La tecnologia in acquario – Technology applied to aquarium

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Avere un acquario significa anche dover interagire con esso.

L’interazione è possibile manualmente o tecnologicamente. La cosa più semplice che mi viene in mente è ad esempio l’uso di un timer per regolare l’accensione e lo spegnimento delle luci, intervallo comunemente chiamato fotoperiodo.

Da questo discende che l’automazione in acquario può avere molti risvolti diversi, può essere semplice o molto complessa, a seconda della disponibilità e soprattutto della creatività di ciascuno di noi, ed è influenzata anche dal tipo di acquario che ognuno di noi possiede. Tipicamente un acquario marino è più complesso e necessita di più controlli che un acquario di acqua dolce, e quindi è più soggetto ad un uso spinto della tecnologia.

In questo articolo vorrei esplorare alcuni accessori che possono aiutarci nella gestione di un acquario, da quelli semplici e basilari fino ad arrivare ad architetture complesse e molto costose.

Il timer, che sia elettrico o meccanico, è la prima cosa che ci viene in mente nell’automazione in acquario. E’ oggi impensabile avere un acquario e dover accendere e spegnere le luci manualmente ogni giorno. L’utilizzo di timer viene incontro ai nostri problemi e ci consente di automatizzare questo aspetto utilizzandone un numero tale da coprire tutte le esigenze. Si possono impiegare timer manuali singoli, timer elettrici da inserire all’interno di un quadro elettrico, un plc che oltre alla gestione centralizzata dei timer può consentire di fare anche altre cose fino ad arrivare all’utilizzo di un computer per acquari.

Purtroppo un timer elettromeccanico non fa nulla di più che accendere le utenze ad una data ora. Ma sono molte le cose che non riesce a fare. Non cambia ora automaticamente all’avvento dell’ora legale (o solare) e se sono presenti tanti timer è necessario agire su ognuno singolarmente per regolare l’orario. Non esistono due timer che facciano la stessa ora. Se va via la corrente è necessario risistemare ogni singolo timer per evitare sfasamenti in avanti dell’orario. Infine non è possibile, in genere, utilizzarlo per brevi periodi come un minuto o meno.

Ovviamente le cose migliorano con i timer digitali, ma si ottiene il massimo dell’integrazione con un PLC o con un computer per acquari.

In un qualsiasi acquario uno dei problemi maggiori è costituito dall’evaporazione dell’acqua, ma se per un acquario di acqua dolce è possibile, anche se non auspicabile, aspettare l’intervento manuale di qualcuno per il ripristino, in un acquario d’acqua salata l’evaporazione dell’acqua comporta una variazione della salinità, parametro chimico fisico fondamentale per il benessere e la sopravvivenza dei suoi abitanti. Normalmente si ovvia al problema con un recipiente di diversi litri riempito con acqua di osmosi e con un osmocontroller, che altro non è che un dispositivo formato da un galleggiante, presente nella sump o nell’acquario principale, che attiva una piccola pompetta che si occupa del ripristino del livello.

Un altro controllo fondamentale in acquario è quello relativo alla temperatura, poiché è normale per un acquario marino di barriera avere una potenza illuminante fra 400 ed 800 watt per una vasca da circa 300 litri. Per riscaldare l’acquario si usa un termoriscaldatore che attraverso un accoppiamento meccanico fra due lamelle ne controlla l’accensione o lo spegnimento, garantendo un differenziale di un paio di gradi. In acqua marina le cose si complicano perché oltre a dover riscaldare la vasca, è anche necessario raffreddarla: a questo scopo si usa in genere un refrigeratore che analogamente ad un impianto di aria condizionata raffredda l’acqua mediante il passaggio forzato all’interno di una serpentina in titanio (per evitarne la corrosione). Poter gestire insieme le due cose, magari tramite una sonda di temperatura di precisione, costituirebbe un ottimo passo in avanti per la semplicità e per l’affidabilità del sistema, senza rischiare che i due sistemi di riscaldamento e di raffreddamento si accendano contemporaneamente per le tolleranze del sistema, in quanto gli sbalzi termici devono essere tendenzialmente eliminati.

Altro esempio di controllo è quello della simulazione delle correnti marine. Nei sistemi più complessi si arriva a variare la potenza disponibile per simulare sia l’alternarsi delle maree che l’alternarsi del moto ondoso, fino ad arrivare ad una definizione di cicli casuali per tentare di imitare al massimo la natura e cercare quindi di fornire all’acquario una corrente turbolenta e non laminare. A questo si aggiungono poi i controlli sulla quiete notturna e sul conseguente abbassamento della potenza delle pompe.

Per ultimo ricordo la gestione dell’illuminazione. A partire da un singolo timer che si occupa di accendere e spegnere le luci nel medesimo istante, si può arrivare a controlli complessi che permettono accensioni separate delle varie lampade presenti, alla simulazione di albe e tramonti nonché del passaggio delle nuvole tramite la dimmerazione delle lampade, che siano esse neon T5 oppure lampade HQi. Nella gestione delle luci rientra anche la gestione di una lampada lunare, spesso costituita da uno o più led luminosi che varia di intensità a seconda della simulazione delle fasi lunari.

Vediamo quali dispositivi è possibile acquistare per le varie problematiche e come ovviare, dove possibile con soluzioni fai da te

IL RIPRISTINO DEL LIVELLO DELL’ACQUA

Elos Osmocontroller II
www.eloseurope.com

Elos ha in catalogo un osmocontroller composto da una pompetta in bassa tensione a 12 volt, da un galleggiante e da un sistema di sicurezza. La scelta dei 12 volt nasce per cercare di limitare la pericolosità delle correnti in acquario. La logica di controllo del sistema di sicurezza si occupa di attivare una serie di suoni di allarme e di disattivare la pompa nel caso in cui il ripristino dell’acqua non sia avvenuto entro un tempo predeterminato, molto comodo nel caso di ostruzione di un tubo per evitare di continuare a versare acqua sul pavimento, oppure nel caso la vasca di rabbocco sia vuota e quindi si evita la rottura della pompa per un uso prolungato senza carico.

Tunze osmolator universal 3155
www.tunze.com

Anche Tunze ha in catalogo una soluzione raffinata per il ripristino dell’acqua evaporata, la pompa è sempre da 11V per una maggior sicurezza, ed è compreso il consueto controllo sul tempo del rabbocco. La sua particolarità consiste nel sensore ottico per il rabbocco dell’acqua invece che meccanico e la presenza di un sensore indipendente che controlla che non vi sia traboccamento dalla vasca.Soluzioni alternative artigianali

Una soluzione economica adottata da molti ma che fa a meno di tutti i controlli è quella di interporre un interruttore galleggiante fra la pompa di ripristino e la corrente, in modo che al calare del livello si chiuda il circuito e la pompa inizia a mandare acqua in vasca. Unica controindicazione, oltre alla già citata mancanza di controlli, è il fatto che la pompa funziona a 220 volt.
Potete leggere alcuni articoli sul fai da te qua:
Guida alla costruzione artigianale di un osmoregolatore
Guida alla costruzione artigianale di un osmoregolatore con microswitch

Suggerimento: tenete sempre pulito il galleggiante se volete che la soluzione funzioni a lungo senza intoppi, soprattutto nelle soluzioni artigianali.

IL MOVIMENTO DELL’ACQUA

Multicontroller Tunze 7095
www.tunze.com

Il multicontroller di Tunze è studiato per funzionare assieme alle pompe elettroniche della stessa casa e consente di simulare le correnti marine in acquario, variandone il flusso delle pompe in maniera continua da un minimo del 30% ad un massimo del 100% della loro potenza, facendole funzionare accoppiate, singolarmente o a gruppi. Può gestire fino ad 8 pompe tramite l’acquisto di un connettore a parte ed ha il comodo tasto food che ferma le pompe per circa 7 minuti per dar modo di somministrare il cibo, durante la pausa la girante delle pompe compie un giro ogni 30 secondi per evitare che i pesci o altri animali si inseriscano all’interno della pompa. Lo stesso controllo, chiamato fish care, si ha anche nel caso in cui tramite multicontroller si decida di far funzionare le pompe in maniera alternata, la pompa spenta compierà sempre un giro ogni 30 secondi. Il multicontroller contiene anche un piccolo led bianco per simulare la luce notturna con simulazione delle fasi lunari tramite variazione della sua luminosità, ed una fotocellula che appena rileva una sensibile riduzione della luminosità abbassa la potenza delle pompe simulando la calma notturna secondo un programma impostabile.

Koralia Wavemaker 2
www.hydor.it

La risposta a Tunze proviene dall’italiana Hydor che ha in catalogo il controller Wawemaker 2 che funziona in maniera simile al multicontroller 7095, funziona ovviamente solo con le proprie pompe Koralia elettroniche da 12V e ne permette il controllo in maniera sincrona o alternata, con funzione food, nottura od automatica.LA LUCE

ACLS di Sfiligoi
www.sfiligoi.it

L’ACLS di Sfiligoi, acronimo di Advanced Control Lighting System è l’unico dispositivo che riesce a riprodurre l’effetto alba tramonto tramite lampadine HQi (a ioduri metallici) comunemente usate per l’illuminazione di un acquario di barriera, controllandone la luminosità da un minimo dello 0% ad un massimo del 100%. E’ inoltre possibile simulare la luminosità di un dato biotopo, accorciando o allungando le giornate e variandone l’intensità massima a seconda della simulazione scelta. Tramite il display si possono regolare le funzioni della durata del fotoperiodo e della durata sia della fase dell’alba che della fase del tramonto, la durata e l’intensità delle giornate nuvolose, la scelta della luminosità in base alle coordinate di latitudine e longitudine del biotopo prescelto, fino ad arrivare alla gestione delle fasi lunari. L’ACLS funziona solo accoppiato a plafoniere Sfiligoi.Alternative

Non esistono oggi, che io sappia, alternative credibili per la dimmerazione di lampadine HQi, mentre è possibile acquistare plafoniere con neon T5 dimmerabili che a seconda del produttore possono o meno avere qualche controllo evoluto. Eventualmente con il fai da te è possibile montare un ballast dimmerabile per ogni ballast non dimmerabile di una plafoniera con i neon.
Funzionamento dimmer per alba e tramonto

GESTIONE DELLE EMERGENZE

Altro punto critico nella gestione di un acquario, e spesso sottovalutato, è quello della gestione di una interruzione sulla linea elettrica.

La mancanza di energia elettrica principalmente fa crollare il pH dell’acquario, oltre che la temperatura, e questo può portare alla morte per anossia di pesci e coralli. Ovviamente in un acquario fortemente popolato questo è più problematico ma il problema persiste anche in acquari di acqua dolce o marini di soli pesci, cambia solo che si ha una maggior autonomia in caso di black out per poter intervenire. In un acquario di barriera molto popolato invece il tempo di crisi è spesso attorno alle 2 ore. Per ovviare al problema è quindi possibile utilizzare un areatore a batteria oppure un gruppo di continuità.

Io personalmente ho ovviato acquistando un UPS come potete leggere qua: l’UPS in acquario dove racconto come ho collegato la mia pompa di risalita, una eheim 1250, all’UPS APC RS 800VA ottenendo quasi 6 ore di autonomia. Esistono però anche soluzioni di UPS creati appositamente per funzionare in acquario, molto più potenti e versatili:

Limulus AS091 Inverter DC/AC
www.limulus.it

Limulus propone sul mercato l’AS091 che è un inverter DC/AC e che serve per convertire la corrente continua di una batteria a 12V in corrente alternata a 220V e 50Hz, studiato quindi per intervenire in mancanza di energia elettrica. Gestisce al massimo una potenza di 300w e la forma d’onda d’uscita, collegato ad una batteria da 12V fornisce energia a 220V 50Hz per una potenza massima di 300W, la forma d’onda d’uscita è sinusoidale ricostruita.
La potenza è dimensionata per gestire l’emergenza con pompe ed areatori.L’autonomia dipende dalla capacità della batteria che vi viene collegata (non compresa) e dal carico applicato, dimensionando questi due parametri si può arrivare ad una autonomia di molte ore.

Io consiglio di collegarci la sola pompa di risalita o opzionalmente una pompa di risalita, per ottenere il massimo con il minimo carico.

All’interno dell’inverter è stato integrato un caricabatterie idoneo al funzionamento continuo per mantenere sempre cariche batterie di elevata capacità, un apposito circuito di protezione impedisce la totale scarica della batteria.

Oceanlife Aquarium UPS Zeus
www.oceanlife.it

La proposta di Oceanlife è Zeus, il primo UPS ad onda sinusoidale brevettato per acquari. E’ ideale per proteggere l’equipaggiamento collegato e sottoposto a mancanza di alimentazione di rete, grazie alla generazione di una perfetta onda sinusoidale. E questo è garanzia di alimentazione senza problemi anche per le apparecchiature più sensibili, quali pompe elettroniche, pompe sincrone, computer per acquari.Zeus è dimensionato per carichi fino a 400W per tutta la durata del blackout, qualunque sia la capacità delle batterie utilizzate. Gestito in digitale ha un tempo di ricarica minimo, con corrente fino a 15A, così da essere sempre pronto in caso di necessità.

Una curiosa particolarità di Zeus è il display a LED che indica lo stato del gruppo, il suo normale funzionamento, il funzionamento in modo batteria, i sovraccarichi e gli eventuali guasti. E’ protetto contro i sovraccarichi, i corto circuiti, le sovratensioni, il surriscaldamento.
E’ anche possibile utilizzarlo congiuntamente ad un gruppo elettrogeno.
Le batterie sono alloggiate separatamente e sono sostituibili dall’utente con qualsiasi altro tipo di batterie sigillate in commercio, purchè si rispetti la tensione di ingresso di 24V.

Infine diverse soluzioni fai da te:

Areatore di emergenza

Areatore di emergenza

Sistema backup per vasche di grandi dimensioni

SOLUZIONI AVANZATE

Esistono degli strumenti che ci consentono il controllo di più funzioni in un unico oggetto e che possono essere acquistati per particolari compiti come la gestione di un impianto di osmosi, piuttosto che per il controllo delle vasche o per la gestione della CO2, sia essa libera per la fertilizzazione in acquari di acqua dolce, sia essa in un reattore di calcio per un acquario marino.

Aquarium multitester
www.aquatronica.com

L’Aquarium multitester di Aquatronica è un dispositivo che tramite due connessioni riesce a misurare temperatura, pH, potenziale redox, densità marina, conducibilità, livello ed allagamento a seconda della coppia di sonde che gli si collega attraverso le stesse interfacce in uso nell’Aquarium Controller. In questo modo è possibile monitorare i valori in maniera precisa e soprattutto è possibile trasferirlo ed usarlo su più acquari. Da poco è anche possibile equipaggiarlo con una doppia presa di corrente (easy plug) per alimentare fino a due utenze attivabili anche tramite un controllo eseguito dalla sonde presenti.

A me piace particolarmente l’idea di poter partire con un piccolo oggetto per poter passare in un futuro all’aquarium controller potendo “riciclare” le varie sonde acquistate, e tenere quindi l’aquarium multitester per verifiche al volo magari nell’acqua prodotta dal proprio impianto di osmosi.

Aquameter di Limulus
www.limulus.it

L’Aquameter di Limulus è uno strumento compatto dalle molteplici funzionalità. In poco spazio racchiude una unità di controllo, una sonda di temperatura in vetro, una sonda pH e due prese a 220V. In questo modo è possibile misurare temperatura e pH, e gestire le due prese fornite in molteplici modi. Per controllare un refrigeratore ed un termoriscaldatore in maniera precisa, per gestire un reattore di calcio o la co2 in un acquario di acqua dolce, o ancora solo per monitorare il pH in vasca. E’ un peccato che non sia espandibile, anche se già da solo consente un discreto controllo di un piccolo acquario.

I COMPUTER PER ACQUARI

In Italia esistono almeno tre ditte che si occupano dell’automazione in acquario in maniera seria ed estesa, proponendo tre soluzioni complete, tecnologiche ed assolutamente performanti.

I tre sistemi sono Aquarium Controller di Aquatronica, Aquasmart di Limulus e Biotopus II di Elos.

Si differenziano per la logica di funzionamento, per gli accessori disponibili e per il livello di finiture. Con tutti è possibile controllare il proprio acquario anche a distanza e consentono una automazione completa di tutti gli aspetti elettrici e chimico-fisici. Acquistando un prodotto simile si evita di dover demandare ad altro equipaggiamento, come quello visto in precedenza, il controllo di parte del sistema. La centralizzazione del comando consente una notevole sinergia e la possibilità di interagire con un’unica interfaccia per comandare l’intero comparto tecnico, anche a distanza tramite i moduli accessori di collegamento come GSM, ethernet e bluetooth.

AQUARIUM CONTROLLER DI AQUATRONICA
www.aquatronica.com

Il kit base dell’Aquarium Controller è composto dal modulo base, ovverossia il computer ad interfaccia grafica a cristalli liquidi, da una unità di potenza ad 8 prese (in genere 4 di tipo shuko, prese tedesche, e 4 di tipo italiano) e dal sensore di temperatura. Il costo del sistema così composto è di 500 euro.

Già con questo piccolo sistema è possibile gestire le 8 utenze collegate in maniera indipendente, sia tramite temporizzazioni avanzate che tramite controlli sui valori di temperatura rilevati dalla sonda: si può infatti accendere il termoriscaldatore sotto un certo valore ed accendere il refrigeratore sopra un altro valore. Il sistema è poi fortemente espandibile tramite sensori galleggianti per gestire il rabbocco automatico oltre che per monitorare i livelli nelle varie vasche tramite le sonde chimico fisiche che misurano il pH, il potenziale redox, la conducibilità e la densità in vasca. Recentemente è stato aggiunto anche il modulo GSM che permette di attivare una serie di allarmi in concomitanza di condizioni lette dalle sonde o di mancanza di energia, che ci vengono inviati sotto forma di SMS, modulo che ritengo assolutamente fondamentale e da aggiungere come prima espansione al sistema base.

Sono poi disponibili moduli con pompe dosimetriche per poter somministrare in acquario integratori in piccole quantità in maniera estremamente precisa, un modulo ethernet per il collegamento ad una rete locale o ad un access point per la connessione ad internet, ed un sensore di allagamento.

È l’unico computer fra quelli elencati che può gestire anche più acquari diversi sempre tramite lo stesso sistema, gestendo singolarmente ogni singola presa di ogni singola vasca. La particolarità di questo sistema è sicuramente la sua grande semplicità.

Se siete interessati potete approfondire la conoscenza del sistema leggendo i seguenti due articoli:
L’Aquarium Controller di Aquatronica
L’Aquarium Controller di Aquatronica parte II

AQUASMART DI LIMULUS
www.limulus.it

Aquasmart è un’altra soluzione per la gestione elettronica dell’acquario, con la particolarità che può essere montato sia stand-alone sia in un quadro elettrico dedicato ed anche il display esiste sia ad incasso che a libera installazione. Il costo per un sistema composto dal modulo base, il sensore di temperatura ed una unità di potenza con 8 prese italiane è di 696,41 euro. A differenza di Aquatronica per sfruttare a pieno le possibilità di questo sistema è necessario doverlo collegare al computer. A seconda del tipo di installazione scelta possono variare i costi del sistema, mentre i moduli aggiuntivi possono essere installati in ognuna delle due soluzioni.

Interfacce e sonde comprendono i controlli per pH, potenziale redox, conducibilità, densità e temperatura ma non sono sommergibili, si possono però acquistare anche sonde di altissima qualità ricaricabili in vetro. Oltre alla funzione di timer ci sono una moltitudine di moduli di espansione che annoverano funzioni classiche come il controllo dei livelli, la gestione delle luci tramite dimmerazione dei T5 e la simulazione delle fasi lunari tramite led ultraluminoso. I controlli complessi invece includono la simulazione del moto ondoso migliorando quanto possibile il multi controller tunze citato in precedenza, sia attraverso pompe Tunze elettroniche (tramite modulo Tunze) che attraverso un modulo inverter per pompe non elettroniche e non predisposte. E si arriva infine alla gestione a distanza tramite modulo GSM o modulo ethernet, fino alla condivisione internet collegando il modulo ethernet ad un access point.

La forza del sistema è proprio la disponibilità di così tanti moduli diversi.

Se siete interessati potete approfondire la conoscenza del sistema leggendo il seguente articolo:
L’Aquasmart di Limulus

BIOTOPUS II DI ELOS
www.eloseurope.com

Il Biotopus II è il multicontroller pensato da Elos per l’automazione in acquario. E’ un sistema aperto che può essere usato anche per la domotica domestica, infatti oltre alle usuali operazioni di monitoraggio e controllo di pH, temperatura, potenziale redox, conducibilità, salinità, gestione dei livelli e gestione di termoriscaldatori e refrigeratori, illuminazione fissa, dimmerabile e lunare, pompe di movimento e pompe dosometriche il Biotopus II è predisposto per gestire fino a 10 utenze domestiche ad esso collegate e comandabili a distanza tramite un cellulare GSM, o tramite il modulo bluetooth.

Oltre a tutto questo, e come il nome lascia intuire, il Biotopus II è ancora di più. Nella sua memoria sono residenti le informazioni sulle condizioni naturali di moltissimi biotopi mondiali, tanto che tramite esso è possibile ricreare condizioni simili nel proprio acquario in base al biotopo scelto. Il biotopo è l’insieme delle caratteristiche chimico fisiche di un ambiente ben definito, come può essere il lago tanganica in africa piuttosto che un reef a Marsa Alam nel Mar Rosso.

Altri controlli includono una sonda di luminosità per monitorare il grado di consumo del proprio sistema illuminante e programmare quindi con attenzione la sostituzione delle lampade, un modulo fotometrico per la misurazione dell’inquinamento dell’acqua tramite l’analisi di nitriti, nitrati e fosfati ed un modulo che gestisce la mancanza di alimentazione in acquario e tramite una batteria ed una pompa, fornita in dotazione al modulo, mantiene l’acquario vivo anche in assenza di energia elettrica, in analogia ai già visti sistemi Limulus ed Ocean Life.

A differenza degli altri sistemi non ha bisogno di interfacce per collegare le sonde e diversi accessori al sistema ma li gestisce in maniera nativa, permettendo quindi anche un controllo sul movimento dell’acqua con le già citate pompe Tunze elettroniche, in analogia al multicontroller 7095 ma senza dover acquistare moduli esterni, semplicemente collegando le pompe al controller, in questo modo è anche possibile dimmerare direttamente le luci, posto che gli accenditori nell’impianto di illuminazione siano del tipo dimmerabile. L’unico vincolo è ovviamente il numero massimo di connettori disponibili.

La cura, il design, la varietà dei moduli e la possibilità di collegarci molti accessori senza interface, portano però il prezzo del modulo base a 1.622 euro che comprende l’unità centrale, la sonda temperatura e l’unità di potenza da 6 prese.

I PLC

Una alternativa ai computer potrebbero essere i PLC. Virtualmente hanno una espandibilità infinita, solo che non essendo predisposti all’uso in acquario è necessario “costruirsi” il programma in casa tramite i software forniti in dotazione, e se è vero che è abbastanza semplice gestire la gestione dell’accensione delle varie utenze, arrivare a gestire le sonde analogiche, come temperatura, pH od altro comincia ad essere complicato.

Se volete approfondire l’argomento trovate due interessanti articoli qua:

L’automazione in acquario
L’automazione in acquario parte seconda

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