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ARGOMENTO: Il potenziale REDOX nell'acquario di piante

Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 07/04/2016 13:14 #202621

  • DarioSchelfi
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Ho chiesto a Davide Farina, che ringrazio per la collaborazione, di spiegarci un pò questo "misteriosoW concetto. Ecco cosa mi detto...

1. Ciao Davide e grazie per il tuo tempo. Cominciamo da qui: cos'è il potenziale redox e perché è importante conoscerlo?

Ciao Dario, grazie a te per l’opportunità. Il potenziale redox è, tecnicamente, il potenziale che otterremmo usando l’acquario come secondo elettrodo di una pila ad idrogeno. Mi rendo conto che detta così possa sembrare di voler dire nulla, ma si tratta invece di un parametro di fondamentale importanza nella corretta conduzione di una vasca, per quanto nella maggior parte degli acquari esso sia un valore assolutamente non considerato: si tratta, in breve della misura della quantità di composti ossidanti e riducenti presenti in acqua. E tale valore è davvero indicativo, sia per la salute delle piante che per quella degli animali, che addirittura della flora microbica presente in vasca!

2. Ossidante e riducente… ovvero?

Chimicamente parlando, un composto ossidante è in grado di tirare via elettroni da un altro atomo, un riducente è invece in grado di donarli. Andando oltre la definizione in senso stretto, in acquario c’è un continuo equilibrio tra varie specie chimiche, ossidanti e riducenti. L’ossidante più importante, per quantità e per disponibilità biologica, è ovviamente l’ossigeno, ma anche l’acqua ossigenata, il permanganato o l’ipoclorito che talvolta vengono aggiunti per trattamenti di varia natura assolvono alla stessa funzione. Per quanto riguarda i riducenti, invece, c’è purtroppo solo l’imbarazzo della scelta: praticamente qualsiasi residuo biologico a base di carbonio è ossidabile, e di conseguenza riducente. Quindi residui di cibo, di vegetali, deiezioni dei pesci. Ma allo stesso modo risulta riducente anche qualche altra specie, come il ferro bivalente, e quindi il gluconato talvolta presente in alcuni fertilizzanti. Ammoniaca, ammonio e nitriti sono anch’essi riducenti, al pari dei chelanti che “avvolgono” i microelementi.

3. A tuo avviso quale dovrebbe essere il potenziale redox in un acquario di piante, ammesso che sia fondamentale conoscerlo.

Partirei a rispondere dall’ultimo punto, ossia: è davvero fondamentale conoscere tale valore? La misurazione di tale valore può avvenire solo tramite sonde elettroniche apposite, dal costo abbastanza accessibile, ma che necessitano di una certa manutenzione di tanto in tanto. In più si porrebbe poi il problema di dove andare ad effettuare questa misurazione: più vicino al pelo dell’acqua il valore aumenta, aumentando di un po’ la quantità di ossigeno disciolto già solo per l’equilibrio gassoso. Andando verso il fondo invece il valore diminuisce di parecchio, raggiungendo in alcuni fondi anossici (come previsto dal metodo Walstad) addirittura valori negativi. Insomma, chi ha un po’ di competenza tecnica può trarre un vantaggio non indifferente dalla lettura di un valore, che per essere ottimale dovrebbe aggirarsi tra i +280 e i +400 mV. Valori superiori andranno ad influire negativamente sulla flora batterica e quindi sull’equilibrio della vasca, valori inferiori invece indicano una presenza eccessiva di inquinanti organici, e stiamo parlando di ammoniaca e composti che favoriscono la proliferazione di quei batteri e protozoi come che tipicamente sono commensali degli animali ma che, se crescono parecchio in numero e riescono a trovare un animale debilitato magari proprio da composti ammoniacali e nitriti, causano poi l’insorgere di malattie.

4. Il potenziale redox può incidere sullo sviluppo delle piante?

Molto. Il valore del potenziale redox è molto indicativo degli ioni metallici che persistono in acqua. Uno dei quali, esempio classico e più semplice da portare, è sicuramente il ferro. Questo elemento in vasca viene ritrovato in due sole forme: bivalente e trivalente. Saltando al sodo, la forma bivalente forma composti solubili in acqua, mentre la forma trivalente del ferro lega molto facilmente alcuni ioni come fosfato e carbonato, formando composti insolubili che lo rimuovono una volta e per sempre dal sistema. Somministrare ferro gluconato, quindi in forma bivalente, in una vasca con un valore redox molto alto, vuol dire quindi che una grandissima parte dell’elemento somministrato sarà ossidato in forma trivalente, e quindi perso. Ma al contempo, un potenziale redox elevato può andare ad ossidare e quindi rendere inservibili chelanti diversi e più forti che rendono solubile anche il ferro trivalente, rimuovendo anch’esso dal sistema. Un secondo esempio importante, ed opposto, è costituito dal rame, che invece viene perso quando il potenziale tende ad abbassarsi, ma viene reso invece disponibile quando quest’ultimo sale.

5. Redox, CO2 e fertilizzante: esiste una connessione?

La connessione c’è anche se non diretta come sembra: un potenziale corretto aiuta a mantenere i microelementi in soluzione, mentre la CO2 intesa come acidificante può influire sulla velocità di assorbimento dell’elemento da parte della pianta. Fortunatamente l’anidride carbonica è in forma completamente ossidata e non altera in alcun modo il potenziale ossidoriduttivo. Non è infrequente sentire frasi del tipo “la CO2 diminuisce l’ossigeno in vasca”, ma tale frase è in un certo senso scorretta: la quantità di anidride carbonica disciolta è completamente indipendente da quella di ossigeno presente in acqua, ma l’emoglobina è in grado di legare la CO2 per espellerla dall’organismo, e l’equilibrio CO2-O2 per la respirazione degli animali è regolata dal pH. insomma, troppa CO2 e le branchie non saranno più in grado di legare correttamente l’ossigeno, che sarà comunque sempre presente e sempre alle stesse concentrazioni. Ma questo non avrà niente a che vedere in senso stretto con l’ossidoriduzione. Tornando alle piante, se il pH diventa troppo basso l’assorbimento di alcuni elementi può diventare difficoltoso, o addirittura si può andare a ledere la stabilità di un chelato, causando la perdita del metallo per precipitazione, come abbiamo accennato prima.

6. Rimanendo nello specifico ambito della vasca di piante, l'uso di “reattori” di ossigeno può essere d'aiuto per mantenere il redox entro valori ottimali?

Ultimamente questi dispositivi hanno fatto la loro comparsa e il pubblico ha avuto reazioni contrastanti, soprattutto per la carenza di informazioni tecniche fornite dallo stesso produttore. La risposta è si, può essere d’aiuto soprattutto in fase di maturazione, quando lo sviluppo della flora batterica richiede grandi quantità di ossigeno, sia in fase di mantenimento, quando può avvenire un casuale sbalzo del valore verso il basso. La produzione di alcuni composti chimici diversi dall’ossigeno in piccole quantità, inoltre, può aiutare anche nella neutralizzazione di qualche spora e qualche potenziale patogeno, ma non può sostituirsi alla manutenzione né costituisce un killer per alghe definitivo.

Se dovessi spiegarlo con una metafora, questo tipo di dispositivi è come l’ABS in una macchina: le macchine esistevano prima che fossero inventate e funzionavano ugualmente, le macchine senza ABS continuano a girare senza problemi, è un aiuta a non sbandare e gli incidenti dopo la sua invenzione sono diminuiti, ma se puntiamo la macchina a tutta velocità su una chiazza d’olio, non possiamo pretendere che faccia miracoli.

7. Rispetto ai valori di pH, kh e Gh, quale valenza ha conoscere il redox?

Praticamente nessuna per quanto riguarda KH e GH. L’ossigeno, in più non ha alcuna proprietà acido-base di Brønsted e di conseguenza non influenza in alcun modo il pH in maniera diretta. In vasche low-tech del genere Walstad, forse, la presenza di parecchio ossigeno può aiutare la produzione di anidride carbonica e quindi ad abbassare il pH, ma è una ipotesi che vedo piuttosto remota soprattutto per i valori di durezza che tipicamente vengono raggiunti in questo tipo di allestimenti.

8. Da quello che ho capito il redox non è causa di altri fattori, ma è esso stesso il frutto di elementi che incidono sul suo valore. E' corretta questa conclusione?

Esatto. O meglio, essendo tale valore frutto di un equilibrio dinamico, è causa e conseguenza di tutti i fattori che concorrono alla sua determinazione.

9. Rispetto agli acquari di piante in fase di start up, in che modo possiamo favorire il giusto redox? Per le piante, ed ovviamente entro certi limiti, può esserci differenza tra un redox molto alto ed un valore eccessivamente basso?

Dal punto di vista ossidoriduttivo lo startup è un momento critico: l’instaurazione della flora batterica richiede grandi quantità di ossigeno; in conseguenza il potenziale redox tende a diminuire e quindi sarebbe meglio favorire l’ingresso dell’ossigeno atmosferico in acqua, onde evitare esplosioni batteriche ed algali, soprattutto per quanto riguarda le filamentose verdi, che in molti ritengono quasi fisiologiche in fase di avvio e che sono causate proprio da una piccola quantità di composti ammoniacali che in fase di maturazione non vengono smaltiti con la giusta velocità. Risulterebbe quindi utile avvalersi di un reattore elettrolitico di quelli menzionati in precedenza, ma anche un aeratore, una spraybar o uno skimmer di superficie, qualsiasi dispositivo pensato per aumentare gli scambi gassosi con l’atomosfera può risultare utile. Un altro modo di bilanciare il redox in queste condizioni consiste nel rimuovere dal sistema la parte riducente in maniera diversa: l’utilizzo di carbone attivo nel filtro in tal caso può aiutare a sequestrare la componente organica in eccesso e quindi a riportare il sistema ad un valore ossidoriduttivo più corretto. ADA, ad esempio, consiglia l’uso di carbone attivo in fase di avvio della vasca come materiale filtrante, e questo è importante soprattutto per la grandissima quantità di composti organici e azotati che Amazonia rilascia in fase di avvio. Un ambiente fortemente ossidante causa la lisi cellulare evidente soprattutto sulle foglie, che tendono a sciogliersi. Un ambiente anossico, ovvero fortemente riducente, cosa che avviene soprattutto in alcuni fondi troppo impaccati invece, causa marciume radicale e della base del fusto, proprio a causa della mancanza di ossigeno.

10. Il biocondizionatore influisce sul redox?

Certamente. Di biocondizionatori sul mercato ne esistono molti e di vario tipo per soddisfare varie esigenze, ma i classici biocondizionatori contengono due composti essenziali: EDTA, un chelante in grado di neutralizzare almeno per qualche tempo gli ioni di metalli pesanti presenti nell’acqua di rubinetto, e tiosolfato di sodio, un composto riducente, aggiunto allo scopo di neutralizzare l’ipoclorito e la clorammina, due composti ossidanti e sgraditi in una vasca sana. Il biocondizionatore, insomma, abbassa il potenziale redox dell’acqua di rubinetto, che può essere troppo elevato.

11. Cambi d'acqua e potenziale redox. Cosa cambia in acquario quando aggiungiamo acqua nuova?

La risposta dipende da caso a caso. L’unica certezza è che andando a smuovere in maniera importante la superficie dell’acqua si favorisce il disciogliendo di ossigeno in acqua, e quindi il potenziale tende a salire (al pari del pH, dato che la CO2 al contrario passa dall’acqua all’aria). In più, il potenziale tenderà a salire dato che sarà rimossa con l’acqua una porzione dei composti riducenti accumulati. E queste sono le uniche cose che avvengono usando acqua di osmosi remineralizzata. Se si usa acqua di rubinetto, invece, si va ad aggiungere anche una quantità ignota di ipoclorito e clorammina. Il valore redox dell’acqua di rubinetto è generalmente più elevato di quello che serve all’acquariofilo, dato che si tratta di acqua trattata con composti ossidanti che hanno proprio la funzione di uccidere o almeno tenere sotto controllo i microrganismi. Ma non essendo noi in casa in grado di sapere quale quantità di questi composti andiamo ad aggiungere, e parliamo di quantità che variano in maniera importante anche nel giro di poche ore, anche il dosaggio del biocondizionatore risulta un po’ difficoltoso. Usando acqua di pozzo, invece, si va ad aggiungere in vasca una quantità ignota di composti organici, ancora più difficile da determinare, e ancora più difficile da rimuovere che tendono a fare calare invece il valore del potenziale. Questa è la ragione principale per cui consiglio personalmente di utilizzare sempre una buona acqua di osmosi ricostruita piuttosto che acque di rubinetto o di pozzo.
Dario
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Re:Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 07/04/2016 13:40 #202623

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Molto interessante. Come ho anche notato anche io i vari reattori sopra menzionati sono fondamentali SOPRATTUTTO NELLA FASE INIZIALE dall'allestimento.
Ho notato una reale e migliore risposta del sistema acquario con conseguente assenza delle classiche alghe che si manifestano in fase iniziale. Naturalmente il tutto accompagnato da una corretta illuminazione, fertilizzazione e gestione generale dell'acquario. Senza strafare inutilmente.



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A.Florio
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Re:Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 07/04/2016 13:54 #202625

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Ottimo Articolo.
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Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 07/04/2016 23:05 #202636

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molto molto interessante, il tutto descritto in maniera chiara e comprensibile, grazie
Andrea
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Re:Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 08/04/2016 22:00 #202640

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Finalmente. ..

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enrico
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Re:Il potenziale REDOX nell'acquario di piante 08/04/2016 22:00 #202641

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Utile e chiarissimo

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enrico
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