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.
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.
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.
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.
ciao io su 200 lt d acquario e 35d sump cambio 10lt a settimana
leggendo il tuo articolo mi sembra di capire che tu consigli cambi piu grossi e irregolari invece dei cambi periodici sico bene???
Ciao Luca,
per quanto riguarda gli inquinanti cambi più sostanziosi possono ridurre la quantità media, ciò non vuol dire che debbano essere irregolari, potresti ad esempio cambiare 20 litri ogni due settimane invece che 10 a settimana, oppure 40 litri ogni mese. Certo potresti invece anche non avere una regola e monitorare i valori e cambiare l’acqua solo quando serve (vedi ad esempio il metodo Triton).
C’è comunque da dire che più è grande la percentuale d’acqua cambiata più si possono avere sbalzi nei valori. Quindi bisogna fare maggiore attenzione alla salinità e alla temperatura dell’acqua, in quanto l’acqua nuova si diluisce meno con quella vecchia.
Per finire io ti direi di provare a fare dei cambi più grandi e rarefatti, poi vedi come va… Personalmente trovo che sia anche meno lavoro. Ma comunque non mi sento di dire che le conclusioni tratte dai calcoli siano legge assoluta. Penso che se conosci il tuo acquario una prova possa essere interessante.
Un saluto
Ciao Simone, perdonami ma non sono d’accordo col tuo ragionamento, o meglio col punto di partenza di questo perché vedendolo da un’altra prospettiva cambiano un po’ i risultati.
Discorso calcoli ok, la matematica è quella, il fatto però che tu li applichi partendo dal punto più svantaggiato della situazione semplicemente mi sembra poco realistico.
Mi spiego. Ribalto la situazione del tuo primo esempio, l’8-10ppm col cambio 20% mensile. Coi tuoi calcoli, con la metodologia del 20% mensile, sia partendo dai 10ppm che dagli 8 il risultato resta coerente con quanto esposto. Ipotizzando invece il cambio del 10% quindicinale ma partendo dalla situazione degli 8ppm che ritengo più aderente alla realtà acquariofila (semplicemente perché la totalità o quasi di noi si comporterebbe così, ossia partirebbe da una situazione più “sana” possibile, o semplicemente perché prendiamo ad esempio una metodologia adottata con la nascita della vasca in esempio, che quindi non arriverà mai, salvo errori, problemi ecc tanto sporadici da non fare media, ai valori più alti) i valori medi sono più bassi.
Infatti se calcoliamo l’aumento di 2 punti mensili, in 15 giorni avremo un solo punto in più, che riporteremo ad 8 col nostro cambio. Da qui ne viene fuori una media di inquinanti inferiore, pari a 8,5, contro i 9 del cambio mensile. Piccola nota… alla “mia” maniera in realtà il cambio deve esser fatto di poco più dell’11%, in quanto se fosse del 10 avremo 9-10%=8,1 che aumenterebbe ogni mese fino a stabilizzarsi poi al raggiungimento dei 10ppm, dove i calcoli tornerebbero al tuo caso… una sottigliezza, ma da considerare.
Per quanto mi riguarda opterei comunque per cambi minori/ravvicinati, se non altro per creare sbalzi minori di valori in acqua.
Un saluto
Ciao Fabrizio,
Grazie mille del commento, sono felice che qualcuno mi segua nei calcoli e nel ragionamento 😀
Sostanzialmente questi si basano su una vasca stabile con un numero di cambi infiniti, come hai notato anche tu. Naturalmente se noi partiamo da un valore di inquinanti più basso ci vorrà molto tempo prima di assestarci sui valori calcolati. Questo vuol dire che basterebbe un cambio aggiuntivo ogni tanto per tenere più bassa la media. Se infatti noi una volta cambiamo l’acqua già a 8ppm e non a 10ppm (ossia quello che proponi tu) dopo un cambio siamo solo a 8.1 (verissimo!), la cambio successivo ad 8.19 e dopo quattro cambi (ossia due mesi) 8.34. Ci vuole quindi molto tempo prima di avvicinarci nuovamente al 10 (che raggiungeremo matematicamente solo dopo infiniti cambi).
Quando però tu proponi un cambio dell’11% stai aumentando leggermente le quantità (cambi il 10% in più ad ogni cambio) e questo fa in modo che gli inquinanti massimi scenderebbero anche loro del 10%, quindi a 9. E questo fa tornare entrambi i calcoli, i miei ed i tuoi 😀 Quanta acqua cambiare è sempre una scelta, con l’11% che proponi tu abbassiamo la media da 9 ad 8.5, ed è correttissimo e forse ne vale anche la pena.
Per finire sugli sbalzi sono d’accordo con te (ne parlerò nella terza parte), anche se strumenti precisi possono farci avere salinità e temperature perfette. Pensa a Calfo che cambia tutta l’acqua nei suoi acquari ogni settimana… http://www.danireef.com/2016/02/05/cambio-acqua-acquario-marino-esperti-internazionali-confronto/2/