SISTEMAS DE DEPURACIÓN DEL AGUA

Tema en 'Acuario de agua dulce' comenzado por admin, 28 de Septiembre de 2009.

  1. Atlas

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    SISTEMAS DE DEPURACION DEL AGUA


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    Existen gran cantidad de productos que llegan mezclados en el agua de nuestro grifo que, aunque para nuestro organismo no sean demasiado perjudiciales y en ciertas cantidades los asimilemos, pueden resultar un riesgo para nuestro acuario.

    Entre los más significativos, podemos encontrar el cloro, las cloraminas, los metales pesados, distintos tipos de sedimentos, carbonatos, sales, etc.

    El cloro:

    El cloro es un elemento químico muy utilizado por su alta capacidad de desinfección, ya que es capaz de matar gran cantidad de bacterias y otros agentes nocivos que se encuentran en el agua.
    Es un producto enormemente útil y extensamente utilizado para la potabilización de aguas de consumo.
    Este elemento se presenta en la naturaleza formando cloruros, por su alta reactividad. En caso de ser aislado en condiciones normales su estado es gaseoso y resulta altamente tóxico.
    Se utiliza para la potabilización mezclándolo en el agua. Para ello, por medio de electrólisis se separa el átomo de cloro del cloruro sódico (ClNa). Entonces se mezcla en el agua en una proporción suficiente para su desinfección.
    Esta proporción resulta asimilable por nuestro organismo, pero resulta ser mortal para la mayor parte de las especies que habitan nuestros acuarios, por no decir todas.
    Por tanto resulta inevitable eliminar dicha sustancia del agua antes de introducirla en nuestro acuario.

    Las cloraminas:

    En determinados lugares y sobre todo en las estaciones secas, se utiliza este producto en sustitución del cloro.
    Las cloraminas no dejan de ser cloro, que es el producto habitual para desinfectar el agua, la única diferencia es que ese cloro está asociado a una molécula de amonio/amoniaco.
    La diferencia está en que las cloraminas, precisamente por esa molécula de amonio/amoniaco son más estables y duraderas que el cloro, lo que resulta muy útil a la hora de desinfectar el agua.

    Los metales pesados:

    Todos los metales pesados se encuentran presentes en el agua en la naturaleza, solo que su concentración es relativamente baja. Los metales pesados se encuentran en el agua en forma de partículas minerales, es decir sólidos en suspensión, o disueltas en forma de cationes o iones complejos.
    También estas concentraciones existentes en el agua depurada de nuestros grifos es perfectamente asimilable por nuestro organismo, pero su acumulación en el agua del acuario puede generar problemas tanto para peces como para invertebrados.
    Algunos de estos metales son cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, vanadio, estroncio, y zinc.

    Sedimentos:

    Se trata de gran cantidad de partículas en suspensión que en los procesos de depuración no son eliminadas, como floculantes, arenas, etc.…

    Carbonatos y sales:

    Estos compuestos químicos vienen disueltos en el agua y son los que le confieren a la misma sus propiedades químicas, como son la dureza de carbonatos (Kh) y la dureza total (Gh). Por tanto, la cantidad de estos compuestos influyen en el ph del agua, que será mayor o menor en función de estos carbonatos y sales disueltos.
    Este apartado concreto lo trataremos más adelante, centrándonos en los sistemas de ósmosis inversa, que son el mejor método para eliminar estos productos químicos disueltos en el agua.


    Para entender un poco la cantidad de mugre que llega a nuestras casas por el grifo, es interesante conocer un poco como funciona una planta potabilizadora.
    Estas instalaciones consisten en una serie de piscinas que siguen unas a otras. En cada "vaso" de la planta se realizan diferentes procesos.

    1º- Decantación. Simplemente se deja que los sólidos vayan al fondo por su propio peso, de estas suelen haber por lo menos tres.
    2º- Purificación Bacteriana. En esta, por procedimientos parecidos a los de nuestros acuarios se eliminan los restos orgánicos, o la mayor parte de ellos.
    3º- Floculación. Se añaden floculantes tratando de que el resto de partículas precipiten al fondo.
    4º- Cloración. Se añade cloro y cloraminas para desinfectar el agua.

    Con estos procesos se pretende "potabilizar" el agua que nos tomamos, aunque este esquema no es completo del todo pues hay ciudades que añaden desnitrificadores y otros elementos al sistema.

    Todos estos procesos son "incompletos" y dejan pasar parte de todo eso al agua del sistema de las ciudades, elementos que ya hemos comentado como partículas, floculantes, restos orgánicos, etc., que al final van al grifo y de ahí a nuestro estomago y a nuestros acuarios.


    Ahora trataremos los distintos medios y materiales necesarios para purificar el agua que entra en nuestro acuario:



    FILTROS DE CARTUCHO O FILTROS DECLORADORES:

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    En principio, se denomina de esta manera a la filtración tanto de sedimentos, metales pesados, cloro y cloraminas, por ser el cloro el principal agente a eliminar, pero como veremos los materiales utilizados para este tipo de filtros sirven para distintas cosas.

    Consisten en hacer pasar el agua a depurar por un vaso de material plástico atóxico, generalmente transparente, que contiene un cartucho de material filtrante, de forma que este retiene determinados productos a su paso.
    Los hay opacos, lo cual impide comprobar el estado de uso de los cartuchos, con lo que son menos prácticos. Sin embargo este tipo de vasos son útiles cuando el equipo está instalado en un lugar donde le da la luz directa, ya que hay algunos materiales como las resinas y las membranas semipermeables que se degradan por la acción de la luz solar.
    Para realizar la filtración es aconsejable utilizar varias etapas o vasos distintos generando un circuito donde el orden de colocación de los cartuchos es fundamental para un buen funcionamiento.


    Materiales de los cartuchos:


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    1.- Cartuchos de hilo enrollado:

    Su función primordial es la retención de partículas en suspensión y sedimentos.
    Existen en distintos micrajes para retener partículas de distintos tamaños.

    - Malla trenzada de polipropileno: Cartucho de polipropileno bobinado. Micrajes de 1, 5, 10, 20, 50 y 100 µ
    - Malla trenzada de polipropileno: Cartucho de polipropileno plisado. Mismos micrajes que el bobinado.
    - Malla trenzada de acero inoxidable: Cartucho de Malla Inox de 50 µ
    - Malla trenzada de poliestileno de 60 µ

    Este tipo de cartuchos serán los primeros a colocar en el circuito.
    La colocación de estos distintos cartuchos, en caso de realizar varias etapas, que como se ha dicho es fundamental, deberá ser de mayor a menor micraje a lo largo de la circulación del agua. De esta forma conseguimos aumentar la efectividad de cada cartucho y evitar que se sature más rápidamente.
    Si solo ponemos un cartucho de pequeño micraje, este retendrá partículas de su micraje y también más grandes, pero estas partículas mas grandes saturarán antes ese cartucho, con lo que acortaremos su vida útil.
    Se usarán preferiblemente al menos dos etapas de micrajes distintos para mejorar su efectividad. Una de ellas de micraje grueso (20µ por ejemplo) y después otra de micraje más fino (5µ por ejemplo).
    A mayor cantidad de etapas de sedimentos, más eficiencia, durabilidad y por tanto más efectivo para nuestros propósitos.

    2.- Cartuchos de fibra prensada de acetato celulosa:

    Se utilizan sobre todo para retención de sedimentos y partículas en suspensión. Son combinables con los anteriores y se pueden usar tanto al principio del sistema como al final del mismo, sobre todo al final para retener los restos de carbón activo que puedan desprenderse en cartuchos de este material situados anteriormente.
    Suelen ser de micrajes bastante pequeños, como de 1 y 5µ.

    3.- Resinas:

    Es un sistema basado en la utilización de resinas intercambiadoras de iones, tanto monofuncionales como plurifuncionales, que consiste en hacer circular el agua por un cartucho o recipiente lleno de resinas. Existen tantos tipos de resinas que nos centraremos en las más importantes o más interesantes para nosotros.

    Resinas plurifuncionales:

    Serian aquellas que eliminan más de un elemento o compuesto del agua
    Las más usuales son:

    A.- Resinas Descalcificadoras: Retienen Calcio y Magnesio, ablandando el agua y reduciendo el GH y KH. Es un sistema fácil y barato de eliminación de elementos pero tiene el inconveniente de que sustituye el CA y el Mg por Na (sodio), con lo que no es recomendable para peces como los discos, escalares, neones y en general los cíclidos de aguas ácidas.

    B.- Resinas Catiónicas y Aniónicas:

    - Catiónicas: Eliminan del agua todos los elementos que presentan forma de iones positivos Ca, Mg, Na, Li, K. etc.…
    - Aniónicas: Eliminan en este caso los elementos o compuestos que presentan forma de iones negativos NO2, NO3, NH4, etc.…

    La combinación de las dos resinas en contenedores separados formaría un sistema de depuración llamado Sistema de Des-ionización o sistema Cati-Ani.

    Ventajas: inexistencia de la llamada agua de rechazo y además se pueden regenerar mediante ácidos y álcalis fuertes.
    Inconvenientes: Poca capacidad de tratamiento, preparan relativamente pocos litros en comparación con su precio, es relativamente peligroso el tratamiento de regeneración al necesitar tanto ácidos como álcalis fuertes que no son demasiado recomendables de tener en casa, sobre todo habiendo niños.

    C.- Resinas de Lecho Mixto: es la mezcla ya preparada de resinas catiónicas y aniónicas regeneradas en un solo contenedor.
    Son baratas al ser de “segunda mano”, pero su rendimiento es aun inferior a las resinas Cati-Ani. Sin embargo son muy útiles como post-filtro en un sistema de ósmosis para exigencias muy altas de desmineralización. Estas resinas ya no son regenerables y por tanto son de “usar y tirar”.


    Resinas monofuncionales:

    Son resinas aniónicas “selectivas”, que están diseñadas para la eliminación de un solo componente o compuesto, de estas las más interesantes, para nosotros, las destinadas a eliminar el amonio, los fosfatos y finalmente los nitratos que tantos problemas nos crean.
    Funcionan básicamente por el mismo sistema que las resinas aniónicas, en realidad son una de ellas, se regeneran con más facilidad ya que no suelen necesitar de ácidos ni álcalis fuertes, regenerándose la mayoría de ellas con NaCl (cloruro sódico o Sal común), sus rendimientos son mucho más elevados y los precios, si contamos con el hecho de que se pueden regenerar unas 20 o 25 veces, son más que interesantes.
    Liberan en el agua el Ion Cl- que es inocuo y el ión más estable de la naturaleza por lo que no supone ningún peligro para nuestros peces.
    Estas resinas monofuncionales se pueden y de hecho se usan para controlar Nitratos, amonio y fosfatos en acuarios ya ciclados, pero y que quede claro, en “Ningún caso pueden sustituir los cambios periódicos de agua”. En el mejor de los casos pueden espaciarlos un poco más.

    4.- Cartuchos de carbón activo:

    El carbón activo es un material derivado de productos carbonosos, con la propiedad de tener un área superficial muy alta debido a tener infinidad de microporos. Esto le da una capacidad de absorción altísima, muy útil para retener metales pesados así como cloro y cloraminas.
    Este material se obtiene de distintas fuentes, como la nuez, la madera, el carbón mineral o el coco.

    - Carbón granular: Es efectivo para la absorción de cloro y cloraminas, siendo uno de los más efectivos el fabricado de coco. Este se consigue a base de cáscara de coco triturada y la cantidad que entra dentro de este tipo de cartuchos de 10” se especifica para declorar más o menos del orden de 9.200 litros.

    - Carbón en bloque o prensado: Consiste en prensar el carbón de forma que se consigue una superficie capaz de retener partículas de 5µ. Es útil para la retención de metales pesados.

    Estos cartuchos se colocan después de las mallas trenzadas y aunque el orden entre ellos no es demasiado importante si es aconsejable poner al menos una etapa de carbón granular y otra de carbón prensado.

    Este tipo de cartuchos, pueden operar en un rango de temperatura entre -10 y 50ºC, aunque no aconsejo su uso por debajo de 0ºC ya que el agua se congelaría y, al perder su estado liquido, no circularía por el sistema.

    Temperaturas superiores a 50ºC pueden deformar el polipropileno, la celulosa y las resinas y modificar las propiedades de filtrado.

    Algunos otros datos técnicos extraídos de la casa comercial Salvador Escoda S.A., tanto de los vasos como de los cartuchos:


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    Los polifosfatos no se han tratado anteriormente ya que sirven para mantener las sales calcáreas en suspensión y no son de utilidad en nuestro caso.

    Como resumen, se muestra un circuito ideal con los distintos cartuchos ordenados y todas las etapas posibles, de forma que a gusto del consumidor se puedan eliminar aquellas menos trascendentes a fin de simplificar y abaratar costes.
    Al fin y al cabo, mas de 6 etapas puede resultar muy costoso tanto en mantenimiento, en precio como en espacio.
    Como ya veremos ahora con el equipo de ósmosis inversa, cuantas más etapas previas pongamos antes de las membranas, más seguridad y fiabilidad tendremos para asegurar la vida útil de las mismas.


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    Para la conexión de este tipo de vasos, es recomendable el uso de las llamadas "conexiones rápidas", ya que permiten la desconexión de los vasos de forma sencilla y soportan la presión de la red sin soltarse.

    Los hay en polipropileno o en plástico PDVF.

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    LA OSMOSIS INVERSA


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    Para entender en qué consiste la ósmosis inversa, primero es importante saber en qué consiste el fenómeno de la Osmosis.

    La osmosis es un proceso físico-químico por el que dos fluidos con distintas concentraciones de químicos, al juntarse tienden a equilibrarse para convertirse en un líquido de igual concentración en todas sus partículas.


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    Esta curiosa característica, a priori puede no resultarnos demasiado útil para la acuariofilia. Sin embargo, si en vez de pretender igualar los químicos de dos fluidos, encontramos la manera de transportar esos químicos y aislarlos del agua por medio de una membrana, empieza a tener una gran utilidad para nuestro acuario, porque de esta forma podemos conseguir “purificar” el agua, químicamente hablando y convertirla en un agua libre de todo tipo de compuestos químicos.

    Según la localidad en la que vivamos, el agua potable que llega a nuestro grifo, contiene distintas cantidades de productos químicos que le dan una características distintas, tanto en lo que se refiere al ph, la dureza de carbonatos, cantidad de sales, etc.
    Según el tipo de peces que queramos mantener en nuestro acuario, esas condiciones químicas del agua deberán ser distintas, y por tanto, deberemos controlar el agua que incorporamos en el acuario cuando realizamos los periódicos cambios de agua.

    Para esta tarea resulta de gran utilidad el “filtrado” del agua del grifo, para conseguir modificar la concentración de químicos y por tanto los parámetros del agua a nuestro favor, o más bien a favor de nuestros peces.

    Para ello, utilizaremos un aparato llamado de ósmosis inversa, el cual es capaz de filtrar o retener partículas de productos químicos que tiene el agua. Su funcionamiento es sencillo. Simplemente se hace pasar el agua, con la presión de la red, por unos recipientes que contienen unas membranas muy finas, con huecos de tamaño diminuto (tal es así que estos huecos se miden en micras) y estas retienen los carbonatos del agua y las sales disueltas.

    Este aparato, tiene la virtud de conseguir "purificar" el agua hasta tal punto que quita en su totalidad los carbonatos y sales del agua, lo que hace que esta sea tan pura que al medirla, su Kh y su Gh son cero.

    El ph del agua indica lo ácida o básica que esta sea. Si está por debajo de 7 ese ph se considera un agua ácida y si es más alto de 7 se considera básica.
    La acidez o basicidad del agua está marcada por las sales y carbonatos que esta contiene, con lo que si los quitamos por completo, será un agua neutra, con ph 7. Si este ph del agua de ósmosis no es 7 puede ser debido incluso al contacto con un ambiente polucionado, y al no tener tampón de carbonatos varía rápidamente. Pero lo normal es sacar agua de ósmosis con ph 7.

    Es un agua enormemente inestable químicamente hablando y con la gran capacidad de adaptarse rápidamente a condiciones de dureza mayores al mezclarse con aguas no tan puras.
    Es por ello, que es muy útil para rebajar o equilibrar el agua que sale de tu grifo y conseguir los parámetros que realmente necesitas.
    Según la dureza de tu grifo sea alta o baja y se necesite en el acuario una dureza mayor o menor, será necesario mezclar en mayor o menor medida agua filtrada de ósmosis con agua del grifo.

    Para poder calcular de una forma fácil y sencilla esta dosificación, esta calculadora de devnull es un método sencillo y muy útil: Calculadora de la dureza del agua

    Para entender lo comentado anteriormente, y manejar algunos conceptos importantes es necesario entender un poco el modo de funcionar de este sistema.

    La ósmosis inversa, se basa en lo antes comentado, de forma que al invertir el proceso en vez de mezclar dos líquidos de concentraciones diferentes de químicos, lo que hacemos es separar el agua de los compuestos químicos.Esto se consigue por medio de unas membranas semipermeables.

    Estas membranas semipermeables tienen poros de un tamaño capaz de dejar pasar las moléculas de agua de un lado al otro, pero no los compuestos químicos, de tamaño superior.
    Hablamos de tamaños microscópicos, por lo que los poros de la membrana se miden como ya se ha dicho en micras.

    Por tanto, se trata conseguir poner a un lado el agua pura y dejar al otro las partículas retenidas.

    Mejor entenderlo con un gráfico.


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    Paso 1. Se incorpora agua del grifo a un lado de la membrana.

    Paso 2. Por el fenómeno de la ósmosis, las moléculas de agua pasan por los microporos de la membrana quedando retenidas las partículas de químicos que son más grandes.
    Pasa una cantidad de agua de tal forma que la diferencia de alturas es lo que se llama la presión osmótica.

    Paso 3. Al estar el sistema conectado al grifo, el agua viene con una presión. Esta presión del agua “vence” la presión osmótica pasando una cantidad de agua filtrada al otro lado.
    Según sea esa presión del grifo, la calidad de las membranas y la cantidad de químicos del agua quedará una mayor o menor cantidad de agua por pasar. Esa agua se llama de rechazo.
    Es un agua a desechar por la cantidad de carbonatos y sulfatos que lleva.
    Lo ideal es conseguir un sistema capaz de filtrar la mayor cantidad de agua y por tanto tener que desechar lo menos posible.


    Ahora pasamos a explicar los pormenores del uso de este sistema.
    Para el filtrado del agua, se utilizan unos recipientes con forma de cápsula que albergan una membrana enrollada. El agua accede por el interior de la cápsula y tiene que pasar por la membrana para salir por el interior del cartucho en dirección a una embocadura de salida.


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    Para realizar esa filtración, es necesario realizar este proceso por etapas.
    Se denomina etapa a cada una de las cápsulas por las que se hace pasar el agua para ir realizando la depuración.

    De esta forma, se utilizan distintas etapas para colocar las distintas membranas semipermeables.

    Estas membranas rechazan los sólidos disueltos, sales de calcio, magnesio, sodio, hierro, cloruros, potasio, etc.…


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    - Membrana TFC 200 GPD
    - Membrana TFC 100 GPD
    - Membrana TFC 75 GPD
    - Membrana TFC 50 GPD



    Las membranas se deberán colocar en orden de mayor a menor capacidad de paso de agua de manera que iniciaríamos el sistema de osmosis propiamente dicho con la membrana de 200 gpd (galones por día) e iremos colocándolas una tras otra haciendo que el agua de rechazo de la primera membrana sea recogida y tratada por la segunda, de 100gpd, tratando de recuperar el mayor caudal posible de agua evitando al máximo desperdiciar agua.

    No debemos dejar de tener en cuenta que este sistema está basado en “forzar” las membranas obligándolas a tratar agua de peor calidad en cada sucesión de pasos por lo que es probable que encontremos el límite de uso de las membranas en la calidad del agua que queremos obtener, ya que cada paso significa un empeoramiento del agua obtenida, llegando a eliminar completamente el agua de rechazo. Esto sería, además de perjudicial para las membranas, poco práctico, ya que los parámetros de salida del sistema se alejan más del ideal cuantas más membranas en serie coloquemos.

    También tener muy en cuenta que, a menor rechazo real, mas pronto se estropeara la ultima membrana del sistema, por lo que conviene siempre dejar un caudal de rechazo suficiente para descongestionar esta última, permitiendo la expulsión de agua con una elevada concentración de sales.

    G.P.D (Gallons Per Day) galones por día (1 galón= 3.9 litros)
    Estas membranas tienen un margen de trabajo entre 5 y 35ºC.
    La presión de funcionamiento deberá estar entre los 3 y los 6 bares.
    En caso de contar con una presión de la red inferior, se puede instalar una bomba que aumente dicha presión hasta conseguir estar dentro del rango de funcionamiento.


    Para que las membranas no se degraden, es fundamental evitar la llegada de cloro, sedimentos y metales a las mismas. Es por ello que antes de las etapas de ósmosis es necesario colocar previamente filtros con materiales específicos para retener estos compuestos.
    Estos filtros de cartucho o decloradores son los explicados al principio del artículo que resultan de gran utilidad como etapas previas de un buen sistema de ósmosis.


    Como resumen final, este sería el esquema de montaje de un sistema de ósmosis con todas sus etapas correspondientes.

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    Por último, algunos ejemplos de sistemas de depuración de agua y equipos de ósmosis.

    Equipo de ósmosis inversa de 9 etapas de Oscar-ikaro.

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    Equipo de ósmosis inversa de 11 etapas de Oscar-ikaro.
    Para ver más sobre este equipo: Sistema De Osmosis Made In Oscar-ikaro

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    Sistema de depuración de agua de 2 etapas de JaimeAguilar.
    Para ver más sobre este equipo: Filtro Para Remover Cloro En Cambios De Agua. (fotos)

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    Sistema de depuración de agua de 3 etapas de anutsan.
    Para ver más sobre este equipo: Filtro Declorador Para Cambios De Agua

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    Sistema de depuración de agua de 6 etapas de Yowi.
    Para ver más sobre este equipo: Instalación De Sistema Automático De Cambio De Agua.

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    Autores: Oscar-ikaro, Yowi
    Imágenes: Oscar-ikaro, Yowi, JaimeAguilar, anutsan
    Esquemas: Yowi
    Edición y Publicación: rpichu
    2ª Edición y Publicación: Elma
    Arreglos de texto: Elma
    Maquetación de imágenes: Elma
    Fuente: www.portalpez.com
     
    Última modificación: 27 de Febrero de 2018
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    Gymnogeophagus sp. "Laguna del Cuareim" Gymnogeophagus sp. "Laguna del Cuareim" Nombre común: Sin datos. Nombre científico: Gymnogeophagus sp. "Laguna del Cuareim". Clasificación: • Orden: Perciformes. • Familia: Cichlidae. • Subfamilia: Geophaginae. Biotopo: Sin datos. Distribución: Sin datos. Esperanza de vida: Sin datos. Forma: Sin datos. Coloración: Sin datos. Tamaño: Sin datos. Diferencias sexuales: Sin datos. Acuario: Sin datos. Temperatura: Sin datos. Agua: Sin datos. Decoración: Sin datos. Alimentación: Sin datos. Comportamiento: Sin datos. Reproducción: Sin datos. Observaciones: Ficha realizada por: JOLU. Fotos de: Ficha editada por: Analic. Fuente:...

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