo los elementos indispensables para la vida acuática. Actualmente existen en el mercado acuariófilo aparatos de este tipo que ocupan poco volumen y tienen un precio no muy exagerado, lo que puede ser la solución para satisfacer a un grupo de aficionados que vivan en lugares con

3 aguas no aptas para las especies que desean mantener.

¿COMO PODEMOS MEDIR LA DUREZA? Como es lógico, para poder controlar este factor tan importante en la calidad del agua de un acuario (dureza), hay que saber medirlo. Hablando al nivel de un aficionado, la medición de la "dureza permanente" no es posible, pero podremos conocerla restando la dureza carbonatada de la dureza total, aunque no siempre (en ocasiones, como ya hemos dicho, la dureza carbonatada supera a la dureza total, cuando, por ej, existe mucho bicarbonato sódico frente a poco o nada de sulfato cálcico). En el mercado especializado existen diversos productos para la medición de la dureza total "GH" por métodos colorimétricos fáciles de usar. Los mejores y más exactos (según mi criterio) son los que vienen a base de dos envases. El primero contiene una solución de un indicador de calcio, por ej. "azul de hidroxinaftol", que en presencia de calcio varía de color, o "calmagite" para calcio y magnesio. El segundo envase contiene una solución graduada de una sal de EDTA, por ej. EDTA disódico. Si tomamos unos mililitros de agua del acuario, ponemos unas gotas del indicador, y luego echamos gota a gota la solución de EDTA, que va atrapando a los iones calcio, veremos un cambio de color justo en el momento en que el EDTA ha cogido todo el calcio presente. De aquí, por un simple cálculo matemático, podremos saber la concentración de calcio (por conocer la cantidad de EDTA que hemos usado para atraparlo). Lógicamente el cambio de color varía según el tipo de indicador, que puede variar con el producto comercial usado. También se puede © Todos los derechos reservados

4 utilizar la "orto cresolftaleína complexona", que con calcio forma un complejo color púrpura cuya intensidad varía según la concentración de calcio.

NOTA: Antiguamente, para medir la dureza del agua, se usaba una solución de jabón, y según la espuma formada, su altura y consistencia, servían como orientación para calcular la dureza del agua. No hay ni que decir que, hoy en día, con tantas facilidades para conseguir medidores de fácil uso, hablar de la espuma del jabón solo es una curiosidad.

Para medir la dureza temporal o carbonatada hay que emplear otro sistema, ya que en esta medición lo que nos importa no es calcio ni el magnesio, sino los carbonatos y/o bicarbonatos. Antes debo decir que: 1) a un pH 4,3 prácticamente no existe reserva alcalina o tampón de bicarbonato. 2) los carbonatos y los bicarbonatos constituyen la reserva alcalina. A base de estos dos conocimientos podemos determinar la cantidad de carbonatos y/o bicarbonatos de la siguiente manera: cogemos una cantidad determinada de agua que deseamos analizar, por ej. 10cc. Echamos unas gotas de un indicador colorimétrico de pH que varíe su color en torno de un pH de 4,3, por ej. naranja de metilo o verde de bromocresol. A continuación echaremos gota a gota una solución diluida de un ácido fuerte (por ejemplo ácido clorhídrico) hasta que éste agote toda la reserva alcalina, o sea el bicarbonato (recordar que en medio ácido todo el carbonato está como bicarbonato), justo en torno de pH= 4,3 y

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exactamente donde varía el color del indicador que hemos añadido al principio.

de color, o sea que no sirven para durezas muy bajas.

Aquí también hace falta un simple cálculo matemático para determinar la cantidad de bicarbonato (o sea la dureza temporal) mediante la cantidad del ácido que hemos usado para anularla. El cambio de color dependerá, lógicamente, del indicador usado.

En el mercado especializado existe una gran variedad de equipos para la medición de parámetros tan importantes como GH y KH, pero desgraciadamente su uso aún no es cosa habitual (aunque cada vez hay más aficionados que toman su hobby más en serio), y lo digo por la cantidad de tests que se venden en el mercado. Los aficionados deberían saber que no se puede exigir mucho de una urna de cristal llena de vida y sorpresas cuando nuestro conocimiento es bajo y el parámetro controlado se limita al pH (y en ocasiones, ni esto). Quiero recordar que los parámetros de GH y KH, a pesar de ser importantísimos, en ocasiones no son suficientes para tener éxito con ciertas especies determinadas, por lo que hay que ampliar la información sobre los iones presentes en el agua mediante aparatos como los "conductímetros". Pero por ahora, y por razones más bien económicas, el uso de este aparato queda limitado para casos especiales.

Foto: Ángel Garvía.

NOTA: para la medición de KH, algunas marcas comerciales ofrecen un test de solo un frasco, que no es nada más que el indicador y el ácido juntos, para facilitar su uso. Uno de los inconvenientes de este conjunto, es que a grados de dureza muy bajos, por ej. 1 o 2, la concentración del indicador de Ph con la primera gota es tan baja, que los ojos del aficionado no podrán apreciar ningún cambio

BIBLIOGRAFÍA: Diming, H. G. : Water. Oxford University Press, 1975 Powell, S. T. : Conditionning for industry, Mc Graw Hill, N.Y. 1954 Thompson, L.M.- F.R. Troeh: Soils and Fertility, Mc Graw-Hill Book Le pH en pisciculture exotique : Editions Vitaquarium, Paris.

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5 Hückstedt, Guido: Water chemistry for advanced acquarists (TFH Publica tions, Inc. N.Y. USA 1973) Needham, J.G. y P.R.: A guide to study of freshwater Biology (Holden-Day, Inc. San Francisco) -"traducción española: Guía para el estudio de los seres vivos de las aguas dulces (Edit. Reverté, 1978). Kaspar Horst: Pflanzen im aquarium (Eugen Ulmer GmbH & Co.,Stuttgart) -- "traduccion española: Plantas de acuario Ediciones Omega, S.A.,Barcelona 1995". Kaspar Horst: Pflanzen im aquarium (Eugen Ulmer GmbH & Co.,Stuttgart) -- "traduccion española: Plantas de acuario Ediciones Omega, S.A.,Barcelona 1995". Roger Eckert, David Randall y George Augustine : Fisiología Animal, Mecanismos y Adaptaciones.(Mc Graw-Hill 1989)

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