Strumenti e misurazioni in acquario

Introduzione  - Tali tecnologie, rese disponibili a prezzi sempre più popolari, hanno finito per lasciare i locali asettici e super attrezzati dei laboratori per entrare di prepotenza nelle nostre case ed aiutarci a gestire in maniera accurata e scrupolosa i nostri acquari trasformandoci a volte in veri e propri “farmacisti” dell’acquariologia.Ormai da tempo il progresso tecnologico ha investito inesorabilmente, innovando di continuo, le strumentazioni elettroniche utilizzate per effettuare le misurazioni dei parametri fisici e chimici di composti in ogni stato: liquido, gassoso, solido, colloidale. 

                             Strumenti e misurazioni in acquario: utlizzo e loro problematiche

Gli strumenti forniscono dati ed i dati vanno interpretati e contestualizzati nell’organicità delle soluzioni (l’acqua delle ns. vasche) oggetto di analisi. “Molti dati, uguale nessun dato” qualche illustre Analista ha asserito…volendo significare che una moltitudine di dati misurati in maniera disomogenea non hanno attendibilità e non consento di delineare con precisione il quadro fisico e chimico della sostanza analizzata.

  I dati forniti dagli strumenti elettronici di misura  

I dati forniti dagli strumenti elettronici di misura sono appunto informazioni finali rilevate dall’analisi di processi elettronici che lo strumento effettua in automatico. Volendo ricorrere ad una semplice analogia, il nostro strumento funziona un po’ come il senso olfattivo dell’essere umano: il naso (sonda) effettua la lettura, il cervello (Chip) elabora il dato, la bocca (display) pronuncia o visualizza il risultato finale.

Al semplice gesto di inserire la sonda nell’acqua, accendere lo strumento ed attendere la visualizzazione del risultato effettivamente si contrappone una complessa e macchinosa procedura automatica che consente di rilevare il dato della misura. Tanto più accurato e prossimo al reale sarà tale dato tanto più accurate dovranno essere le operazioni di manutenzione, taratura e misurazione . Ciò ci fa comprendere quanto importate sia utilizzare un “naso” rappresentato dalla sonda in perfetta efficienza e quanto essenziale sia che la lettura da questa effettuata sia elaborata correttamente dalla “mente” rappresentata dal chip che deve essere accuratamente tarato.

Ci occuperemo quindi della manutenzione ed affidabilità delle sonde utilizzate e delle operazioni essenziali da compiere per tarare correttamente i nostri strumenti e volte ad ottenere dati che siano i più prossimi possibile alla realtà. Ogni strumento infatti ha dei piccoli margini di errore nelle misurazioni che vengono denominati “tolleranza”; certo insignificanti ma di rilevanza assai diversa se aggiunti ad errori derivanti da tarature approssimative e misurazioni fatte in maniera grossolana.

 

Ciò introduce due nozioni che utilizzeremo per descrivere la qualità delle nostre misurazioni:

 PRECISIONE:

Si riferisce al grado di concordanza tra i risultati di letture successive. La precisione è generalmente espressa come deviazione standard (SD). ACCURATEZZA: Si riferisce alla vicinanza del valore misurato al valore reale.  “Sebbene una buona precisione suggerisca una buona accuratezza, le misure precise possono essere inaccurate”. 

 

Inizieremo quindi il nostro percorso occupandoci della misurazione del pH che è tra i valori più importanti e maggiormente rilevati in acquariologia, con l’utilizzo di strumenti elettronici.

    

Struttura di un elettrodo (sonda) pH

- Immagine di Hanna Instrumets -

Gli elettrodi ph comunemente utilizzati si compongono di una parte deputata alla lettura denominata “semicella o elettrodo singolo ph” a potenziale variabile in relazione all’attività degli idrogenioni H+ in soluzione ed una parte preposta alla comparazione denominata “semicella o elettrodo di riferimento” a potenziale stabile e costante.  

Le due semicelle sono ormai assemblate a formare un unico elettrodo che si definisce quindi “Elettrodo combinato” proprio perchè formato da entrambe le semicelle. In tale elettrodo combinato, che tutti conosciamo con il nome generico di “sonda”, l’elettrodo singolo pH è posizionato all’interno dell’elettrodo singolo di riferimento. Cosicché l’elettrolita di riferimento mantenga il costante contatto elettrico con la soluzione campione mediante un setto poroso.

 

  Caratteristiche tecniche degli elettrodi pH 

Gli elettrodi (sonde) sono costruiti in materiali differenti. I più comuni in commercio sono quelli costruiti in vetro poiché tale materiale consente pulizia rapida ed accurata nonché l’utilizzo a temperature elevate grazie proprio all’elevatissima temperatura di fusione del vetro. Le sonde che generalmente appaiono costruite in materiale plastico possono effettivamente essere realizzate o in un polimero denominato “Kynar” o in materiale epossidico. Il “Kynar” è un materiale atossico ed è destinato alla costruzione di sonde per uso alimentare grazie proprio alle particolari garanzie di atossicità di tale materiale. Le sonde invece costruite in semplice resina epossidica sono molto resistenti e per questo utilizzate per le misurazioni “in campo”, durante le quali non possono essere trattate con particolare riguardo.

 

Abbiamo parlato poi del “Setto poroso” o giunzione porosa (detto anche diaframma) che è generalmente costruito in materiale ceramico con diverse tipologie di realizzazione in base all’utilizzo cui gli elettrodi sono destinati.

Altro elemento di spicco nella morfologia della sonda è la forma che ha la sua punta. Ve ne sono di diversa forgia e la scelta è sempre relativa all’utilizzo che se ne desidera fare. Alcune sonde hanno punta sferica e sono generalmente indicate per le misurazioni in soluzioni acquose grazie alla maggiore superficie di contatto che offrono tra la sonda stessa e la soluzione. Vi sono poi sonde con punta conica particolarmente utilizzate nel settore alimentare e per l’esecuzione di misurazioni su prodotti semisolidi o allo stato colloidale (formaggi di ogni tipo o carni in genere). Ancora, vi sono sonde a punta completamente piatta utilizzate in dermatologia per le misurazioni su cute o peli o nell’industria cartaria per le misurazioni del pH su campionature di carta.

 

Non voglio scendere in ulteriori approfondimenti tecnici relativi alle tipologie di “Giunzioni”; mi limiterò ad indicare che le giunzioni degli elettrodi pH possono essere di tipo singolo, doppio o triplo in base all’utilizzo cui la sonda è destinata. Per chi fosse interessato all’argomento posso indicare dove reperire ulteriori notizie a tal riguardo.

 

Esaminato la, un breve cenno va dedicato ai vari tipi di connettori che collegano la sonda stessa allo strumento. Sono connettori conformi a standard internazionali e tra questi il connettore tipo BNC (tra i più diffusi) con polo centrale e ghiera girevole con blocco a scatto. Altro connettore, meno diffuso e riservato in generagli strumenti da laboratorio è il connettore tipo DIN che è conforme allo standard USA ed utilizzato nei phmetri destinati al mercato di questi paesi.

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