UV-C in acquario - seconda parte

In natura i raggi uv sono prodotti dal Sole e vengono classificati in tre tipi:

• UV-A (onde lunghe) da 315 a 400 nm; 

• UV-B (onde medie) da 280 a 315 nm; 

• UV-C (onde corte) da 100 a 280 nm;

Gli uv-a sono radiazioni che arrivano con tutta la loro lunghezza d’onda sulla superficie terrestre e non risultano particolarmente nocivi alle forme di vita se non nel caso di prolungata esposizione ad essi (vedasi scottature estive)

Gli uv-b sono radiazioni che come le precedenti riescono a giungere sulla superficie terrestre ma che grazie alla filtrazione da parte dell’ozono giungono con una frequenza d’onda di circa 290 nm, e grazie a questa filtrazione la loro nocività per gli esseri viventi è di gran lunga ridotta ma pur sempre da tenere in considerazione.

Gli uv-c sono radiazioni che non arrivano sulla superficie terrestre (o meglio non arrivavano fintanto che non vi era il cosiddetto “Buco dell’Ozono”) in quanto vengono filtrate appunto dall’ozono. Gli uv-c quando giungono ad un’altezza di circa 30 Km dalla superficie terrestre, in particolar modo in corrispondenza dell’equatore dove l’irraggiamento è più forte, danno inizio ad una reazione fotochimica per la quale le molecole di O₂ vengono scisse in due atomi di O ed essendo l’ossigeno atomico estremamente reattivo questo si lega immediatamente con una molecola di O₂ formando cosi l’ozono (O₃), conseguentemente l’ozono assorbe le radiazioni uv e questo ne provoca la fotolisi che libera un atomo ed una molecola di ossigeno; e cosi all’infinito.

Illustrato cosa sono gli uv, passiamo ora alla cosiddetta “lampada UV o debatterizzatore UV o Lampada germicida ecc….”

Oramai in commercio ne esistono di diversi tipi e qualità, a vapori di mercurio, lampade allo xenon (pulsazione) ad eccimeri o a LED.

Per le lampade più comuni come quelle a vapori di mercurio (usate in acquariofilia) la principale classificazione è in funzione della lunghezza d’onda o meglio dello spettro che forniscono.

In virtù di ciò possiamo classificare tre tipi di lampade, ad alta media e bassa pressione.

Quelle ad alta pressione hanno uno spettro multifrequenza (uv-a b e c), elevata potenza, durata breve, e sono poco influenzabili dalle variazioni di temperatura.

Quelle a bassa pressione hanno uno spettro monocromatico (uv-c), elevata efficacia, lento degrado, particolarmente influenzabili dalle variazioni di temperatura.

Quelle a media pressione sono una via di mezzo tra le due precedenti, hanno uno spettro multifrequenza, rapido degrado e media potenza.

Cio che differenzia l’emissione dei vari spettri, come si puo capire, è la pressione del gas inerte contenuto nella lampada e dato che la pressione è influenzabile dalla temperatura si può comprendere perché variazioni di temperatura possono influire sullo spettro della lampada, in particolare al diminuire della temperatura diminuisce il rendimento.

Quelle che a noi piu interessano sono quelle a bassa pressione che emettono solo uv-c con frequenze tra i 185 e i 254 nm particolarmente adatte a flussi lenti e portate minime. Queste sono lampade a scarica ovvero emettono uv quando una scarica elettrica eccita il gas inerte contenuto nella lampada il quale a sua volta vaporizza i depositi di mercurio; sulla base di ciò è naturale intuire che l’azione battericida non è immediata all’accensione della lampada, nel caso di riaccensione possono passare anche diverse decine di minuti mentre ad una prima accensione si può arrivare anche a 50 ore, ovviamente tutto è relativo alla potenza ed alle dimensioni della lampada.

Ad oggi le lampade uv-c a bassa pressione hanno una durata massima stimata in 8000 ore, l’invecchiamento di queste lampade è dovuto alla “solarizzazione” fenomeno per il quale all’interno della lampada si forma ossido di mercurio che opacizza il quarzo della lampada, lo spegnimento e la riaccensione influisce particolarmente su questo fenomeno velocizzandolo e di conseguenza riducendo la durata della lampada.

L’efficacia della lampada uv-c è direttamente correlata a vari fattori quali:

Prima di approfondire l’argomento “dose UV-C”, vorrei ritornare sullo Scattering, che come si intuisce è forse ciò che piu vanifica l’azione della lampada.

Partendo dal fatto che in un acquario ci risulta impossibile installare lampade uv-c di particolare potenza e dimensioni, quindi quelle solitamente in uso hanno un’ azione molto limitata, infatti considerando dosi e flussi, difficilmente riusciremo ad avere una sterilizzazione di microorganismi che superano i 5 micron di diametro per cui, per assurdo, anche i vari microorganismi che superano questa misura faranno da scudo a quelli più piccoli. Detto ciò si rende necessaria una prefiltrazione meccanica sull’ordine dei 5 micron atta non solo a trattenere particelle superiori a tale spessore ma anche i predetti microorganismi; orbene, comprendendo che anche questa particolare filtrazione è di difficile applicazione capirete la limitata efficacia della uv-c.

Ritornando alla “dose” la quale si può definire come la quantità di UV-C utile ad inattivare i microorganismi; per dose si intende quindi il prodotto tra la potenza della radiazione e il tempo di esposizione su una certa area, riassumendo la dose si misura in Ws/cm² (micro Watt al secondo per cm²) o anche mJ/cm² (micro Joule per cm²) ; adesso è ancor piu facile comprendere il perché di un flusso lento, infatti sviluppando le espressioni di cui sopra se ne deduce che un breve tempo di esposizione con un'alta intensità può essere efficace quanto un lungo periodo di esposizione ad intensità più bassa, fintanto che il prodotto della potenza moltiplicata per il tempo di esposizione è lo stesso.

ATTENZIONE: Il wattaggio di una lampada non sta ad indicare la dose uv, in più spesso se non sempre, sulle specifiche delle lampade troverete la dose espressa per cm³ e non cm² poiché calcolano la dose di radiazioni sui cm³ di acqua che escono dall’involucro che contiene la lampada (Fate sempre riferimento alle caratteristiche indicate dal produttore).

La dose esatta non esiste, si basa su esperimenti di laboratorio fatti sui vari microorganismi, dai quali se ne è dedotta la dose per singolo caso, sempre sulla base di questi esperimenti gli esperti assicurano che si riesce ad abbattere il 99% delle più comuni specie batteriche con dosaggi maggiori o uguali a 25000 Ws/cm²; inoltre è importante anche sapere che non esistono controindicazioni a sovradosaggi di uv-c.

A titolo esemplificativo cito alcuni esempi riferiti a particolari microorganismi:

Visto quanto detto sin’ora vi starete chiedendo “ma allora cosa serve mettere la uv?”, non è proprio così, sicuramente in un acquario la uv non svolgerà a pieno la sua azione di sterilizzazione ma sicuramente aiuterà a ridurre la carica batterica totale dell’acqua, fattore questo, importantissimo, se pensate che è stato dimostrato che valori superiori a 105 UGC/ml (unità di colonie Germi per ml) provocano seri danni ai pesci, e comunque seppur ridotta la sua azione sarà sempre utile aiuto nella prevenzione delle varie patologie.

Per una resa ottimale, la lampada uv-c deve essere installata in modo che l’acqua sia prelevata direttamente dalla vasca e filtrata in un filtro dedicato prima di attraversare la camera di irraggiamento; evitate quindi di collegarla in serie sul tubo di mandata di un filtro esterno poiché il flusso dell’acqua risulterebbe sicuramente troppo veloce per ottenere anche il minimo effetto sterilizzante che come abbiamo già visto è notevolmente compromesso dalla mancanza di un sistema di micro filtrazione. Nel regolare il flusso bisogna che lo si imposti alla minima velocità possibile e/o indicata dalla casa, purchè ci si accerti che si effettui un ricambio/ora del totale dei litri della vasca.

L’uso della UV-C che trovo più efficace è quando la stessa viene adibita alla sterilizzazione dell’acqua di osmosi o in genere dell’acqua in stabulazione da usare per i cambi, in tal modo si evita di introdurre germi, batteri, virus, ecc. ecc. trasportati dall’acqua di rete o che si trovino annidati nelle membrane degli impianti di RO (in particolare quando questi non vengono usati per diverso tempo).

Veniamo infine, all’uso della uv applicato alle più comuni vasche che troviamo normalmente in casa di un acquariofilo:

L’uso della UV in tali vasche il linea di massima ha un alto rendimento quando in tale vasca si immettono pesci appena acquistati, infatti un pesce stressato da trasporto è particolarmente debole ed esposto ad agenti patogeni per cui esser immesso in un ambiente sterile lo preserva dalle diverse patologie che potrebbero colpirlo oltre a ridurre il rischio che lo stesso possa infettare i pesci preesistenti nelle vostre vasche.

Nel caso di trasferimento in tale vasca da quella principale, di pesci che si sospetta essere malati e quindi apparentemente debilitati, l’uso della UV rendendo la vasca sterile, evita ai pesci ulteriori esposizioni a nuovi agenti patogeni cosicchè lo stesso potrà impiegare le sue energie per contrapporsi alla patologia che crediamo lo affligga.

In ultima ipotesi, nel caso si volesse procedere a cure medicinali, se ne consiglia in linea di massima lo spegnimento. Ad oggi non sono del tutto noti e certi gli effetti della UV sui medicinali; in contrapposizione a tale incertezza vi è la certezza che solo alcuni principi attivi sono fotosensibili ovvero modificabili per reazioni fotochimiche, quindi, teoricamente, non avendo un’azione chimica la UV potrebbe anche essere lasciata accesa con determinati e medicinali e spenta con quelli cui è nota la fotosensibilità. (nel dubbio ed in attesa di studi specifici lo spegnimento duarnte l’uso di medicinali è consigliabile)

L’uso in tali vasche non può essere considerato altro che positivo e non vi sono controindicazioni di alcun genere.

Facendo una piccola premessa, il sistema immunitario dei pesci è simile, anche se più semplice, a quello dei mammiferi, quindi composto da una parte fagocitica (cellule che uccidono agenti patogeni o microorganismi estranei) e da una parte adattativa (in grado di reagire producendo anticorpi), la parte fagocitica si sviluppa con l’embrione mentre quella adattativa no (recenti studi hanno rilevato la possibilità che la madre attraverso le uova potrebbe trasmettere agli avanotti alcuni anticorpi).

Detto ciò capirete che una parte del sistema immunitario, quella adattativa, sviluppa gli anticorpi, proteggendo il pesce, solo in presenza di agenti patogeni, da qui ne consegue che l’utilizzo della UV in queste vasche comprometterebbe la produzione di anticorpi, infatti crescendo in ambiente sterile crescerà privo di anticorpi per cui da adulto sarebbe particolarmente esposto a varie patologie infettive.

Pertanto si potrebbe affermare che l’uso della UV in una vasca di accrescimento di un acquariofilo spinto da sola passione e non da interessi economici, sarebbe sconsigliata.

Ovviamente, ed è facile capirne i motivi, per un allevatore, il cui fine è il guadagno, la lampada UV diviene obbligatoria, infatti, riducendo i rischi di patologie e di conseguenza la percentuale di mortalità, avrà introiti economici maggiori.

In linea di massima l’uso della UV non è sconsigliabile ma non è neanche considerata necessaria in virtù della sua limitata efficacia.

Inoltre bisogna distinguere, al riguardo, se le vasche sono piantumate o no, in vasche senza vegetazione usare la UV sicuramente può essere un vantaggio per la prevenzione delle malattie e la riduzione della carica batterica totale, in quelle piantumate invece l’efficacia della lampada viene ridotta di molto dall’uso dei fertilizzanti (che peraltro non è noto se e come si modificano venendo irraggiati) che riducono la transmittanza dell’acqua e aumentano lo scattering, inoltre è noto che i raggi UV provocano l’ossidazione si sostanze organiche e inorganiche pertanto in grado di ridurre la presenza di composti azotati e nutrienti vari utili alle piante per la crescita, da ciò ne scaturisce che l’uso in tali acquari è sconsigliato.

In tali vasche l’uso della UV sarebbe d’obbligo poiché come tutti sappiamo vivono in natura con cariche batteriche veramente minime, ma, dato che la trasmittanza dell’acqua è uno dei principali fattori che influenzano la resa della UV e dato che in questi acquari biotopo si fa uso di torba il cui noto effetto è quello di ambrare l’acqua riducendo di conseguenza la trasmittanza, l’uso della UV è da considerarsi inutile.

Domenico Amodeo

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