Quando arriva l’estate, anche i nostri acquari possono soffrire il caldo. Se la temperatura ambientale si alza e non sono presenti condizionatori d’aria, l’acqua dell’acquario può raggiungere temperature intollerabili per le piante e per i pesci.
Sono purtroppo numerosi gli episodi di deperimento di piante o morti di pesci per l’eccessiva temperatura: è quindi necessario provvedere al raffreddamento dell’acqua, se necessario.
Se per il riscaldamento dell’acqua esistono soluzioni pratiche ed economiche (un riscaldatore economico costa 10-15 euro), per il raffreddamento, invece, le soluzioni possono essere più costose: possiamo avere ventole da applicare al bordo dei vetri che costano oltre 50 euro, fino ai più costosi ma efficaci impianti refrigeratori a compressore, il cui costo però può superare tranquillamente le centinaia di euro.
Il motivo di questa differenza di prezzo è semplice: per raffreddare, dobbiamo andare contro varie leggi della Termodinamica, mentre, per riscaldare, basta far scorrere un po’ di corrente su un cavo attorcigliato.
Torniamo a noi e vediamo una soluzione per poter raffreddare i nostri acquari, spendendo poco (o nulla): le ventole per computer.
L’evaporazione
Il metodo più semplice ed economico per raffreddare l’acqua è quello di favorire un processo del tutto naturale: l’evaporazione.
A qualsiasi temperatura superiore allo zero (0 °C) l’acqua evapora lentamente, passando dallo stato liquido a quello aeriforme, simile allo stato di gas.
Si può quindi immaginare l’evaporazione come una sorta di ebollizione (come quella dell’acqua per cuocere la pasta) che coinvolge solo la superficie dell’acqua.
L’acqua, per evaporare, ha bisogno di energia: lo strato superficiale sottrae energia termica (calore) all’acqua sottostante, lasciando quest’ultima ad una temperatura leggermente inferiore.
È lo stesso principio per cui il sudore raffredda il corpo umano: l’acqua in esso contenuta, evaporando, sottrae calore alla pelle e ai tessuti circostanti, abbassando, quindi, la temperatura corporea.
Favorire l’evaporazione in acquario
Come possiamo quindi favorire questo fenomeno in acquario?
Semplice: allontanando lo strato di aria calda e umida che si trova appena sopra la superficie dell’acqua, specialmente nel caso di acquari chiusi con coperchio.
Più riusciamo a facilitare l’evaporazione, più riusciremo ad abbassare la temperatura dell’acqua.
Già un ventilatore puntato sulla superficie dell’acqua può aiutare, ma nel seguito vedremo in particolare una soluzione più semplice e meno invasiva. Come già anticipato, infatti, vedremo come usare le ventole per computer.
Le ventole per computer
Le ventole per computer si trovano in varie dimensioni e sono facili da fissare ed alimentare.
La classificazione più comune è per diametro e le misure standard sono 4, 6, 8, 12, 14 e 20 cm. Lo spessore, invece, è di circa 2.5 cm, ma esisono anche modelli slim spessi un centimetro circa.
Usualmente queste ventole vanno alimentate con una tensione continua di 12 V, ma spesso possono essere alimentate a tensioni leggermente inferiori (7-9 V) ottenendo una proporzionale riduzione della velocità di rotazione e dell’aria spostata.
Il consumo è generalmente modesto, nell’ordine dei 2-5 watt.
Si trovano facilmente nei negozi di componenti per computer, nei negozi online, senza dimenticare i vecchi PC, da cui possono essere facilmente recuperate.
Consigli sulle ventole
Alcuni consigli per l’acquisto delle ventole (o per la scelta fra i rimasugli di vecchi PC):
- Preferire le ventole di diametro maggiore: a parità di aria spostata, quelle più grandi girano più piano, facendo meno rumore.
- Qualora sia necessario acquistarle, sarebbe bene optare per il modelli cosiddetti silent, ovvero costruiti con albero motore e cuscinetti adatti per ridurre il più possibile il rumore prodotto.
- Non serve prendere ventole col controllo della velocità integrato – indicato con PWM – poiché non riusciremo ad usarlo.
- Non serve prendere ventole con sensori di temperatura, poiché sono tarati per funzionare a temperature superiori a 40-50 °C, solitamente presenti nei computer ma che mai vorremmo raggiungere in acquario!
Collegamento e alimentazione delle ventole
Le ventole per computer solitamente funzionano a 12 V, in corrente continua; il consumo di corrente è indicato sulla ventola stessa e si aggira attorno al mezzo ampere.
Le ventole sono fornite di un connettore apposito, dotato di due, tre o quattro fili.
Guardando il connettore con le tacchette esterne in basso:
- i due fili a destra servono per l’alimentazione (GND e +12 V);
- il terzo filo, se presente, invia impulsi al computer, comunicando la velocità di rotazione della ventola (RPM);
- il quarto filo, se presente, permette al computer di controllare la velocità di rotazione della ventola (PWM).
Di questi cavi useremo solo i due per l’alimentazione, dunque non ci interessa, all’atto pratico, quanti fili abbia la ventola che vogliamo usare.
Nel caso la nostra ventola avesse uno o entrambi i conettori opzionali (il terzo e il quarto filo), semplicemente non li collegheremo a nulla: la ventola funzionerà a piena potenza.
Di seguito uno schema con i vari connettori, che vanno osservati mettendo le due tacchette esterne in basso.
Il colore dei cavi può cambiare, ma la posizione è fissa.
Montaggio delle ventole sull’acquario
Vediamo di seguito alcune linee generali per il montaggio delle ventole in acquario.
Ventole in immissione o in estrazione?
Per convenzione, le ventole spingono l’aria dalla parte delle pale a quella con il supporto; su alcune ventole è indicato anche con delle frecce o la scritta Flow.
Una domanda frequente è: posiziono le ventole in modo che spingano aria verso l’acquario (in immissione) o che allontanino l’aria dall’acquario (in estrazione)?
La risposta non è univoca, essendo le due opzioni sostanzialmente equivalenti e funzionanti. Tuttavia, personalmente, consiglio l’installazione in estrazione.
Posizionare le ventole in estrazione consente di non muovere troppo la superficie dell’acqua, limitando la dispersione di CO2 e di sfruttare la naturale tendenza dell’aria calda e umida a salire. Mettendo le ventole in estrazione (quindi verso l’alto), andiamo a favorire questo fenomeno naturale.
Controllo delle ventole
Abbiamo installato e collegato le ventole. Come e quando le accendiamo?
Ci sono varie opzioni, dalle più semplici fino alle più complesse e raffinate.
Controllo manuale
Il più semplice ed economico controllo: accendiamo e spegnamo manualmente le ventole, secondo necessità.
Non è molto preciso come sistema, ma in mancanza di meglio… ci si può accontentare.
Ventole sempre accese
Lasciamo le ventole sempre collegate all’alimentazione. Così facendo non rischiamo che la temperatura si alzi troppo, ma… se le ventole rimangono accese quando non serve, la temperatura potrebbe abbassarsi troppo e avremo, comunque, un consumo di energia inutile.
Ventole temporizzate
Si potrebbe usare un temporizzatore, come quello usato per le luci, per far accendere le ventole secondo orari precisi.
Ad esempio, si potrebbero far funzionare durante il giorno, quando fa più caldo, lasciandole spente di notte.
Bisogna comunque monitorare le temperature dell’acqua, per correggere, dove necessario, gli orari di accensione delle ventole.
In alternativa si può usare lo stesso temporizzatore delle luci per far accendere le ventole. Così facendo, le ventole si accenderanno e spegneranno contemporaneamente alle lampade.
Considerato che spesso sono proprio le luci a scaldare l’acqua, questa soluzione potrebbe essere sufficiente per raffreddare l’acquario (e si può riciclare il temporizzatore!).
Controllo con centraline
Esistono delle centraline che usano un sensore per misurare la temperatura dell’acqua e, confrontando tale misura con la temperatura desiderata, regolano automaticamente l’accensione delle ventole.
Ne esistono di vari tipi, come la Inkbird ITC-308, già dotata di prese cablate:
Oppure come la Inkbird ITC-1000, da cablare:
Questi due modelli sono “generici”; ne esistono anche di appositi per acquariologia, ma le funzioni sono sostanzialmente le stesse.
Controllo con centraline fai-da-te
Per chi è più smanettone, esistono varie piattaforme per implementare un controllo dell’accensione e della velocità delle ventole usando la PWM (Pulse Width Modulation). Esempi di queste piattaforme sono Arduino o Raspberry Pi.
La PWM è una tecnica per controllare grandezze elettriche e molti la usano, probabilmente senza saperlo, con le centraline per il controllo dei LED, come la famosa TC-420.
È possibile collegare le ventole ad un canale di queste piattaforme e farle funzionare a velocità variabile durante il giorno, ad esempio al massimo durante il fotoperiodo e a velocità ridotta durante la notte; oppure a velocità tanto maggiore quanto più è calda l’acqua.
Esempio di supporto
Vediamo ora come costruire un semplice supporto per le ventole, dopo aver visto come posizionare le ventole, come alimentarle e come controllarle.
L’esempio si riferisce ad un supporto per il raffreddamento di un caridinaio aperto da 35 litri circa.
Quasi certamente il vostro acquario sarà diverso, dunque sarà necessario adattare quanto mostrato al caso specifico. Tuttavia la teoria sottostante è assolutamente la stessa!
Materiale necessario
- Ventola da 8 cm: si è rivelata una dimensione sufficiente per un acquario di queste dimensioni. È stato necessario acquistare una ventola nuova poiché non ne avevo a disposizione di usate.
Ho scelto un modello Silent, che costa poco più di una ventola normale, ma è pressoché inudibile durante il funzionamento.
Dettaglio della ventola usata - Alimentatore 12 V DC: ho scelto di alimentare la ventola alla tensione nominale, essendo silenziosa. Sarebbe stato possibile usare un alimentatore a tensione inferiore, con conseguente rallentamento della velocità (e diminuzione del rumore).
Alimentatore 12 V di un vecchio modem. L’alimentatore è sovradimensionato per la ventola: può erogare 1.5 A di corrente a fronte di una richiesta di soli 0.2 A. Non è un problema, poiché il consumo di corrente è imposto dalla ventola, non dall’alimentatore.
- Lastra di plexiglas.
- Traforo e trapano o altri strumenti per tagliare il plexiglas.
- Cavi e adattatori per i collegamenti elettrici o, in alternativa, saldatore a stagno e nastro isolante o auto-agglomerante.
- Forbici e cacciaviti.
Costruzione
Ho osservato l’acquario e ho notato la presenza di un bordino di supporto lungo i vetri:
Ho quindi tagliato un rettangolo di plexiglas della lunghezza del coperchio dell’accquario, in modo da far poggiare il rettangolo sul bordino. Per la larghezza ho calcolato un paio di centimetri per parte oltre alla larghezza della ventola.
Con il traforo, ho praticato un foro di diametro pari a quello della ventola.
Usando punte via via più grandi per non danneggiare il plexiglas, ho praticato con il trapano quattro fori per fissare la ventola.
Ho quindi fissato la ventola con le apposite viti, fornite in dotazione:
Ho posizionato la ventola in maniera che aspirarsse l’aria dalla superficie dell’acqua verso l’esterno, in maniera da facilitare l’evaporazione.
Infine ho posizionato il tutto sull’acquario.
Alcune osservazioni
- Dove c’è il supporto non passa luce: il problema si risolve facilmente usando plexiglas trasparente (ho usato plexiglas verniciato perché lo avevo già in casa).
- In caso di bambini o animali domestici è opportuno schermare la ventola, affinché non ci siano incidenti del tipo dita o zampe inserite fra le palette.
Considerazioni sull’uso delle ventole in acquario
Costo
Il costo della soluzione di base – escludento timer o centraline – è abbastanza modesto.
La spesa da affrontare, dovendo acquistare tutto il materiale, è la seguente:
- ventola = 6 euro
- alimentatore = 6 euro
- lastra di plexiglas 50×50 cm = 13 euro (con avanzo di materiale).
Il totale è di circa 25 euro; consideriamo però che spesso è facile trovare ventole usate o recuperate da vecchi PC.
Stessa cosa per gli alimentatori di vecchi modem/router, caricabatterie… sono tutti potenzialmente riciclabili allo scopo.
Prestazioni e limitazioni
Per quanto riguarda le prestazioni, il raffreddamento con ventole permette di abbassare la temperatura dell’acqua dell’acquario di circa 2-3 °C (nel mio caso, da circa 30 °C a 27.5-28 °C).
Le prestazioni sono comunque variabili e dipendono da vari fattori quali, ad esempio, la temperatura e l’umidità relativa della stanza o la presenza di correnti d’aria.
Usando questo sistema di raffreddamento si ha un considerevole aumento dell’evaporazione – il meccanismo che consente il raffreddamento – dunque vi sarà maggior necessità di rabbocchi con acqua da osmosi inversa o demineralizzata, per reintegrare l’acqua evaporata senza alterare le caratteristiche chimiche dell’acqua (durezze, nutrienti…).
Oltre a questo, è necessario segnalare che non è possibile raffreddare a piacimento l’acqua. Anche mettendo più ventole, la temperatura è difficile scenda di oltre 4-5 °C rispetto a quella ambientale.
Nel caso fosse necessario raffreddare ulteriormente l’acqua, sarà necessario provvedere al raffreddamento dell’ambiente con un condizionatore d’aria oppure valutare soluzioni con compressore frigorifero.
Riassumendo, le ventole per computer (ma, in generale, tutte le ventole) sono una soluzione economica e facilmente implementabile.
Le prestazioni non sono illimitate, tuttavia già riuscire ad abbassare le temperature di un paio di gradi centigradi può far la differenza per molti pesci e molte piante, che sicuramente ringrazieranno.