pH, KH, GH, TDS - Introducción a los parámetros básicos del agua

Parámetros básicos del agua y cómo afectan a un acuario

pH

El pH es una medida del grado de acidez o alcalinidad del agua. Un pH de 7 es neutro, mientras que los valores inferiores a 7 son ácidos y los superiores, alcalinos.

¿Qué es realmente el pH?

pH significa "poder del hidrógeno". Una descripción técnica del pH es que es la relación entre las cargas eléctricas positivas de los cationes de hidrógeno ionizados (H+) y las cargas eléctricas negativas de los aniones hidroxilo (OH-). La escala de pH es logarítmica, cada 1 pH representa una diferencia de 10 veces en acidez respecto al número anterior, por lo que un pH de 5 es 10 veces más ácido que un pH de 6.

¿Qué importancia tiene realmente el pH en un acuario?

Como norma general, situarse en el lado generalmente correcto de la escala proporciona los mejores resultados tanto para los peces como para las plantas. Esto significa que las plantas y los peces de aguas blandas deben mantenerse en condiciones entre neutras y ácidas, mientras que las plantas y los peces de aguas duras se desarrollan mejor en el lado neutro o alcalino de la escala.

La mayoría de los peces disponibles habitualmente se han criado en condiciones de acuario durante tanto tiempo que son flexibles dentro de una amplia gama de pH. Verá tetras cardenal de piscifactoría, que proceden de aguas más ácidas en estado salvaje (pH 5+), criados con regularidad en acuarios de aguas alcalinas (pH 7-8+) sin mayores problemas. Los peces capturados en la naturaleza y los que aún no han pasado por muchas generaciones de cría artificial pueden requerir condiciones muy específicas en comparación.

Las condiciones ideales suelen provocar una mejor coloración de los peces y un mejor comportamiento de desove. Por eso es importante para los criadores y la gente que participa en competiciones de peces.

Muchas especies de peces muestran una mejor coloración y comportamiento de desove cuando se mantienen en condiciones que coinciden con las de su lugar de origen. El Hyphessobrycon myrmex es originario de la cuenca del Orinoco, en Sudamérica, y muestra una mejor coloración cuando se cría en aguas ácidas.

¿Es importante un pH estable?

Los cambios de pH en la naturaleza son habituales, debido a la caída de lluvia, las inundaciones que remueven los sedimentos y los cambios en los niveles de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono disuelto [CO2] produce ácido carbónico y hace que disminuya la acidez del agua [similar a cómo se producen las bebidas gaseosas carbonatadas]. En la naturaleza, el dióxido de carbono se produce en los acuíferos subterráneos y en la descomposición de la materia orgánica. El CO2 hace descender el pH al acumularse durante la noche en ríos y lagos. Cuando sale el sol, las plantas acuáticas absorben el CO2 al realizar la fotosíntesis, invirtiendo el efecto que el CO2 disuelto tiene sobre el pH y haciendo que éste aumente. El efecto de esto es que muchas masas de agua naturales pueden tener oscilaciones significativas del pH desde la salida del sol hasta la hora del mediodía.

Manantiales gigantes, Montana. 25ppm de CO2 medidos. Créditos de las fotos: Tom Barr.

En los acuarios en los que no hay inyección/generación de CO2, como los acuarios sólo de peces sin plantas, los cambios no intencionados en el pH pueden indicar un deterioro de las condiciones biológicas, lo que puede ser una importante señal de alarma. La muerte masiva de peces, por ejemplo, aumentará los niveles de dióxido de carbono a través de la descomposición y, al mismo tiempo, reducirá los niveles de oxígeno. Como consecuencia, el pH desciende vertiginosamente. El agotamiento del oxígeno y el deterioro de la calidad del agua es lo que afecta a los habitantes del acuario. El cambio en el pH no es más que un síntoma de problemas subyacentes - y rara vez la causa de problemas por sí mismo. Por desgracia, esto ha dado lugar al mito de que las oscilaciones del pH son mortales por sí mismas, una afirmación que confunde claramente los síntomas con la causalidad.

Las grandes oscilaciones del pH también pueden deberse a grandes cambios en el KH (dureza de carbonatos). Los cambios significativos en la dureza de carbonatos afectarán a la osmorregulación de los peces. Los cambios de KH siempre causarán cambios en el pH, sin embargo, es la oscilación subyacente de KH la que afecta a los peces.

En un acuario plantado con inyección de CO2, es normal que el pH baje significativamente a medida que el agua se satura con los niveles de CO2. En acuarios con inyección de CO2, el pH puede subir y bajar entre 1 y 1,4 grados en un periodo de 24 horas. Este cambio de pH no cambia el KH subyacente y este tipo de oscilación del pH no tiene ningún impacto significativo en el ganado.

Los acuarios plantados con inyección de CO2 pueden soportar grandes oscilaciones de pH y rangos de pH bajos que suelen ser situaciones atípicas en los acuarios con peces. Incluso los organismos más sensibles, como los camarones CRS, se reproducen fácilmente en acuarios inyectados con CO2 que ven fluctuaciones de pH tan grandes a diario.

¿A las plantas acuáticas les importa algo el pH?

Acuario con una mezcla de especies exóticas como Eriocaulon quingulare, Centrolepis drummondiana y Rotala florida. El pH de este acuario ronda el 5,2.

Las plantas de acuario prefieren abrumadoramente un sustrato ácido, baja alcalinidad (KH bajo) y altos niveles de CO2 (que también hace que baje el pH). La combinación de todo lo anterior siempre da como resultado entornos con un pH más bajo. Esto no significa que se deba perseguir el resultado final (un pH bajo), sino que es un resultado común de proporcionar a las plantas las variables que prefieren (como niveles elevados de CO2 y un KH bajo).

Esto no significa que los acuarios de agua alcalina estén condenados al fracaso con las plantas acuáticas. Muchas especies de plantas toleran bien el agua alcalina, como las especies Cryptocoryne y plantas resistentes como Anubias y el helecho de Java. Las especies de Vallisneria son de las pocas que de hecho prefieren entornos más alcalinos y crecen bien en acuarios más alcalinos.

El pH puede afectar a la disponibilidad de nutrientes. El gráfico anterior muestra el efecto del pH del suelo en la disponibilidad de nutrientes. Los estudios sobre la alimentación del follaje muestran resultados similares. Es discutible hasta qué punto esto influye en los acuarios plantados. Podría decirse que una menor disponibilidad de nutrientes puede compensarse con una mayor concentración de los mismos. En los acuarios, la principal preocupación parece ser la disponibilidad de micronutrientes: los quelatos de micronutrientes comunes (como el EDTA) se descomponen más rápidamente en agua alcalina, lo que reduce la disponibilidad para las plantas.

También existen pruebas de que los acuarios plantados sin inyección de CO2 obtienen mejores resultados en el lado ácido de la escala de pH. Todavía se está debatiendo si esto se debe a una absorción más fácil del CO2 en condiciones de baja alcalinidad (KH bajo) o simplemente a que los tanques de baja tecnología que tienen una generación significativa de CO2 ven rangos de pH más bajos debido a una mayor saturación de CO2.

GH (dureza general) and KH (dureza de carbonatos)

GH mide principalmente la cantidad de calcio y magnesio en el agua. Técnicamente, mide todos los cationes divalentes (2+); sin embargo, el calcio y el magnesio son, con diferencia, los cationes divalentes más comunes presentes en el agua del grifo. El calcio y el magnesio se utilizan como nutrientes para las plantas acuáticas, mientras que los organismos con caparazón, como las gambas y los caracoles, necesitan calcio para formar su caparazón.

El KH mide la cantidad de aniones carbonato (CO3) y bicarbonato (HCO3) presentes. Cuanto mayor sea la dureza de carbonatos, mayor será el pH en ausencia de otras sustancias químicas en el agua, y más resistente será el agua a las fluctuaciones a la baja cuando se añada un ácido. La dureza de carbonatos suele medirse y citarse en grados (dKH). La dureza de carbonatos afecta a la osmorregulación de los peces y las grandes fluctuaciones de este parámetro son estresantes para los peces.

Los grandes cambios de alcalinidad afectan tanto a los peces como a las gambas y deben evitarse. Los grandes cambios en la alcalinidad también causan grandes cambios en el pH - y esto es probablemente de donde viene la idea de que "los cambios de pH son peligrosos".

¿Qué es el agua dura, es alto GH o alto KH o ambos?

El término agua dura se refiere al agua con un alto contenido mineral. En la naturaleza, esto suele significar que el agua ha pasado por piedra caliza, y elevaría tanto los niveles de GH como de KH. En la acuariofilia, este término se utiliza en sentido amplio para referirse a GH o KH elevados, o a ambos. Para una discusión precisa es mejor separar los dos ya que pueden ser manipulados independientemente.

La clasificación de agua blanda frente a agua dura es la siguiente:

Los organismos que requieren "agua dura" pueden requerir GH o KH elevados, o ambos. Para ajustar los parámetros con precisión, necesitamos saber si son sensibles a uno, a otro o a ambos. Por ejemplo, la gamba roja cristal prefiere un KH bajo (0-1 dKH) combinado con algo de GH (3-6 dGH), mientras que los cíclidos del lago Malawi prefieren valores más altos tanto de GH como de KH (10-20 dGH/dKH). Muchos vivíparos prefieren el agua más dura, mientras que la mayoría de las especies de peces amazónicos prefieren el agua blanda.

Hyphessobrycon wadai de Sudamérica. Su entorno natural es el típico de muchos hábitats amazónicos: KH bajo (menos de 2 dKH) con pH bajo. Aunque puede sobrevivir bien en agua dura, muestra una mejor coloración en agua blanda.

Las plantas de agua blanda son sensibles sólo al KH y pueden tolerar un rango mucho más amplio de GH. Por ejemplo, un tanque con 7 dGH y 1 dKH puede cultivar cualquier planta sensible de agua blanda. Sin embargo, lo contrario no es cierto - las plantas de agua blanda no lo harán bien en un tanque con 1 dGH y 7 dKH. Para las personas que buscan cultivar especies de plantas sensibles de agua blanda, el factor crítico es tener un KH bajo (2 dKH o menos).

Muchas plantas acuáticas difíciles, como Eriocaulon quingangulare y Centrolepis drummondiana, requieren un KH bajo para crecer bien a largo plazo. Los parámetros del acuario arriba indicados son 5 dGH y 0,5 dKH.

¿Qué relación hay entre GH y KH?

La piedra caliza, muy común en la naturaleza, suele afectar a ambos parámetros a la vez, por lo que es habitual observar que si una fuente de agua tiene un GH alto, también suele tener un KH alto.

La roca Seiryu (ver arriba) es una roca muy utilizada en el paisajismo acuático. Sin embargo, como eleva los niveles de KH en un acuario (desde 4 dKH hasta más de 10 dKH según el tipo y la cantidad de rocas utilizadas), no es adecuada para acuarios en los que se pretende cultivar plantas de agua blanda.

A nivel técnico, GH y KH pueden estar totalmente separados, ya que se ven afectados por iones diferentes. Esto es especialmente cierto en los acuarios, donde podemos añadir productos químicos que aumentan uno sin afectar al otro. Añadir sulfato de calcio al agua, por ejemplo, aumenta el GH (contiene calcio) sin cambiar el KH (no tiene carbonatos). Añadir bicarbonato sódico al agua aumenta el KH (contiene carbonatos) mientras que no afecta al GH (no contiene calcio ni magnesio). Está perfectamente bien tener un acuario que tenga un valor más alto o más bajo que el otro, dependiendo de lo que requieran los habitantes de tu acuario.

He aquí algunos ejemplos de compuestos comunes y si contribuyen a la GH o a la KH.

La roca Seiryu, que se utiliza habitualmente en el paisajismo acuático, es una forma de piedra caliza erosionada. Aumenta el GH, el KH y el pH a medida que se disuelve lentamente.

¿Qué relación existe entre el pH y el KH?

Cualquier cambio en el KH siempre provocará un cambio en el pH, pero no todos los cambios en el pH modifican el KH. Aquasoils y los sustratos de turba absorben KH, lo que hace que el pH baje al mismo tiempo. Añadir bicarbonato sódico al acuario aumenta el KH, lo que también hará que suba el pH.

Mientras que las grandes oscilaciones de KH pueden afectar a los peces, las oscilaciones de pH por sí solas no lo hacen. Una gran oscilación de KH siempre causará una oscilación de pH.

Sin embargo, hay muchos ácidos débiles, como el dióxido de carbono disuelto y los ácidos húmicos, que podemos introducir en el acuario y que modificarán el pH sin cambiar significativamente el KH. La inyección de CO2, por ejemplo, disminuye el pH de forma significativa sin reducir el KH.

¿Qué relación existe entre la GH y el pH?

No están conectados en absoluto. Sin embargo, algunos minerales, como la piedra caliza, modifican tanto el GH como el KH al mismo tiempo. Como los cambios de KH siempre cambian el pH, esto significa que la piedra caliza aumenta el GH, el KH y el pH al mismo tiempo.

Hay muchos otros elementos que afectan GH o pH solo, sin cambiar el otro. La inyección de CO2 cambia el pH pero no tiene ningún impacto en el GH. Del mismo modo, las plantas absorben calcio y magnesio con el tiempo para el crecimiento, esto hace que GH disminuya con el tiempo, pero esto tampoco tiene ningún impacto sobre el pH. La turba y otros productos botánicos influyen en el pH, pero no en el GH.

¿Necesito KH para amortiguar mi pH? ¿Necesito "estabilizar mi pH"?

Los carbonatos (que aumentan el KH) son consumidos por las bacterias oxidantes del amoníaco cuando transforman el amoníaco en nitratos. En ambientes alcalinos (pH 7+), las bacterias oxidantes del amoníaco (AOB) son muy eficientes y pueden desempeñar el papel dominante en la oxidación del amoníaco. Sin embargo, en ambientes ácidos donde faltan carbonatos, las arqueas oxidantes del amoníaco (AOA) desempeñan un papel más dominante. La AOB también ha mostrado una mayor afinidad por los ambientes con alto contenido en amoníaco, mientras que la AOA es más dominante en ambientes con bajo contenido en amoníaco.*

Esto significa que, a no ser que se trate de una piscifactoría de alto rendimiento o de una instalación con alimentación intensiva en la que se utilice AOB como principal oxidante del amoníaco y se consuman carbonatos a un ritmo tremendo, no hay ninguna necesidad de mantener un nivel elevado de KH en el acuario. En tanques más ácidos y con niveles bajos de KH, los microbios adaptados a los sistemas ácidos se desarrollarán con el tiempo y se convertirán en las especies dominantes.

*Nitrificación en acuarios revisitada: Thaumarchaeota Are the Dominant Ammonia Oxidizers in Freshwater Aquarium Biofilters por Laura A. Sauder, Katja Engel, Jennifer C. Stearns, Andre P. Masella, Richard Pawliszyn, Josh D. Neufeld

"No veo ninguna razón de peso para aumentar el KH en tanques centrados en plantas con ganado que no requiera condiciones alcalinas, especialmente si alguien está usando aquasoil. Creo que hay dos razones principales por las que muchas personas abogan por un alto KH; Una es esta llamada fascinación sobre grupos selectos de bacterias nitrificantes, que no existen de ninguna manera significativa en la mayoría de los tanques sanos incluyendo tanques con mayor KH (en tanques centrados en plantas con ganado no exigente con KH). Por lo que sé, los acuarios sanos generalmente no producen suficiente amoníaco para mantener una gran población de estas bacterias porque sus enzimas tienen poca afinidad por el amoníaco, necesitan una mayor concentración de amoníaco para desarrollarse. Por eso se encuentran principalmente en cantidades decentes en instalaciones de tratamiento de aguas residuales y masas de agua contaminadas. Hay varios estudios científicos en sistemas sanos de agua dulce incluyendo acuarios que muestran que estas bacterias nitrificantes populares (en el hobby) no son los microbios nitrificantes primarios (particularmente para la primera y más difícil reacción que es la conversión de amoníaco en nitrito). He hecho dos análisis separados de ADN de múltiples tanques y veo lo mismo. Ni un solo tanque mostró presencia significativa de estas legendarias bacterias nitrificantes. Otra razón para que mucha gente siga obsesionada con esta teoría del KH más alto es que les resulta difícil comprender que el KH no es el único factor que puede mantener un pH estable (capacidad amortiguadora). Los tanques con aquasoil también mantienen un pH estable pero bajo durante un tiempo decente. También hay otros factores como la aplicación de fosfato como fertilizante para las plantas. El fosfato es un amortiguador común y es uno de los principales amortiguadores utilizados en la investigación bioquímica. Cuando se aplica de forma regular como fertilizante en tanques con un mantenimiento regular (cambio de agua semanal, limpieza del sustrato, etc.), también puede mantener un pH estable en tanques con sustratos inertes con casi 0 dKH también. Esto se aplicaría principalmente a las personas que dosifican ei. La cuestión es que es ciertamente posible mantener un pH bajo y estable en acuarios plantados, lo cual debería ser el objetivo principal en lugar de obsesionarse con conseguir un pH mágico aumentando el KH. Ni siquiera he mencionado los efectos en la absorción de CO2 por las plantas en agua con un KH más alto y los posibles efectos negativos en el mecanismo de absorción de Fe y otros metales. Hay una razón por la que la mayoría de la gente tiene dificultades para cultivar plantas en agua con un KH relativamente alto."

Con la excepción de los acuarios que utilizan roca Seiryu, todos los acuarios mostrados en esta página funcionan cerca de 0 KH, con oscilaciones de pH de más de 1 grado debido al CO2 diario.

Sólidos disueltos totales (TDS)

TDS significa Total de Sólidos Disueltos y mide la cantidad total de sustancias disueltas, tanto orgánicas como inorgánicas, en la columna de agua. Esto incluye toda una gama de minerales disueltos, sales, elementos inorgánicos y orgánicos. El TDS se mide en partes por millón (ppm). Si disolvemos 1 gramo de sal de mesa en 1 millón de gramos de agua, obtendremos una solución de sal de mesa de 1 parte por millón (1ppm).

El agua destilada pura tiene 0 ppm de sólidos disueltos. Los valores muy bajos de TDS se asocian a un agua más pura que tiene pocos minerales disueltos, mientras que los valores altos de TDS se asocian a un agua dura. Sin embargo, lo que compone el valor de TDS es mucho más importante que el propio valor. Un agua con un valor bajo de TDS puede estar contaminada con pequeñas cantidades de un elemento de alto impacto, como el cobre. Un valor alto de TDS puede ser en gran medida benigno si se compone principalmente de calcio disuelto.

En la naturaleza, la razón común por la que algunas fuentes de agua tienen altos TDS se debe a la piedra caliza natural, que se compone de carbonato cálcico soluble. La piedra caliza eleva el GH, KH y TDS del agua que fluye a través de ella. El agua con bajo contenido en SDT es típica de las zonas sin caliza y de las zonas en las que llueve abundantemente (como las selvas tropicales) o se derrite la nieve (arroyos de montaña).

¿Cuál es el valor normal de TDS?

Las fuentes naturales de agua presentan una estrecha correlación entre los valores de dureza y de TDS, ya que la piedra caliza es el principal factor que contribuye a un agua con alto contenido mineral. En la naturaleza, el agua con alto contenido en SDT tiende a tener valores GH/KH más altos. Sin embargo, puede haber valores atípicos en los que el agua que mide altos TDS en realidad mide valores bajos de GH/KH, por lo que los tres valores pueden estar totalmente separados.

Si puede o no cultivar una planta en particular o mantener un pez en particular depende de las lecturas de GH/KH. La lectura de TDS por sí sola no proporciona una respuesta definitiva.

¿Qué TDS es adecuado para el cultivo de plantas de agua blanda?

Las plantas de agua blanda requieren un KH bajo (2dKH e inferior es lo ideal). Esto debe medirse de forma independiente y no puede extrapolarse a través de una lectura de TDS. El agua del grifo puede medir más de 200 ppm de TDS, pero aún así puede ser adecuada para el cultivo de plantas de agua blanda si el KH es bajo.

Los fertilizantes también aumentan los TDS en los acuarios plantados. En nuestros acuarios, aumentamos el GH a 5 dGH con APT Sky. Los TDS de nuestros tanques están en el rango de 200-230ppm, con un KH de alrededor de 0,5 dKH. Esto nos permite cultivar bien plantas que requieren agua blanda. En última instancia, es el bajo KH lo que importa cuando se trata de cultivar plantas de agua blanda, no el valor de TDS.

Links for further reading:

Click here to read up further details on hard vs soft water for planted tanks.

Click here to read up on how to read local water reports.

Click here to read up on temperature for planted aquariums.