Iluminación Del Acuario

Gran parte de este articulo es un RESUMEN y ADAPTACIÓN para Chile del excelente trabajo del Argentino Néstor Damián Groel (nestor_groel@loriensistemas.com) Iluminación del acuario plantado - parte I.

Si alguien pregunta cual es la mejor luz para iluminar el acuario?, no existe una respuesta única, y la elección de la fuente luminosa dependerá fundamentalmente de las dimensiones del acuario, espacio superior disponible, tipo y densidad de vegetación, presupuesto inicial, gasto mensual admisible y gusto del propietario.

Para iluminar el acuario existen muchas formas, Algunas de ellas serán óptimas, otras en cambio serán más económicas pero imperfectas, y otras simplemente, cubrirán las exigencias necesarias utilizando la “fuerza bruta”. Si instalamos una fuente luminosa que excede nuestras necesidades, seguramente obtendremos el éxito esperado, pero a costa de un mayor desembolso inicial, gasto mensual energético y costo de reposición a futuro.

Este trabajo tiene como objetivo orientar en cómo elegir la potencia y el espectro de una fuente luminosa que sea óptima para nuestras necesidades, enunciando qué procesos físicos ocurren en nuestro acuario que impiden que toda la energía proporcionada sea utilizada por nuestras plantas.

Poco hablaremos acerca de la percepción estética de las múltiples fuentes de luz, ya que como verán mas adelante el tono de la luz poco o nada tiene que ver con que sean o no aptas para producir el proceso de fotosíntesis, y si el tono observado es bueno o malo, es algo completamente subjetivo que depende del gusto particular del observador (sobre gustos no hay nada escrito). Todos son validos, yo he visto espectaculares acuarios con luces calidas o frías in distintivamente.

Antes de saber si una fuente de luz es buena o mala, tenemos que familiarizarnos con los parámetros que nos permiten determinar eso, sabemos que nuestros ojos poco nos pueden ayudar en esta tarea, para lo cual partiremos explicando algunos conceptos básicos sobre la luz que nos permitan hacer las distinciones que necesitamos.

Luz.

(Puede que los físicos vomiten con esta definición, pero me parece la forma mas simple de manejar el termino, dado el objetivo de este trabajo, donde no queremos ganarnos el Nobel, solo encontrar una fuente ideal para iluminar nuestro acuario plantado)

Entenderemos por luz a la suma de miles de partículas que viajan vibrando a determinadas frecuencias, estas partículas electromagnéticas son emitidas por una fuente luminosa (Sol, Ampolleta, Tubo fluorescente). La frecuencia a la que estas partículas deben vibrar para ser consideradas luz va de los 400nm a los 700nm.

(Si bien el nanómetro es una medida de longitud, para el caso de la radiación electromagnética viajando en el vacío, puede asignarse inequívocamente una longitud de onda para cada frecuencia y, por ser de uso más extendido y resultar más simple para nuestros objetivos, preferiré el valor de la longitud de onda al de la frecuencia.)

De acuerdo a la frecuencia en que vibra cada partícula es el color que emitirá al chocar con una superficie. Con el gráfico adjunto podemos ver claramente las frecuencias para cada color, por ejemplo: si una fuente luminosa emite partículas cuya frecuencia sea mayoritariamente los 550nm, la luz resultante de estas partículas al impactar a una superficie será: verde. Si una fuente luminosa emite igual cantidad de partículas vibrando en todas las frecuencias del rango visible, obtenemos como resultado la luz blanca (por eso que siempre se comenta que la luz blanca es la suma de todos los colores).

CRI.

Es un parámetro que se puede encontrar en las fichas técnicas de muchas fuentes de iluminación, En si es un valor que indica: que tanto se aparta la visualización de 8 colores muy específicos bajo una determinada fuente de luz artificial a la visualización de esos mismos 8 colores bajo luz solar.

Valores bajo 80: malos.

Valores entre 80-89: regulares.

Valores sobre 90: buenos.

Siendo el valor de la luz solar 100.

En resumen contra más cercano a 100 nos indica que la fuente luminosa se asemeja más a la luz natural solar.

Índice de color correlacionado (K).

Es un parámetro que se puede encontrar en las fichas técnicas de muchas fuentes de iluminación. El índice de color correlacionado es un valor que me indica a qué temperatura debería calentarse un cuerpo opaco (un pedazo de carbón por ejemplo) para observar con nuestros ojos que emite una luz similar a la observada en la fuente luminosa artificial.

Valores de 2000K a 5000K: nos dan luces cálidas.

Valores de 5000K a 7000K: nos dan luces neutras (luz día).

Valores de 7000K a 11000: nos dan luces frías.

Siendo el valor de la luz solar al medio día, de un día despejado de 5000K a 6500K.

En resumen nos indica que tipo de luz usar desde un punto de vista estético, si queremos un acuario calido, con una luz lo mas parecida a la solar neutra o un acuario con luz fría o azulada.

Lumen

Los dos parámetros anteriores aparentemente definen la calidad de la luz emitida por determinada fuente luminosa, por lo que falta sólo definir la “cantidad” de luz que esa misma fuente emite.

El lumen mide la “cantidad” de radiación (energía) que emite la fuente por segundo, es decir, cuánta energía lumínica es emitida por una fuente luminosa determinada en un segundo pero, debido a que la mayoría de las lámparas son diseñadas para ser utilizadas por seres humanos, los parámetros de cantidad de iluminación emitida tienen en cuenta en general, sólo la que percibe el ojo humano.

Para el calculo del lumen se sobreponen la curva fotopila con el gráfico de distribución espectral de la fuente luminosa y se considera solo lo que esta dentro de la intersección, por lo tanto el lumen solo nos dice si la cantidad de luz es buena para nuestros ojos!!! Y no tiene para nada en cuenta las necesidades de las plantas, por que como veremos mas abajo, las plantas ven la luz de forma muy diferente que el ojo humano, eso significa que podemos con las fuente luminosa incorrecta ver un acuario muy iluminado pero las plantas dentro de el estarán a oscuras.

En resumen chao con el lumen.

Luz Solar.

Sin lugar a dudas el sol es la fuente de luz mas completa que existe, el hombre con su técnica y las fuentes de luz artificiales solo puede tratar de emular y acercarse a la luz solar, el tipo de luz que mas se ha acerca a la calidad de la luz solar en este momento son las ampolletas Hqi o ampolletas de haluros metálicos (mas adelante hablaremos de este tipo de ampolletas).

El gráfico a continuación (gráfico de distribución espectral), por un lado nos muestra la frecuencia en que vibran las partículas de luz y por otro lado nos muestra que cantidad de partículas vibran en cada frecuencia, dando como resultado una grafica que viene a ser como la huella digital de la luz, en este caso la de la luz solar.

Con el grafico de distribución espectral podemos sacar información útil de cada fuente de luz.

La luz y el ojo humano.

El ojo humano no sólo percibe una parte ínfima del espectro electromagnético, sino que además lo hace con distinta eficiencia para cada frecuencia. Si trazase una curva similar a la espectral, pero que represente la cantidad de luz que nuestro ojo percibe para cada longitud de onda observaríamos en la mayoría de los casos, algo similar a esto.

Esta curva experimental, denominada comúnmente fotópica, representa qué tan bien percibe los distintos colores el ojo humano. En este gráfico se puede observar que el ojo humano ve mejor el verde amarillento (555 nm) que cualquier otro color. Inclusive, podemos observar que es relativamente poco sensible a los rojos y azules, y nulo más allá de los extremos marcados por los 400 y 700nm. Justamente, los nombres de ultravioleta (mas allá del violeta) e infrarrojo (por debajo del rojo) se refieren a las frecuencias que están mas allá de la visión humana promedio a ojo desnudo.

La luz y las plantas.

De la misma manera que el ojo humano posee una determinada sensibilidad a las distintas frecuencias que componen la radiación luminosa, las plantas poseen su equivalente. Ellas utilizan la energía lumínica para poder sintetizar sus alimentos a partir de substancias inorgánicas elementales. Para poder absorber la radiación que reciben, desarrollaron mecanismos complejos donde varios pigmentos especializados (Clorofila A y B, carotenos) interactúan con la radiación lumínica.

Si representase en una curva como la fotópica, la sensibilidad de los vegetales a las distintas frecuencias de la luz observaría una gráfica similar a esta.

http://www.acuaristas.cl/fotos/luz/3.jpg

Y aquí encontramos la primera sorpresa. Los rangos principales de absorción de luz por parte de los vegetales son 430-450 nm y 625-680 nm, mientras que el ojo humano tiene el pico máximo en el 530-590 nm. Justamente, las plantas son sensibles a frecuencias en las cuales el ojo humano es poco sensible y son prácticamente ciegas al color que nosotros mejor vemos que es el verde-amarillento. Si bien hay infinidad de estudios de laboratorio llevados a cabo para determinar esto, la comprobación tangible de que las plantas no utilizan el verde, es que justamente las vemos de ese color. El ojo humano es sensible a la luz reflejada que proviene de las hojas de las plantas. Si ha sido reflejada en su mayoría,

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