Accessori e chimica dell'acquario 1

[TermYnator]

Prima ancora di parlare degli accessori che corredereranno la vostra nuova vasca, occorre introdurre qualche nozione sulla vera natura di un acquario.

Un laboratorio in miniatura
Un acquario è un piccolo pezzo di mondo acquatico, con i suoi abitanti, il suo decoro, e qualche volta le sue piante e gli invertebrati tipici dell'abitat che volete riprodurre. Un acquario quindi, risponde alle stesse leggi biochimiche che governano la natura: non è un giocattolo. Se queste leggi non vengono rispettate, vedrete i vetri coprirsi di alghe, i pesci ammalarsi oppure morire.
Il principale difetto di un acquario rispetto al mondo reale, è la sua ridotta dimensione.
Immaginate di avere un bicchiere di vino nella mano, ed un lago davanti. Gettando il vino nel lago, non succederà nulla: al massimo, il pesce che abitava nell'area che sarà inquinata dal vino, si allontanerà verso acque pulite. Dopo 5 minuti, non si vedrà più la nuvola di acqua colorata dal vino, e non resterà praticamente traccia dell'inquinante. Ed il pesce, potrà tornare al suo posto.
Se fate la stessa cosa in un acquario da 80 litri (uno medio), l'acqua si colorerà di rosa. I pesci non potranno scappare, e saranno vittima degli effetti del vino. Per gestire un acquario, è quindi fondamentale conoscere i tre elementi più importanti della vita e dell'inquinamento: il carbonio, l'azoto, e l'ossigeno. Per non tediare con argomenti ancor più pesanti, consiglio a chi volesse saperne di più di dare una occhiatima alle reazioni di ossidoriduzione.

Il ciclo dell'azoto
Se nella nostra vasca c'è un pesce, dovremo nutrirlo. Metteremo pertanto un pizzico di mangime nell'acqua, ed il nostro colorato animale comincerà a mangiare. Non mangerà tutto però: parte del cibo finirà sul fondo, e si intrufolerà grazie ai movimenti dell'acqua fra i ciottoli. Il cibo sprofonderà fino ad una zona dove l'acqua non circola più, poverissima di ossigeno. Quando sarà arrivato sul fondo, comincerà a fermentare, producendo sostanze tossiche come l'acido solfidrico. Mentre tutto ciò avviene nei meandri del fondale, il nostro pesce termina la sua digestione, ed emette delle feci. Anch'esse si depositeranno sul fondo, mentre le urine si mescoleranno all'acqua. Piano piano, giorno dopo giorno, la quantità di azoto contenuta nell'acquario aumenterà sotto forma di ammoniaca(NH3), sostanza piuttosto tossica. Se qualcuno o qualcosa non evitasse un accumulo eccessivo (basta pochissima ammoniaca per "resettare" un pesce), dopo pochi giorni qualsiasi pesce morirebbe. Per fortuna, però, aumentano anche gli ospiti invisibili del vostro aquario: i batteri procarioti  della specie nitrosomonas, che traggono l'energia che gli serve per sopravvivere, dall'ossidazione dell'ammoniaca.
"Rubando" un po' di ossigeno all'acqua, i nitrosomonas trasformeranno l'ammoniaca in nitriti(NO2), sviluppando energia. Putroppo, anche i nitriti sono tossici, anche se molto meno dell'ammoniaca. Ma un altro miracolo insperato si produce: molto più lentamente, crescerà la popolazione dei nitrobacter, che a loro volta ossideranno di nuovo i nitriti, trasformandoli in nitrati (NO3). I nitrati sono composti ben tollerati, che presentano però il pregio difetto di essere un cibo elettivo per alghe e piante. Se non vengono smaltiti, l'acquario si riempirà quindi di alghe verdi.
Talvolta, nel fondo privo di ossigeno, si creano colonie di batteri bacillus, pseudomonas o escherichia coli, che per trarre l'ossigeno che gli serve per respirare denitrificano i nitrati, arrivando a liberare azoto gassoso.
Il ciclo si è chiuso. Altri batteri nel terreno, fisseranno l'azoto che nutrirà le piante e gli erbivori con i quali è stato prodotto il mangime, e tutto ricomincerà da capo.

Ma allora, senza batteri niente pesci?
Gia! I batteri sono più importanti dei pesci per la sopravvivenza dell'acquario. Prima di allevare pesci, dovremo quindi allevare batteri   Quando le colonie di batteri saranno operative (vedremo come "nutrirle" ed allevarle), si dirà che "l'acquario è maturo", e potremo sottoporlo all'inquinamento che implica l'introduzione di un essere vivente.

La casa dei batteri
La casa dei batteri nitrosomonas e nitrobacter, è il cosiddetto "filtro biologico". I batteri, vivono meglio se stanno attaccati da qualche parte. In un acquario vuoto, si fisseranno sulle pareti e sul fondo. Ma per smaltire gli inquinanti prodotti da un pesce, ci vohgliono miliardi di batteri. E le pareti potrebbero non bastare per tre o quattro pesci. Si ricorre quindi ad un trucco per aumentare le superfici interne dell'acquario.
Immaginate un cilindretto dello spessore di circa un millimetro, di un centimetro di lunghezza, per uno di diametro, fatto con materiale altamente poroso. La sua superficie é composta dalla somma di quella esterna, più quella della "canna" interna, sommata alle infinite cavità dei pori. Immaginate ora di riempire un contenitore da un litro con questi cilindretti. Beh, nel peggiore dei casi avrete ottenuto una superficie equivalente a quella di una lastra da 8 metri quadri, per arrivare ai 270 metri quadri di prodotti Hitec come il siporax della Sera!
In un solo litro...
Naturalmente, una tale concentrazione di batteri divorerà l'ossigeno dell'acqua che li attornia in un baleno: l'acqua dovrà scorrere nel filto con continuità, e con una velocità coerente. Ci vorrà quindi una pompa.
In pratica quindi, il filtro è un volume chiuso nel quale passa l'acqua a bassa velocità, attraverso le  centinaia di cilindretti forati. Il programma che vi ho fornito, calcola la sezione filtrante (cannolicchi) secondo prodotti standard (superficie di circa 8 mq per litro di cannolicchio)

L'ossigeno
affinchè le reazioni di ossidazione possano avvenire, e quindi i vostri batteri possano trasformare l'azoto, nell'acquario deve esserci apporto di ossigeno. Normalmente, questo apporto avviene tramite la rottura della tensione superficiale dell'acqua: la superficie dell'acqua, si comporta come uno scambiatore gassoso: cede parte dell'anidride carbonica, ed assorbe ossigeno. Più l'acqua è mossa, più sarà efficiente il vostro scambiatore gassoso. Si può incrementare il fenomeno con una pompa ad aria, comunemente detta aereatore. Una pietra porosa, farà uscire delle bollicine, ogniuna delle quali si comporterà da scambiatore gassoso, dotato di un buon rapporto superficie volume. Sapendo che il rapporto volume superficie è però indirettamente  proporzionale al diametro della bolla, va da se che per essere efficiente, una pietra porosa dovrà emettere bolle molto piccole.
In acqua dolce, a causa delle caratteristiche fisiche dell'acqua, questo fenomeno è difficile da produrre. Per questo, gli aereatori sono solo degli ausili per rafforzare l'ossigenazione.
Nei miei acquari, pongo le pietre porose nei condotti d'alimentazione dei filtri, in modo da garantire al massimo l'apporto di ossigeno ai batteri.

Il carbonio
Il carbonio viene introdotto per i pesci con il cibo. Le piante, invece, ne sintetizzano una buona quantità con la fotosintesi, liberando ossigeno dall'anidride carbonica (gas di scarto dei pesci). In assenza di CO2, le piante risultano fragili, e crescono male. E' raro che in un acquario normale manchi CO2, ma se ci snon molte piante, potrebbe essere necessario un impianto integratore.

Il calore
Molti pesci hanno bisogno di una temperatura costante per sopravvivere. Per gli amazzonici e la maggior parte dei tropicali, tali temperature variano dai 24 ai 26 gradi. E' quindi necessario un riscaldatore a corrente elettrica.
I riscaldatori si trovano in diverse potenze (50/100/200 watt), e presentano un termostato regolabile per tararli.
La taratura va effettuata con un termomento veloce (ad alcool), o un termometro digitale.
E' opportuno collocare il riscaldatore nel flusso della pompa, in modo da scaldare l'acqua in modo uniforme.

L'acidità
Oltre a controllare nitriti, nitrati ed ammoniaca, è molto importante sorvegliare l'acidità dell'acqua.
Ci sono pesci molto sensibili alle variazioni di acidità: i pesciolini di ruscello (Neon) ad esempio, vogliono PH piuttosto bassi (PH<6), metre i poecilidi si adattano bene a PH basici>8.
I gas disciolti nell'acqua, hanno un pessimo effetto: modificarne l'acidità. Soprattutto se ci sono pochi sali disciolti (acqua "morbida" ovvero di bassa durezza dGH) che facciano da "ammortizzatore di acidità", possono verificarsi repentini cambi di PH, che portano i pesci a comportarsi come se fossero impazziti: spesso saltando fuori dalla vasca. a cura dell'acqua, sarà pertanto una operazione delicata: giornalmente si misureranno temperatura, durezza totale, durezza carbonatica, nitriti e nitrati, ed in fase di maturazione anche l'ammoniaca.
Occorre quindi una serie di reagenti (come nella foto).
Per il PH, si possono usare cartine tornasole, reagenti a gradazione cromatica, o un PHmetro digitale come quello giallo nella foto dei riscaldatori.

I sali minerali
Le piante per crescere, hanno bisogno di nutritivi. Oltre ai nitrati, ci sono elementi pesanti (metalli come il rame o lo zinco), che sono indispensabili. Normalmente questi metalli vengono introdotti con il cibo dei pesci, ma in rari casi può essere necessario intergrarli con pillole di concime. Ovviamente, tutto ciò deve essere oggetto di attente misurazioni: i metalli sono infatti tossici se presenti in eccesso.

I cambi d'acqua
Se ci sono troppi inquinanti nell'acqua, lacquario è sbilanciato: poche piante, filtro inefficiente, troppi pesci, o comunque uno dei cicli non funziona a dovere. In questi casi, è necessario un cambio d'acqua.
I cambi, non si fanno mai cambiando tutta l'acqua, ma solo una parte per volta. L?acqua del rubinetto, è tossica, perchè generalmente presenta delle quantità variabili di cloro.
Il cloro, si comporta in modo simile all'ossigeno, sostituendosi ad esso nelle branchie dei pesci. In acqua clorata, i pesci quindi soffocano. Per declorare l'acqua, occorre agitarla in un secchio, e lasciarla all'aria aperta in modo che il cloro si volatilizzi. altro problema dell'acqua di rubinetto, è il contenuto in calcare, che inevitabilmente innalzerà il valore di carbonati dell'aqua, e farà alzare il PH.
L'alternativa è costituita da impianti di desalinizzazione per osmosi (quelli chimici sono molto scomodi) o usare dell'acqua piovana. Ma ci vuole una certa pratica per quest'ultima prassi.

Con questo post introduttivo, spero di avervi dato una idea della complessità della gestione di un acquario tropicale. Ma nonostante ciò, l'acquario rimane una droga dalla quale è difficile separarsi.

allegati:
Pompa.Jpg: due pompe, una ad alta capacità (80 litri al minuto), ed una a bassa (9 litri al minuto)
La pompa ad alta capacità e disassemblata per mostrare le componenti interne e la girante.
In alto a sinistra, delle bioballs, una alternativa ai cannolicchi usata nei filtri a percolazione descritti in altro post.

Reag.jpg: la mia valigetta di reagenti: si notano da sinistra a destra dall'alto verso il basso:
test GH(durezza totale), test Nitriti, bustina di taratura dell'ampolla PHmetro, altro test GH, disinfettante per acquari, test ammoniaca, altro test nitriti, test nitrati, test durezza carbonatica. A fianco della valigetta, il PHmetro digitale ad ampolla.

Risc.jpg:Da sinistra a destra. Retino cattura pesci, e tre riscaldatori: 200, 100, e 50 watt.

EDIT: per dimensionare i riscaldatori, in appartamenti normalmente riscaldati si considerano potenze dell'ordine di un Watt per litro d'acqua, arrotondando per eccesso.
Con un acquario da 70 litri, si userà quindi un riscaldatore da 100 watt. Per acquari molto grandi (>200 litri), si possono usare più riscaldatori (tarandoli prima singolarmente, poi in vasca separata, in modo da farli accendere insieme), posti in posizioni diametralmente opposte. Tale pratica è poco usata, per la difficoltà di taratura. Quando si usano più riscaldatori, si ricorre difatto ad un termostato separato, che accende tutti i riscaldatori.

[JBGrenouille]

Grazie assai e complimenti per la descrizione minuziosa  +1

Riguardo l'acqua di rubinetto, ho letto che si posson usare anche dei biocondizionatori per eliminare i metalli pesanti, dopo averla comunque lasciata 24 h all'aperto per declorarla. Che ne pensi?

[TermYnator]

Grazie assai e complimenti per la descrizione minuziosa  +1
Riguardo l'acqua di rubinetto, ho letto che si posson usare anche dei biocondizionatori per eliminare i metalli pesanti, dopo averla comunque lasciata 24 h all'aperto per declorarla. Che ne pensi?

Grazie

In acquariofilia ci sono molti miti: ad esempio quello sui cambi d'acqua.
Dubito che l'apporto di metalli pesanti che avviene con i cambi d'acqua possa produrre fenomeni di accumulo, quindi ritengo abbastanza inutile usare composti atti a far precipitare i metalli pesanti, o a trasformarli in composti non assorbibili dai pesci.

[JBGrenouille]

Quindi basta solo lasciar declorare l'acqua di rubinetto prima di poterla mettere nell' acquario?

Usare pHmetro e i vari reagenti nella foto non e' un problema, ma non mi convince l'idea di partire subito con un dissalatore a osmosi. (anche per una questione di costi)

[TermYnator]

Quindi basta solo lasciar declorare l'acqua di rubinetto prima di poterla mettere nell' acquario?

Usare pHmetro e i vari reagenti nella foto non e' un problema, ma non mi convince l'idea di partire subito con un dissalatore a osmosi. (anche per una questione di costi)

Ok, sarà più esaustivo.
Il problema dei cambi d'acqua, è un mito dell'acquariofilia.  Io ho tenuto acquari non critici per almeno un anno, senza cambi d'acqua, ma solo con rabbocchi di acqua piovana, o distillata.

Quando si riempie per la prima volta una vasca, va infatti "fatta" l'acqua.
In un acquario chimicamente neutro (fondo quarzifero privo di calcari o terriccio) si parte dallo stabilire la durezza dell'acqua in base alle specie che si vogliono ospitare.
Metodo empirico.
Si parte da acqua di rubinetto, e si riempie un misurino da un litro con 250 CC di acqua, previa misurazione della durezza. Esendo le misure di durezza (contrariamente a quelle del PH) lineari, per dimezzare la durezza (che negli acquari si riferisce prevalentemente a ioni Ca Mg) basta raddoppiare il volume con acqua demineralizzata. Io, usavo l'acqua distillata dei ferri da stiro. Costa, un po', ma è purissima.

Una volta ottenuta la durezza voluta, si riempie completamente l'acquario applicando i parametri ottenuti all'intera soluzione. Il problema dei metalli pesanti, con le durezze delle nostre acque di rubinetto sono relativi:
il pericolo si presenta con acqua altamente solvente, che per definizione ha una durezza bassa.

Il secondo passo, è la stabilizzazione del Ph. Cosa molto più difficile da ottenere, perchè una volta avviato l'acquario, tra il terriccio delle piante ed i mangimi, inevitabilmente si introducono sostanze che modificano durezza e Ph. Le piante stesse, di notte, tendono ad abbassare il Ph rilasciando CO2.
Io ho usato di tutto: dall'acido cloridrico alla torba. Alla fine, ho constatato che per ottenere Ph bassi, l'unica soluzione era avere acque molto morbide ed acquari molto grandi. In un acquario piccolo, è quindi difficile mantenere un Ph acido senza impazzire con continui controlli ed interventi.

Quando l'acqua evapora, ovviamente la concentrazione di moli per litro aumenta.
A questo punto, si rabbocca con acqua distillata, e si riporta la soluzione ai livelli della sua creazione.
Se la durezza dovesse aumentare eccessivamente, si ricorre ad un "cambio" d'acqua.
Scrivo "cambio" virgolettato, perchè si toglierà una parte d'acqua che verrà rimpiazzata da acqua di rabbocco.

Lapproviggionamento di acqua distillata, può avvenire in 5 modi diversi.

a) La compri in bidoni nei negozi per acquari.
Raramente queste acque sono realmente distillate. Spesso sono ottenute da apparati di osmosi ionica, e presentano una durezza da miscela di riempimento. Ma non tutti i negozi sono così: c'è anche chi fornisce dell'ottima acqua demineralizzata.

b) Compri dell'acqua distillata per batterie o ferri da stito.
Questa acqua è di durezza praticamente non misurabile: basta guardarla, e cambia Ph. E' ottima, ma costa un po' (circa 20 centesimi al litro, se ben ricordo).

c) La fabbrichi.
In questo caso, devi comprare un impianto ad osmosi inversa, o a ioni. Quelli ad osmosi, costano sui 200 euro, (inutile la presenza di sterilizzatori a lampade gamma), e lavorano con una notevole percentuale di acqua di scarto. Gli altyri, li sconsiglio, perchè vanno rigenerati. In entrambe i casi, avrai dei costi di gestione (le membrane degli osmotizzatori si usurano dopo un po')

Non ho idea di quanto possa costare distillare dell'acqua con un fornello a gas e serpentine. Andrebbe calcolato.

d) La raccogli.
Io per lungo tempo ho fatto così. Appena comincia a piovere, aspetti un po' in modo che le polveri accumulate sui tetti vengano dilavate. Poi, attacchi una tanica sotto la grondaia, e fai il pieno. Fare 200 litri d'acqua praticamente pura è uno scherzo.
Un mio amico, non disponendo di grondaia, ha fatto un'altra cosa:
dal terrazzino di casa sua, ha messo due canne di bambù che uscivano dal terrazzo, e fra queste ha messo un telo di plastica. Una superficie di un paio di metri quadri in tutto. Poi, applicava la medesima procedura che io usavo per l'acqua piovana della grondaia al bordo del telo.
Garantiva tranquillamente l'approviggionamento dei suoi due acquari con questo sistema.

[JBGrenouille]

Thanks 

Direi che iniziero' con la combinazione acqua di rubinetto + acqua distillata per correggere la durezza (il problema dei costi non si pone visto che posso prenderla "ad libidum" in laboratorio  )
Nel lungo termine, magari quando avro' piu' esperienza, potrei tentare di usare l'acqua piovana (che qui sicuro non scarseggia  ) .