¿Cómo limpian los acuarios de agua salada los espumadores de proteínas?

¿Cómo funciona un skimmer de proteínas?

Los espumadores de proteínas a menudo son una buena opción para mantener limpio el acuario de agua salada. Además de la filtración biológica primaria, el fraccionamiento de espuma (mejor conocido como skimmer de proteínas) es el aspecto más importante de cualquier sistema marino saludable.

Aunque hay sistemas que afirman estar «libres de skimmer», para la mayoría de nosotros, los DOC (compuestos orgánicos disueltos), los aceites de fenol y otros agentes amarillentos son una molestia. Sólo la eliminación de proteínas activa puede eliminar la necesidad de estos. 

La pregunta, sin embargo, es ¿cómo funcionan los espumadores de proteínas? En general, todos los skimmers funcionan de la misma manera, pero hay diferentes diseños que se han desarrollado a lo largo de los años. Estos incluyen skimmers de co-corriente, contracorriente, estilo venturi y ETS. Cada uno trabaja de una manera ligeramente diferente.

También es importante entender que los diferentes fabricantes ponen su propio giro en el diseño básico. Si bien sus opciones en un skimmer son vastas, sigue siendo importante comprender su función básica.

¿Cómo limpian los skimmers el agua?

En pocas palabras, las burbujas de aire dentro del cuerpo del desnatador despojan el agua de los residuos no deseados. Cómo las burbujas logran esto es un buen truco que requiere una explicación.

¿Alguna vez hiciste burbujas cuando eras niño? ¿Recuerdas todos los colores del arco iris en ellos? Esos bonitos colores del arco iris eran la luz que se reflejaba en la película de jabón. Al igual que el jabón se aferró a las burbujas gigantes, también lo hace toda la basura y otros residuos orgánicos en el agua de su acuario. 

En nuestros espumadores, las burbujas son microscópicas y los resultados solo se pueden ver después de que estallan y depositan sus «películas» en la taza de recolección. Aquí no hay un bonito arco iris de colores … solo las burbujas de aspecto más viles y desagradables montan las burbujas de nuestro skimmer.

Cómo esto sucede fue descubierto hace mucho tiempo en plantas de tratamiento de residuos. Al inyectar grandes volúmenes de burbujas de aire en una columna de agua residual, el agua saliente resultante (efluente) fue más pura y más limpia que antes. Este asombroso proceso se debe a la tensión superficial. 

Tensión superficial y skimming

La tensión superficial es causada por la fricción creada cuando la burbuja de oxígeno y el agua circundante interactúan. Esta fricción, a su vez, carga las moléculas en el agua.

Jugando con la antigua ley de la física que dice que «los opuestos se atraen», las moléculas gunk cargadas se adhieren a las burbujas, montándolas sobre la columna de agua. Una vez que las burbujas alcanzan el aire de la superficie, revientan y depositan a sus autoestopistas en una taza de recolección. Esta copa evita que la suciedad acumulada vuelva a caer dentro de la columna de agua dentro de la cámara de reacción.

Debido a la naturaleza del agua salada, este proceso es posible. La eliminación de proteínas de agua dulce simplemente no es factible a nuestro nivel, ya que la tecnología para lograrlo simplemente no es práctica para el aficionado.

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Co-corriente de Protein Skimming

El tamaño de la burbuja es un ingrediente fundamental para un skimmer de proteínas exitoso y se utilizan varios métodos para crear la burbuja «perfecta».

Originalmente, la madera se usaba para crear la espuma necesaria para la limpieza y todavía se emplea en la actualidad. Los aficionados europeos fueron de los primeros en reconocer la importancia de hojear sus acuarios. Más específicamente, los alemanes han sido responsables de diseñar algunos de los mejores modelos. Tunze y otros llevaron el skimmer de proteínas a las costas de los EE. UU. Con el diseño original, que se llamó skimming de co-corriente.

Los skimmers de corriente alterna básicos utilizaron un tubo o cilindro de extremo abierto con la fuente de burbuja montada en la base. Al igual que con los tubos de elevación utilizados en las placas de filtro debajo de la grava, los espumadores de corriente continua utilizan el volumen de burbujas de aire que se elevan en la columna para ponerlas en contacto con el agua del sistema dentro del cuerpo de la cámara. El agua se «arrastra» hacia el interior del cilindro desde debajo de la superficie del agua y una vez que las burbujas explotan en el recipiente de recolección, las aguas tratadas o despojadas simplemente «caen» nuevamente dentro del acuario.

Los diseños de skimmer en paralelo pueden ser suspendidos o montados en un sumidero.

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Skimming a contracorriente

El método de co-corriente funciona pero no es terriblemente eficiente. El problema es lo que llamamos «tiempo de permanencia» o el tiempo que el agua está en contacto con las burbujas. Al alargar la cámara de reacción, se podría procesar más agua y eliminar más residuos. El problema era que no mucha gente quería un tubo de 6 pies que sobresalía detrás de sus acuarios.

La investigación y el desarrollo crearon el siguiente paso en la evolución del skimmer: el skimming a contracorriente. Podemos comparar este avance con la astronomía y la diferencia entre un telescopio newtoniano y un telescopio refractor. Así como doblar las ondas de luz al reflejarlas desde un espejo puede duplicar la distancia focal de un telescopio, también podemos duplicar el tiempo de permanencia en un skimmer.

En un skimmer a contracorriente, el agua se inyecta en la parte superior del tubo de reacción. La fuente de burbujas y el accesorio de salida aislado están ubicados en la parte inferior de la cámara. El agua, por lo tanto, tiene que pasar contra, o «contrarrestar», al muro creciente de burbujas. Esto efectivamente duplica el tiempo de permanencia para una unidad más productiva.

Muchas empresas hoy en día comercializan variaciones en este diseño contracorriente.

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Skimmer estilo Venturi

En la búsqueda de construir una «mejor trampa para ratones», la Compañía de Inyectores Mazzei desarrolló lo que se conoció como la válvula Mazzei. Hoy en día, todos los skimmers que utilizan este método de inyección de aire se denominan skimmers de estilo venturi. 

Estos modelos no utilizan un difusor de piedra o madera para crear la columna de burbujas. En su lugar, dependen de una válvula venturi para suministrar tanto el agua a tratar como los miles de millones de burbujas microscópicas. Esto se logra dentro del diseño de la cintura de la avispa.

¿Cómo funciona la válvula Venturi?

Las válvulas Venturi son fácilmente reconocibles y siguen el mismo diseño básico. El agua de alta velocidad que entra por la izquierda tiene el cuello de la botella en la cintura de la avispa moldeada. El niple de admisión está dispuesto en la parte superior del tubo, donde el movimiento del agua crea una extracción de aire, que es la forma en que se forman las burbujas dentro de la válvula. La espuma que sale de la válvula se introduce en el cuerpo del skimmer principal, donde se eliminan los compuestos orgánicos.

Al compensar la conexión en la parte inferior del cilindro, se crea un vórtice y el tiempo de permanencia se magnifica significativamente.

Durante años, esta fue la elección del profesional para el fraccionamiento serio de la espuma, y ​​en muchos círculos permanece como tal. Estos espumadores requieren una tubería de salida, ya que el volumen de agua que pueden procesar en una hora requiere un diseño de «flujo continuo». Por lo general, el efluente es alto en el cuerpo principal del skimmer y se dirige hacia un sumidero o tanque de exhibición.

Modificando Powerheads

Puede modificar un cabezal de potencia común para proporcionar virtualmente los mismos resultados que la válvula venturi. Estas modificaciones hacen que los cabezales de potencia de volumen pequeño estén disponibles para skimmers más pequeños en sistemas de micro arrecife.

También encontrará que muchos skimmers de estilo de enganche usan el cabezal de potencia modificado como la bomba principal. Imitan el concepto de válvula venturi al permitir que el aire ingrese al alojamiento del impulsor. El impulsor corta la mezcla de agua y aire y la dispara en el skimmer. En realidad es bastante simple y elegante.

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ETS’s y Down-Draft Skimming

Otro diseño aún más simple se hizo popular a mediados de la década de 2000 cuando se introdujo el ETS (Environmental Tower Skimmer) en el aficionado. También conocidos como espumadores de tiro descendente, estos diseños pueden procesar grandes volúmenes de agua y son favorecidos por los propietarios de grandes tanques.

Los modelos ETS utilizan un tubo largo conectado a un sumidero con nada más que una placa deflectora interna y una válvula de drenaje. Las bio-bolas se colocan dentro del tubo para difundir el agua de alta velocidad que se inyecta a través de la parte superior. A medida que el agua cae sobre las bio-pelotas, se rompe varias veces en la torre de las bio-pelotas.

Cuando el agua llega al sumidero en su base, el agua es un mar blanco de espuma. El deflector dentro del sumidero crea un tiempo de permanencia. También permite que la espuma rica en proteínas se levante en un tubo de boca ancha con la copa de recolección montada sobre ella. 

Los diseños más pequeños que siguen a los mismos inquilinos también permiten que los sistemas de menor capacidad se beneficien. Al igual que con la mayoría de los modelos de skimmer de proteínas básicas, las compañías individuales ofrecen variaciones sobre el diseño original.