CHIMICA

Come tenere sotto controllo gli inquinanti coi cambi d’acqua: parte 2


I coralli SPS mostrano i loro colori migliori solo con valori di inquinanti molto bassi e una luce adeguata.

I coralli SPS mostrano i loro colori migliori solo con valori di inquinanti molto bassi e una luce adeguata

Proseguiamo la nostra rubrica sulla matematica dei cambi d’acqua con dei calcoli riguardanti gli inquinanti. Se volete leggere la prima parte la potete leggere qui: Come abbassare i veleni in acquario col cambio d’acqua: parte 1.

Iquitos - mangimi tropicali - Colombo

L’articolo si rivolge sia agli acquari dolci che agli acquari di acqua marina, la matematica infatti non sbaglia, anche se gli esempi qui condotti si rivolgono maggiormente all’acquariofilia marina.

Con inquinanti in questo capitolo si intendono sostanze che tendono ad accumularsi in acquario, ad esempio i nitrati in una vasca che non riesca a smaltirli del tutto. Ciò che scopriremo in questo articolo è che se cambiassimo una certa quantità di acqua ogni anno, o se eseguissimo cambi mensili, settimanali, o giornalieri non farebbe variare il valore più alto che raggiungeranno gli inquinanti in vasca. Al contrario il valore medio e quello minimo saranno soggetti a cambiamenti. Ma scopriamo insieme tutti questi complicati retroscena.

Minimizzare gli inquinanti medi presenti, senza aumentare la quantità totale d’acqua utilizzata

Partiamo con l’esempio di un acquario in cui i nitrati salgono di 2 ppm mensili. È importante che la quantità salga sempre dello stesso valore, e non dipenda, ad esempio dalla concentrazione attuale. Immaginiamo di effettuare cambi d’acqua del 20% mensili.

Al momento del cambio d’acqua avremo 10 ppm (prendetelo come valore ipotetico iniziale). Cambiando ⅕ dell’acqua (ossia il 20%) i nitrati verranno abbassati di un quinto (utilizzando acqua d’osmosi purissima e sale di qualità con conseguente nessuna aggiunta di nitrati), questo porterà i nitrati ad un valore di 8 ppm che durante il mese successivo saliranno nuovamente a 10 (poiché salgono per ipotesi di 2 ppm mensili).

  • Avremo quindi sbalzi del 20% nel valore e una media di 9 ppm, con un picco di 10 ppm ed un valore minimo di 8.

Nello stesso acquario potremmo effettuare cambi bisettimanali del 10% d’acqua sprecando la stessa quantità d’acqua e sale. In questo caso da 10 ppm porteremmo l’acqua a 9, che poi risalirebbe a 10 nelle due settimane successive. Anche in questo caso il valore massimo sarà 10 ppm, ed utilizzando la stessa quantità d’acqua nei cambi (ossia una media del 20% mensile) il valore massimo non si potrà abbassare. La media invece si sarà alzata a 9,5 (ed il valore minimo è salito a 9).

Per abbassare al massimo la media di NO3 potremmo cambiare il 100% d’acqua ogni 5 mesi. Avremmo così 0 ppm di nitrati subito dopo il cambio per arrivare a 10 ppm alla fine dei cinque mesi.

  • Il picco, come sempre, è lo stesso, ma il valore medio è ora sceso a 5. In compenso però abbiamo un grande sbalzo di valori durante il cambio.
In un acquario di pesci e coralli molli le concentrazioni di nitrati possono essere superiori, senza provocare danni.

In un acquario di pesci e coralli molli le concentrazioni di nitrati possono essere superiori, senza provocare danni

Se effettuassimo un “cambio continuo”, che potrebbe essere visto come piccolissimi cambi giornalieri o addirittura più frequenti, la nostra vasca avrebbe il valore costante di 10 ppm.

Il calcolo visto da questa prospettiva può essere interessante perché fa notare come piccoli cambi ravvicinati possano essere meno efficaci di grossi cambi rarefatti.

Potremmo trovare ancor più interessante calcolare la quantità di acqua da cambiare in media per limitare il valore massimo di inquinanti presenti. Per fare questo dovremmo sapere di quanto aumentano ogni mese i nitrati (o altri inquinanti) nella nostra vasca (diciamo X ppm al mese), sempre ammettendo che questo valore sia costante; dopo di che dovremmo stabilire il valore massimo di nitrati accettabili dal sistema (che diremo Y ppm).

A questo punto immaginiamo (idealmente) di avere un acquario senza nitrati e calcoliamo quanto tempo ci metterebbe a raggiungere il valore massimo dopo il quale dovremo fare un cambio del 100% per riportarla a zero e restare quindi stabili. Quindi basta calcolare Yppm/Xppm al mese. E avremo la quantità d’acqua al mese che dobbiamo cambiare. In un esempio pratico:

  • Un acquario di 100 litri netti dove i nitrati salgono di 1 ppm al mese e con una soglia di 3 ppm

3ppm/1ppm al mese = 3 mesi. Quindi occorre cambiare 100 litri ogni 3 mesi per avere un valore massimo di 3 ppm. Sarebbe del tutto equivalente se cambiassimo il 100% ogni 3 mesi, 33% al mese,  o altre proporzioni, se cambiassimo 100 litri totali in 3 mesi il valore massimo sarà 3 ppm, mentre il valore medio varierebbe fra 3 ppm (piccoli cambi frequenti) e 1,5 ppm (un cambio ogni 3 mesi).

Ciò vuol dire che se noi volessimo dimezzare il valore massimo di nitrati dovremo raddoppiare la quantità d’acqua del cambio (se possibile) oppure la loro frequenza, in modo da cambiare il doppio di acqua all’anno rispetto a quello che facevamo prima.

Uno schiumatoio perfomrante è uno degli elementi chiave per ridurre la produzione degli inquinanti come i nitrati.

Uno schiumatoio performante è uno degli elementi chiave per ridurre in maniera indiretta la produzione degli inquinanti come i nitrati negli acquari marini

Un’ultima nota: se il primo cambio d’acqua lo faceste con un valore di nitrati diverso (più alto o più basso) rispetto a quello massimo che proviene dal calcolo (facciamo finta che per qualche motivo abbiate appena avuto un problema ed avete i nitrati alti) nel tempo e con cambi frequenti il sistema tenderà comunque a stabilizzarsi sui valori calcolati. Questo vuole anche dire che se cambiate l’acqua regolarmente, i valori di nitrati presenti nel vostro acquario possono indicarvi di quanto essi possano salire, facendo il calcolo di sopra al contrario. Segue un esempio.

  • Se cambiassi il 10% d’acqua ogni due settimane ed il valore massimo dei nitrati è 10 ppm allora vuol dire che i miei nitrati salgono di 2 ppm al mese poiché: cambio il 100% ogni 5 mesi, 10ppm/5mesi=2ppm al mese.

Naturalmente una vasca ben bilanciata non dovrebbe presentare una salita costante nei valori degli inquinanti così rapida, perlomeno in ambiente marino. Ridurre la popolazione dei pesci, utilizzare uno schiumatoio performante ed avere la giusta quantità di rocce vive (nel caso di un sistema berlinese) sta alla base di un acquario sano, che non dovrebbe basarsi esclusivamente sui cambi d’acqua (a meno di non seguire il metodo descritto da Calfo in questo articolo: Il cambio d’acqua in acquario marino; 10 esperti internazionali a confronto).

Spiegare la matematica per iscritto non è mai stato semplice ma spero di essere stato chiaro. Come già promesso arriverà un foglio excel per effettuare tutti questi calcoli alla fine della rubrica. Se qualcosa non vi è chiaro scrivete pure nei commenti o sul nostro forum e saremo felici di aiutarvi.