Controllo Salinità
Il modo corretto di controllare la salinità
35 PSU è un liquido di taratura per rifrattometri costituito da acqua marina riprodotta in laboratorio in maniera estremamente
dettagliSoftware
Qui potete trovare il più completo software di conversione della salinità presente in rete
convertitore salinitàmodi di misurare la salinità
La corretta misurazione della salinità è di fondamentale importanza per
avere valori stabili di calcio, magnesio, carbonati ed in generale di
tutti gli elelmenti presenti in acqua marina.
Lo studio della
valutazione dell'esatta densità dell'acqua marina prosegue ormai da
diversi decenni ed è una una funzione polinomiale complessa della
salinità, della temparatura e della pressione.
Capiamo quali sono i principali parametri dell'acqua e come interagiscono l'uno con l'altro.
Salinità
Per semplificare, la salinità (S) è la concentrazione di sali misurata
in PSU (Practical Salinity Units). E' espressa in g/Kg ed è invariante
con la temperatura. E' il parametro più importante.
L'acqua marina tropicale ha una salinità di 35 PSU.
Uno degli errori più comuni è confondere la salinità che si misura in PSU (quindi in g/Kg) con la densità che si misura in g/litro.
Sebbene l'errore sia minimo, salare l'acqua in base
ai litri di acqua e non in base ai Kg di acqua non è la pratica scientificamente corretta. Questo è dovuto al fatto che, come tutti glialtri matriali, l'acqua cambia volume in base alla tempeatura e 1 litro di acqua pesa in maniera diversa a seconda della temperatura.
Altre unità di misura della salinità sono ppt (parts per thousand - parti per mille) oppure ‰ (permille).
Densità
La densità (D) è una funzione della salinità (in PSU), della temperatura e della pressione. Viene misurata in Kg/m3 o g/litro.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 25°C, l'acqua marina ha una densità alla superficie (1 bar) di 1023.34 g/litro.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 20°C, l'acqua marina ha una densità alla superficie (1 bar) di 1024.76 g/litro.
L'acqua pura, a 25°C e pressione atmosferica, ha una densità di 997.048 g/litro.
Gravità Specifica
La gravità specifica (SG) è definita come il rapporto tra la densità
dell'acqua marina e la densità dell'acqua pura. E' una misura
adimensionale, quindi non è seguita da nessuna unità di misura. Varia al
variare della temperatura.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 25°C, l'acqua marina ha una gravità specifica alla superficie di 1,0264.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 20°C, l'acqua marina ha una gravità specifica alla superficie di 1,0266.
Conducibilità
Semplificando, la conducibilità di un fluido è la sua capacità di
trasportare cariche elettriche. La salinità può essere calcolata a
partire dalla conducibilità attraverso una equazione polinomiale
complessa che ha come altre variabili la temperatura e la pressione.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 25°C, l'acqua marina ha una conducibilità di 53.07 mS/cm.
Con una salinità di 35 PSU ed una temperatura di 20°C, l'acqua marina ha una conducibilità di 47.91 mS/cm.
errori di interpretazione
- Avere un'acqua a 35 PSU significa che l'acqua ha un contenuto di sali di 35g ogni Kg di acqua, non ogni litro.
- Un litro di acqua marina a 25°C pesa 1,02334 Kg, quindi contiene 35.82 g di sali. Poichè la densità dipende dalla temperatura, per avere una salinità di 35 PSU, la quanità di sali per ogni litro di acqua dovrà essere anche leggermente diversa a seconda della temperatura dell'acqua.
- L'unica unità di misura invariante con la temperatura è la salinità espressa in PSU (g/Kg), poichè il peso non varia con la temperatura.
strumenti di misura
Densimetro
Fino a qualche tempo fa, il metodo più utilizzato era quello del
densimetro. Attraverso un'asta gallegginate, grazie al principio di
Archimede che regola il galleggimaneto dei corpi, più la densità è
elevata e più l'asta del densimetro viene spinta fuori dall'acqua. Una
scala graduata indica la densità dell'acqua.
Questo metodo ha il
difetto che la misura effettuata dipende dalla temperatura, quindi
occorrono dei metodi per convertire il risultato ottenuto dalla
temperatura di taratura del densimetro, alla tempratura dell'acqua che
abbiamo misurato.
Rifrattometro
E' il metodo attualmente più utilizzato. Grazie al principio della
rifrazione, un raggio di luce viene rifratto attraverso l'acqua salata
con un angolo che è dipendente dalla salinità e dalla temperatura. La
temperatura dello strumento e quella dell'acqua sono i parametri che
maggiormente influenzano la misura.
La maggior parte dei
rifrattometri in commercio dovrebbe avere la compensazione automatica
della temperatura, ciò significa che, una volta tarato alla temperatura
indicata nelle istruzioni, le misure della salinità vengono riportate a
quella temperatura generalmente tra i 10 e i 30 °C.
Ad esempio, se
lo strumento è a 20°C e la soluzione di taratura a 20°C, la lettura
verrà riportata come se l'acqua misurata fosse a 20°C per ogni
temperatura del campione tra i 10 e i 30 °C.
Conduttivimetro
E' il metodo più utilizzato a livello industriale o per automazione di
processo o nei computer per acquari. I conduttivimetri solitamente hanno
una compensazione in temperatura ma essa non è ottimizzata per la
misurazione dell'acqua marina a meno che non sia espressamente
specificato. A questo proposito è necessario correggere la lettura per
ottenere il valore corretto di salinità.
errori di misura
Dietro l'apparente semplicità d'uso del rifrattometro, si celano insidiosi errori che portano a letture completamente errate della salinità, con conseguente spostamemnto più che rilevante dei parametri dell'acqua.
- Molti rifrattometri sul mercato non hanno la compensazione della temperatura oppure la compensazione non funziona. Per scoprire se il proprio rifrattometro è (ancora) compensato, prelevate un po' d'acqua dall'acquario e misurate. Posizionate poi sia l'acqua, sia il rifrattometro in frigo per qualche minuto (non fate andare il rifrattometro e l'acqua sotto i 10°C) e ripetete l'operazione. Se le due misure sono diverse, allora il rifrattometro non è compensato in temperatura, quindi dovrete correggere la misura in base alla temperatura alla quale avete tarato il rifrattometro.
- Taratura del rifrattometro. Nonostante nelle istruzioni venga riportato di calibrare lo strumento con acqua pura portando la lettura sullo zero, è meglio calibrare lo strumento con una soluzione a 35 PSU. Questo ridurrà l'errore di misurazione, essendo lo strumento calibrato nell'intorno della misura che effettueremo.
- Temperatura di taratura. Uno strumento con ATC (compensazione automantica della temperatura) mostra la salinità alla temperatura di taratura. Uno strumento senza ATC ha bisogno della compensazione manuale.
-
Temperatura del campione.
Prelevare acqua dall'acquario a 24°C e poggiarla su uno strumento a 20°C
porterà l'acqua rapidamente ad una temparatura compresa tra 24 e 20°C,
indefinita. E' meglio prelevare un po' di acqua ed aspettare che si
porti alla temperatura dello strumento (ambiente), in questo modo avremo
la quasi certezza della temperatura dell'acqua misurata, potendo fare
le dovute correzioni in maniera sensata.
-
La scala di misura e di
conversione da PSU a gravità specifica che compare all'interno del
rifrattometro vale esclusivamente alla temperatura di riferimento del
rifrattometro, nella quasi totalità dei casi cioè a 20°C. La dicitura "d
20/20" significa che la scala di misura e conversione è valida per
campioni misurati a 20°C e per una calibrazione dello strumento eseguita
a 20°C, il che porta all'equivalenza di 35 PSU ad una SG di 1.0266.
-
L'indice di rifrazione dipende anche dalla composizione dell'acqua.
Purtroppo questo è un parametro di non facile prevedibilità, per questo
motivo, la lettura effettuata tramite rifrattometro avrà sempre un
certo grado di incertezza.
Esempi di errori di misura
Esempio 1 - Taratura del rifrattometro fatta in inverno a 20°C e misura fatta in estate con strumento a 27°C
Prendiamo uno strumento senza ATC, rifrattometro a 27°C e campione di
taratura a 35 PSU. Se il rifrattometro è stato tarato a 20°C e non ha
ATC, al posto di segnare 35 PSU segnerà 32.4 PSU. Il risultato è logico
in quanto l'acqua si espande con il crescere della temperatura, quindi
la salinità "apparente" sarà inferiore.
Con una misura di 32.4 PSU, saremmo portati a mettere più sale, con la conseguenza di salare troppo l'acqua.
Esempio 2 - Taratura del rifrattometro fatta in estate a 27°C e misura fatta in inverno con strumento a 20°C
Prendiamo uno strumento senza ATC, rifrattometro a 20°C e campione di
taratura a 35 PSU. Se il rifrattometro è stato tarato a 27°C e non ha
ATC, al posto di segnare 35 PSU segnerà 37.2 PSU. Il risultato è logico
in quanto l'acqua si contrae con il diminuire della temperatura (fino a
circa 4°C), quindi la salinità "apparente" sarà superiore.
Con una misura di 37.2 PSU, saremmo portati a diluire l'acqua,
con la conseguenza di avere valori di calcio, magnesio e KH ben al di
sotto della norma.
effetti delle misure sbagliate sugli elementi
Una misura errata della salinità, porta ad errori anche macroscopici nella preparazione dell'acqua e quindi nella sua composizione. Riprendendo i due esempi precedenti, tentando di correggere la salinità misurata, porteremmo l'acqua ad una salinità reale di 37.6 PSU nell'esempio 1 e di 32.8 PSU nell'esempio 2.
Uso rifrattometro a temperatura ambiente senza ATC
Sfortunatamente l'uso del rifrattometro è il sistema più utilizzato poichè questi strumenti si trovano a basso costo, ma è anche il metodo che porta a più errori.
Per evitare errori, il nostro sistema prevede la taratura dello
strumento ogni volta che si effettua la misura della salinità e non
necessita di ulteriori correzioni.
Sebbene le istruzioni di taratura dei rifrattometri prevedano la taratura sul punto zero con acqua osmostica, la taratura su 35 PSU porta a letture più precise.
Taratura
- Portare il rifrattometro e la soluzione di calibrazione a 35 PSU a temperatura ambiente, attendere fino a che le temperature si siano stabilizzate.
- Porre qualche goccia di soluzione di taratura 35PSU sulla lente del rifrattometro e schiacciare delicatamente con l'apposito pannellino di copertura, avendo cura che la soluzione non presenti bolle e sia uniformemente distribuita su tutta la superficie.
- Tarare lo strumento con l'apposita vite al fine di far coincidere la lettura a 35 PSU.
Misura
- Prelevare un pochino di acqua da misurare e lasciare che si porti a temperatura ambiente.
- Porre qualche goccia di acqua da misurare sulla lente del rifrattometro e schiacciare delicatamente con l'apposito pannellino di copertura avendo cura che non siano presenti bolle e sia uniformemente distribuita su tutta la superficie.
- Leggere il valore di salinità.
Uso del densimetro
Purtroppo sul mercato è sempre più difficile trovare densimetri di precisione ma riteniamo che possa essere utile sapere come utilizzarlo.
Misura
- Prelevare un po' di acqua da misurare e porla all'interno del recipiente di misura del densimetro.
- Porre il densimetro nell'acqua da misurare e leggere il valore di densità.
- Misurare la temperatura dell'acqua in cui è immerso il densimetro.
- Inserire il valore di densità letto nel convertitore di salinità, inserendo
temperatura dell'acqua misurata e la temperatura di riferimento del
densimetro, che solitamente è 20 °C.
- Dopo aver cliccato su "Calcola", leggere il valore di salinità.
Uso del conduttivimetro
Questo metodo si presta a meno errori
rispetto all'uso del rifrattometro in quanto la correzione della misura in base alla temperatura viene fatta elettronicamente e non per mezzo di sistemi meccanici come all'interno dei rifrattometri ottici.
Taratura
- Tarare lo strumento con la soluzione più prossima a 53 mS/cm seguendo le istruzioni del produttore dello strumento.
Misura
- Leggere il valore di conducibilità dato dallo strumento ed inserirlo nel convertitore di salinità, inserendo la temperatura dell'acqua misurata. La temperatura di taratura è da considerarsi uguale a quella dell'acqua misurata.
- Dopo aver cliccato su "Calcola", leggere il valore di salinità.
Formati disponibili
35 PSU
