CO2 ELÉTRICO PRODUZIDO POR ELETRÓLISE

05:00 By ACQUATICOS , In

Não sou um especialista em eletro química, mas a partir do conhecimento limitado que tenho e da experiência adquirida com meu aparelho, sinto que o processo de produção de CO2 por eletrólise é muito promissor, assim também dispomos de mais uma alternativa a mais para nos aquaristas.
A palavra eletrólise é originária dos radicais eletros eletricidade e lisis decomposição, ou seja, decomposição por eletricidade, podendo ainda ser chamada literalmente de eletro decomposição. Este processo de eletro decomposição separa os elementos químicos de um composto através do uso da eletricidade onde a decomposição e realizada pela ionização ou dissociação do composto em íons e posteriormente com a passagem da corrente continua através destes íons, são obtidos os elementos químicos, o processo da eletrólise é uma reação de oxirredução oposta àquela que ocorre numa célula galvânica, sendo, portanto, um fenômeno físico-químico e não espontâneo.
Dependendo da substância a ser eletrolisada e do meio em que ela ocorre, além de formar elemento desejado pode ocorrer também à formação de novos compostos.
Este sistema de geração de CO2 por eletrólise está se tornando mais conhecido, e vem sendo muito utilizado aqui no Brasil em aquários pequenos de no máximo 100 litros, atualmente existem vários fabricantes, mas todos os aparelhos agem de forma semelhante com o objetivo de gerar e fornecer um fluxo contínuo de CO2 para sustentar o crescimento abundante das plantas no aquário.
APARELHOS UTILIZADOS PARA A FABRICAÇÃO DE CO2 POR ELETRÓLISE



É um sistema muito prático e de fácil instalação e utilização, podendo ser utilizado tanto por aquaristas experientes como também por iniciantes, pois basicamente e só ligar na tomada. Diferentemente dos sistemas pressurizados convencionais não utiliza gás e dispensa o uso de qualquer tipo de difusor, mangueiras, conta bolhas, válvula de ajuste fino, válvula reguladora de pressão e cilindro. Neste sistema o CO2 é produzido por via eletrônica, onde o equipamento utilizado é apenas um regulador eletrônico e um sanduíche de carbono que é completamente submersível que fica depositado no interior do aquário soltando uma fumaça de micro bolhas de CO2 que acaba sendo absorvida pelas plantas antes de atingir a superfície. É uma solução tecnicamente brilhante que pode ser automatizado com uso de um timer junto à iluminação e ser utilizado em aquários de vários tamanhos é só dosar a quantidade de produção de CO2 pela regulagem eletrônica, e um sistema ideal para o aquarista não gosta de muitos equipamentos dentro do móvel do aquário. Mas sua utilização é restrita, pois pode ser utilizado apenas em aquários de água doce jamais em aquários marinhos.
APARELHO DE ELETRÓLISE MONTADO EM UM AQUÁRIO

O sistema de adubação de CO2 através da eletrólise é composto por duas partes sendo uma desta parte um controlador eletrônico ajustável que é montado fora do aquário que deve ser presa firmemente com o suporte fornecido ao lado ou sob o aquário, e a outra parte e composta de duas chapas de aço inoxidável e uma barra de carbono para formar um sanduíche que fica submerso e também deve ser bem fixado dentro do aquário o mais próximo possível do substrato, desta forma as bolhas de CO2 terá um longo caminho a percorrer ate a superfície gerando um maior atrito entre o CO2 e a água.
POSICIONAMENTO CORRETO DO SANDUÍCHE DENTRO DO AQUÁRIO

POSICIONAMENTO ERRADO DO SANDUÍCHE DENTRO DO AQUÁRIO

O controlador eletrônico é uma pequena caixa que possui dois pequenos LEDs um indica quando o aparelho esta ligado a energia elétrica, e o outro geralmente um LED vermelho acende quando a placa de carbono CO2 não está totalmente submersa ou quando esta muito usada e precisa ser substituída ou caso exista uma problema no cabo ou no plug RCA que é por onde o sanduíche é ligado à caixa de controle, este plug RCA é para uma fácil desconexão para a manutenção ou para alterar a placa de carbono ou algo assim.
CONTROLADOR ELETRÔNICO DO SISTEMA DE ELETRÓLISE


O controlador tem suas peças elétricas seladas em uma câmara à prova de água para evitar algum curto circuito ou algum tipo de corrosão, o controlador também é um transformador de corrente, pois para cumprir todas as normas de segurança e evitar acidentes com choques elétricos ele transforma a energia da rede elétrica que geralmente é 110V ou 220V em uma tensão DC de baixa voltagem (12 Volts) para o sanduíche que fica submerso no aquário, esta corrente elétrica é inofensiva e não produz choques elétricos.
No controlador possui também um botão de controle único, onde é controlado a corrente elétrica que flui através do controlador que pode ser variada dentro de uma escala intervalada determinada em dez velocidades de 0 a 10 definida por números ou LEDs para regular e definir a quantidade na produção de CO2, desta forma cada número ou LED na escala aumenta a corrente que flui através do circuito corresponde a um aumento em cerca de 10% a quantidade de emissões de CO2 produzido pela barra de carbono, assim desta forma obtemos o controle sobre a quantidade correta de CO2 para o aquário sem o riscos de superdosagem.
BOTÃO DE CONTROLE PARA A QUANTIDADE DE PRODUÇÃO DE CO2

LEDS ACESOS IDICANDO O FUNCIONAMENTO E A QUATIDADE DE PRODUÇÃO DE CO2

A parte do sanduíche é composta por um bloco de carbono fabricado em carvão ou grafite em forma de placa com uma ou duas lâminas de aço inoxidável que envolve a placa de carbono sem tocá-la, no topo do sanduíche, entre a tampa de borracha e bloco de carbono existe uma tira do aço inoxidável usado para fornecer o contato elétrico com o bloco de carbono, já as lâminas de aço são imprensadas entre duas rolhas de borracha e acopladas dentro de uma carcaça que geralmente e fabricada em material plástico.
SANDUÍCHE DO APARELHO DE ELETRÓLISE



BLOCO DE CORBONO

PARTE METÁLICA DO SANDUÍCHE

SANDUÍCHE DESMONTADO

Este aparelho quando ligado à eletricidade gera uma reação química na água este é o princípio da eletrólise, pois a carga elétrica quebra a ligação química entre os átomos de hidrogênio e o de oxigênio da água separando em componentes atômicos H2 e O2, criando partículas carregadas (íons). Os íons se formam em dois pólos, o anodo, polarizado positivamente, e o catodo, polarizado negativamente. O hidrogênio se concentra no cátodo e o anodo atrai o oxigênio. O aparelho funciona mantendo uma tensão entre o ânodo e o cátodo que é suficiente para quebrar a água.
O sanduíche submerso nada mais é que uma unidade que forma um par com ânodo e cátodo integrado, com um ânodo de carbono e um cátodo de aço inoxidável. O ânodo que fornece o carbono para o CO2 produzido pelo sistema, este ânodo é corroído com o uso e precisa ser substituído periodicamente. Já no cátodo os quatro íons hidróxido (OH-) e os 4 íons de hidrogênio (H +) que se combina para formar quatro moléculas de água. No entanto, os dois íons não são produzidos no mesmo local, de modo que não haverá uma recombinação de 100% para formar da água. Em vez disso, alguns dos OH - reage com bicarbonato para formar carbonato, assim uma crosta de carbonato de cálcio será formada perto ou no cátodo. Um montante equivalente do íon hidrogênio produziu também deve reagir com bicarbonato.

A meia reação no cátodo é

4H2O + 4e -> 4OH + 2H2

A reação de produção de CO2 no ânodo é

2H2O + C -> CO2 + 4H + + 4e-

Na verdade são duas reações.

A primeira reação é a oxidação da água que é

2H2O -> O2 + 4H + + 4e-

E a segunda etapa é a combinação do oxigênio com o carbono do ânodo

O2 + C -> CO2
FUNCIONAMENTO DO CÁTODO E DO ÂNODO

Tanto o hidrogênio como o CO2 deve ser produzida como gás. A reação produz 2 moléculas de gás hidrogênio para cada molécula de CO2 produzido, então das bolhas visíveis produzidos, apenas 1 / 3 são bolhas de CO2, os restos são gases de hidrogênio.
O hidrogênio produzido pelo processo da eletrólise é totalmente insolúvel em água, desta forma ele será disperso na atmosfera em pequenas bolhas e observar a subida destas bolhas para a superfície da água. Esse gás de hidrogênio é inofensivo no ar, ele rapidamente gera uma reação com o oxigênio para formar vapor de água, desde que os aquários não sejam cobertos, pois o hidrogênio na forma molecular se dissipa rapidamente no ambiente, portanto, não representa perigo, já para o aquário o gás de hidrogênio produzido pela unidade causa efeitos positivo para bactérias anaeróbicas.
APARELHO PRODUZINDO CO2



Nem todo oxigênio livre e dissolvido na água do aquário reage com o carbono disponível no bloco do refil. Pois parte desse oxigênio é conseguida por uma reação com os carbonatos dissolvidos na água (minerais, incluindo carbono), já uma parte é retirada da água por grandes bolhas e somente uma pequena parte é dissolvida no aquário, isso porque o oxigênio da água em temperatura ambiente não pode se conectar a barra de carbono. Desta forma apenas uma parte do oxigênio realmente consegue reagir com o ânodo de carbono, fazendo com que sejam lançadas pequenas quantidades de CO2.
Caso o dispositivo seja 100% eficiente todo o oxigênio que se combina com o ânodo de carbono vai gerar CO2 puro. Mas a construção de CO2 resultante do oxigênio com a barra de carbono também vai dependem de como o carbono está combinado com o oxigênio em uma mistura de O2 + CO2 para borbulhar o gás fora do anodo, caso o ânodo não esteja funcionando bem com proporções certas entre o CO2 e O2 não teremos muito CO2 nas bolhas que esta saindo do dispositivo, mas sim O2.
A desvantagem é que ele deve ser utilizado em aquários bem tamponados em torno de 8 a 12 KH. Efeitos colaterais podem ser causados isso porque a produção de CO2 por meio de eletrólise é também causada em parte pela reação dos carbonatos, que conhecemos como o KH. O KH é diminuído em (HCO 3) 2 -> CaCO3 + CO 2 + H2O, isso devido à utilização da corrente elétrica que quebra KH e liberar CO2 formado CaCO3 na chapa de aço inoxidável do sanduíche, assim o CaCO3 reage diminuindo o GH. Já o pH da água tem oscilação devido à produção de CO2, esta oscilação é mais fácil de ser percebida no pH do que no GH com uma quantidade real de queda altamente variável. Para a correção do GH uma troca parcial de água semanal de aproximadamente 20% a 25%, esta troca parcial também é importante para o KH.
O equipamento é perfeito para aquarista que possuem aquário plantado com pH e dureza muito alto, e que pretende abaixá-los, é um tipo de equipamento completamente inadequado para aquários marinhos, bem como o de cichideos do Malawi, Tanganyika e Victoria.
È recomendado ter sempre a mãos os testes de CO2, KH, GH e pH para acompanhar os parâmetros da água que possam vir a oscila devido ao processo realizado pelo aparelho.
O equipamento necessita de manutenção regularmente não para trocar o refil de carbono, mas uma manutenção de limpeza de 15 em 15 dias, esta manutenção é muito simples, pois é feita apenas no sanduíche. Basta tirá-lo do aquário, abri-lo, e lavar com água corrente a barra de carbono que libera certa quantidade de pó de carbono, mas muito cuidado ao fazer isso, pois a barra de carbono pode quebrar por estar frágil devido ao uso. Uma vez que a placa de carbono ter contato com a água, pode não mais ser a secar, devendo ser mantida úmida em um saco plástico amarado ou dentro de um recipiente com água. Para remove o calcário nas chapas de aço que foi produzido devido ao processo de fabricação de CO2 é muito fácil, basta colocar as chapas de aço inoxidável com vinagre branco e com uma palha de aço damos o acabamento, depois o conjunto deve ser muito bem enxaguado com água limpa.
A substituição do refil de carbono é muito fácil e pratico que deve ser feita conforme aja desgaste por sua utilização, geralmente tem que ser trocada a cada 2 a 4 meses, mas isso vai depender das necessidades do aquário de como sistema foi programado para fabricar CO2. Com a utilização de um timer o sistema funcionara somente quando com a iluminação do aquário estiver acesa desta forma, podemos dobrar a vida útil do refil de carbono e alem do mais o custo de substituição do bloco de carbono ainda e muito caro.
Cada refil de carbono para substituição é acompanhado por um prato novo contato, o que também pode ter de ser substituído em caso de oxidação. Ao conectar uma placa de carbono novo ou utilizar o aparelho pela primeira vez, utilize uma configuração baixa porque o refil de carbono é muito reativo no começo, depois com o passar do tempo ou a necessidade do aquário esta configuração dever ser aumentada. Após cerca de dois meses de uso caso não realize manutenções periódicas verifique o cartucho de carbono.
REFIL DE CORBONO PARA SUBSTITUIÇÃO

PRATO NOVO PARA SUBSTITUIÇÃO

PRATO USADO E CORROÍDO

Para manter a água cristalina, é recomendado o uso de um sistema de filtragem interna ou externa, pois enquanto o refil é consumido na produção de dióxido de carbono, uma pequena quantidade de pó de carvão é lançada para dentro do aquário.

CLEBER LUIZ DA SILVA

VÁLVULA ELETRÔNICA DE AJUSTE FINO PARA CO2

07:25 By ACQUATICOS , In

Enquanto ainda lutamos para regular mecânicamente a adição de CO2 pela válvula de ajuste fino, este ajuste nunca sera preciso, consistente na regulagem da quantidade de bolhas mesmo com uma válvula de ajuste fino mais precisa, pois fisicamente é impossível controlar quantidade de CO2 que passa por ela ja que para definir com precisão um determinado número de bolha depende da pressão em ambos os lados, pois a pressão exercida pelo CO2 que se encontra no interior do cilindro ou ate mesmo da pressão externa da atmosfera muda e causa alterações, precisando assim passar por diversos ajustes ao longo da carga do cilindro para mantermos quantidade ideal de CO2 injetado em nosso aquário.
Ja existe no mercado uma válvula eletrônica de controle de bolhas para adição de CO2 que pode ser utilizada tanto em aquário plantado, ou de água salgada, mas ainda é fabricada por uma único fabricante a AquariumPlants.com, que por sinal foi quem a desenvolveu esta válvula eletrônica chamada Electronic aquariumplants de Co2 Regulador.
VÁLVULA ELETRÔNICA DE AJUSTE FINO PARA CO2

Esta válvula eletrônica esta mudando a forma de introduzir CO2 no aquário, pois não ha necessidade de muitos equipamentos como em um sistema convencional como válvula solenóide, válvula de agulha para ajuste fino que eventualmente necessitam de ajustes ocasionais, e contador de bolhas que precisam ser reabastecidos com água, e válvula de retenção, a razão para esta mudança se deve ao fato de que todos esses componentes ser substituído por uma pequena caixa preta que apenas possui uma válvula que fara o fechamento por controles eletrônicos.
SISTEMAS CONVENCIONAIS DE EQUIPAMENTOS PARA ADIÇÃO DE CO2


SISTEMAS CONVENCIONAIS DE EQUIPAMENTOS PARA ADIÇÃO DE CO2 LIGADO AO CILINDRO


SISTEMA DE VÁLVULA ELETRÔNICA PARA ADÇÃO DE CO2

SISTEMA DE VÁLVULA ELETRÔNICA PARA ADÇÃO DE CO2 LIGADO A UM CILINDRO


COMPONENTES INTERNOS DA VÁLVULA ELETRÔNICA


Eu não tenho nenhuma idéia de como eles conseguiram isso, o ajuste da válvula e feito por um pequeno botão na caixa que permite ajuste preciso de segundos por bolha, esta é a alegação do fabricante sobre o dispositivo para regulagem e não bolhas por segundo como comumente utilizamos, estes segundos por bolhas são representados por um pequeno led vermelho piscando na caixa e cada piscada representa uma bolha, diferentemente dos sistemas tradicionais que obtemos a quantidade das bolhas em um pequeno conta bolhas, quando o botão é girado no sentido horário, as bolhas são mais frequentes. Particularmente acho um verdadeiro gênio quem projetou o botão usando segundos por bolha em vez de bolhas por segundo.
BOTÃO UTILIZADO PARA AJUSTAR A QUANTIDADE DE SEGUNDO POR BOLHAS

LED ACESO INDICANDO O FUNCIONAMENTO DA VÁLVULA

Devido ao fato de ser eletrônico a taxa na quantidade de bolha nunca vai mudar assim que for definida, pois diferentemente das válvula de ajuste fino não tem uma válvula de agulha, mas sim tem uma válvula eletrônica que abre e fecha em uma fração de segundo e a cada abertura e fechamento equivale a uma bolha variando no máximo 1 / 1, 000 de um segundo o que vem a ser perfeitamente exato, assim podemos fazer diversas configurações como de 4 bolhas por segundo ou uma 1 bolha a cada 10 segundos, podendo tambem ajustar o tamanho das bolhas, por ser preciso basta conectá-lo e definir e esquecer.
Diferentemente das válvulas solenóides que superaquece e eventualmente e pode falhar esta válvula eletrônica não aquece, no entanto, o fabricante afirma que este produto não deve ser utilizado como uma válvula de fechamento, pois não se trata de um solenóide tradicional, portanto pode superaquecer e falhar ao longo do tempo. Mas esta válvula eletrônica permite ser automatizado com um controlador de pH, uma válvula soleóide com temporizador, tal como qualquer outro regulador equipado.
VÁLVULA ELETRÔNICA INTEGRADA A UM CONTROLADOR DE PH ELETRÔNICO

Disponível em dois modelos um com LCD de 8 dígitos que possui bateria de backup, para não irá perder a contagem possui um botão de ajuste a pressão que ajusta o tamanho das bolhas e o que possui apenas um botão para regular a quantidade de bolhas todos inteiramente automático e totalmente eletrônico, fabricado nos EUA, possui 3 anos de garantia.
MODELO DA VÁLVULA ELETRÔNICA COM TELA EM LCD

MODELO DA VÁLVULA ELETRÔNICA SEM LCD

É um dispositivo interessante, que recomendo para qualquer aquarista que está insatisfeitos e incômodos com os tradicionais sistemas de injeção de CO2, mas como todo produto existem os pros e os contas, seus contras são por não serem encontrados aqui no BRASIL, por ser um produto ainda muito caro ate nos EUA e por fazer um barulho como se estivesse estalando.
O sucesso é o método regulador de injeção de CO2 na água, pois é preferível gastar um pouco mais do orçamento para ter um regulador mais técnico e conseguir grandes resultados com menos peças.


CLEBER LUIZ DA SILVA