Magnesio, Calcio y Alcalinidad en el Acuario Marino

Uno de los factores de éxito mas importantes en un acuario marino es la química del agua y la estabilidad de la misma, tratar de mantener una química adecuada en el agua de manera continuada, estable y sólida es un reto significativo que se vuelve aún más difícil (si no imposible) cuando no se tiene el entendimiento necesario sobre tres factores: Calcio, Alcalinidad y Magnesio

Claramente el equilibrio químico en el agua de nuestros acuarios depende de muchos más elementos que no abordaremos en este tema, como estroncio, potasio, hierro, iodo, etc. Sin embargo el impacto de dichos elementos podría considerarse algo secundario comparado con el papel de los tres elementos que abordaremos aquí.

¿Para qué sirven?

En nuestros acuarios marinos existen organismos que poseen esqueletos y caparazones, desde corales hasta alga coralina y micro fauna.

El componente principal de que están compuestos esos esqueletos de coral, conchas etc. es carbonato de calcio, como ven lleva dos partes, carbonatos y calcio.

El carbonato de calcio es un mineral estable y muy insoluble por lo que los habitantes de nuestros acuarios no pueden aprovecharlo de esta manera, es decir, no podemos agregar simplemente carbonato de calcio y esperar que eso funcione de alguna manera, como ejemplo, un esqueleto de coral es en su mayoría carbonato de calcio, imaginen pulverizarlo y agregarlo al agua… que va a pasar? Pues se va a ir al fondo, como si agregáramos arena, nada más...

Lo que se debe hacer es agregar los dos componente de forma separada, calcio y carbonatos, de hecho el agua de mar es así, es muy rica en calcio y en carbonatos, no necesariamente es rica en carbonato de calcio.

Sin meterme en mucha química es importante entender que ese calcio y esos carbonatos deben estar en forma de iones libres lo cual lleva una implicación muy importante… si voy a poner calcio y carbonatos en forma “iónica”, por decirlo de alguna manera, esos iones tienden a reaccionar en conjunto y formar carbonato de calcio que se precipitaría al fondo y no serviría de nada, a esto le llamamos precipitación, reaccionan ambos iones y se forman cristales de carbonato de calcio que se sedimentan, precipitan, se van al fondo etc… haciendo que no sirva de nada lo que agregamos. Esta precipitación a veces se le conoce como “tormenta de nieve” porque se ve así. Así que si un día despiertan y su acuario tiene el agua lechosa y sobre cualquier superficie hay una capa de polvo blanco, ya saben que esto fue lo que sucedió.

Aquí entra nuestro tercer factor, el magnesio, que actúa como un ”inhibidor” de esa precipitación o cristalización, evita que se formen el carbonato de calcio y permite al calcio y al carbonato estar disueltos de forma utilizable por cualquier tipo de vida marina.

El objetivo de esta publicación no es discutir esas reacciones ni los mecanismos precisos de como sucede sino más bien atacar el problema desde una perspectiva practica y simplista para la vida del acuarista y la buena manutención de un acuario marino, así que si buscan esa precisión físico-química, aquí no la encontraran.

¿Carbonatos o alcalinidad?

Ya explicamos ligeramente el papel de los carbonatos, pero y entonces ¿Qué es la alcalinidad?

La alcalinidad no es más que un indicador indirecto para poder saber de una forma relativamente precisa cual es la concentración de carbonatos en el agua. ¿Porque no medir directamente los carbonatos? Porque es bastante difícil, es mil veces más fácil medir alcalinidad bajo un marco de error controlado y reducido que determinar exactamente la cantidad de carbonatos en el agua.

La alcalinidad la podemos explicar de manera semi-coloquial como la cantidad de ácido que se debe agregar a una solución para que todos sus iones de carbonato y bicarbonato sean “consumidos” y convertidos en ácido carbónico, por lo mismo si la alcalinidad es más alta entonces significa que se requirió más acido para consumir todos sus carbonatos, indicando que había más carbonatos, entonces la alcalinidad, como dijimos antes, es un indicador indirecto de la cantidad de carbonatos en el agua.

Así que cuando alguien hable de carbonatos y alcalinidad al menos ya saben que son cosas relacionadas pero diferentes…

Una vez explicado todo lo anterior podemos presentar estos puntos de vital importancia:

1. El nivel de magnesio adecuado en un acuario marino es entre 1250ppm y 1350pmm. Si el magnesio está por debajo de este rango, la probabilidad de que los carbonatos y el calcio en tu agua se precipiten es mucha, porque no estará presente la cantidad de magnesio necesaria para mantenerlos separados y utilizables, es por eso que siempre se debe de saber y controlar este parámetro y no dejarlo bajar jamás de ese punto. 
2. La alcalinidad recomendada en un acuario marino es de entre 7dKh y 11dKh. Si la alcalinidad está más baja de 7 la probabilidad de que algún organismo pueda “encontrar” los iones suficientes de carbonato y de calcio al mismo tiempo está siendo restringida por la cantidad de carbonato disponible, lo cual va a hacer que los habitantes del acuario no puedan producir sus esqueletos de carbonato de calcio. 
3. El rango recomendado de calcio en un acuario marino es de 380ppm  450ppm. Al igual que la alcalinidad, si el calcio baja de 380, va  ser difícil que la calcificación de los habitantes del acuario pueda suceder.
4. El no tener en valores aceptables estos tres parámetros no solo hace que los corales no crezcan… tenemos que entender que el crecer es parte del organismo y su naturaleza, vaya, si no le permitimos calcificar de manera adecuada estamos afectando a los corales en su metabolismo y funciones vitales y no serán saludables… hay muchas otras funciones primordiales de los corales y de muchos otros organismos que dependen de este equilibrio y el no proveer estos componentes hará que el ecosistema este fuera de equilibrio.
5. Si la concentración de calcio o la alcalinidad están fuera de rangos aceptables pero hacia niveles superiores, es decir hay más calcio o carbonatos de lo que debiera, esto va a propiciar una la precipitación del carbonato de calcio, el chiste es estar en un sano punto medio.

Encontrando el punto ideal

Existe una forma gráfica de explicar esa relación entre calcio y alcalinidad que nos sirve de guía para poder entender las implicaciones que tiene un cierto nivel de estos dos parámetros en el agua de nuestros acuarios y al mismo tiempo nos sugiere mecanismos para corregir problemas en este balance.

No sé quién sea el verdadero autor de esta forma de entender y visualizar estos valores pero yo lo leí por parte del Dr. Randy Holmes Farley, me parece muy buena y aquí se las presento.

Se trata de una gráfica que incluye el calcio y la alcalinidad y se ve más o menos así:

Si dibujamos un punto en donde se intersecta el valor de calcio y alcalinidad del agua del acuario quisiéramos que ese punto caiga dentro del cuadro amarillo, calcio entre 380 y 450 al mismo tiempo que la alcalinidad se encuentre entre 7 y 11.

Al albergar organismos que convierten ese calcio y esos carbonatos en carbonatos de calcio y tener valores combinados de calcio y alcalinidad dentro del cuadro amarillo, dichos organismos calcificantes, ya sean corales, alga coralina, crustáceos, etc, van a consumir calcio y alcalinidad en una relación o razón constante, lo que va a hacer que ambos parámetros bajen, tanto calcio como alcalinidad, ese consumo natural por calcificación lo representamos así:

Para eso son las líneas punteadas, el consumo natural de calcio siempre va a ir paralelo a esas barras punteadas y si no se reponen los elementos consumidos nos llevara de la zona amarilla a la zona #2

Para que eso no suceda nosotros debemos agregar calcio y carbonatos en una relación tal que sea también paralela a las barras punteadas, para regresar a la zona amarilla:

A eso le llamamos dosificación balanceada de calcio y carbonatos.

Si una dosificación balanceada se excede, es decir es más lo que agregamos al acuario que lo que se consume pasaremos del área amarilla a la zona #1 de la gráfica.

El día a día de un acuario estable, maduro y bien cuidado debe ser un ir y venir lo más imperceptible posible dentro de la zona amarilla hacia arriba y hacia debajo de manera paralela a las barras punteadas.

Cualquier adición de calcio o carbonatos o cualquier cambio de agua van a mover ese valor, nuestra labor es minimizar el movimiento de ese punto al mismo tiempo que se encuentra siempre dentro de la zona amarilla.

Zonas 1 y 2

Yo llamo a las zonas 1 y 2 como las zonas “balanceadamente incorrectas” porque la concentración de calcio y la alcalinidad no son las adecuadas sin embargo están balanceadas y muy probablemente son el resultado de, ya sea una calcificación o consumo mayor a la dosificación existente que nos llevaría de la zona amarilla a la zona 2, o de una calcificación o consumo menor a la dosificación existente que nos llevaría a la zona 1.

El observar este equilibrio entre dosificación y consumo puede darnos claves muy interesantes sobre nuestros acuarios.

Llega un punto en el control de este equilibrio que si el acuarista tiene perfectamente medida la cantidad de aditivos requeridos para mantenerse en el centro de la zona amarilla, que el mismo movimiento de sus parámetros le dan información de su ecosistema, al punto de poder darse cuenta que régimen de alimentación o iluminación hacen que la calcificación sea mayor. Es decir, si yo se que en mi acuario agregando X cantidad de uno o varios aditivos el calcio y alcalinidad permanecen en cierto punto dentro del área amarilla y lo mido periódicamente, vamos a suponer que comienzo a dosificar X alimento de coral y veo que mis valores decrecen más rápidamente, esto es un indicador de mayor calcificación y me deja saber que ese alimento es mejor que alguno otro.

Para salir de la zona 1, lo que se hace es simplemente dejar que el excedente de calcio y carbonatos se consuman y regresaremos a la zona amarilla con facilidad

Para salir de la zona 2, lo que se debe hacer es simplemente aumentar de manera balanceada calcio y alcalinidad. Hay que tener cuidado que esta corrección no se realice demasiado rápido ya que podría causar precipitaciones, variaciones en PH  o simplemente un shock por el cambio rápido en la química del agua.

La zona 3,

La zona 3 significa que se ha dosificado más alcalinidad en relación al calcio, lo cual no significa necesariamente que el calcio este muy bajo o muy alto, más bien es la relación.

Las causas más comunes para caer aquí son dos:

• Por algún motivo no se ha dosificado calcio, obviamente eso hace que los niveles de calcio sean muy bajos.
• Se ha tratado de mantener un PH alto dosificando productos “buffer”.  Si la alcalinidad estaba baja eso puede hacer que tu PH este bajo pero no necesariamente subir la alcalinidad a limites estratosféricos hará que tu PH suba más, la alcalinidad tiene su rango y hay que mantenerse ahí. Y también hay que saber que la mayoría si no es que todos los productos para subir PH, suben alcalinidad también, asi que tengan cuidado con esos productos.

La estrategia para salir de la zona 3 puede tener dos formas, cuando el problema es poco calcio o demasiada alcalinidad. Si el calcio esta debajo de 400 hay que subirlo y eso nos mueve más cerca de la zona entre barras punteadas, ya sea la zona amarilla, la zona 1 o la zona 2. Si la alcalinidad es ligeramente alta entonces es cosa de una vez ajustado el calcio esperar que esa alcalinidad se consuma y repetir el proceso hasta estar dentro de las barras. Sin embargo si la alcalinidad es demasiado alta entonces se recomienda hacer cambios de agua cada dos días hasta lograr bajar la alcalinidad.

Una nota muy importante, para hacer estos cambios de agua hay que asegurarnos que el agua que utilizaremos para ese cambio de agua tenga valores menores de alcalinidad que los valores presentes en el acuario. Existen muchas marcas de sal que tienen alcalinidad demasiado alta y si usamos este tipo de sal ese cambio de agua resultara contraproducente.

La zona 4:

Esta zona es muy similar a la 3 en cuanto a su complejidad y a la forma de salir de ella.

Esta zona significa que se ha dosificado más calcio relativo a la alcalinidad, sin embargo no significa que la alcalinidad este necesariamente baja.

Para salir de esta zona si el calcio está demasiado alto y alcalinidad relativamente bien entonces lo mismo, hay que hacer cambios de agua.

Si el calcio no está demasiado alto entonces hay que subir la alcalinidad hasta un máximo de 11. Si subiendo hasta 11 no nos deja en la zona amarilla y seguimos estando de lado derecho de la zona entre barras entonces habrá que esperar a que se consuman calcio y alcalinidad y repetir el proceso esta vez más cercano a las barras.

No sobra repetir que cualquier aditivo que agreguemos debe dosificarse de manera gradual en un periodo de días, a menos que el cambio sea mínimo, ya que cambios súbitos en calcio o alcalinidad siempre son perjudiciales. La estabilidad es clave en el éxito de un acuario marino.

¿Y el magnesio?

Ahora, porque no vemos el magnesio en esta tablita? Digamos que el magnesio no requiere tanta explicación, simplemente debe estar siempre entre 1250 y 1350.

Agregando Calcio y Carbonatos

Existen muchas formas de hacer llegar estos iones a nuestro acuario, y cada una tiene sus ventajas y desventajas que explico a continuación

Kalkwasser:

Ese nombre tan complejo lo único que significa es agua con cal (en alemán) osea agua con hidróxido de calcio, si se mezcla agua simple (no marina) con hidróxido de calcio, se va a diluir hasta el punto en que el agua tendrá una concentración de 808 ppm de calcio y el resto del hidróxido de calcio se va a sedimentar. Esa agua, sin el sedimento es una solución saturada de hidróxido de calcio y siempre va a tener la misma cantidad de calcio… Algo importantísimo con este aditivo es que si bien dentro del nombre no vemos la parte de los carbonatos, al agregarlo al acuario también agrega carbonatos de manera balanceada, pero ¿porque? ¿De dónde salieron los carbonatos si estoy agregando un hidróxido? Al entrar en contacto el hidróxido con el agua del acuario, ese hidróxido va a reaccionar con el CO2 disuelto en el agua y formara los carbonatos, bicarbonatos y agua, entonces al agregarlo estamos agregando calcio y carbonatos.

• Ventajas: es muy barato, es balanceado, sube el PH
• Desventajas: No es muy concentrado y sube el PH, subir el PH puede ser ventaja o desventaja, obviamente dependiendo lo que se quiera hacer, pero en este caso se pone como desventaja porque al ser poco concentrado si un acuario tiene una gran demanda de calcio y carbonatos tendríamos que agregar grandes cantidades de kalkwasser lo cual nos subiría demasiado el PH haciendo que este método solo pueda usarse en acuarios con baja calcificación o como método complementario a algún otro.

Aditivos balanceados

Se trata de botellitas o polvitos que nos venden para subir ya sea calcio o carbonatos. Algo muy importante es que típicamente los fabricantes hacen aditivos pareados o balanceados, es decir, van a vender un producto para calcio y otro para carbonatos, que van a contener concentraciones balanceadas de tal manera que para moverse paralelo a las líneas punteadas se tenga que agregar volúmenes iguales del aditivos de calcio que del aditivo de carbonatos, haciendo más fácil la dosificación periódica. Adicionalmente a esto, la formulación de estos aditivos muchas veces es complementaria uno con otro, o al menos así debiera ser, yo no quiero agregar un aditivo de calcio que también este agregando cloruros, por ejemplo, entonces el fabricante puede usar en su aditivos de carbonatos bicarbonato de sodio, entonces al usarse en conjunto ambos aditivos estamos añadiendo calcio, carbonatos y cloruro de sodio. Esta forma de agregar calcio y carbonatos es muy útil ya que permite cierta independencia en cómo se controla cada parámetro.

• Ventajas: Independencia de control por cada parámetro, mucha variedad de productos
• Desventajas:

• Esa misma independencia de control puede ser fuente de errores fatales
• En acuarios grandes o muy poblados la necesidad de dosificación diaria puede ser bastante, si bien todos son aditivos más concentrados que el kalkwasser, llega un punto en que no es practico o económicamente viable la compra de tan altos volúmenes de aditivos, por ejemplo, un acuario relativamente grande con una densidad alta de corales duros puede llegar a requerir hasta alrededor de 500ml de aditivo diario.

Reactor de calcio

El principio del reactor de calcio es básicamente llevar el proceso de calcificación a la inversa…  Se trata de poner una fuente de carbonato de calcio, casi siempre esqueleto de coral, en una cámara aislada y bajar el PH hasta a menos de 6.5, en este punto la misma acidez del agua disuelva el carbonato de calcio en sus dos componente, carbonatos y calcio, después se agrega lentamente esta agua rica en carbonatos y calcio, ya en forma iónica y disuelta al acuario principal. Para bajar el PH dentro de la cámara del reactor de inyecta CO2.

• Ventajas:
• Aditivo balanceado
• Dosificación constante
• Automatizable
• Escalable, si es necesaria una adición abundante pues basta con aumentar el efluente del reactor y/o poner un reactor de calcio más grande capaz de dosificar más agua rica en calcio y carbonatos
• Desventajas:
• Al usar CO2 y bajar el PH dentro de la cámara, eso significa que el agua que saldrá del reactor hacia el acuario tendrá un PH bajo y si la demanda es alta entonces el PH del acuario tendera a bajar. Por este motivo muchos acuaristas combinan el método de kalkwasser con el reactor de calcio, porque el kalkwasser ayuda a compensar la baja de PH causada por el reactor.
•  El tener un reactor con válvulas, tanques, mangueras, sensores, controladores etc. Implica cierta complejidad que muchos usuarios no desean adoptar por verlo como agregar posibles puntos de falla en el acuario.

Aditivos alternativos

Existen también otros aditivos que aquí denomino como alternativos, para mí los métodos probados son los anteriores, cualquiera que no sea eso para mí será alternativo, algunos ejemplos:

1. Acetato de Calcio: Aditivo balanceado de carbonatos y calcio que también agrega carbón orgánico, además de ser muy caro y poco concentrado, el hecho de que agregue carbón orgánico no me convence ya que alguien que desee agregarlo lo hará con vodka o biopellets por ser controlables de manera independiente y el usar un aditivo como este solo sacará de balance su equilibrio.
2. Reactores de nitratos que “dosifican” calcio: Son reactores que usan azufre y carbonato de calcio en una cámara anoxica, que reducen nitratos y aprovechan el PH bajo del agua para hacerla pasar por una cámara con carbonato de calcio para volver a subir el PH y enriquecer el agua con calcio y carbonatos, mi punto aquí es que en realidad la concentración de calcio y carbonato solo va a ser muy ligeramente mayor a la del agua del acuario.
3. Productos de miles de fabricantes que dicen hacer maravillas pero no dicen que son, simplemente si un fabricante no dice que tiene su producto o no explica a detalle su mecanismo de acción o ingrediente activo, para mi gusto es un producto que jamás debió haber existido y que nadie debiera comprar.

Agregando Magnesio

El magnesio también se consume en la calcificación pero a una taza mucho menor así que su caída será mucho menos rápida que los otros parámetros, en acuarios de baja demanda muchas veces es mantenido simplemente con cambios de agua usando una sal que tenga el magnesio alto. Sin embargo siempre es importante medirlo y nunca dejarlo bajar, para hacer esto puede lograrse usando aditivos comerciales de los cuales hay miles de marcas, mi única recomendación seria seleccionar un aditivo que explique claramente cuál es su concentración y su forma de uso.

Hay personas que incluyen también dolomita que es un mineral de carbonato de calcio y magnesio dentro de sus reactores de calcio, de esa forma el agua que sale del reactor y entra al acuario también estará enriquecida en magnesio.

Algunos mitos

Por último, antes de cerrar el tema quisiera hablar sobre algunos mitos vigentes con respecto al magnesio, calcio y carbonatos:

1. Solo si ya quieres ser muy avanzado debes medir estos valores. Nada más alejado de la realidad, es cierto que puedes mantener un acuario marino de solo peces sin haber medido jamas estos tres valores, para acuarios de arrecife es algo que debes hacer, si no lo haces estas teniendo tus organismos en condiciones sub-optimas. Ademas, no es nada dificil de hacer, simplemente es cosa de entenderlo y comenzar a controlar estos parámetros.
2. Tengo mucha roca o tengo una cama profunda de arena, no necesito agregar calcio ni alcalinidad. Este es un mito que tiene parte de real, en el mar o en acuarios gigantes es posible que la misma cama de arena libere un poco de los iones de calcio y carbonatos requeridos, sin embargo rara vez será suficiente para fines prácticos de un acuario casero como los que mantenemos.
3. Por más que agrego calcio no sube. Si agregas calcio y no sube tu medición es porque se está precipitando y no lo estás haciendo bien. Para agregar cualquiera de estos tres elementos hay que saber el valor de los tres.
4. Mis parámetros se mantienen con cambios de agua. Es muy poco probable que esto sea real en un acuario maduro, el simple crecimiento de alga coralina hará que esos iones se consuman rápidamente y que sea necesaria algún tipo de adición. Basta con medir a diario durante dos semanas los tres valores para ver que si se consumen, o si no se están consumiendo es porque no hay ni siquiera alga coralina presente. En un acuario maduro con consumo bajo de calcio y alcalinidad estamos hablando de que al día bajaría la alcalinidad 0.5 dKH y 4ppm de calcio, para reponer esto habría que hacer cambios de agua de hasta el 15% diario para poder mantener calcio y alcalinidad en sitio, eso es simplemente impensable. Por más alta que sea la alcalinidad y contenido de calcio de una mezcla de sal nunca rebasara los límites de saturación porque si lo hace estaría precipitándose.

Por hoy es todo, los invito a dejar sus comentarios y seguiremos en contacto…

Los dejo, voy a ajustar mi reactor de calcio.