¿Qué es la advección?
La advección es el proceso mediante cual se transporta alguna substancia o propiedad a través de un fluido. Algunas propiedades que pueden ser transportadas mediante la advección son la temperatura y la salinidad; también algunas partículas pueden ser transportadas por advección como es el caso de partículas contaminantes a través de los ríos. La advección solo se puede presentar en medios fluidos como el agua o el aire, descartando así los medios sólidos.
Por lo tanto la advección es un proceso físico (mecánico).
El proceso de advección en el acuario de arrecife
En nuestra reefer afición este proceso desempeña un papel muy importante, ya que es precisamente mediante la advección que se transportan muchas sustancias a través de la columna de agua, como pueden ser nutrientes (nitratos, fosfatos), oxígeno, así como los iones de carbonato, bicarbonato, magnesio, estroncio, además de los mismos alimentos tanto de peces como de los corales como el fitoplancton, zooplancton, y por supuesto que también a virus, bacterias, etc. También es mediante la advección que nuestro acuario de arrecife mantiene una temperatura más o menos uniforme, al igual que la salinidad es la misma en toda la columna de agua. (Ver figura 1)
Figura 1. Esquema general que representa el proceso de advección en el sistema de un acuario de arrecife popular compuesto por un acuario principal (display) y un sumidero (sump). Mediante el proceso de advección es como se puede explicar que la temperatura y salinidad de nuestros tanques sea homogénea y también es mediante el proceso de advección que se transportan los nutrientes y demás elementos por todo el sistema.
Es también gracias al proceso de advección que la filtración biológica de nuestro sistema se puede llevar a cabo de manera eficiente y continua. Principalmente cuando nuestro sistema de filtración biológico esta compuesto por rocas y arena viva. En las camas de arena el agua fluye a través de ellas, penetrando así dichas camas y generando pequeñas turbulencias.
También debido a que normalmente el movimiento del agua se realiza en forma de ondas, estos flujos generan también una especie de onda al interior del substrato. La forma, profundidad y demás características de las ondas que se formen dentro de la cama de arena dependen de la velocidad y dirección de las corrientes de agua que se generan en la columna de agua que esta por encima del substrato.
Figura 2. Patrón de comportamiento del proceso de advección en un acuario que utiliza un filtro de plataforma (izquierda). Patrón del comportamiento del proceso de advección en un acuario que utiliza una cabeza de poder (derecha). Por supuesto, existen muchos patrones de comportamiento de la advección dependiendo del tipo de dispositivo que se utilice para mover el agua, posición, potencia, tipo de propela, etc.
Existen algunos temas más detallados respecto al comportamiento del proceso de advección en un acuario de arrecife, dichos aspectos pueden ser vistos desde diferentes perspectivas, por ejemplo, de acuerdo a la dimensión o escala que se analice.
La advección desde una perspectiva a pequeña escala.
La advección tiene un efecto importante en el substrato del fondo de nuestros tanques, esto debido a que dependiendo del tamaño de grano de la arena de nuestro tanque, los efectos de la advección serán más o menos notorios. La advección es la encargada de mover hacia los lados, arriba o abajo, a los granos de arena, el efecto neto de este movimiento dependerá de la fuerza, dirección y duración del flujo de agua dentro del acuario. El flujo de agua dentro del acuario (corriente) puede ser generado por las cabezas de poder, la bomba de retorno o incluso por las corrientes de aire, que aunque muy leves, se presentan en la superficie del acuario.
Entonces al moverse el grano de arena, lo hace hacia los lados formando así pequeños surcos o bien, si hay huecos en el substrato, se mueve hacia abajo a través de dichos huecos. Provocando así que el substrato este en constante movimiento poniendo a disposición de la micro fauna que vive dentro del substrato los nutrientes que son transportados mediante la advección, generando así que los nutrientes en la columna de agua sean removidos por la microfauna.
Figura 3. Esquema de cómo el proceso de advección desplaza los granos de arena, provocando así que el sustrato de fondo este en constante movimiento y también que los nutrientes contenidos en la columna de agua entren a las distintas capas de la arena, poniéndolos a disposición de la microfauna, la cual se encarga de procesarlos.
Lo interesante es que mediante la advección no sólo se transportan granos de arena, sino también, como se menciono anteriormente, compuestos orgánicos, oxígeno, iones, alimento, etc.
La advección desde una perspectiva a mediana y gran escala.
Una roca colocada sobre la arena en presencia de flujo de agua provoca que la advección dirija el agua de las capas profundas del substrato directamente sobre la roca. Este efecto transporta agua rica en amonio hacia la roca, lo cual estimula el crecimiento del alga y también permite que los procesos de la nitrificación y desnitrificación se lleven a cabo dentro de la roca. El crecimiento del alga respecto al ritmo de desnitrificación y nitrificación depende de la tasa de flujo, concentración de oxígeno, cantidad y tipo de herbívoros presentes, entre otros factores.
Figura 4. Efectos de la advección en una roca (a pequeña escala) o bien en un arrecife en el mar abierto (a gran escala).
De esta misma forma se puede explicar el comportamiento, que a gran escala, tiene un arrecife de coral en el mar abierto, ya que si lo vemos desde un punto de vista macro, el arrecife en su conjunto en el mar abierto se comporta como una roca sobre la cama de arena dentro de nuestro acuario. De esta forma el arrecife en su totalidad se beneficia de las corrientes internas causadas por el proceso de advección efectuado por las corrientes provenientes del océano.
Otros aspectos sobre la advección.
La forma e impacto que el proceso de advección tenga en nuestro tanque dependerá de muchos factores, algunos son:
- Tamaño del grano del sustrato de fondo.
- Potencia y cantidad de las cabezas de poder, eductores,
- Tiempo y/o ritmo en los que las cabezas de poder se activan.
- Orientación (dirección) de las cabezas de poder, retornos, etc.
- Potencia de la bomba de retorno.
- Tipo, tamaño, forma, acomodo y cantidad de roca.
Las figuras hasta ahora mostradas son esquemas básicos que intentan representar de manera simple, muy simple, el comportamiento de la advección, sin embargo, en la realidad tiene un comportamiento mucho más complejo, el cual esta influido por los factores listados arriba y muchos más, por lo cual el intentar si quiera sugerir un arreglo que optimice dicho factor sería tarea imposible. A continuación se muestra un intento de representación del comportamiento de la advección en un sistema de acuario popular:
Figura 5. Esquema respecto a un intento de representar el comportamiento un poco más apegado a la realidad respecto a la advección. Aquí solo se considera un poco de roca, un retorno y una cabeza de poder; sin embargo en nuestros tanques normalmente tenemos más de un retorno, más de una cabeza de poder, más de una bajada, por lo que este comportamiento un tanto “caótico” es representativo de los sistemas complejos, también llamados “sistemas vivos”.
Después de lo anterior se puede concluir que el proceso de advección desempeña un papel muy importante en el adecuado funcionamiento de nuestro acuario, ya que permite mantener una salinidad y temperatura uniformes, así como el transporte de nutrientes y demás elementos por todo el sistema, y principalmente, permite que el proceso de la filtración biológica realizado en el substrato (arena o grava, rocas) se lleve a cabo de manera continua, logrando así establecer el equilibrio en el sistema.
Aunque el proceso de advección es un aspecto invisible para nuestros ojos, si es muy importante el saber que existe y la función tan importante que realiza en nuestro tanque; y el entender aspectos tan específicos como este, nos lleva a lograr cada vez un mejor entendimiento del funcionamiento de un sistema vivo y por tanto complejo, como lo es nuestro pedazo de mar artificial.
Reef Dream, Reef Real…!!!
Referencias
The Reef Aquarium, Vol. 3. J. Sprung y Charles Delbeek.
