Il controllo del pH e’ una attivita’ sempre della massima importanza in un acquario.

Indipendentemente dal fatto che questo sia destinato all’allevamento di pesci o alla coltivazione di piante.

Per gli organismi animali infatti il pH riveste una importanza fondamentale per il corretto verificarsi delle reazioni chimiche necessarie ai processi vitali delle specie allevate.

Per le piante e’ fondamentale, non solo per i processi di assorbimento degli elementi nutritivi, ma anche per mantenere/garantire la disponibilita’ in acqua degli stessi.
Questo e’ particolarmente vero riguardo ai microelementi chelati.
Principalmente Ferro e Manganese.

I microelementi chelati infatti hanno un propria stabilita’ al variare del pH ed, in particolare, superare il pH massimo tollerabile dal singolo composto causa la destabilizzazione del composto con il rilascio dello ione chelato da parte del chelante.

Cosi’ ad esempio capita che, se un chelato di Ferro (es. Ferro EDTA) viene immesso in acqua con un pH superiore alla sua soglia di stabilita’ massima (circa pH=6,5), il chelante comincia a rilasciare il Ferro.
Una volta libero in acqua, questo Ferro precipita verso il fondo sottoforma di Ossi-Idrossidi, diventando indisponibile in acqua.

Ecco quindi che in un acquario bisogna comprendere al meglio quali siano gli intervalli di pH in cui muoversi/mantenersi e come controllarli.

Controllo del pH in un acquario di piante

Quando si mantiene un acquario di piante, per effettuare un buon controllo del pH, bisogna partire da alcune considerazioni.

In un acquario di piante la regolazione del pH deve essere affidata alla erogazione di CO2.
A riguardo e’ allora fondamentale notare come in un acquario di piante ci siano dei cicli circadiani (giorno-notte) del pH molto accentuati.
Che variano in funzione di come viene erogata la CO2 in vasca.

A riguardo possono verificarsi tre casi:

1) Erogazione della CO2 tramite pH controller; ovvero tramite elettrovalvola comandata da pHmetro.
Relativamente al controllo del pH, questa e’ la situazione migliore.
Il pHmetro misura in continua il pH ed apre e chiude l’elettrovalvola che eroga la CO2 in vasca.
Aprendola quando il pH sale sopra il set-point e chiudendola quando il pH scende sotto.
Cosi’ facendo il pH si mantiene costantemente in un intorno del valore desiderato ed impostato come set-point e non subisce pericolose variazioni.

In questo caso le uniche accortezze sono le seguenti:

• Mantenere ben tarata la sonda di pH per essere sicuri che misuri correttamente

• Mantenere ben monitorato e costante il KH.
  Variazioni di KH infatti hanno ripercussioni sul pH (equazione di Handerson-Hasselbalch, che lega Bicarbonati, CO2 e pH).
  
  A parita’ di quantita’ di CO2 disciolta quindi, un aumento del KH causa un aumento del pH ed una diminuzione del KH causa una diminuzione del pH.
  
  Si potrebbe quindi rischiare in particolare che con un KH sensibilmente aumentato rispetto al voluto (ad esempio per un rilascio di carbonati da parte di alcune rocce), il conseguente incremento di pH rilevato dalla sonda porterebbe il pH-controller ad aumentare l’erogazione della CO2 al fine di mantenere il pH stabile sul valore impostato.
  Magari portando la concentrazione di CO2 in vasca fino a valori che potrebbero risultare tossici per gli animali allevati.
  
  
  

2) Erogazione della CO2 tramite elettrovalvola comandata dal timer delle luci
In questo caso l’elettrovalvola che eroga la CO2 in vasca viene aperta contemporaneamente all’accensione delle luci e chiusa contemporaneamente al loro spegnimento.
Basandosi sull’assunto che le piante necessitano di CO2 quando fotosintetizzano (quindi durante il ciclo diurno) e non ne necessitano quando non fotosintetizzano (quindi durante il ciclo notturno).

Cosi’ facendo, quando si spengono le luci, insieme alla fotosintesi (quindi all’assorbimento della CO2 da parte delle piante) si interrompe contemporaneamente anche l’erogazione della suddetta CO2.
La CO2 presente in vasca vien via via espulsa dall’acqua e la sua concentrazione diminuisce, tendendo ad equilibrarsi con la concentrazione di CO2 presente in atmosfera.
Il pH aumenta di conseguenza.

Quando le luci si accendono, ricomincia la fotosintesi delle piante (quindi l’assorbimento della CO2 da parte delle piante) e l’erogazione della CO2.

Da notare che in queste condizioni la fotosintesi (e conseguentemente la crescita delle piante) ripartira’ un po’ a rilento all’accensione delle luci, perche’ le piante troveranno una concentrazione di CO2 disciolta in acqua non ottimale (diminuita dalla notte trascorsa senza erogazione).

Relativamente al pH si osserva che, dal momento dell’accensione delle luci il pH non salira’ piu’, ma tendera’ prima a stabilizzarsi e quindi a decrescere, per effetto della ripresa erogazione di CO2.

In questa situazione quindi il pH piu’ basso si avra’ verso la fine del fotoperiodo e quello piu’ alto si avra’ all’inizio del fotoperiodo.

Dunque, per sincerarsi del massimo pH raggiunto in vasca (per evitare problemi con il Ferro ed i microelementi chelati), bisogna prestare molta attenzione ad EFFETTUARE LA MISURAZIONE ALL’INIZIO DEL FOTOPERIODO .

L’andamento del pH ed il suo ciclo giorno-notte puo’ essere schematizzato come dal grafico sottostante.

* Puo' anche iniziare prima dello spegnimento delle luci
** Puo' essere piu' o meno accentuata, in funzione del metabolismo (crescita) delle piante.
Tipicamente tra 0.2 e 0.4 punti di pH


3) Erogazione costante della CO2 (H24)
In questo caso non viene usata elettrovalvola e la CO2 viene erogata costantemente in vasca.
Cosi’ facendo, quando si spengono le luci, la fotosintesi delle piante si interrompe (e quindi si interrompe il loro assorbimento di CO2); ma la CO2 viene comunque erogata in vasca.
A causa di questa erogazione e del mancato assorbimento da parte delle piante, la CO2 si accumula in acqua.
Il pH diminuisce di conseguenza.

Quando le luci si accendono, ricomincia la fotosintesi delle piante e, conseguentemente, il loro assorbimento di CO2.

In queste condizioni la fotosintesi (e la crescita delle piante) partira’ molto velocemente, perche’ trovera’ una concentrazione di CO2 elevata (accumulatasi durante la notte).

Relativamente al pH si osserva che, dal momento dell’accensione delle luci il pH non diminuira’ piu’, ma tendera’ prima a stabilizzarsi e quindi a crescere, per effetto del ripreso consumo di CO2 da parte delle piante.

In questa situazione quindi il pH piu’ basso si avra’ all’inizio del fotoperiodo e quello piu’ alto si avra’ verso la fine del fotoperiodo.

Dunque, per sincerarsi del massimo pH raggiunto in vasca (per evitare problemi con il Ferro ed i microelementi chelati), bisogna prestare molta attenzione ad EFFETTUARE LA MISURAZIONE VERSO LA FINE DEL FOTOPERIODO.

L’andamento del pH ed il suo ciclo giorno-notte puo’ essere schematizzato come dal grafico sottostante.

* Puo' anche iniziare prima dello spegnimento delle luci
** Puo' essere piu' o meno accentuata, in funzione del metabolismo (crescita) delle piante.
Tipicamente tra 0.2 e 0.4 punti di pH

Conseguenze di quanto visto:

Il caso 1) rappresenta il caso ideale per quel che riguarda il pH in quanto questo, in condizioni ideali, subisce solo delle piccole escursioni.
I contro sono il maggiore costo, per via della presenza di un hardware aggiuntivo (controller ed elettrovalvola) ed il fatto che bisogna controllare attentamente l’alcalinita’ (KH), evitando in particolare suoi incrementi.

Il caso 2) rappresenta il caso peggiore, per via del costo dato dalla presenza dell’elettrovalvola ma non bilanciato da importanti benefici, se non un modesto risparmio di CO2 (per via della mancata erogazione notturna).
Altro contro e’ dato dal fatto che bisogna prestare attenzione alla possibile staratura del riduttore causato dai repentini sbalzi di pressione dovuti ai cicli di apertura e chiusura dell'elettrovalvola.
In questo caso, incrementi di alcalinita’ (KH) causerebbero aumenti del pH ma non della concentrazione di CO2 disciolta.
Risulterebbero quindi dannosi per la stabilita’ dei microelementi chelati ma non pericolosi per gli ospiti animali della vasca

Il caso 3) rappresenta il miglior compromesso tra semplicita’, costo ed efficacia.
Non necessita di hardware aggiuntivi, una volta regolata l’erogazione e’ molto stabile e permette alle piante di ripartire molto velocemente dopo il riposo notturno ed ottenere la crescita piu’ rapida.
La variazione circadiana (cicli giornalieri giorno-notte) del pH è di solito minore rispetto al caso 2) garantendo una maggiore stabilità dell'ecosistema in vasca.
Anche in questo caso, incrementi di alcalinita’ (KH) causerebbero aumenti del pH ma non della concentrazione di CO2 disciolta.
Risulterebbero quindi dannosi per la stabilita’ dei microelementi chelati ma non pericolosi per gli ospiti animali della vasca

Consiglio di alxyon

Alxyon raccomanda vivamente di procedere come segue:
1) Erogare la CO2 senza interruzione (H24)
2) Misurare il pH (con un pH-metro elettronico ben calibrato) verso la fine del fotoperiodo.
3) Gestire l’erogazione della CO2 in modo tale da fare si’ che il valore di pH cosi’ rilevato (pH Max = massimo raggiunto in vasca) sia sicuramente inferiore alla soglia massima di stabilita’ dell’integratore di microelementi chelati utilizzato.

Ad esempio, riferendosi ad PhytaGen M1 e PhytaGen M2 e per garantirsi l’assoluta sicurezza, raccomandiamo di gestire l’erogazione della CO2 in modo che si abbiano i seguenti valori massimi di pH:

PhytaGen M1: pH Max=7.0
PhytaGen M2: pH Max=6.8