Conduttività e pressione osmotica: La qualità dell'acqua

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Marino Varetto
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Conduttività e pressione osmotica: La qualità dell'acqua

Messaggio da Marino Varetto » 9 gennaio 2018, 14:34

Conduttività e pressione osmotica: La qualità dell'acqua

Conduttività e pressione osmotica: La qualità dell'acqua. Molte persone (per primi coloro che tanto si spendono avversando i cambi periodici di acqua nelle proprie vasche, o diciamo meglio, che si prodigano nel consigliarlo in quelle degli altri) spingono e pontificano circa l’inutilità di effettuare periodicamente un certo cambio, di sostituire cioè una certa percentuale di acqua nella nostra vasca rinnovandola con della nuova, fresca e “leggera”, migliorando così la qualità chimica della nostra vasca. Tali soggetti sono in errore e forse non conoscono molto bene questo importante argomento.

Mi scuso a priori se questo scritto sarà o potrà sembrare difficile: in realtà è estremamente semplice e di facile comprensione. Basta seguire il ragionamento tecnico e fisico che si farà. Spero altresì di riuscire a restare in un campo chiaro e comprensibile a tutti, anche se ciò vorrà dire dilungarsi un po’.

acqua.jpg

Possiamo definire l’acqua uno dei solventi più potenti presenti sulla terra. Pensiamo a quanto viene sciolto più o meno facilmente al suo interno.


Di queste cose, diciamocelo, quasi non se ne parla, quasi fosse un tabù, eppure comprendere e conoscere queste cose, questi principi fisico – chimici, diventa estremamente importante in più occasioni, specie se si considera che alcuni decenni fa simili analisi erano riservate a soli pochi specialisti, visto il costo proibitivo di un conducimetro, mentre oggi con pochi euro è possibile dotarsi di un tale misuratore portatile di estrema efficacia.

Conduttività e pressione osmotica: le analisi chimiche della nostra acqua, o meglio, della nostra vasca, si limitano spesso ad identificare i valori base di pH, GH e KH, NO2‐ e NO3‐, ma di rado si prendono in considerazione i valori di conduttività e di conseguenza, quelli della pressione osmotica a cui sottoponiamo i nostri animali. In pratica il controllo della qualità della nostra acqua rimane incompleto. Qualche volta qualcuno riesce a misurare anche altri valori quali Fe, PO4, NH3 e così via, ma fateci caso quasi nessuno parla della conduttività. Se però vogliamo dedicarci seriamente all’allevamento di piante e soprattutto di pesci dovremmo fare obbligatoriamente attenzione e tener conto di questo valore.


Symphysodon aequifasciata haraldi.jpg

Symphysodon aequifasciata haraldi, in riproduzione, per anni la vera frontiera dell’appassionato aquariofilo



Credetemi, la cosa non è rivolta soltanto a pesci più o meno difficili: questa è semplicemente chimica e fisica. Dalla notte dei tempi in natura accade questo, è normale, ed oggi conosciamo qualche cosa di più. Ovvio che quanto scriverò, sarà in gran parte ad appannaggio di coloro i quali volessero dedicarsi seriamente alla riproduzione di certi pesci, ma conoscere queste cose non farà sicuramente del male a nessuno, anche perché qualsiasi essere acquatico vivente, vegetale o animale, deve comunque sottostare a queste regole. Non mi stancherò mai di dire ed affermare che troppo spesso insuccessi e fallimenti nella conduzione di una vasca o peggio nell’allevamento di certe specie sono interamente riconducibili a problemi che hanno a che vedere con la qualità dell’acqua fornita ai nostri amici.


Conoscere questi principi, questi fenomeni chimici, ci aiuterà dunque a migliorare, ed ad allevare in modo serio ed ottimale qualsiasi essere vivente.


La conduttività





Cerchiamo di spiegare la cosa in modo semplice. Se noi immergiamo nel nostro acquario due elettrodi, due semplici strisce di metallo legate a dei fili elettrici, ed attraverso questi fili trasmettiamo una debole corrente elettrica, l’acqua in cui saranno immersi questi elettrodi condurrà la corrente. Dalla quantità di particelle cariche di elettricità presenti nell’acqua dipenderà il valore di conduttività della nostra acqua. In pratica, si tratta delle sostanze minerali disciolte nell’acqua, dove parte di queste sostanze determineranno la durezza dell’acqua ed in parte saranno altri sali disciolti. Possiamo anche dire per estremizzare e spiegare meglio il concetto che l’acqua distillata di laboratorio, cioè con valore assoluto di conduttività a 0 μS, sia in pratica un isolante.


Symphysodon aequifasciata haraldi 03.jpg

La prima deposizione in vasca comune della mia ultima coppia allevata di Symphysodon aequifasciata haraldi


Misurare conducibilità, temperatura, pH e durezza dell’acqua nel nostro acquario ci darà il valore complessivo degli elettroliti presenti nella nostra acqua. Il contenuto di questi elettroliti determinerà ampiamente il valore “osmotico” della nostra acqua, qualità che non esagero nel definire basilare nei nostri acquari. Non dimentichiamoci l’importanza della qualità e del valore osmotico, dal punto di vista biologico, della nostra acqua. Normalmente i nostri pesci abbisognano di acqua povera di minerali e di conseguenza con una pressione osmotica minima. Ricordo che stiamo parlando di pesci di acqua dolce, mentre ovviamente per il marino è cosa diversa ma lo vedremo dopo.

Da moltissimi rilevamenti e studi effettuati nel tempo nei vari biotopi naturali del mondo, il comune denominatore è sempre quello di un’acqua estremamente povera di sali e, di conseguenza, con una conduttività molto limitata.

Ecco perché non serve praticamente a nulla anzi è sbagliato e controproducente utilizzare dell’acqua trattata con degli addolcitori. Questi apparecchi trattano e modificano soltanto i sali presenti nell’acqua ma non li eliminano. Quindi elimineranno sì il calcare, abbasseranno le durezze, ma il carico elettrolitico dell’acqua resterà sempre lo stesso.

Nei cambi regolari e periodici quindi se volessimo tenere sotto controllo la conduttività dovremo sempre utilizzare acqua distillata o meglio ancora proveniente da un impianto di osmosi inversa o acqua di RO come generalmente viene definita. Questa verrà poi corretta prima dell’impiego in acquario introducendo dei sali per ottenere i valori chimici ottimali che ci servono.

Ora dicevamo che i “nostri” pesci, vivono generalmente in acque molto povere di sali quindi con una conduttività estremamente bassa. Questo valore diventa molto importante soprattutto per la loro riproduzione. E’ in pratica il grande segreto del successo ottenuto dagli allevatori orientali con la riproduzione di quasi qualsiasi specie di pesci allevati.

Gli orientali, fortuna loro, dispongono di un’acqua estremamente tenera e molto povera di sali disciolti, non solo in rete, ma anche in quasi qualsiasi corso d’acqua, quindi acqua con una conduttività bassissima. In Europa, le cose non stanno così e gli appassionati e gli allevatori devono obbligatoriamente ricorrere all’acqua di RO.

In Oriente le temperature ambientali sono inoltre molto più ottimali rispetto a quelle europee e spesso riescono ad ottenere il valore che serve senza nemmeno utilizzare dei termo riscaldatori. Ecco spiegato perché un Discus europeo costa in media di più di uno allevato in Oriente.

Ma torniamo alla nostra conducibilità.

Si deve ringraziare un danese, tale J.J. Scheel, ed i suoi studi se sono stati analizzati questi contesti sotto il punto di vista della loro importanza per il mantenimento dei nostri acquari. A lui si devono le prime costruzioni di apparecchi per la misurazione di questo valore, apparecchi che decenni fa avevano un costo proibitivo per l’appassionato, ma che oggi con pochi euro si reperiscono facilmente in rete.

La conduttività dell’acqua si esprime in “micro – Siemens“, (micro S, oppure μS). Occorre dire e precisare che la temperatura concorre a modificare questo valore, quindi è indispensabile annotare ed indicare sia temperatura che il valore di conduttività misurata.

Normalmente in laboratorio l’acqua oggetto del test è ad una temperatura che oscilla tra i 18° ed i 20°, ma in natura spesso la stessa è maggiore. Per questo motivo è necessario indicare il valore esatto della temperatura. L’acqua più adatta all’allevamento ed alla riproduzione dei nostri pesciolini è quella che si pone tra i 25 ed i 150 μS, misurata ad una temperatura di 20°.

Per meglio comprendere le cose, possiamo dire che 1° di durezza temporanea (vi ricordo che è quella data dal bicarbonato) corrisponde all’incirca ad una conducibilità di 30 μS, mentre a 0.3 mg di sale da cucina corrispondono circa 10 μS. L’acqua distillata in media ha un valore di conduttività pari 0.2 – 4 μS.

Ma la cosa importante da comprendere è la relazione esistente tra la conduttività e la pressione osmotica dell’acqua.


conducimetro portatile.jpg

Un esempio di conducimetro portatile ad uso acquariofilo dal costo di pochi euro



Facciamo un esempio pratico giocando con i numeri.

Se per un certo pesce vogliamo avere un’acqua con una conduttività di circa 45 μS possiamo usare un’acqua con una durezza temporanea di 1.5°, oppure utilizzare dell’acqua distillata, tagliata con del sale da cucina, in ragione di 25 mg. In tutti e due i casi otteniamo quanto vogliamo in termini di conduttività, ma risulta difficile da attuare in una vasca di allevamento di una certa grandezza.

Ma la conduttività non è importante soltanto per l’allevatore.
Quanti di noi non hanno avuto esperienze negative semplicemente nel trasferire di un pesce da una vasca ad un’altra?
Valori classici a parte, un grosso ruolo viene giocato dalla conduttività. L’esperienza ci insegna che molti pesci sopportano meglio il passaggio o il trasferimento da un’acqua con una conducibilità minore ad un’altra con la stessa più alta, mentre al contrario, le cose sono difficilmente superabili dall’animale.


conducimetro portatile 02.jpg

Un comune conducimetro portatile



Ricordo che qualsiasi variazione dei valori della nostra acqua deve avvenire in modo progressivo e moderato nel tempo. Oggi misurare questo valore (che non temo affatto nel definire basilare) può essere fatto con apparecchi davvero economici. Non abbiamo quindi più scuse per non farlo. Ma perché è così importante conoscere la conduttività e di conseguenza, la pressione osmotica dell’acqua?

La pressione osmotica dell’acqua





Sarebbe davvero facile rispondere dicendo che questa è la condizione in cui vive in natura la maggior parte dei pesci che alleviamo nei nostri acquari. Di conseguenza se vogliamo mantenerli bene dobbiamo nel bene o nel male adeguarci alle caratteristiche dei luoghi naturali di origine, ma non credo che possa bastare. E’ proprio in questo contesto però che riusciamo e dobbiamo vedere e cercare di capire l’importanza che le condizioni osmotiche della nostra acqua hanno sui nostri pesci. Capiamo quindi cosa sia l’osmosi nell’acqua.

Se leggiamo un dizionario o una enciclopedia, alla voce “osmosi” possiamo trovare le seguenti definizioni: penetrazione di fluidi attraverso una membrana.
La pressione osmotica è la tendenza di una soluzione a diminuire la concentrazione della soluzione passando attraverso ad una membrana facendo uso di un solvente.
Date due soluzioni di concentrazione diversa separate da un setto poroso è la tendenza della soluzione più diluita a passare in quella più concentrata.


Lo so, lo capisco, c’è da farsi venire il mal di testa, ma proviamo a rendere le cose ancora più facili prendendo ad esempio proprio qualcosa di inerente all’acquariofilia, come un tentativo di deposizione.


schema osmosi.jpg

Schema del processo di osmosi



Le uova e gli spermatozoi sono composti da cellule avvolte in una membrana molto sottile. All’interno di queste cellule tra i corpi albuminosi troviamo molta acqua che contiene comunque dei sali minerali disciolti. L’acqua inoltre non è pura, ma contiene oltre a gas anche molti minerali. Di conseguenza all’interno del nostro uovo è presente una certa concentrazione di sali minerali o per meglio dire è presente una certa pressione osmotica. Ora cosa capita se questa concentrazione di sali (quindi di conduttività) presente nell’uovo è minore di quella presente nell’acqua dell’acquario?

La soluzione più diluita (acqua esterna in questo caso) verrà assorbita dall’uovo che si gonfierà e la sua massa interna verrà modificata. Stesso discorso, anche se inverso, a condizioni invertite. In questo caso però l’uovo cederà all’ambiente circostante (l’acqua) parte del suo essere.

Cos'è importante conoscere in acquariofilia...

In generale la concentrazione della soluzione salina all’interno delle uova e negli spermatozoi dei pesci è molto bassa. Se queste uova vengono deposte in un ambiente dove l’acqua presenta una concentrazione salina più alta, alle cellule dell’uovo verrà sottratta acqua e quindi il risultato sarà la completa e totale atrofizzazione dello stesso. Nel caso in cui invece l’acqua dovesse presentarsi con un valore osmotico inferiore a quello delle nostre uova queste si gonfieranno sino ad arrivare anche ad esplodere facendo morire di conseguenza uova e spermatozoi. Cosa dobbiamo quindi fare per cercare di essere tranquilli e fare sì che le cose vadano nel verso giusto?

Dobbiamo cercare di avere l’acqua dell’acquario con valori di conduttività molto simili a quelli delle uova e di conseguenza di quelli dei luoghi d’origine dei nostri amici. Tutto quanto abbiamo sin qui detto sperando di non avervi annoiato ovviamente incide non solo sulle riproduzioni, ma soprattutto sulla vita degli stessi esseri viventi che alleviamo in vasca. Far vivere ed allevare dei pesci tropicali in acque che presentino un valore di conduttività superiore ai 300 – 400 μS è un’inutile forma di virtuosismo fine a se stesso. Non è una cosa naturale e sicuramente non mancherà di provocare stress e seri problemi ai nostri pesci.

Per tentare la riproduzione dei nostri beniamini si dovrà invece cercare di abbassare ulteriormente il valore della conduttività, cercando di avvicinarsi al massimo alle condizioni dell’acqua naturale, quindi, portando il valore su un range che vada dai 50 μS ad un massimo di 150 μS, a seconda delle specie che intendiamo riprodurre. Vi ricordo che lo scopo dell’acquariofilia non è quello di far semplicemente “sopravvivere” i nostri animali ma di vederli invece crescere e magari tentare di riprodursi spontaneamente, cercando, se possibile, di farli “vivere” anche per periodi più lunghi di quelli naturali.

Timidi dondolamenti anomali dei pesci potrebbero essere indice di problemi con la pressione osmotica così come in caso di uova che aumentano di volume nel corso di poche ore o alla peggio che si disgregano o spariscono nel nulla il problema sarebbe il medesimo. Dobbiamo perciò osservare per quanto possibile che la regola di avere un acqua tenera e povera di sali minerali sia la condizione migliore per allevare i nostri amici. Per abbassare la pressione osmotica in acquario l’unica via è quella di effettuare dei regolari cambi d’acqua. Dobbiamo quindi aggiungere acqua estremamente povera di minerali quindi acqua distillata o acqua di RO.

Attenzione: tutto quanto detto sin qui non è importante soltanto per quanto riguarda gli acquari d’acqua dolce, ma ha una notevole importanza anche per gli acquari di acqua salata. La differenza però sta nel fatto che, essendo la pressione osmotica e la conduttività strettamente correlate tra loro, senza tanto impazzire possiamo affermare che se la quantità di sale è corretta questa produce anche di conseguenza la corretta pressione osmotica.

Infatti non a caso anemoni o altri celenterati o alghe simbionti quali le zooxantelle subiscono gravi danni arrivando sino alla morte anche in seguito a esigue variazioni di salinità.


Conduttività e pressione osmotica: Considerazioni finali





Abbiamo quindi visto l’importanza che la determinazione ed il controllo di questo valore assumono nella gestione e nel corretto mantenimento di un acquario popolato da essere viventi, animali o vegetali che siano. Tutto quanto sin qui detto si può riassumere e condensare in poche parole ed ovviare con una semplice azione.

Symphysodon aequifasciata haraldi 01.jpg

Il mio Boss e la sua Principessa portano avanti le cure parentali alla loro covata


I cambi periodici di acqua.





Mancare a questa regola, che vuole che in un acquario siano fatti dei costanti e regolari piccoli cambi d’acqua non fa che aumentare nella vasca stessa la conduttività dell’acqua con tutti i problemi che ne conseguono e che abbiamo descritto. Se vogliamo è una piccola fatica, quasi una seccatura, ma fondamentale per i nostri amici acquatici. Chi si dedica soltanto all’allevamento potrà essere un po’ più morbido, ma senza esagerare, nell’adempiere a questa operazione, indispensabile invece, per chi vuole ottenere delle riproduzioni complete e portarle a buon fine.

schema osmosi inversa.jpg


Schema del processo di Osmosi inversa


Piccolo glossario degli argomenti:





Conduttività ionica: da Wikipedia:

La conduttività ionica (o conduttanza specifica ionica), simbolo γ, rappresenta la funzione inversa della resistività riferita ad un conduttore di seconda specie, quale una soluzione. è la conduttanza riferita ad 1 cm3 di soluzione. Le unità di misura comunemente utilizzate sono il μS/cm o il μS/cm.

Pressione osmotica: da Wikipedia:

La pressione osmotica è una proprietà collegativa associata alle soluzioni. Quando due soluzioni con lo stesso solvente, ma a concentrazioni diverse di soluto, sono separate da una membrana semipermeabile (cioè che lascia passare le molecole di solvente ma non quelle di soluto), le molecole di solvente si spostano dalla soluzione con minore concentrazione di soluto (quindi maggiore concentrazione di solvente) alla soluzione con maggiore concentrazione di soluto (quindi minore concentrazione di solvente), in modo da uguagliare (o meglio, rendere vicine) le concentrazioni delle due soluzioni. La pressione che occorre applicare alla soluzione affinchè il passaggio del solvente non avvenga è detta appunto “pressione osmotica”.

L’importanza della pressione osmotica e dell’osmosi inversa per gli esseri viventi: da Wikipedia:
La pressione osmotica dei liquidi cellulari e intercellulari svolge un ruolo molto importante per gli esseri viventi, e il suo valore, come quello di altre costanti chimico‐fisiche relative all’ambiente interno degli organismi, non può variare oltre certi limiti senza compromettere la funzionalità e la sopravvivenza stessa delle cellule (vedi omeostasi).

La pressione osmotica determina la concentrazione delle proteine plasmatiche.

Il meccanismo dell’osmosi inversa è presente anche in natura, per esempio nella Pompa sodio‐potassio, che regola la concentrazione degli ioni sodio e potassio all’interno delle cellule.

Acqua distillata: da Wikipedia:

L’acqua distillata è un’acqua priva di sali minerali e gas disciolti che si ottiene tramite distillazione.

Osmosi inversa: da Wikipedia:

L’osmosi inversa (abbreviazione: RO, dall’inglese Reverse Osmosis), detta anche iperfiltrazione (abbreviazione: IF), è il processo in cui si forza il passaggio delle molecole di solvente dalla soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata ottenuto applicando alla soluzione più concentrata una pressione maggiore della pressione osmotica. In pratica, l’osmosi inversa viene realizzata con una membrana che trattiene il soluto da una parte impedendone il passaggio e permette di ricavare il solvente puro dall’altra. Questo fenomeno non è spontaneo e richiede il compimento di un lavoro meccanico pari a quello necessario per annullare l’effetto della pressione osmotica.



Note dell’Autore:

Questo articolo è stato da me pubblicato per la prima volta sul Forum acquariodolce.it poi diventato Microcosmo acquari tra gli anni 2013 ed il 2015.

La versione che avete letto è la stessa completa in tutte le sue parti integrata ed adeguata ad oggi, e da me pubblicata oggi su Acquariodolce.it



©Copyright 2017 Autore Marino Varetto - 09 Maggio 2017 - ©Copyright 2017 Acquariodolce.it

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Bibliografia e ringraziamenti dell'Autore:

- Il web tutto
- Wikipedia enciclopedia libera
- Rivista Aquarium , ed. Primaris
- Rivista Acquarium oggi, ed. Aquaristica
- La mia Biblioteca personale




“Sic Parvis Magna” “ Dalle cose piccole nascono le grandi”

“Non si deve perdere tempo pre dire quello che si è… Ma dimostrare invece, quello di cui si è capaci di fare”
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