Zeus by OceanLife

Uno dei punti più critici nella gestione di un acquario è sicuramente quello della gestione delle emergenze che si presentano nel caso di una interruzione della linea elettrica. La mancanza di energia elettrica ha come prima ed immediata conseguenza quella di far crollare il contenuto di ossigeno in acquario e quindi anche il pH, e subito dopo quella di portare la vasca a non essere più riscaldata o raffreddata a dovere.

Se l’interruzione di corrente è sufficientemente lunga può portare alla morte per anossia di pesci e coralli. E’ ovvio che il problema è maggiore in acquari densamente popolati di pesci e coralli che non in acquari di soli pesci o in acquari di acqua dolce dove la dinamica è completamente diversa.

Possiamo quindi affermare che l’aspettativa di sopravvivenza media di un acquario è inversamente proporzionale al numero di pesci e coralli ospitati, e quindi è necessario essere più pronti in caso di black out elettrici.

In un acquario di barriera molto popolato il tempo di crisi è spesso attorno alle 2 ore, tempo dopo il quale i danni in genere diventano seri, è ovvio che nel proprio acquario i valori possono essere molto dilatati in quanto la temperatura influenza la presenza di ossigeno nell’acqua (all’aumentare della temperatura diminuisce l’ossigeno disciolto), così come un ventilazione forzata del pelo libero dell’acquario porta invece ad un leggero aumento dell’ossigeno.

La proposta di Oceanlife è Zeus, il primo UPS ad onda sinusoidale brevettato per acquari. E’ ideale per proteggere tutto l’equipaggiamento a lui collegato e sottoposto a mancanza di alimentazione di rete  grazie alla generazione di una perfetta onda sinusoidale. L’onda sinusoidale è la migliore garanzia per il funzionamento senza problemi per ogni tipo di apparecchiature esistenti, anche le più sensibili come le pompe elettroniche, le pompe sincrone od i computer per acquari. Zeus è stato dimensionato per fornire corrente a carichi fino a 400W per tutta la durata del blackout, qualunque sia la capacità delle batterie utilizzate. Viene gestito completamente in digitale ed ha un tempo di ricarica minimo, durante il quale consuma fino a 360 watt con corrente di 15A, così da essere sempre pronto in caso di necessità.

Una curiosa particolarità nonché attrattiva di rilievo di Zeus è il particolare display azzurro a LED che indica lo stato del gruppo, il suo normale funzionamento, il funzionamento in modo batteria, i sovraccarichi e gli eventuali guasti.

E’ protetto, e quindi protegge, contro i sovraccarichi, i corto circuiti, le sovratensioni ed il surriscaldamento.

Le batterie sono acquistabili separatamente della capacità scelta in base alle proprie esigenze di copertura elettrica e vengono alloggiate separatamente, sono quindi sostituibili dall’utente con qualsiasi altro tipo di batterie sigillate in commercio, purchè si rispetti la tensione di lavoro di 24V.

Caratteristiche Tecniche

L’unità UPS misura 37,5x13x19 cm, che non è certo una dimensione tascabile, anche perché si devono considerare i 2,5 cm richiesti da lasciare da ogni lato per garantirne il perfetto funzionamento. Con 2 batterie da 40Ah come quelle in dotazione alla mia unità però l’ingombro aumenta di molto anche acquistando il cabinet apposito venduto separatamente, cosa che consiglio vivamente per evitare di lasciare le batterie non protette e con cavi volanti.

Tensione in ingresso: 155-280V
Frequenza in ingresso: 50Hz +/- 10%
Forma d’onda: sinusoide pura
Tensione di uscita: 230V +/- 10%
Frequenza d’uscita: 50Hz +/- 0,5%
Batteria: senza manutenzione
Corrente di ricarica: fino a 15A
Protezioni sulla batteria: Auto-test automatico, scarica, sovraccarica, sistema di controllo intelligente.
Tensione batteria: 24V (batteria non inclusa, per funzionare Zeus necessita di 2 batterie al piombo sigillate da 12 V collegate in serie)
Raffreddamento: Attivo
Rumorosità: Inferiore a 14 db
Dimensioni: 375x130x190
Peso: 7,5 kg

Il cabinet opzionale per le batterie ha dimensioni pari a 43×20,5×27,5 cm ed è veramente molto ingombrante. La prima cosa che viene in mente quando lo si guarda è il pensiero di trovargli una adeguata sistemazione, e la seconda è il chiedersi se possa essere alloggiato all’interno del mobile sotto l’acquario.

OceanLife ne sconsiglia il posizionamento in ambienti umidi e soggetti a condensazione. Rispettando queste linee guida viene quindi sconsigliato il posizionamento nelle vicinanze di una sump (vasca tecnica che in acquariologia marina prende la forma di una seconda vasca tecnica collegata all’acquario principale e che contiene l’attrezzatura tecnica) o in un mobile che non sia perfettamente aerato e sufficientemente isolato dalla eventuale sump.

Nel mio caso il posizionamento era quasi obbligato sotto l’acquario ma sono stato fortunato perché c’è sufficiente spazio fra lui e la sump, e perché il mobile è praticamente aperto e non ci sono tracce di condensa, inoltre c’è un divisorio in plexiglass fra le due zone, sump ed elettrica.

Sconsiglio vivamente l’installazione di Zeus all’interno di un mobile isolato dall’esterno e coibentato.

Assieme a Zeus è possibile installare qualsiasi batteria purché si rispetti la tensione di lavoro di 24 volt.

Affinché lo Zeus possa lavorare in maniera efficace ed efficiente è necessario utilizzare batterie di tipo VRLA, o comunque sigillate con elettrolita in GEL, che sono assolutamente sicure non avendo emissioni di alcun gas, e quindi risultano idonee all’utilizzo in ambienti chiusi. Per intenderci le comuni batterie da auto, sebbene costino poco, non sono consigliate perché non sono studiate per gestire carichi e scarichi di ampia entità, ma sono studiate per fornire alte correnti in brevi intervalli di tempo inoltre essendo con elettrolita liquido sono potenzialmente pericolose sia per l’emissione di idrogeno (infiammabile) sia per l’elettrolita stesso (acido solforico). Le batterie VRLA invece riescono a gestire anche le scariche complete portate fino allo spegnimento dell’unità. In effetti la logica di controllo di Zeus non permette di arrivare alla scarica completa ma spegne il sistema appena si arrivi alla soglia di pericolo per le batterie stesse.

Cosa collegarci:

Scegliere cosa collegare allo Zeus è una questione molto personale. Dal punto di vista teorico dobbiamo considerare che Zeus deve gestire una emergenza e non garantire il perfetto funzionamento della vasca, quindi dobbiamo pensare di eliminare tutte le utenze non strettamente necessarie come le luci ad esempio. In secondo luogo dobbiamo considerare di gestire una utenza che garantisca il massimo del tempo di autonomia e la massima ossigenazione possibile.

Io sconsiglio a priori l’uso di un riscaldatore così come di un sistema di raffreddamento per la vasca, perché questi strumenti consumano una quantità di energia tale che il sistema andrebbe rapidamente ad esaurirsi, inoltre da una parte l’acqua garantisce una capacità volano tale per cui sia il raffreddamento che l’eventuale surriscaldamento necessiterebbe di molte ore e sarebbe talmente lento che non porterebbe a danni di rilievo, tranne in casi particolari, come l’installazione in un garage non riscaldato o su un terrazzo.

Il primo oggetto che risponde a queste caratteristiche è sicuramente un aeratore, che consuma poco (massimizziamo l’autonomia dell’UPS) e che garantisce un ricambio di ossigeno sicuramente elevato. I punti negativi sono che in genere in una vasca molto popolata ce ne vorrebbe uno ogni 60 cm, meglio se posto in posizione avanzata, e che andrebbe pulito continuamente per evitare che si incrosti e non funzioni nel momento del bisogno.

A seguire la seconda utenza che ci viene in mente con caratteristiche simili è sicuramente la pompa di risalita (ove ce ne sia una), oppure una pompa di movimento posta appena sotto il livello dell’acqua. la prima consuma sicuramente di più, ma consente all’acqua di ossigenarsi quando scende lungo il tubo di collegamento vasca-sump, e garantisce anche un movimento in vasca che tende a spandere l’acqua così ossigenata in acquario. La pompa di movimento invece, se posta appena sotto la superficie dell’acqua, favorisce lo scambio gassoso e quindi aumenta leggermente il tenore di ossigeno, e increspando l’acqua aumenta maggiormente lo scambio, dal mio punto di vista è forse un po’ poco ma consuma veramente poco.

Una idea che si è concretizzata nelle ultime discussioni sul forum di Acquaportal, grazie all’ingegno di Emio, è quella di inserire una pompa di movimento a venturi appena sotto la superficie dell’acqua. Quando si interrompe la corrente elettrica il livello della vasca (se è un acquario marino con sump) tende ad abbassarsi di qualche cm, sufficiente per innescare il venturi della pompa, che quindi insufflerebbe aria ed acqua in acquario con buona capacità di movimento.

Ovviamente è sempre possibile combinare le varie soluzioni, oppure aggiungere l’alimentazione anche dello schiumatoio oltre a quello della risalita, il tutto in base alle proprie scelte ed al bisogno di autonomia proprio di ogni vasca.

Io fra tutte le soluzioni ho scelto quella di utilizzare lo Zeus per alimentare la mia pompa di risalita.

Consiglio inoltre di accoppiare al sistema anche un combinatore telefonico o un modulo gsm, che ci possa avvisare della mancanza di corrente, perché potremmo essere in vacanza ed il sistema non potrebbe fisicamente reggere diversi giorni di emergenza.

La scelta delle batterie

Come abbiamo già detto prima le batterie sono a parte e questo ci garantisce una enorme flessibilità nella scelta delle stesse in base al carico che vogliamo collegarci e al tempo per il quale vogliamo che ci venga garantita l’emergenza.

Facendo un esempio sul mio caso specifico e sulla mia pompa di risalita da 35 watt, è possibile agire in due modi:

Calcolo del tempo di scarica dato il consumo:
Si prende il consumo della somma delle nostre utenze che vogliamo mantenere sempre in funzione, nel mio caso 35 watt, a questo numero si aggiunge 10 che è il consumo di Zeus nel momento dell’autoscarica. Nel mio caso 35+10=45. Questo numero viene diviso per 24 (il voltaggio del sistema), quindi 45/24=1,87 che è la corrente erogata dalle batterie. A questo punto si entra nel grafico “Duration of discharge vs. Discharge current” riportato qua sotto e partendo dal valore trovato di corrente erogata (discharge current) si sale fino ad incontrare la curva dei 77° fahrenheit (25° C), a questo punto ci si sposta orizzontalmente fino all’indicazione della durata di scarica (duration of discharge) che indica la durata in ore delle batterie.

Calcolo della capacità delle batterie dato il tempo di scarica:
Analogamente alla procedura seguita sopra si procede in maniera inversa, dato il consumo, e data la durata di scarica, per trovare in via teorica e di prima approssimazione la giusta batteria. Ammettendo ad esempio di volere proteggere la pompa di mandata, lo schiumatoio ed una pompa di movimento, per un totale esemplificativo di 120 watt, aggiungiamo i 10 watt di consumo in scarica di Zeus, ed otteniamo 130 watt. A questo punto otteniamo la corrente di scarica dividendo 130 watt per i 24 volt di funzionamento ed otteniamo 5,41 Ampere. Se vogliamo avere 15 ore di autonomia, stimati ed in prima approssimazione, dobbiamo moltiplicare 15×5,41 ed otteniamo 81,15 Ah, quindi dovremmo usare due batterie in serie da 80Ah e 12v, oppure una batteria da 80Ah e 24v. Per essere sicuri a questo punto potremmo utilizzare la procedura più precisa spiegata sopra, a patto di avere il grafico delle batterie che ci interessano.

Prova Pratica

Come sempre è doveroso però dividere la teoria dalla pratica, e così ho provveduto sulla mia pelle a misurare in maniera oggettiva la durata dello Zeus equipaggiato con 2 batterie in serie da 12V e 40Ah. La mia pompa di risalita è deputata di un consumo di 35w. Il calcolo teorico mi fornisce un valore di autonomia superiore alle 20 ore, non ben definibile perché siamo fuori dalla scala fornita. La prova è stata condotta sabato 13 agosto a partire dalle 12.08, ed è stata seguita in diretta sul forum, fra commenti e speculazioni a questo indirizzo http://www.acquariofilia.biz/viewtopic.php?p=2202315

Alla fine lo Zeus ha mantenuto in vita la mia pompa per ben 25 ore e 43 minuti.

Direi un valore di tutto rispetto, un poco superiore alle ipotesi teoriche, e che sicuramente ci fornisce una sicurezza nel medio termine molto molto elevata.

La corrente

Nelle nostre case noi usiamo la corrente alternata, che è appunto caratterizzata da un flusso variabile nel tempo sia in intensità che in verso ad intervalli che dovrebbero essere il più regolari possibili. Normalmente la corrente alternata ha una frequenza di 50Hz, cioè il valore positivo e quello negativo della corrente si alternano 50 volte al secondo. L’andamento della tensione elettrica nel dominio del tempo ci riporta alla forma d’onda di una sinusoide. Più è perfetta la sinusoide migliore è la qualità dell’energia che avremo, una sinusoide perfetta è quella riportata nell’immagine seguente:

I gruppi di continuità economici tendono ad approssimare la sinusoide con una forma a scalini, in pratica l’onda invece di essere una linea continua come quella rappresentata è formata da tanti piccoli scalini, il motivo è che una onda, cioè una corrente, di questo tipo è molto più semplice da generare ed è sufficiente per diverse applicazioni. Le pompe invece sono in genere apparecchiature abbastanza delicate che potrebbero non partire se la corrente non è sinusoidale ed addirittura arrivare a rottura.

L’UPS, uninterruptible power supply o gruppo di continuità, è generalmente formato, nella sua accezione più semplice da una batteria o accumulatore che si occupa di immagazzinare energia, un inverter che si occupa di creare corrente alternata dalla corrente continua fornita dalle batterie, uno o più microprocessori per il controllo del sistema ed un caricabatteria. Tanto è migliore l’inverter, tanto migliore sarà la qualità della corrente in uscita. Altri parametri da tenere sotto controllo sono la possibilità della protezione da sopra e sotto tensione e la capacità di ricarica, Zeus è in grado di ricaricare batterie anche da 200Ah grazie ad una corrente di ben 15A.

Per saggiare la bontà dell’onda sinusoidale io e l’amico Maurizio “Zanna Bianca” abbiamo utilizzato un oscilloscopio “Tektronix 2235A 100 Mhz” in modo da poter vedere coi nostri occhi la forma d’onda della corrente fornita dal gestore dell’Energia Elettrica e dallo Zeus e poterli comparare.

Abbiamo quindi provveduto a rilevare la forma d’onda dell’energia elettrica del gestore che riportiamo sotto

Dove è facile vedere che la forma d’onda sia tutto tranne una sinusoide perfetta, e dove si nota uno scalino dopo ogni onda, oltre ad una figura abbastanza irregolare.

In questo caso l’onda è proprio una sinusoide perfetta! La cosa ci ha veramente stupiti.

In pratica la corrente erogata dallo Zeus è migliore, molto migliore, di quella diretta da rete.

Per darvi modo di vedere ancora più in dettaglio la qualità dell’onda sinusoidale e della differenza con l’energia elettrica che arriva a casa mia ho girato tre video:

Modalità di prova con Zeus ed Oscilloscopio:

Zeus:

Tensione di rete:

I tre video sono disponibili anche in alta definizione, in formato AVCHD e scaricabili ai seguenti indirizzi:

Rilevazione Generale (77 mb)
Onda creata da Zeus (22 mb)
Onda creata dalla tensione di rete (23 mb)

Conclusioni

Difficile arrivare a delle conclusioni univoche su un oggetto come questo. Tecnicamente è ineccepibile, ma il suo più grosso nemico è legato alla percezione della sua effettiva necessità. In effetti si potrebbe assimilare lo Zeus ad una assicurazione, si paga un oggetto che molto probabilmente non entrerà mai in funzione, ma che deve essere pronto quell’unica volta che se ne presenterà l’occasione. E siccome quell’unica volta potrebbe essere fondamentale per mantenere in vita il proprio acquario, bhè il suo acquisto, o l’acquisto di qualcosa di assimilabile, è altamente consigliato.

Lo Zeus viene venduto, oggi, ad un prezzo di listino di 199 euro batterie escluse, le batterie oggetto della prova da 12V e 40Ah costano invece 85 euro cadauna.

Danilo Ronchi