Lo Schiumatoio: una guida completa

Principi di funzionamento, istallazione, regolazione e guida all’acquisto del componente più importante di un acquario marino: lo schiumatoio

Con l’avvento del metodo Berlinese, lo schiumatoio è diventato il fulcro del sistema di filtrazione dell’acqua negli acquari marini. In realtà, parlando di schiumatoio, il termine “filtrazione” è probabilmente inappropriato. Lo schiumatoio, infatti, non filtra propriamente l’acqua ma sfrutta alcuni principi fisici per estrarre una grande quantità di composti, rendendo la vasca perfetta per allevare anche specie molto esigenti. Oltre alla rimozione degli inquinanti, lo schiumatoio provvede anche ad ossigenare l’acqua e disperdere la CO2, ottenendo tra l’altro la stabilizzazione del pH, con ulteriore beneficio per tutti gli organismi.

Dettaglio del funzionamento di uno schiumatoio
Schiumatoio in funzione – dettaglio bicchiere

Come agisce lo schiumatoio? Un po’ di fisica!

schema di funzionamento di uno schiumatoio dal punto di vista fisico-chimico
Principio di funzionamento di uno schiumatoio: i composti idrofobici o anfipatici restano legati alle bolle, che unendosi formano la schiuma che viene raccolta nel bicchiere e rimossa periodicamente

Lo schiumatoio elimina dall’acqua quasi tutti i residui organici e inorganici che formano il DOC, il VOC ed il POC, ossia il Carbonio Organico Disciolto, i Composti Organici Volatili e il Particolato Organico. In parole povere: proteine, lipidi, vitamine, carboidrati, DNA, batteri, uova, tossine, muchi, plancton etc… Insomma, praticamente tutti i composti organici, a partire dalle macro molecole fino ad arrivare alle cellule, vengono trattenuti ed espulsi dall’azione dello schiumatoio.

Queste molecole, infatti, sono in genere IDROFOBICHE o, più spesso, ANFIPATICHE: le molecole idrofobiche sono quelle che non possono sciogliersi in acqua. Quando queste si trovano immerse, tendono a raggrupparsi cercando di avere meno contatto possibile con l’acqua. Ma la maggior parte di queste molecole sono ANFIPATICHE, cioè hanno una parte idrofoba e una parte idrofila. La parte idrofila, a differenza di quella idrofoba, lega facilmente l’acqua.

Come fa, allora, lo schiumatoio a rimuovere queste sostanze? Nella colonna di contatto dello schiumatoio si formano tante piccole bolle d’aria. Queste bolle attirano le sostanze idrofobiche e anfipatiche che possono disporsi intorno alla bolla, esponendo le parti idrofile in superficie, a contato con l’acqua, e quelle idrofile all’interno, a contatto con l’aria.

Quando le bolle risalgono verso la superficie, portano con sé questi composti. Arrivati alla sommità della colonna di contatto, le bolle si ritrovano vicine le une con le altre. Quando vengono in contatto, le sostanze organiche intrappolate si uniscono e le bolle si fondono formando una schiuma densa e persistente. Sotto la spinta delle bolle che arrivano dal basso, la schiuma risale il collo dello schiumatoio e tracima nel bicchiere, portando via con sé anche tutto il materiale intrappolato nelle bolle.

Quali sono i composti che lo schiumatoio non riesce a rimuovere?

Tutte le piccole molecole fortemente idrofile, come i sali, non vengono trattenute della schiuma dello schiumatoio. Tra queste nitriti, nitrati e fosfati. Cioè proprio le sostanze che un acquariofilo vorrebbe controllare e talvolta azzerare. Ma allora perché lo schiumatoio è così indispensabile? Molto semplice: i sali nocivi elencati qui sopra non si generano spontaneamente nell’acquario e neppure vengono prodotti come tali dagli organismi che lo abitano. Nella maggior parte dei casi, questi sono il prodotto della trasformazione di composti e sostanze più complesse. Queste sono tra quelle che lo schiumatoio riesce a neutralizzare, impedendo quindi che nell’acqua si formino i composti più semplici e dannosi per la salute degli animali allevati.

Schiumatoio: come è fatto e come funziona

Differenza tra uno schiumatoio a porosa e uno con pompo venturi
Schiumatoio a porosa (A) e con pompa venturi (B)

Semplificando al massimo, uno schiumatoio può essere considerato un cilindro in cui viene pompata l’acqua proveniente dall’acquario. Qui, con vari sistemi, l’acqua viene fatta entrare a contatto con le bolle d’aria che estraggono i composti organici e poi fatta fuoriuscire da un ugello per tornare in vasca. Sulla sommità della colonna di contatto si apre un collo che comunica con il bicchiere di raccolta della schiuma.

La schiuma può venirsi a formare in vari modi: alcuni schiumatoi progettati per acquari piccoli hanno una pompa dell’aria collegata ad una pietra porosa; per acquari di dimensioni generose occorre utilizzare pompe venturi, che aspirano aria e acqua e le mescolano formando le bolle che vengono sminuzzate dalla girante della pompa. In questo caso, alcuni modelli hanno due pompe separate (una che alimenta lo schiumatoio e una che genera la schiuma), altre hanno un’unica pompa che compie entrambi i lavori. Gli schiumatoi del primo tipo sono potenzialmente più efficienti, a patto di essere in grado di regolarli con precisione. I secondi, pur se più limitati, non consentono grandi manovre di aggiustamento e quindi, di contro, grandi danni se utilizzati da utenti poco esperti.

Avviare e regolare lo schiumatoio

La maggior parte degli acquariofili utilizza lo schiumatoio nella sump dell’acquario ma esistono in commercio anche schiumatoi a zainetto, che vanno appesi alla parte esterna del vetro della vasca, o modelli che possono essere alloggiati direttamente in vasca. Quando posizionato in sump, occorre fare attenzione al livello dell’acqua nel punto in cui si posiziona lo schiumatoio. Ogni schiumatoio, infatti, lavora nel migliore dei modi quando immerso nell’acqua ad uno specifico livello di altezza, riportato nelle indicazioni del costruttore. Qualora non vi fossero indicazioni specifiche, ci si può regolare con una altezza di 21 cm. Poiché eventuali oscillazioni del livello di acqua in sump influiscono sulla qualità della schiumazione, conviene dotare l’acquario di rabbocco automatico dall’acqua evaporata per eliminare questo fastidioso inconveniente.

Una volta posizionato, bisogna regolare lo schiumatoio andando ad agire sulle due componenti del suo funzionamento: il livello dell’acqua nel collo del bicchiere e la quantità di aria immessa. Negli schiumatoi a doppia pompa, sarà possibile anche regolare separatamente la quantità di acqua trattata. L’obiettivo della regolazione è riuscire a trattare la maggior quantità di acqua possibile e farla venire a contatto con la maggior quantità di aria possibile.

A tal proposito, va chiarito un concetto importante: più fini sono le bolle, maggiore è la loro superficie di contatto e quindi l’efficienza della schiumazione. Questo significa che non potremo semplicemente tarare lo schiumatoio perché faccia entrare la maggior quantità possibile di aria, ma dovremo evitare che si formino bolle troppo grandi, cosa che si verifica quando la quantità di aria in ingresso è troppo elevata.

Esaminiamo uno schiumatoio semplice, dotato di un’unica pompa: all’avvio procederemo regolando al massimo la quantità di aria in ingresso e porteremo il livello dell’acqua alla base del bicchiere. Per ottenere questo risultato si dovrà agire sullo scarico, regolandone la portata. A questo punto occorre attendere qualche giorno, per permettere allo schiumatoio di avviarsi, e poi tornare a raffinare la regolazione. Se le bolle fossero troppo grandi o il bicchiere si riempisse troppo rapidamente, occorrerà ridurre l’aria in ingresso ed aggiustare nuovamente la regolazione dello scarico dello scarico.

Schiumazione asciutta o schiumazione bagnata?

Differenza tra schiumazione bagnata ed asciutta in uno schiumatoio venturi
Regolare schiumatoio: A) Schiumazione bagnata; B) Schiumazione asxiutta

La regolazione dello schiumatoio descritta nel paragrafo precedente è ovviamente una regolazione di massima, che non tiene conto delle caratteristiche dell’acquario e del rapporto tra volume della vasca e portata dello schiumatoio. E’ possibile quindi regolare lo schiumatoio in maniera più raffinata, andando ad ottenere una schiumazione più bagnata oppure più asciutta

Si definisce “bagnata” una regolazione per la quale il contenuto del bicchiere sia ricco di liquido, mentre è secca una regolazione che produce una schiuma molto densa. Per ottenere l’una o l’altra si agisce regolando l’altezza dell’acqua nel collo del bicchiere: una colonna d’acqua più alta comporterà un travaso di maggiori quantità di acqua nel bicchiere e quindi una schiumazione più bagnata, mentre un livello d’acqua più basso, al contrario, ridurrà la quantità di acqua rovesciata e quindi una schiuma più secca e densa.

Quale è la regolazione migliore? Dipende. Una schiumazione bagnata, infatti, elimina più efficacemente gli inquinanti ma tende a impoverire l’acqua anche degli elementi necessari alla sopravvivenza ed il benessere degli organismi, per cui una schiumazione eccessivamente bagnata abbinata ad uno schiumatoio sovradimensionato può causare un collasso della vasca per il suo eccessivo impoverimento. Al contrario, una schiumazione secca su uno schiumatoio sottodimensionato renderà inefficiente il processo e causerà un accumulo di inquinanti in vasca.

Il dimensionamento dello schiumatoio va valutato, ovviamente, in base alla dimensione dell’acquario e alla sua popolazione, ma un buon parametro generale può essere quello di considerare adeguato uno schiumatoio che lavora tutto il volume d’acqua in un’ora. Per i coralli duri sarebbe da considerare una capacità di lavoro almeno doppia, in considerazione delle esigenze specifiche di tali organismi.

Manutenzione dello schiumatoio

La manutenzione dello schiumatoio è semplice ma necessaria se si vuole mantenerlo sempre in perfetta efficienza. la prima cosa da fare è, ovviamente, pulire con regolarità il bicchiere. Alcuni acquariofili ritengono corretto svuotare il bicchiere dello schiumatoio solo quando questo si sia riempito, ma questa pratica ne riduce l’efficienza. Infatti, la presenza di fango sulle pareti del bicchiere rende più difficoltoso per la schiuma risalire e quindi alcuni dei composti schiumati potrebbero tornare in vasca. Se possibile, quindi, occorrerebbe pulirlo almeno una volta al giorno.

Un altro componente che va regolarmente ripulito è il tubo di aspirazione dell’aria. Qui infatti si possono formare delle incrostazioni calcaree che possono ostruire il passaggio dell’aria. Periodicamente, per risolvere il problema, andrebbe inserita l’estremità di aspirazione del tubicino in un bicchiere colmo di acqua di osmosi. Così facendo, la pompa aspirerà l’acqua pulita che scioglierà il calcare, liberando il passaggio dell’aria e ripristinando l’efficienza della pompa.

Schiumatoio in vasche d’acqua dolce: è possibile?

Vista la grande efficienza della schiumazione per rimuovere gli inquinanti organici dalla vasca, si potrebbe pensare di utilizzare lo stesso sistema anche per le vasche di acqua dolce. Purtroppo il sistema non è applicabile anche a queste vasche, perché richiede una elevata densità dell’acqua. A tal proposito, anche nell’istallazione dello schiumatoio in vasche marine occorre tenere monitorata la salinità ed assicurarsi che sia sempre intorno al valore di 35 per mille.

Scegliere lo schiumatoio

Arrivati a questo punto, vediamo come scegliere lo schiumatoio più adatto alle esigenze della vasca. Iniziamo col dire che, sebbene ormai tutti gli acquariofili marini utilizzino lo schiumatoio, esistono delle gestioni che possono farne a meno. Si tratta, ovviamente, di acquari dedicati a soli pesci, in cui è possibile riprodurre il sistema di gestione tipico delle vasche d’acqua dolce. Ma se si intende procedere con l’allestimento di un acquario di barriera e allevare i coralli, lo schiumatoio è un accessorio indispensabile.

Per vasche di dimensioni contenute, fino a 100-150 litri, è possibile orientarsi un po’ su tutte le tipologie di schiumatoi: in abbinamento a un filtro biologico e senza la pretesa di allevare coralli duri, si può scegliere anche uno schiumatoio a pietra porosa di buona fattura ma se si vuole fare sul serio, conviene sicuramente orientarsi su prodotti con pompe venturi, assolutamente indispensabili per litraggi superiori a questi, indipendentemente dalla tipologia di coralli.

Per litraggi piccoli si riescono a trovare in commercio soluzioni che non necesitano di sump e danno prestazioni soddisfacenti, ma per vasche di dimensioni generose sarà necessario organizzare la vasca tecnica e destinarne un alloggiamento proprio allo schiumatoio.

Come abbiamo già sottolineato, il volume d’acqua trattato ogni ora non dovrà essere inferiore a quello della vasca o il doppio per vasche esigenti, senza lesinare sulla qualità o cedere alla tentazione di prodotti economici di dubbia qualità.

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