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Tunze e Vortech… qual’è la reale portata delle pompe? E quanto questo è realmente importante?


Ha fatto molto scalpore negli Stati Uniti un articolo uscito su Advanced Aquarist e redatto da Michael Sandford, William Straka e Sanjay Joshi in cui si propone un nuovo metodo per calcolare la portata delle pompe con girante ad elica.

Si perché il problema in effetti non è di banale risoluzione. Come è possibile infatti misurare la reale portata di una Stream o di una Vortech?

Vediamo quindi di approfondire questa ed altre interessantissime questioni commentando l’articolo citato.

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Per prima cosa è necessario sottolineare come la Ecotech Marine, di cui la Vortech è figlia, è stata sponsor dello studio. Nel senso che ha fornito alla Università della Pensilvania le attrezzature, gli acquari e tutto il necessario per effettuare questo studio e per effettuarlo in questo modo. E’ abbastanza ovvio pensare che in Ecotech Marine si fossero accorti di quanto poi lo studio avrebbe sottolineato e quindi ha sponsorizzato il gruppo che avrebbe poi fatto le misurazioni.

Questo cambia lo stato delle cose? Secondo me no. Non credo sia questo il punto del problema.

Lo studio a mio parere è stato svolto in maniera molto approfondita, non è perfetto (ricordate che sono sempre ingegnere idraulico 😉 ), ma è molto verosimile. Ed il fatto che sia stato sponsorizzato da Ecotech Marine non lo vedo nè come una scorrettezza nè come un colpo basso. Più sono le informazioni che girano meglio è per tutti, sia per gli acquariofili che per le ditte. Sandford, Straka e Joshi hanno infatto cercato di porre l’accento sul fatto che non esiste una metodologia universalmente riconosciuta per misurare la portata delle pompe ad elica, e che quindi propongono questo metodo come metodo universale che venga accettato da tutte le ditte, per avere finalmente un metro di paragone per tutti.

Vediamo brevemente come è stato eseguito il test, non voglio infatti annoiarvi, ma l’articolo è veramente ben fatto e ve ne consiglio la lettura in inglese Experimental Comparison of Measured Flow Output of Aquarium Propeller Pumps io cercherò di accennare a come è stata fatta la misurazione.

In breve si è misurata la velocità dell’acqua a partire ad un diametro di distanza dalla pompa stessa, e poi ci si è spostata lungo i due assi, in verticale ed in orizzontale, fino ad arrivare ad un punto in cui velocità non era più sensibile utilizzando  un velocimetro Sontek a 10 Mhz ad accoppiamento acustico. E’ stato poi valutato il contributo della turbolenza in maniera attenta perché trovandoci in una vasca in cui per ovvii motivi si andrà a mischiare sia il flusso di andata che quello di ritorno, era importante poterne scorporare i diversi contributi. Quindi è stato anche valutato per quanto tempo misurare la velocità. Poi avendo il profilo di velocità espresso su di in una superficie, non si è fatto altro che un integrale su tutta la superficie che ci ha fornito appunto la portata. Inoltre è stato misurato il consumo e la velocità di rotazione.

Le pompe sottoposte a misurazione sono state l’Aquaeon 2400, la Coralife CP 2900, le Vortech Mp-10, Mp-40 ed Mp-60, le Koralia 5, 6, 7 ed 8, le tunze 6105, 6205 e 6305 ed infine a scopo di paragone una maxijet 1200.

I risultati che sono venuti fuori sono abbastanza curiosi, e li riporto integralmente:

In blu si vedono le portate dichiarate ed in verde quelle misurate.

La prima lettura ci porta a considerare soprattutto che le Tunze abbiano una portata molto inferiore a quanto dichiarato, da un minimo del 30% delle 6105 fino ad arrivare ad un 55% delle 6305. Contestualmente le Vortech mostrano un miglioramento del 14, 18 e del 56% rispettivamente! Ottime impressioni anche da parte delle Koralia molto vicino a quanto misurato a parte l’anomalia della koralia 5 che spinge addirittura più della 6.

Prima di commentare questi risultati, che farò alla fine dell’articolo, però vorrei arrivare alla fine dello studio originale.

Infatti nello studio hanno anche fatto un grafico che mostri l’efficienza delle pompe, e cioè i galloni (visto che sono americani) per singolo watt ed il consumo di ogni singola pompa, considerata al massimo della potenza.

Qua si possono subito fare alcune considerazioni. Per la misura del consumo si è provveduto con un wattmetro, anche se non è chiaro se il wattmetro era in grado di ragionare in termini di cos(fi) e cioè dello sfasamento della corrente. A parte questo si passa da un massimo della koralia 7 al minimo della tunze 6205, senza considerare la maxijet. Ovvio che il tutto risente della misurazione della portata come al punto precedente.

Ancora più interessanti sono, secondo me, i profili di velocità, che riporto qua a seguire solo per 3 pompe:

Qua è infatti possibile vedere il profilo di velocità di due pompe considerate universalmente come antagoniste, la Ecotech Marine Vortech MP-40 e la Tunze Stream 6105.

E dal profilo di velocità si nota come la velocità centrale sia maggiore nella tunze, mentre il flusso sia più distribuito nella vortech. Infatti la velocità di punta della stream raggiunge quasi i 5 piedi al secondo, contro i 4 della vortech. Inoltre il flusso è molto più centrale. E devo dire che questo si evince anche dalla pratica, avendo io entrambe le pompe, che anzi per un periodo sono state anche assieme nella mia vasca.

Ho riportato però anche il grafico della 6205 perché aumentando in questa la potenza e la portata, ma avendo una calotta diversa che distribuisce maggiormente il flusso abbiamo paradossalmente meno spinta della 6105 ma una distribuzione molto più ampia e regolare di quella della vortech, sebbene leggermente disassata in questo particolare esemplare.

La stessa calotta si può montare sulla 6105 portando quindi la pompa ad avere molta meno spinta centrale ma distribuendola maggiormente ai lati, più in vortech-style se vogliamo.

Secondo me questi risultati sono però viziati dal fatto che non si considera il costo delle singole pompe, perché come mi hanno insegnato all’università, fino a quando non si discute sui costi è impossibile paragonare 2 oggetti. Se le pompe costassero uguali già il discorso della efficienza avrebbe un senso, ma in questo caso…

Se facciamo un piccolo confronto con Ecotech Marine, Tunze e Koralia otteniamo i seguenti prezzi ed efficienze economiche:

Tunze 6105: 274 euro (www.tunze.com) e 8,6 galloni per euro

Tunze 6205: 436 euro (www.tunze.com) e 7,4 galloni per euro

Tunze 6305: 626 euro (www.tunze.com) e 5,75 galloni per euro

Ecotech Marine Vortech MP-10: 279 euro (www.thereefer.it) e 8,8 galloni per euro

Ecotech Marine Vortech MP-40: 439 euro (www.thereefer.it) e 8,6 galloni per euro

Ecotech Marine Vortech MP-60: 729 euro (www.thereefer.it) e 11,7 galloni per euro

Hydor Koralia 5: 123 euro (www.ippopet.it) e 21,1 galloni per euro

Hydor Koralia 6: 156 euro (www.ippopet.it) e 14,1 galloni per euro

Hydor Koralia 7: 189 euro (www.ippopet.it) e 14,1 galloni per euro

Hydor Koralia 8: 223 (www.ippopet.it) e 14,3 galloni per euro

Ecco che portandoli in un grafico otteniamo una distribuzione molto diversa da quella precedente

Infatti le Hydor Koralia svettano a causa del loro costo molto basso, ma curiosamente hanno tutte la stessa resa energetica, a parte la Koralia 5 che infatti anche nell’articolo la additano per una performance straordinaria. Le Vortech ora sono molto più allineate alle Tunze, sebbene queste ultime siano molto penalizzate da questa metodologia di calcolo, però guarda caso la 6105 diventa perfettamente sovrapponibile alla mp-40… casualità?

L’articolo una volta completato è stato inviato alla Tunze ed alla Hydor prima della sua pubblicazione, e stando a quanto riportano su Advance Aquarist le due aziende hanno confermato i risultati ottenuti.

Il problema, per altro, come sottolineato dai tre curatori del progetto Michael Sandford, William Straka e Sanjay Joshi è che precedentemente a questo studio, e forse anche successivamente, questo non è il solo metodo di misurazione possibile. Tunze infatti per la misurazione del flusso utilizza un sistema cosiddetto a palloncino, che consiste nel far riempire d’acqua un palloncino posto anteriormente alla pompa, ed in questo modo ricavano la portata totale, che ovviamente deve essere in linea con i dati calcolati da progetto. Quindi il metodo non è assolutamente sbagliato, è solo diverso, e come tale può portare a risultati diversi.

Ma prima dei miei commenti andiamo avanti con le reazioni ufficiali di Tunze, che ovviamente non si sono fatte attendere.

Come è possibile intuire infatti un simile articolo su una rivista con grande credibilità quale è Advance Aquarist ha portato, soprattutto in america, tantissime critiche alla nota casa tedesca, secondo me immeritate, ma questo non conta.

Quindi Tunze ha risposto con un video, attualmente solo in inglese che riporto qua di seguito, dove in sostanza hanno fatto una introduzione in cui spiegano l’importanza di un moto non completamente turbolento, che è definito come quello in cui il numero di Reynolds sia maggiore di 13.000 e cioè un moto in cui il vettore velocità sia spinto in tantissime direzioni, e che questo moto è anche quello che si riscontra nelle correnti, poi hanno preso due velocimetri, sebbene diversi da quelli utilizzato nello studio originario, in cui hanno misurato il flusso di diverse pompe, Tunze e Vortech per la verità, davanti alla pompa al solito diametro di distanza ed alla fine dell’acquario.

Poi hanno fatto vedere in una vasca da 150x60x60cm come iniettando una soluzione colorata all’interno delle pompe, ed anche dell’aria, fosse possibile confrontare e paragonare il flusso. Hanno fatto la stessa cosa per coppie omologhe di pompe, quindi ad esempio 6105 contro mp-40, e ne hanno postato i video anche in comparazione diretta.

Come a dimostrare che anche se la portata fosse ridotta rispetto a quanto sempre da loro misurato e calcolato, la qualità del flusso rimane ottimale.

Il risultato è stato molto pratico.

Se poi si va a leggere nelle note del video, secondo me molto interessanti, fanno una comparazione fra la potenza sviluppata dalle pompe, che è molto simile, e quindi utilizzando alla fine lo stesso sistema per muovere la girante, che ancora è simile, arrivano alla conclusione che il trasferimento di energia fra le due pompe e l’acqua è ancora molto simile, quindi il contributo al movimento deve essere ancora molto simile. Il ragionamento in se non fa una piega in effetti, e sebbene vi siano differenze costruttive fra le due pompe, è vero che l’efficienza non deve essere poi tanto diversa. In pratica Tunze dice che il flusso totale è equivalente, ma la forma è differente.

Le mie conclusioni

Cominciamo con le misurazioni sulla velocità, siamo sicuri che questo dato sia poi così interessante? Da un punto di vista accademico sono interessatissimo a queste prove, ne sono goloso e mi appagano tantissimo, però mi chiedo, ha senso paragonare pompe che hanno un flusso, ad oggi, così diverso? Più centrale e potente la Tunze e più vario e distribuito la Vortech? Mi sembra un po’ come confrontare una moto da rally con una da strada, sono imparagonabili.

A giudicare dai grafici portati dal primo studio infatti la vortech riesce a spingere in un’area approssimata con un diametro di 120mm a partire da un diametro di distanza dalla pompa, mentre la tunze spinge per circa 8 mm, cioè una differenza, parlando di superficie, superiore del 50%.

I dati sono in ogni caso interessantissimi, ma come per i consumi dichiarati dalle case automobilistiche, soprattutto in assenza di uno standard di misurazione, che devono sempre essere presi con le pinze, così è ed era necessario fare con i dati delle pompe. Ovvio che da oggi in poi rifacendoci a questo studio considereremo le Tunze con una portata inferiore a quanto dichiarato, cosa che sembra innegabile ed anche accettata da Tunze. E che ogni volta che terremo in considerazione le efficienze non potremo che rifarci a dati misurati da terzi.

Le Vortech allargano di più e le Tunze spingono maggiormente. Questo è risaputo da tempo, e questo studio non fa altro che confermare la cosa. Ora il problema rimane su quale dei due flussi sia migliore, ma questo purtroppo non lo sappiamo, così come non sappiamo se la nostra vasca abbia bisogno di xmila litri ora di movimento, se di più o di meno. Alla fine si ragiona per convenzione, ed anche io lo faccio, e si considerano circa 20 volte il volume della vasca come movimento, quindi per una vasca da 400 litri, (che combinazione come la mia!) ci vorrebbero 2 pompe alternate da circa 8.000 litri ora. All’atto pratico la scelta è fra 2 vortech MP-40 oppure fra 2 Tunze Stream 6105, oppure una coppia delle nuove nanoStream 6095, due pompe diverse con tante caratteristiche diverse, che la scelta anche per me non è semplice, tanto che salto da una coppia di pompe all’altra, considerando anche che cambiando la calotta della 6105 con quella della sorella maggiore è possibile ottenere un flusso più distribuito. In ogni caso la Tunze ha reagito dicendo che cercherà in futuro di sviluppare un flusso ancora più largo.

Inoltre c’è da dire che la misurazione fatta da Tunze è sempre stata accettata, non solo in campo acquaristico, e come tale non è assolutamente sbagliata a priori, solo che è diversa dal metodo di misura adottato dallo studio, quindi anche qua ci troviamo di fronte a due facce della stessa medaglia. E’ innegabile poi che il ragionamento fatto da Tunze sull’energia sia del tutto condivisibile.

Ma alla fine, anche se venisse adottato il metodo di misura proposto da Michael Sandford, William Straka e Sanjay Joshi siamo sicuri che il dato sia così importante? Se risultasse che la 6205 fosse più simile alla MP-40… prenderemmo la 6205? Non credo proprio… visto che provandola in acquario ci si accorgerebbe subito della quantità di moto assurdo generato da questa pompa… almeno in una vasca da 300-400 litri. Quindi ritengo che alla fine, anche se venissero accettati questi numeri, per noi acquarifiofili non cambierebbe nulla.

Io ho sia una coppia di Tunze Stream 6105 ed una di Ecotech Marine Vortech Mp-40… (oltre che ultimamente una nano stream 6095), eppure ancora non so decidermi, pur avendo, in teoria tutti gli strumenti per farlo.

Fermo considerando che le Vortech costano quasi il doppio delle 6105 su strada, diciamo sui 420 euro le prime e sui 230 euro le seconde, vero che il controller è a parte, però mi aspetto una pompa leggermente migliore dalla Vortech visto il costo, ma non certo perché abbia un flusso con una portata maggiore. Una pompa ha un flusso più largo ed una più stretto, una è esterna ed occupa meno spazio in vasca mentre l’altra è interna però totalmente inudibile, una contribuisce al riscaldamento della vasca in inverno facendoci risparmiare diversi soldini sul riscaldamento mentre una è esterna e quindi non contribuisce a riscaldarci la vasca neppure in estate, una è direzionabile ed una non lo è.

A breve usciranno le mie prove su entrambe le pompe, sperando che vi aiutino a scegliere fra quelle che ritengo le due migliori marche di pompe attualmente in commercio.

Per altro sono convinto che studi di questo tipo non facciano altro che migliorare gli strumenti in commercio con grande beneficio di tutti noi.