Iluminación de acuarios marinos: todo lo que necesitas saber [Guida Scientifica]

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iluminación de acuarios marinos

Ya hemos hablado sobre el tema de la iluminación de acuarios marinos en este blog. En esta publicación, sin embargo, queremos explorar un tema muy importante e igualmente delicado, que a veces los acuaristas pasan por alto. Esto se debe a que hay muy poco material en la web. Lo que sigue es un artículo muy científico, por lo que deberá leer detenidamente a pesar de que hemos tratado de hacerlo lo más fácil posible. Agradecemos a nuestro querido veterinario y químico Luca Omini por este precioso material.

Iluminación de acuarios marinos: clorofila

La vida en la tierra comenzó hace millones de años. Uno de los principales artífices de este milagro fue elprocesamiento por parte de algunas bacterias de una sustancia capaz de utilizar la energía solar para transformar sustancias inorgánicasy (como el dióxido de carbono y el agua) en sustancias orgánicas capaces de apoyar el metabolismo de las propias bacterias. Todos conocemos esta sustancia con el nombre de clorofila y está presente tanto en plantas terrestres como en plantas acuáticas y algas.
La luz es una fuente de energía producida por el sol. No es más que un conjunto de ondas de energía con diferentes longitudes que corresponden a colores con diferentes matices (al menos eso es lo que leen nuestros ojos).

Cuanto menor es la longitud de onda, más frío es el color que nos aparece (verde, azul, violeta, hasta ultravioleta, no visible al ojo humano). En cambio cuanto más ancha es la longitud de onda, más cálidos nos parecen los colores (amarillo, naranja, rojo, hasta el infrarrojo, que tampoco es visible).
Necesitamos esta introducción para explicar que el clorofilade los que existen varios subtipos y los más representados son los escribe un y el tipo bes una molécula que se ha especializado en aprovechar al máximo dos áreas del espectro de luz, una en el campo azul y otra en el campo rojo.

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iluminación en el acuario
Clorofila tipo A y tipo B

Iluminación de acuarios marinos: el espectro solar

En este punto podemos empezar a hablar de espectro de luz, es decir, el conjunto de longitudes de onda que componen un Haz de luz. Tomemoslo como punto de partida espectro solarya que todos los organismos de la tierra han evolucionado de acuerdo con él.

iluminación en el acuario
Espectro solar

La mejor luz para nuestros acuarios, por lo tanto, es la que se acerca más a la luz del sol.
Veamos en detalle cómo se fabrican los espectros de luz de cuatro de los tipos de lámparas más comunes en el mercado: Extensión HQI, T8, T5 Y LED.

Espectro de luz T8, T5 y HQI

T8 Y T5 son bastante similares en su funcionamiento, son las llamadas lámparas fluorescentes y se llaman así porque la luz no se produce directamente por la descarga eléctrica, sino por la ionización de un gas noble (neón, argón, xenón) sustancias fosforosas presentes en las paredes del tubo están excitadas.

Esta es la principal limitación de este tipo de lámparas, es decir, cada elemento de fósforo produce luz en un rango limitado de longitudes de onda. De ahí el motivo del nacimiento de las lámparas de trifósforo y pentafósforo, que nacen con la intención de aportar una mayor homogeneidad en el espectro lumínico.

La siguiente figura compara los espectros de luz de dos tipos de lámparas fluorescentes a partir de las cuales es posible comprender mejor lo que se ha explicado anteriormente.

A pesar de la escasa homogeneidad de emisión, que afecta principalmente a la reproducción cromática, se puede observar que en los campos de longitud de onda que involucran a la clorofila la cantidad de radiación está bien representada, lo que hace que este tipo de lámpara sea adecuada para la cría de organismos fotosintéticos.

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Iluminación en el acuario.
Espectros de fuentes fluorescentes

Otro tipo de lámpara muy utilizada en acuarios (pero no solo) son las Extensión HQIes decir, lámparas de halogenuros metálicos. En este caso, una descarga eléctrica excita una mezcla de gases halogenados que alcanzan temperaturas tales como para emitir una luz muy intensa.

Iluminación en el acuario.
Espectro de lámpara HQI

El espectro de emisión es más homogéneo que el de las lámparas fluorescentes. Aunque alejada del espectro solar, y aunque es un poco baja en intensidad en la zona entre 600 y 700 nm, sigue siendo una buena fuente de luz, considerando también la eficiencia energética (de la que hablaremos más adelante).

Iluminación de acuarios marinos: espectro de luz LED

Finalmente están los LEDsiglas que significan Diodo emisor de luz: sin entrar en detalles, están hechos de un material semiconductor que emite luz cuando se somete a un campo eléctrico.

Iluminación en el acuario -Espectro de luz de los LED
Espectro de luz de los LED

El espectro de luz de los LED es el que más se acerca al espectro solaraunque no lo replique exactamente.
También vemos cómo la cantidad de radiación en los puntos que afectan a la clorofila está decididamente bien representada.
Las dos cifras indicadas anteriormente se refieren a dos tipos de LED. Uno con 2700 Kelvin y otro con 5000 Kelvin.
Hablamos de temperatura cromática, que por definición es el color que emite un cuerpo negro ideal calentado a una temperatura determinada (expresado en grados Kelvin).

Cuanto más aumenta la temperatura, más se desplaza el espectro hacia azules y violetas.

Por el contrario, si la temperatura desciende, los amarillos y los rojos estarán más representados (por eso hablamos de luz fría en el primer caso y de luz cálida en el segundo).
A los efectos de la fotosíntesis no cambia mucho. Pero ciertamente desde un punto de vista estético (y especialmente en el medio marino) es mejor tener un espectro de luz con un buen componente azul. Por eso, normalmente nos centramos en lámparas con una temperatura de color de 10 000 °K o más.
Aparte de las lámparas de halogenuros metálicos, que para acuarios ya están diseñadas para tener una temperatura de color alta, en el caso de los LED y los tubos fluorescentes se mezclan lámparas de luz blanca y lámparas de luz azul hasta conseguir el nivel deseado.

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Iluminación para acuarios marinos: Lux y Lumen

El último comentario se refiere a la cantidad de luz producida (flujo luminoso) cuya unidad de medida es el lúmenes y relacionado con ella es la medida de la iluminanciaes decir, el cantidad de lúmenes emitidos en una superficie que tiene un área de 1 metro cuadrado y se expresa en lux.

Las lámparas fluorescentes normalmente tienen un rendimiento de 50-60 lúmenes por cada vatio consumido, las lámparas de halogenuros metálicos se establecen en torno a los 80 lúmenes por vatio, mientras que las LED ahora viajan en torno a los 150 lúmenes por vatio.

Además del evidente ahorro energético, ¿de qué sirve saber de cuántos lúmenes disponemos y sobre todo de cuántos lux?

Así, cuando la clorofila alcanza una determinada intensidad lumínica, su capacidad de procesamiento se mantiene constante aunque la intensidad aumente, efecto que se denomina punto de saturación.
En cuanto a los organismos que criamos en nuestros acuarios, existen numerosos artículos científicos que, para los corales más exigentes, sitúan este punto entre 20.000 y 30.000 lux (1, 2, 3).
Esto significa ir más allá de este límite:

  1. Sería un desperdicio inútil de dinero y electricidad, porque la clorofila presente en las zooxantelas no puede utilizar el excedente de radiación luminosa.
  2. También sería un estrés para el coral, que debe implementar una serie de procesos bioquímicos para evitar o reparar el daño de tal exposición.

Por lo que deberíamos empezar a pensar no en términos de vatios por litro, como se ha hecho hasta ahora, sino en términos de la superficie a iluminar y dosificar la intensidad de la luz según la fuente elegida.

La altura de la columna de agua

Con respecto a la altura de la columna de agua que absorbería gran parte de las radiaciones lumínicas, debemos basarnos siempre en la evidencia científica, que nos dice algo muy interesante. La radiación con las longitudes de onda más largas., Soy los menos penetrantescomienzan a desvanecerse alrededor de 5 metros.

iluminación del acuario
Absorción de color

Si consideramos nuestras tinas, donde la altura de la columna de agua puede variar de 30 a 80 cm, es evidente que la absorción de la radiación de luz es completamente despreciable.

Referencias:

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