El Ciclo del Nitrogeno

9 Jun 2005
223
México
Provincia
Puebla
Conceptos Básicos
Durante las primeras semanas de haber realizado la Instalación de nuestro acuario, dentro de él se inicia el ciclo del nitrógeno.

El nitrógeno se puede encontrar formando varias combinaciones químicas, además de como constituyente de moléculas orgánicas. Las que aquí nos interesan son: el amoniaco (NH3), el amonio (NH4, forma iónica de carácter básico), el nitrito (NO2) y el nitrato (NO3, forma iónica de carácter ácido).

Estas combinaciones se encuentran disueltas en el agua de los acuarios; pueden ser empleadas por las plantas, a excepción del nitrito, para la síntesis de sus proteínas.

Todas estas formas se pueden ínterconvertir, el amonio y el amoniaco lo pueden hacer espontáneamente; en los restantes casos se requiere la acción de organismos. Todos estos compuestos son tóxicos en mayor o menor medida.

- El amonio tiene una baja toxicidad, semejante a la del nitrato.
- El amoniaco produce lesiones en las branquias y el intestino, causando hemorragias y atacando al sistema nervioso.
- El nitrito se une a los pigmentos respiratorios: el pez muere por asfixia. Niveles bajos de nitritos producen la muerte al cabo de unos días pero con unos síntomas confusos y difíciles de interpretar.

El pH influye de una manera importantísima en la proporción relativa de amoniaco/amonio existente en el acuario. Con un pH ácido o neutro no hay prácticamente amoniaco, con pH básicos o alcalinos todo el amonio se transforma espontáneamente en amoniaco. Al ser este 500 veces mas tóxico todos los peces empiezan a boquear inmediatamente. Los cambios de PH son fácilmente provocados por el cambio de agua. Es por esto que es muy importante mantener un PH estable con una alcalinidad de 8.3.

La mineralización, nitrificación y desnitrificación
La mineralización es la transformación de la materia orgánica (proteína, azúcares, etc.) en compuestos sencillos como el amoniaco, anhídrido carbónico, fosfato, etc. Este proceso es realizado por las bacterias mineralizantes. Estas bacterias son capaces de degradar la materia orgánica en un medio oxigenado. Como desechos producen principalmente CO2 y el nitrógeno en forma de amoniaco o amonio.

Existen dos géneros de bacterias nitrificantes, Nitrosomonas y Nitrobacter.

Las bacterias nitrosoma transforman el amoniaco/amonio en nitritos. Para su desarrollo esta bacteria necesita CO2, oxígeno, amoniaco y elementos traza (sales minerales). La materia orgánica es tóxica para las Nitrosomas.

Los nitritos son transformados en nitratos mediante la acción de las bacterias Nitrobacter. Estas bacterias también necesitan CO2, oxígeno, nitritos y elementos traza (sales minerales). El amoniaco bloquea su metabolismo.

Finalmente el nitrato es consumido por las plantas y transformado en compuestos orgánicos (los tejidos de las plantas). También estan las bacterias denitrificantes, que viven en ausencia de oxígeno, son capaces de transformar el nitrato en nitrógeno gas, el cual lo veremos en forma de pequeñas burbujas que escapan a la atmósfera..

Es importante señalar que las bacterias que degradan los restos orgánicos y las que llevan a cabo la nitrificación son completamente distintas y las desnitrificantes tienen necesidades diferentes; para las primeras es fundamental la materia orgánica y para las segundas ésta constituye un veneno; todas requieren oxígeno pero las primeras son mucho más capaces de absorberlo que las nitrificantes, por lo que si la concentración de oxígeno es baja las Nitrosomonas y, sobretodo, las Nitrobacter no pueden sobrevivir. En cambio las desnitrificantes mueren rápidamente en presencia de oxígeno.

Los pasos principales o etapas en el ciclo del nitrógeno son:
Fijación: Puede ser atmosférica, realizada por la influencia de los rayos o descargas el eléctricas que transforman el Núcleo atmosférico inerte en formas del tipo de nitritos y/o nitratos. La fijación también puede ser industrial, ya que a través del proceso de Haber-Bosch el Nitrógeno de la atmósfera puede transformarse en amoniaco. El ultimo tipo de fijación es la biológica. En cuanto a esta etapa, los organismos involucrados son sólo del reino monera (carecen de núcleo celular), bacteria y actinomicetos. Entre las bacteria pueden existir de naturaleza simbiótica o de vida libre, aerobias y anaerobias. Para las simbióticas aerobias tenemos el caso de las del género Rhizobium, las cuales se asocian normalmente con muchos tipos de leguminosas (haba, chícharo, fríjol, etc.).

Amonificación: En esta etapa el nitrógeno orgánico se convierte en amoniaco. Entre las bacterias que participan en esta fase están: Bacillus, Clostridium, Serratia, entre otras; así como los hongos Alternaría, Aspergillus, Mucor, Penicillium, etcétera.

Nitrificación: Es la conversión del amoniaco en nitritos y nitratos. En la conversión a nitritos participan las bacterias nitritantes y en la segunda las nitratantes. Las que participan en la primera etapa son Nitrosomas, Nitrosococus y Nitrosospira; en la segunda fase hallamos a las Nitrobacter.

Desnitrificación: Es la fase que reintegra el nitrógeno a la atmósfera en forma de N2, gaseoso u óxidos de nitrógeno. Un tipo de bacteria asociado es el Thiobacillus desnitrificans.

¿Como funciona todo esto en un acuario?
A partir del momento que se pone en funcionamiento, el acuario empieza la fase de maduración. La fase finalizará cuando el micro-ecosistema creado esté en un equilibrio estable.

En la primera semana se produce la aparición de amonio que irá desapareciendo a medida que la colonia de bacterias del género Nitrosomonas transforman el amoniaco en nitrito.

Posteriormente en la segunda-tercera semana, los nitritos serán transformados a nitratos por efecto de las bacterias del género Nitrobacter.

Debido a las bacterias Pseudomonas que se encuentran en los poros más profundos de la roca viva o en la parte mas baja de la cama de arena, los nitratos irán desapareciendo para transformarse en nitrógeno gas hacia la cuarta semana.

Todo acuario marino, con el tiempo va acumulando nitratos, (resultado del proceso de oxidación de los nitritos), debemos aplicar algún método para disminuirlos o repercutirá poco a poco en la salud y bienestar de nuestros peces e invertebrados pudiendo estos llegar a morir.

Causas por las cuales se elevan los Nitratos
Sobrepoblación: Debemos tener un amplio conocimiento de cuantos peces podemos meter en nuestro acuario y el tamaño que estos alcanzarán.

Alimentación excesiva: No debemos de excedernos en la alimentación de nuestros peces e invertebrados.

Falta de cambios parciales de agua: Es recomendable realizarlos 1 vez al mes, retirando el 20% de agua de nuestro acuario y substituyéndola por una mezcla nueva.

También se producirá un desarrollo de algas como las diatomeas y las algas verdes filamentosas. Mucho se ha escrito sobre el origen de estas algas, y sobre cual es la causa que las hace crecer de forma desmesurada, se ha llegado a la conclusión de que es la suma de varios factores lo que da lugar a ese molesto tapiz de algas.

Elevada concentración de nutrientes: fosfatos y nitratos principalmente, que alimentan las algas.
Iluminación inadecuada: Hay que combinar luz de 10000 ºK y actínica, para obtener los mejores resultados con nuestros corales y evitar las indeseables algas. Y cada año renovar los tubos.

Es recomendable a partir de la cuarta o quinta semana contar con un refugio de macroalgas para que compitan con las algas filamentosas y así se evite su proliferación, ya que como se ha investigado, uno de los principales nutrientes de las algas, son los nitratos.

En este mismo momento se pueden introducir animales herbívoros y detrivoros para que controlen la explosión de algas. Son muy útiles caracoles herbívoros del género Astrea, Turbo, Trochus, cangrejos ermitaños del género Calcinus que se alimentan de algas y detritus, ofiuras y peces herbívoros como Salaria fasciata, Zebrasoma sp, Ctenochaetus sp.
 
24 Ago 2017
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poza rica
Provincia
veracruz mexico
hola a todos buenas noches . antes que nada excelente post, con una explicacion muy bien detallada del ciclo del nitrogeno.
tratando de buscar información respecto a lo que tiene que ver con los nitratos altos llego a este foro.
mi reef es un 220 litros con todo y sump tiene aprox 2 años y he mantenido peces, corales blandos algunos lps y algun sps,
yo soy de la costa veracruzana en mexico, y muy aficionado a la pesca deportiva por lo que nunca he batallado por la cuestion de los cambios de agua, ya que voy mar a dentro dos o tres veces al mes y siempre me llevo 3 o 4 garrafones para los cambios de agua de mi reef, esta agua nunca me ha originado ningun problema,al contrario los corales lo agradecen cada vez que hago cambio del 20 0 30%.
hace algun tiempo descuide mi reef por salidas del trabajo y deje de hacer cambios y quien me apoyaba con añadir agua por evaporacion es mi esposa, utilizo epura ya que no tengo filtro de osmosis y aca en provincia no se consigue, el caso es que un dia, me comento que uno los peces que recien se habia añadido al acuario estaba agresvo con los demas y bueno, se murieron varios nunca he tenido muchos peces, ya que como me inclino mas por los corales pero pues de los que tenia que eran 4 gobios un angel frances y unas damicelas solo quedo una damicela tres bandas. cuando llegue despues de algunos dias note que los nitratos muy muy altos, y no los puedo bajar,medi con el test de salifert, he aditado nopox, meti el purigen, y nada sigue a 100 ppm, de los corales sobrevivieron los blandos, hongos mechdos clavularias, palitoas y algunos zoas tenia un hammer, montis, candys y se fueron. los ntratos siguen altisimos, tengo aprox 30 kilos de roca, un skimmer reef octopus classic 110,una bomba de retorno de 3000 litros por hora, y los parametros estan kh en 8, 1250 mg 450 ca salinidad en 1025 temperatura del agua 28°, la verdad que me desanime un poco y pues no se si se este ciclando de nuevo por los animales que se murieron y no se sacaron, la verdad no se que hacer
agradeceria cualquier consejo para solucionar mi problema de hecho estaba pensando en sacar los animales lavar todo y empezar a ciclar de nuevo
 
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