Ultima modifica 08/02/2004

Il riscaldatore

Oggetto usato da tutti e conosciuto da pochi

Introduzione

Per prima cosa analizziamo il problema del riscaldamento di un liquido. Se non si trattasse di acquario le cose sarebbero ben complesse e al di fuori della portata della maggior parte degli acquariofili. Infatti, in un acquario, posto saggiamente a ridosso di una parete, o magari in un angolo, lontano da fonti di calore, spifferi, e ben lontano dall’irradiamento solare diretto (finestre) le cose sono assai facili da calcolare. La perdita per irraggiamento è circa zero, vista la temperatura degli oggetti circostanti e la perdita per conduzione ancora più bassa visto che l’acquario è sempre molto ben isolato dal fondo e l’acqua quindi non perderà mai nulla da lì. Le perdite per convezione sono poi assai basse, visto che in un appartamento di civile abitazione difficilmente avremo temperature ambienti molto più basse di 15 o 16 °C. In pratica potremo usare la fisica più elementare per eseguire i conti salvo non abitare a Courmayeur e tenere l’acquario in garage a -40 °C pretendendo di avere l’acqua a 24! In questo caso tutti questi conti escono dalla fisica lineare e non servono più a nulla.

La piccola fisica

Dalla fisica spicciola sappiamo che per riscaldare un centimetro cubo di acqua da 20 a 21 °C occorre una caloria ovvero qualcosa di molto vicino a 4 joule (4.1868 per la precisione). Ecco quindi che per scaldare 1 litro di acqua di un grado occorrerebbero circa 4 Kw, ma si badi bene, per farlo in un tempo di un secondo. Una follia in quanto un riscaldatore di questo tipo metterebbe a rischio non solo i pesci dell’acquario ma anche la tenuta dei vetri e delle apparecchiature che ci sono dentro. Un semplice guasto e l’acquario diventerebbe una specie di pentola da cucina per la pasta.

Come vedremo basta un rateo di un grado all’ora, al massimo, per fare un buon sistema di riscaldamento. Quindi, grosso modo, circa un watt per ogni litro di acqua, vi risparmio le virgole e i decimali.

Si ricordi che il fenomeno non è lineare e vale solo fino a che l’ambiente è ad una temperatura simile a quella dell’acquario e le temperature stesse si equivalgono. Tanto per intendersi se per scaldare un litro di acqua in un’ora di 1 grado, da 20 a 21 per esempio, occorre circa un watt per scaldarla di un grado da 50 a 51, nelle stesse condizioni, di potenza ne servirà quasi il quadruplo. Lascio perdere le spiegazioni che vi annoierebbero.

Quanto potente?

Un acquario da cento litri con riscaldatore da 100 W avrà circa il rateo voluto, 1 °C/ora, e lo stesso calcolo lo si potrà applicare a tutte le taglie che si vuole essendo, per fortuna, assolutamente lineare. 300 Watt per un 300 litri, 50 W per un 50 litri.

Attenzione però a non esagerare mai. Considerate che il guasto è sempre dietro l’angolo e la fisica, ance se non lineare mai, potrebbe comunque colpirvi duramente negli... affetti. Quelli per i pesci s’intende.

Se ad esempio mettete un riscaldatore da 300 Watt in un cento litri, perché lo avevate o perché chi ve lo ha venduto ci capisce poco state ben attenti. Nel caso che un guasto, a me è successo due volte, bloccasse acceso il dispositivo, con un rateo di 3 gradi all’ora dopo otto ore trovereste la vasca “bollita”.

L’acqua, per i motivi di non linearità descritti, non avrà raggiunto i Δ +24°C che vi aspettereste dalla teoria, e quindi circa 50 °C, per un normale acquario dolce, ma di sicuro un bel 39/40 °C. Roba sufficiente ad uccidere tutte le specie entro contenute. Ovvio che il riscaldatore deve essere messo più piccolo mai più grande. Se ad esempio, nell’esempio suddetto aveste avuto un riscaldatore da 100 Watt l’acqua dopo otto ore sarebbe arrivata intorno ai 30-32 °C, una bella temperatura ma ancora resistibile da molte specie. Avrete così il tempo di porre rimedio al mezzo disastro!

Inerzia termica e black out

Per inerzia termica si intende la capacità dell’acquario a opporsi alle variazioni della temperatura dell’acqua entro contenuta. La cosa è d’interesse per coloro che, abitando magari in posti particolarmente freddi, temono un black out che possa uccidere i loro pesci.

In effetti è molto più facile che i pesci muoiano per il freddo che non per l’assenza della pompa che può benissimo rimanere staccata anche due o tre giorni senza grandi problemi. (*)

In realtà il problema è complesso e qui la fisica non ci viene facilmente incontro. Se la salita della temperatura dipende, come abbiamo visto dalla potenza installata e dal numero di litri, la discesa dipende invece dai litri e dal differenziale termico. E’ assai difficile stabilire con i calcoli un gradiente di discesa ma si possono usare dei dati sperimentali.

Ad esempio per una vasca da 300 litri con ΔT di 5°C ci si può aspettare un gradiente di circa 0.5 °C/ora.

Un valore assai basso, che permette black out di 10 ore e più prima di avere problemi di qualche tipo. Nel caso l’acquario sia la metà, cioè 120/150 litri, il gradiente, è un dato di mia esperienza da prendersi con le molle, raddoppia sfiorando purtroppo già valori vicini ad un 1 °C/ora. Per vasche molto piccole si possono avere anche 2 o più gradi l’ora. E allora sono dolori. Il black out, se d’inverno, potrebbe essere mortale.

(*) Occhio a dove è messa la pompa

Ho detto che la pompa non rappresenta un problema se ferma ma questo è vero solo se il riscaldatore non è chiuso, come spesso avviene in un vano vicino ad essa. In questo caso la temperatura dell’acqua, a pompa ferma, inizia scendere ed è come se il riscaldatore fosse spento. Occhio quindi.

Note di utilizzo

Il riscaldatore è un oggetto con affidabilità e durata notevoli, se di buona marca. Evitate i sudiciumi che vendono in certi ipermercati e che ho notato sono costruiti davvero male. Di riscaldatori ve ne sono di due tipi fondamentali. Quelli a filo immerso e quelli a tubo. I primi sono da evitare nella maniera più assoluta. Sono costosi e sopra a tutto pericolosi. In caso di guasto, sempre che non si sia già rimasti fulminati, dovremo distruggere l’acquario per sostituirli. Una assurdità senza motivazioni tecniche che non siano quelle, assai labili, dei piedi freddi delle piante. Per mio consiglio lascerei perdere. Il secondo tipo è quello a tubo o bulbo. Si tratta di un’ampolla di vetro da immergere nell’acqua. E’ il tipo più diffuso e anche il più sicuro e affidabile. Il riscaldatore a tubo è fatto di tre pezzi.

Il tubo

E’ la parte che contiene tutto il dispositivo e deve tassativamente essere in vetro pyrex ad alta resistenza. Questo per la sicurezza. Se il riscaldatore và in secca per un errore e il tubo non è pyrex potrebbe esplodere il vetro con il rischio di rimanere fulminati dall’acqua dell’acquario. Occhio anche alla chiusura che dovrebbe essere a tenuta stagna “assoluta”.

La resistenza

E’ la parte che riscalda l’acqua e non comporta in genere problemi. Lavorando sempre a temperature piuttosto basse, visto che è immerso in un liquido assai più freddo, dovrebbe durare quasi in eterno. Per rompere la resistenza non c’è altro che lasciare il dispositivo fuori dall’acqua. In questo caso le temperature raggiunte potrebbero fondere la resistenza stessa.

Il termostato

E’ la parte che di regola si rompe: il 99.9% dei casi. La rottura avviene, vedi leggi di Murphy, in posizione di acceso per incollaggio dei contatti. Ovvio che se troppo potente sarà un disastro. La durata di questa parte dipende oltre che dalla ovvia qualità, dalla temperatura che si richiede rispetto all’ambiente e dalla precisione del dispositivo. Oggetti “troppo” precisi, quindi con una bassa isteresi attaccano e staccano molte volte al giorno e la loro durata può essere anche solo di un paio di anni. Altri tipi, come i vecchi Rena serie S da 200 o 300 watt sono ancora in funzione dopo 15 anni. L’unica cosa da fare è tenere sotto controllo l’ordigno e cambiarlo al minimo segno di anomalia.

Concludendo

Una bella tabella dice più di tanti discorsi. Ecco le potenze che consiglio in Watt/litro

Zona	Dimensione < 150 litri	Oltre 150 litri
Nord alta quota	1.5	2
Nord pianura	0.8	1
Centro pianura	0.5	1
Sud pianura	0.25 solo per le variazioni	0.5 quasi inutile

Dati in Watt/litro

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Paolo Lavacchini