La lampada UV in acquario è un oggetto che spesso è accerchiato da un alone di mistero e dubbio. Vuoi per il suo costo, vuoi perché dicono sia pericolossissima, vuoi perché non si sa davvero quando usarla e quando no… è proprio così?
In questo breve articolo cercheremo di capire a cosa serva la lampada UV, quando sia opportuno usarla e come usarla in sicurezza: una lampada UV, infatti, può fare gravissimi danni se usata in maniera impropria!
Prima di cominciare, desidero ringraziare Gery Ciaccio che ha collaborato alla stesura di questo articolo.
I raggi UV
Iniziamo subito con il vedere i cosa siano i raggi UV e, in particolare, cosa siano i raggi UV-C usati dalle lampade sterilizzatrici.
UV sta per raggi ultravioletti, ovvero i raggi che stanno oltre il violetto, sullo spettro delle frequenze luminose. La luce violetto è l’ultima luce visibile dall’occhio umano, pertanto tutti i raggi UV sono invisibili, per l’uomo.
Riprendiamo lo schema dall’articolo sulla luce:
Come si può vedere dal grafico, la luce ultra-violetta è quella con lunghezze d’onda inferiori a 400 nm.
Nel dettaglio, la luce ultravioletta viene divisa in ulteriori tre categorie:
- luce UV-A, con lunghezza d’onda tra 315 e 400 nm;
- luce UV-B, con lunghezza d’onda tra 280 e 315 nm;
- luce UV-C, con lunghezza d’onda tra 100 e 280 nm.
Caratteristiche della luce UV
Luce UV-A
La luce UV-A non viene assorbita dall’atmosfera ed è quella che è responsabile dell’abbronzatura (e delle scottature alla pelle…). Molti animali sono sensibili alla luce UV-A e possono vederla.
Viene usata artificialmente per analisi mediche, ad esempio per la diagnosi della vitiligine sulla pelle, per individuare muffe su prodotti alimentari, per identificare banconote o documenti falsi, per rallegrare le feste…
Luce UV-B
I raggi UV-B vengono quasi completamente assorbiti dall’ozono nell’atmosfera (solo il 5% circa riesce a passare). Sono raggi che possono essere dannosi per la pelle e gli occhi umani, tant’è che per esporci al Sole usiamo creme protettive che bloccano gli UV-B e gli UV-A.
Gli UV-B sono tuttavia essenziali in modeste quantità, ad esempio, per produrre la vitamina D per fissare il calcio nelle ossa, oltre che per migliorare l’umore e l’energia. È sufficiente un’esposizione ai raggi solari per qualche decina di minuti alla settimana per avere un corretto apporto di vitamina D, oltre che per il rinnovo delle cellule della pelle o per la cura di dermatiti o eczemi.
Esistono lampade in grado di produrre raggi UV-B. Un esempio vicino all’acquariofilia è quello delle lampade per rettili: in acquari e terrari per i rettili, per consentire loro di fissare calcio e fosforo, esistono lampade apposite che ne producono una piccola quantità (2.5, 5 o 10% solitamente).
Luce UV-C
I raggi UV-C sono pressoché completamente bloccati dall’atmosfera e dallo strato di ozono.
Le loro lunghezze d’onda sono in grado di intaccare le molecole di DNA e causare gravi danni, fino a causare la morte degli organismi ad essa esposti. Per questo motivo, i raggi UV-C sono detti anche raggi sterilizzatori e come tali vengono comunemente usati.
I raggi UV-C sono quelli prodotti dalle lampade UV che possiamo usare negli acquari.
Perché i raggi UV-C sterilizzano?
L’effetto dei raggi UV-C è paragonabile a quello che hanno i raggi UV-B, ma con una velocità ed intensità molto maggiore. Si può quindi pensare che i raggi UV-C brucino quello che incontrano.
Nel dettaglio, oltre all’effetto di bruciatura, i raggi UV-C danneggiano irrimediabilmente le molecole di DNA, portando alla morte l’organismo colpito, se l’esposizione è sufficientemente intensa e prolungata.
Se l’esposizione è breve o poco intensa, possono comunque verificarsi problemi gravi, quali tumori alla pelle o danni all’occhio.
La radiazione UV-C è particolarmente efficace a lunghezze d’onda attorno ai 260-270 nm.
Importanti precauzioni di sicurezza
Come abbiamo appena visto, i raggi UV-C hanno effetti estremamente dannosi.
Già una sola breve esposizione può provocare danni irrimediabili agli occhi e alla pelle, oltre ad aumentare le probabilità di formazione di tumori a queste strutture.
Se vogliamo quindi evitare opacizzazioni del cristallino, cataratta o melanomi, è bene evitare di entrare in contatto con i raggi UV-C: accendere la lampada UV fuori dal suo contenitore, guardare dentro alle aperture dei contenitori “per vedere se la lampada va” o azioni simili sono da evitare, anche per soli pochi secondi!
Come produrre i raggi UV-C
Abbiamo visto che i raggi UV-C sono quelli usati nelle lampade sterilizzatrici. Come possiamo produrli?
Lampade a vapori di mercurio
Le lampade a vapori di mercurio sono quelle più utilizzate e producono il massimo di UV-C attorno alla frequenza di 250-255 nm, oltre ad una produzione spuria di luce blu che, come vedremo, può tornare utile.
L’aspetto delle lampade UV-C è simile a quello delle normali lampade fluorescenti (tubi lineari, PL, CFL…) e per funzionare richiedono un ballast esterno, come i normali tubi o le PL.
La differenza più evidente è quella del tubo, che è completamente trasparente, anziché essere ricoperto di fosfòri bianchi.
Riproponiamo il confronto con la lampada per rettili, che emette raggi UV-B.
L’efficienza delle lampade UV-C a mercurio è del 30-35%, quindi una lampada a mercurio da 10 watt produrrà circa 3-4 watt di raggi UV-C mentre la potenza rimanente sarà persa in calore e luce ad altre lunghezze d’onda.
LED UV-C
Esistono LED in grado di emettere radiazioni UV-C a frequenze variabili tra i 255 e i 280 nm.
L’efficienza dei LED UV è bassa a lunghezze d’onda inferiori (circa 5% a 365 nm) ma cresce rapidamente all’aumentare della lunghezza d’onda, con già il 20% di efficienza a 390 nm.
Attualmente solo pochi prodotti usano LED UV-C, data la loro minore resa. Tuttavia, dato il rapido sviluppo della tecnologia LED, non si può certo escludere che i LED possano soppiantare le lampade a vapori di mercurio anche nel campo degli UV-C.
Quando usare la lampada UV-C in acquario
Negli acquari d’acqua dolce
Negli acquari d’acqua dolce possiamo usare la lampada UV-C per effettuare trattamenti periodici regolari o per effettuare trattamenti mirati, a contrasto di problemi particolari.
Utilizzo periodico
Negli acquari d’acqua dolce, l’uso periodico della lampada UV-C, specialmente nelle vasche sovraffollate, con grandi ciclidi o in situazioni di stress, può aiutare a limitare il numero di patogeni presenti nell’acqua, consentendo ai sistemi immunitari dei pesci di affrontare meglio i pericoli presenti in tutte le acque.
Per questo tipo di trattamento, si può tenere la lampada in funzione per 24 ore ogni 7-10 giorni.
Utilizzo in caso di necessità
Come evidenziato anche da Diana Walstad nel suo articolo sui Micobatteri, tenere la lampada accesa per qualche giorno dopo l’inserimento di nuovi pesci abbassa il numero di patogeni presenti nell’acqua, consentendo al sistema immunitario del nuovo ospite di abituarsi alla nuova popolazione batterica presente.
Oltre a questo caso, la lampada UV-C può essere utilizzata per contrastare un tipo particolare di attacco algale, quello dovuto alle alghe verdi unicellulari o volvox.
Un trattamento di alcuni giorni con la lampada UV-C riesce generalmente a ripulire l’acqua da queste alghe. È bene evidenziare, comunque, che se non si identifica la causa di queste alghe (cattiva fertilizzazione, assenza di piante rapide etc), le volvox possono tornare.
Lampada UV-C e fertilizzanti
Nel caso di un acquario d’acqua dolce piantumato, è bene ricordare che i raggi UV-C possono disgregare e distruggere molti chelanti (ad esempio l’utilizzatissimo EDTA), i composti idrogenocarbonati e molti legami ionici, facendo quindi precipitare molti elementi nutritivi, rendendoli inutilizzabili da parte delle piante.
In caso di trattamento con lampada sterilizzatrice è quindi necessario interrompere la fertilizzazione, se possibile, per evitare il rilascio di elementi non più chelati. In alternativa si può procedere lo stesso con una blanda fertilizzazione, ricordando però che la sua efficacia sarà limitata.
Negli acquari marini
Negli acquari marini, la lampada UV-C ha un’azione litica nei confronti dei batteri liberi e ha un’azione ancora più potente nei confronti di alghe e cianobatteri.
Viene anche usata per contrastare esplosioni algali e infestazioni di Oodinium.
Vale la pena evidenziare che, specialmente negli acquari di soli coralli, dove i composti azotati e i fosfati sono bassi, non si dovrebbero avere alghe. Se ci sono, sono dovute ad una gestione erronea: in tal caso, l’utilizzo della lampada UV può aiutare a superare la fase acuta del problema, ma è necessario trovare l’errore nella gestione per avere una soluzione duratura.
Da osservare che la lampada UV-C può degradare la vitamina D, estremamente importante per i coralli, dunque un utilizzo inopportuno della lampada può causare problemi più gravi di quelli che si cercano di risolvere.
Ha senso usare la lampada UV-C in acquari dove ci sono molti pesci e livelli elevati di fosfati
Spesso all’uso della lampada UV-C viene associato un trattamento con ozono: ne sconsigliamo un uso prolungato.
In tutti i casi
In tutti i casi, ovvero sia nell’acquario dolce, sia nell’acquario marino, si sottolinea che non è opportuno un utilizzo continuativo della lampada.
Così facendo, infatti, si andrebbero a selezionare dei superbatteri resistenti (alcuni sono in grado di riparare i danni causati dalla luce UV-C o produrre pigmenti in grado di bloccarli), che diventerebbero ostici da eliminare.
Inoltre, con l’utilizzo costante della lampada sterilizzatrice si abitua il sistema immunitario dei pesci ad un’acqua eccessivamente pulita, diminuendo la risposta immunitaria dei pesci, non facendo sviluppare loro un’adeguata risposta difensiva.
Sempre in entrambi i casi, val la pena evidenziare che la lampada UV-C non uccide i batteri buoni: questi ultimi, infatti, sono solitamente ancorati a dei substrati (filtro, fondo/substrato, foglie etc) e quindi la lampada non li raggiunge.
Viceversa, i patogeni sono in sospensione nell’acqua, alla ricerca di un ospite da colpire e possono quindi essere aspirati dalla pompa che li porterà all’esposizione ai raggi UV-C.
Analogamente, è bene sapere che la luce UV-C può rimuovere cloro e clorammine dall’acqua (fotolisi), se ad alta intensità, mentre non rimuove composti inorganici, sostanze organiche dissolte o particelle in sospensione.
Composizione di un impianto UV-C per acquario
Vediamo ora la tipica composizione di un impianto UV-C per acquari, con lampada PL a vapori di mercurio.
Le foto che seguono si riferiscono ad un modello particolare (Aquamedic Helix), tuttavia la struttura base degli impianti è piuttosto comune, dunque è facile applicare quanto spiegato al proprio impianto.
Iniziamo con un esploso dell’impianto:
Partendo dall’alto, abbiamo:
- in alto a sinistra, un contenitore di plastica nero, dotato di raccordi a cui andranno collegati i tubi che porteranno l’acqua all’impianto e riporteranno in acquario l’acqua sterilizzata;
- in alto a destra, un coperchio avvitabile, con il portalampada a cui va collegata la lampada PL;
- al centro, un’ampolla in quarzo che isola l’acqua dalla lampada, per evitare che acqua e componenti elettroniche vengano a contatto (notare la guarnizione rossa per la tenuta stagna);
- in basso, la lampada UV-C, in particolare si tratta di una lampada PL da 9 watt.
Dettaglio dei vari componenti
Vediamo alcuni dettagli sui componenti dell’impianto.
Innanzitutto, il contenitore nero in plastica (su alcuni modelli, in metallo) ha la funzione importantissima di non far uscire alcun raggio UV-C, che abbiamo visto essere estremamente pericolosi.
Oltre a questo, il contenitore, internamente, è dotato di una spirale, in maniera da allungare il percorso compiuto dall’acqua attorno all’ampolla in quarzo. Ciò massimizza il tempo di esposizione ai raggi germicidi, aumentando l’efficacia dell’apparecchio.
In secondo luogo, è bene osservare l’ampolla che protegge la lampada UV-C e la sua elettronica dall’acqua. L’ampolla è di quarzo, trasparente, poiché il vetro non va bene negli impianti UV-C.
Nel caso dobbiate acquistare un impianto UV-C, è bene verificare che sia dotato di un’ampolla in quarzo; se fosse in vetro, l’efficacia dell’impianto sarebbe quasi nulla.
Il vetro, infatti, assorbe, a causa della sua composizione (SiO2 e Na2O, quest’ultimo aggiunto in fase di produzione), la maggior parte dei raggi UV-B e pressoché tutti gli UV-C, annullando, di fatto, l’emissione della lampada.
Come far passare l’acqua nell’impianto
Raramente un impianto sterilizzatore per acquari è dotato di pompa e tubi per aspirare l’acqua e farla circolare sotto la lampada.
Solitamente, infatti, gli impianti sono dotati di due raccordi – uno d’ingresso e uno d’uscita – e, a seconda del filtro presente, va fatto un collegamento diverso.
- Se è presente un filtro esterno, si può collegare la lampada UV-C lungo la mandata del filtro, ovvero il tubo che riporta l’acqua in acquario.
- Nel caso sia presente un filtro interno, ci si può collegare sempre al tubo d’uscita della pompa.
- Se non è agevole collegarsi ai filtri o la portata di questi non è appropriata per la lampada, si può usare una pompa a parte, per far funzionare solo la lampada UV-C.
Una qualsiasi pompa per filtro interno andrà benissimo, basta controllare la portata.
Scelta dell’impianto UV-C adatto e della portata
Per tarare un impianto UV-C, nel mondo scientifico esistono vari parametri di cui tenere conto, tra i quali: flusso, tempo di espozione dell’acqua ai raggi UV-C, trasmittanza (reattività agli UV-C), torbidità dell’acqua e intensità dei raggi UV-C (μW/cm2).
Purtoppo tali dati non sono forniti usualmente per gli impianti per acquariofilia, anche perché alcuni parametri, quali la torbidità dell’acqua o la trasmittanza, sono di difficile misura.
Per questo motivo, ci limiteremo a fornire dei valori medi, che empiricamente funzionano.
Come abbiamo detto poco fa, la portata della pompa o del filtro che deve far circolare l’acqua deve essere adeguata. Inoltre, è intuitivo pensare che l’impianto debba essere in qualche modo proporzionato alle dimensioni dell’acquario.
Vediamo quindi alcune linee guida per la scelta dell’impianto.
Gli impianti più diffusi, con lampade ai vapori di mercurio, hanno potenze standard di 5, 9, 11, 18, 36 e 55 watt, con le ultime due potenze solitamente riservate a vasche molto grandi (migliaia di litri) o a laghetti esterni.
Nel dettaglio, possiamo compilare una tabella con alcune linee guida per la scelta.
| Potenza lampada [W] | Acquario dolce [fino a litri] | Portata max [litri/ora] |
Acquario marino [fino a litri] | Portata max [litri/ora] |
| 5 | 200 | 200 | 125 | 100 |
| 9 | 500 | 500 | 250 | 200 |
| 11 | 700 | 700 | 350 | 300 |
| 18 | 1000 | 1000 | 500 | 500 |
| 36 | 2000 | 2000 | 1000 | 1000 |
| 55 | 3000 | 3000 | 1500 | 1500 |
In generale, conviene privilegiare portate basse, indicativamente attorno alla metà delle massime indicata sopra, che consentono un passaggio lento dell’acqua davanti alla lampada.
Tuttavia non bisogna nemmeno stare troppo bassi con la portata, poiché bisogna evitare il surriscaldamento della lampada: è necessario trovare una soluzione di compromesso.
Inoltre, è bene specificare che l’efficacia dei raggi UV-C è massima quando l’acqua è pulita e limpida (questo tra l’altro è il motivo per cui nell’acquario marino le portate vanno dimezzate, essendoci più sostanze disciolte). Nel caso di acqua ambrata o con detriti in sospensione conviene, quindi, provvedere ad un pre-filtraggio dell’acqua.
Filtri con UV-C integrati
Negli ultimi anni hanno cominciato a diffondersi filtri con lampada UV-C integrata. Quasi tutti sono esterni anche se esiste qualche modello interno con la lampada integrata.
Nel caso si opti per questo tipo di filtro, il consiglio è quello di verificare che l’accensione della lampada sia indipendente da quella del filtro, in maniera da poter tenere il filtro sempre acceso ma la lampada accesa solo in caso di necessità.
Occorre considerare che, in questi modelli, sarà necessario pulire regolarmente l’ampolla di quarzo, indipendentemente dall’accensione della lampada, come vedremo di seguito.
Filtri con UV-C per pond
Gli impianti UV-C per pond sono semplicemente di dimensioni maggiori e molto più potenti rispetto a quelli per acquario.
Nei pond e nei laghetti l’impianto UV-C agisce prevalentemente a livello batterico, mentre la sua azione a livello algale è blanda.
Probabilmente l’affermazione precedente potrà creare un certo sconcerto, considerato che l’acquisto di questi impianti viene consigliato proprio per contrastare alghe!
In realtà, in un ambiente chiuso come un acquario, con un’illuminazione mirata al benessere delle piante e allo sfavorire le alghe, l’impianto UV-C riesce a sconfiggere ogni principio algale; invece, nel caso di un pond o di un laghetto illuminati dalla luce solare, questa favorisce così tanto le alghe che un impianto UV-C ben poco può fare contro di esse.
In realtà il miglior sistema per ridurre le alghe senza far ricorso ad alghicidi è l’utilizzo di un filtro a tamburo… ma questa non è la sede per parlarne.
Manutenzione dell’impianto UV-C
Vediamo ora brevemente quali siano gli interventi necessari per mantenere alta l’efficacia dell’impianto sterilizzatore.
Pulizia dell’impianto
La pulizia dell’ampolla di quarzo dipende dalla qualità dell’acqua: con acque limpide andrebbe pulita ogni sei mesi circa; con acque ricche di tannini ed altre sostanze disciolte andrebbe pulita con maggior frequenza.
La pulizia dell’ampolla va fatta staccando con attenzione l’ampolla dal suo alloggio: l’ampolla è fragile ed è dura da rimuovere, poiché deve garantire la tenuta stagna dell’acqua. Ci si può aiutare con un cacciavite piatto o il dorso di una moneta.
Una volta rimossa l’ampolla, è possibile pulirla con un panno morbido, facendo attenzione a non rovinarla.
Poiché è il passaggio dell’acqua a sporcare l’ampolla, è sconsigliato lasciare l’impianto in acqua, anche se la lampada è spenta.
Se è agevole rimuovere di volta in volta l’impianto, conviene sempre toglierlo, quando non è usato. Al contrario, in caso di impianti fissi collegati al filtro esterno bisogna predisporre un opportuno scambiatore di flusso, come nello schema sottostante.
In questo modo potremo escludere l’impianto UV-C, svuotarlo dall’acqua e, se necessario, pulirlo.
Sostituzione della lampada UV-C
Le lampade UV-C a vapori di mercurio hanno una durata utile di circa 6000 ore, dopo le quali il rendimento crolla anche fino al 30% della luce prodotta inizialmente.
Dopo 4000 ore, invece, il rendimento delle lampade è pari a circa l’85% rispetto al nuovo.
Talvolta è suggerito un cambio ogni sei mesi: questa durata dà per scontato un utilizzo continuativo dell’impianto, infatti 4000 ore divise per 24 ore al giorno fanno circa 6 mesi!
Chi fa un utilizzo saltuario, secondo necessità, dell’impianto può tranquillamente ignorare questa indicazione temporale.
Accorgimenti utili per preservare l’integrità della lampada
- Le lampade sono sensibili all’elettricità statica, per cui bisogna fare attenzione a maneggiarle. L’ideale sarebbe non toccarle sui tubi trasparenti, ma afferrarle per la base in plastica, meglio usando un panno.
- Gli impianti non vanno accesi a secco: la circolazione dell’acqua evita surriscaldamenti pericolosi, che possono compromettere la durata della lampada e danneggiare l’ampolla in quarzo.
- Ogni accensione usura gli elettrodi della lampada, sono quindi da evitare accensioni e spegnimenti non necessari.
Ad esempio, è altamente sconsigliabile accendere la lampada per alcune ore al giorno, ogni giorno: è meglio usare la lampada per un giorno intero una volta la settimana!
Verificare il funzionamento della lampada
Per verificare il funzionamento della lampada bisogna assolutamente evitare di aprire il contenitore che racchiude la lampada, accenderla fuori dal contenitore o rimuovere i tubi dell’acqua per guardare dentro.
Il rischio di farsi molto male è altissimo!
Solitamente, infatti, gli impianti sigillati hanno dei fori o delle finestrelle d’ispezione, protetti da un vetro o altro materiale che blocca gli UV-C, lasciando passare solo un bagliore bluastro, un’emissione spuria ma utile per capire se l’impianto stia funzionando.
Nell’immagine qui sopra si vede un connettore trasparente, che lascia passare una luce bluastra. In questo modo è possibile verificare, in tutta sicurezza, il funzionamento della lampada senza rimuovere il tubo o aprire il contenitore.
Siamo giunti alla fine di questo articolo e speriamo di aver fatto un po’ di luce attorno a questo impianto: dovrebbe essere chiaro che non è fondamentale in un acquario ma che in alcuni diversi specifici può essere di grande aiuto.
Hai avuto esperienze con la lampada UV? Hai avuto bisogno di usarla? La usi sempre?
Siamo curiosi di sentirti – vieni a trovarci nel forum!
Crediti
Immagini
Immagine ragazzo sotto lampada di Wood: Sandrine Rongère (Glucosala), CC0.
Immagine sterilizzazione banco di laboratorio: By Newbie~commonswiki – Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=609576
Immagine di copertina: Di Deglr6328 – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1580558