Ale87tv
06-09-2014, 11:56
Luce in acquario di acqua dolce: parte 2
Dopo aver letto la base dell'illuminotecnica, qui (http://www.reefbastards.it/content.php?229-illuminazione-vasche),è ora di mettere un po' di carne al fuoco e cercare di capirne di più. Mettere la testa sotto la sabbia, significa lasciare il retrotreno umano a disposizione, per cui è necessaria una minima preparazione tecnica.
Non voglio approfondire, voglio le cose semplici
Monta una combinazione T5, anche commerciale con gradazione 865 e 840, fino a raggiungere indicativamente gli 0,4 - 0,6 watt/litro. E goditi la vasca. Non cercare novità strane, non percorrere strade su cui non sapresti muovere. Questa è una combinazione stra collaudata per le piante medie o poco esigenti. Se non vuoi approfondire (per tempo, voglia, o convinzioni) questa è la scelta giusta.
Approfondiamo:
Unità di misura
Una prima confusione si ha sulle unità di misura. Spesso si legge che "le piante non sanno cosa sono i watt e i lumen, per cui sono due diversi modi di leggere la stessa cosa" o peggio "i lumen mi servono per la luce, i watt solo per la bolletta". Negativo. Sono due unità di misura dell'energia luminosa completamente diverse. Anche le calorie e le unità foraggere sono due unità di misura dell'energia degli alimenti. Ma non posso nutrirmi di insilato di mais perchè comunque si parla di energia, una è un valore assoluto, l'altra calibrata sui bovini.
detto questo:
Watt:
Unità del sistema internazionale per indicare la potenza. E la potenza è un lavoro rapportato al tempo. E il lavoro è un energia su una distanza. Questa è fisica: non vi si scappa. Parlando in termini di energia elettrica, il Watt è dato da 1V X A (volt per ampere -> lavoro x frequenza = lavoro X 1/ tempo = lavoro/tempo)
Ora è necessario capire due cose:
- i Watt indicati sulla fonte luminosa indicano la potenza necessaria per accendere quella fonte; di questa potenza una parte viene dispersa in calore e una parte viene emessa sotto forma di potenza luminosa intesa come energia luminosa emessa nel complesso dello spettro visibile, al di là di quello che l'occhio umano percepisce come luminoso o meno luminoso.
- Nessuna fonte luminosa può emettere più potenza luminosa di quella assorbita. Teoricamente una fonte che non emette calore, non trova resistenza nei contatti elettrici, emette la stessa potenza che assorbe. Ma è solo a livello teorico. Le fonti luminose come le lampade a spirale energy saving, confrontano la loro potenza luminosa con quella di una fonte meno efficiente, le lampade a incandescenza che scaldano molto di più; vanno lette come: la lampada energy saving che assorbe 10 watt emette la stessa potenza luminosa (inferiore a 10 watt) di una lampada a incandescenza di 30 watt.
- L'emissione solare, che arriva al livello del mare è quella in figura seguente; come si vede in tutto lo spettro del visibile arriva circa almeno un kw/m2 ai tropici
http://www.enea.it/it/enea_informa/img-1/paroleenergia/graficoirradianzasolare.jpg
Lo spettro di emissione solare. Fonte: enea.
Spettro luminoso
Lo spettro luminoso è l'insieme delle radiazioni che compone la luce visibile. Infatti ogni radiazione ha una sua precisa lunghezza d'onda, che al nostro occhio si traduce con un colore.
http://www.enea.it/it/enea_informa/img-1/paroleenergia/spettroElettromagnetico.jpg
lo spettro luminoso, fonte: www.enea.it
Lumen
Il lumen (simbolo: lm) è l'unità di misura del flusso luminoso.
Equivale al flusso luminoso visibile emesso da una sorgente isotropica con intensità luminosa di 1 candela in un angolo solido di 1 steradiante.
La misura del flusso luminoso visibile è basata sulla curva di sensibilità dell'occhio alla radiazione luminosa ed è minore della potenza radiante emessa, infatti l'occhio umano oltre a non vedere infrarosso e ultravioletto, non vede con la stessa efficienza i colori nelle code dello spettro luminoso. In pratica un led verde di 3 watt all'occhio umano pare il doppio più luminoso di un led blu con la stessa potenza di emissione.
5816
curva di sensibilità dell'occhio umano, fonte http://fotogartistica.blogspot.it/
PAR
Nel dolce siamo fortunati: coltiviamo piante, organismi studiati intensamente, data la loro importanza alimentare a livello globale per cui possiamo con precisione sapere di cosa necessitano le piante. La storiella "chi sa veramente di cosa hanno bisogno le piante?" ha una sola risposta. Tutti.
La radiazione fotosinteticamente attiva o photosynthetically active radiation (PAR), in inglese, è una misura dell'energia della radiazione solare intercettata dalla clorofilla a e b nelle piante. È, in pratica, una misura dell'energia effettivamente disponibile per la fotosintesi, che è minore dell'energia totale proveniente dal Sole, perché lo spettro di assorbimento della clorofilla non è molto esteso.
La PAR è considerata pari al 41% della radiazione solare totale. Si concentra nelle bande del blu e del rosso, con punte massime a 430 e 680 nm di lunghezza d'onda corrispondente alla radiazione visibile.
All'interno del PAR esistono sottobande con radiazioni:
blu-violette, (400-490 nm), assorbite dai pigmenti, con azione sulla fioritura, sintesi proteica, effetti fototropici, medio effetto sulla fotosintesi;
verdi (490-560 nm), le meno attive fotosinteticamente;
gialle (560-590 nm);
rosso-arancio (590-700 nm), molto attive per la fotosintesi.
La colorazione delle piante è tale proprio in virtù del fatto che il verde è colore complementare al rosso, e quindi è in grado di catturare queste bande dello spettro elettromagnetico.
http://singledgrowlight.blog.com/files/2012/01/Photosynthetic01-300x223.jpg
5817
fonte: http://singledgrowlight.blog.com/
come si vede dai due grafici, il picco della sensibilità dell'occhio umano è proprio al centro dei due picchi necessari alla fotosintesi. Ecco perchè alle piante del lumen frega poco o niente.
PUR
é la risposta ai diversi spettri specifica di una pianta, e varia anche in base alla condizione della stessa in relazione dei pigmenti fotosinteci che una pianta ha. Sono stati determinati i pur di diverse piante importanti, ma non delle piante che ospitiamo in vasca.
Esigenze della vasca
Bene capito tutto sulla luce, non resta che vedere come utilizzarla. Infatti dobbiamo soddisfare sia le esigenze delle piante (se ci sono) che ottenere una luce naturale e gradevole al nostro occhio.
Questo con i neon T5 è abbastanza semplice: guardiamo lo spettro di un classico neon commerciale 6500°K, vedremo che ha dei picchi sia sul verde che sul rosso e sul verde-blu.
E la luce che ne risulta è praticamente bianca
Per i led il discorso cambia, dato che ogni led emette su un picco (taluni su due) di frequenza, occorrerà quindi miscelare più led diversi.
Potenza necessaria e LED
Diversa è anche la necessità, intesa come Watt/m2 o approsimativamente come watt/litro, di potenza necessaria tra le varie fonti luminose:
- un neon emette all'esterno per tutta la sua superficie su 360°
- un led emette su un angolo variabile sui 120° (1/3 di un neon)
- una pl emette come un neon, ma va tenuto conto che almeno un quarto di neon emette verso l'interno
- una energy saving, dipende dalla forma, ma perde molto verso l'interno.
è anche grazie a questo che possiamo, a spanne, dire che per dimensionare una plafo a led è possibile prendere come riferimento la metà o qualcosa meno dei watt/litro (o meglio ancora watt/m2) di una pari con neon t5. Perchè paragonarli con i t5? perchè sono una tecnologia collaudata e conosciuta e ormai un riferimento.
Resta il problema della definizione del tipo di led e dello spettro. Personalmente ritengo che non sia il caso di parlare di tipologie di led, dato che sono in continua evoluzione, ed ho visto risultati discreti anche con categorie che non apprezzo (come le strip led). Quel che conta è lo spettro, la penetrazione della colonna d'acqua e la miscelazione dei colori.
Personalmente mi sento di consigliare i power led da 1 watt. Facili da montare, e in commercio di molti spettri diversi. E soprattutto dimerabili. I led da 3 watt non li vedo adatti al dolce per il fatto che concentrano la luce (un led da 3 watt fa la luce di 3 da 1 watt, però da un solo punto) mentre le strip led le vedo ancora poco adatte, anche se ho visto apparentemente buoni risultati con le 7070.
La definizione dello spettro dovrà quindi coprire:
- una componente adatta a coprire il fabbisogno di radiazione nelle fascie del par
- una componente che renda la vasca adatta alla nostra vista.
Se non ci sono piante è facile: bianco freddo e bianco caldo alternati a coprire la vasca (e li bastano i lumen) ottimi anche i faretti con attacco e 27 da 4 watt.
Se ci sono piante, personalmente, per trovare lo spettro adatto procederei con la costruzione di 3 canali: rosso 600 nm, bianco caldo, bianco freddo e blu 400nm (il blù in caso di plafo piccole può essere evitato, dato che il bianco freddo spesso compensa), in rapporto di 1-1-1-1 e poi modulerei l'intensità dei led con i dimer fino a trovare la combinazione adatta in cui le piante crescono e le alghe no. La taratura può impiegare del tempo, dato che la risposta delle piante non è sempre immediata, mentre quella delle alghe si, anche se si è impostato lo spettro giusto. Nel caso di plafo con molti led inserirei anche un paio di led verde per migliorare la resa visiva della vasca, collegati nel canale bianco.
In conclusione il led è una tecnologia ancora in evoluzione, ma almeno nel dolce sappiamo con certezza di cosa necessitano le piante in termini di luce.
Dopo aver letto la base dell'illuminotecnica, qui (http://www.reefbastards.it/content.php?229-illuminazione-vasche),è ora di mettere un po' di carne al fuoco e cercare di capirne di più. Mettere la testa sotto la sabbia, significa lasciare il retrotreno umano a disposizione, per cui è necessaria una minima preparazione tecnica.
Non voglio approfondire, voglio le cose semplici
Monta una combinazione T5, anche commerciale con gradazione 865 e 840, fino a raggiungere indicativamente gli 0,4 - 0,6 watt/litro. E goditi la vasca. Non cercare novità strane, non percorrere strade su cui non sapresti muovere. Questa è una combinazione stra collaudata per le piante medie o poco esigenti. Se non vuoi approfondire (per tempo, voglia, o convinzioni) questa è la scelta giusta.
Approfondiamo:
Unità di misura
Una prima confusione si ha sulle unità di misura. Spesso si legge che "le piante non sanno cosa sono i watt e i lumen, per cui sono due diversi modi di leggere la stessa cosa" o peggio "i lumen mi servono per la luce, i watt solo per la bolletta". Negativo. Sono due unità di misura dell'energia luminosa completamente diverse. Anche le calorie e le unità foraggere sono due unità di misura dell'energia degli alimenti. Ma non posso nutrirmi di insilato di mais perchè comunque si parla di energia, una è un valore assoluto, l'altra calibrata sui bovini.
detto questo:
Watt:
Unità del sistema internazionale per indicare la potenza. E la potenza è un lavoro rapportato al tempo. E il lavoro è un energia su una distanza. Questa è fisica: non vi si scappa. Parlando in termini di energia elettrica, il Watt è dato da 1V X A (volt per ampere -> lavoro x frequenza = lavoro X 1/ tempo = lavoro/tempo)
Ora è necessario capire due cose:
- i Watt indicati sulla fonte luminosa indicano la potenza necessaria per accendere quella fonte; di questa potenza una parte viene dispersa in calore e una parte viene emessa sotto forma di potenza luminosa intesa come energia luminosa emessa nel complesso dello spettro visibile, al di là di quello che l'occhio umano percepisce come luminoso o meno luminoso.
- Nessuna fonte luminosa può emettere più potenza luminosa di quella assorbita. Teoricamente una fonte che non emette calore, non trova resistenza nei contatti elettrici, emette la stessa potenza che assorbe. Ma è solo a livello teorico. Le fonti luminose come le lampade a spirale energy saving, confrontano la loro potenza luminosa con quella di una fonte meno efficiente, le lampade a incandescenza che scaldano molto di più; vanno lette come: la lampada energy saving che assorbe 10 watt emette la stessa potenza luminosa (inferiore a 10 watt) di una lampada a incandescenza di 30 watt.
- L'emissione solare, che arriva al livello del mare è quella in figura seguente; come si vede in tutto lo spettro del visibile arriva circa almeno un kw/m2 ai tropici
http://www.enea.it/it/enea_informa/img-1/paroleenergia/graficoirradianzasolare.jpg
Lo spettro di emissione solare. Fonte: enea.
Spettro luminoso
Lo spettro luminoso è l'insieme delle radiazioni che compone la luce visibile. Infatti ogni radiazione ha una sua precisa lunghezza d'onda, che al nostro occhio si traduce con un colore.
http://www.enea.it/it/enea_informa/img-1/paroleenergia/spettroElettromagnetico.jpg
lo spettro luminoso, fonte: www.enea.it
Lumen
Il lumen (simbolo: lm) è l'unità di misura del flusso luminoso.
Equivale al flusso luminoso visibile emesso da una sorgente isotropica con intensità luminosa di 1 candela in un angolo solido di 1 steradiante.
La misura del flusso luminoso visibile è basata sulla curva di sensibilità dell'occhio alla radiazione luminosa ed è minore della potenza radiante emessa, infatti l'occhio umano oltre a non vedere infrarosso e ultravioletto, non vede con la stessa efficienza i colori nelle code dello spettro luminoso. In pratica un led verde di 3 watt all'occhio umano pare il doppio più luminoso di un led blu con la stessa potenza di emissione.
5816
curva di sensibilità dell'occhio umano, fonte http://fotogartistica.blogspot.it/
PAR
Nel dolce siamo fortunati: coltiviamo piante, organismi studiati intensamente, data la loro importanza alimentare a livello globale per cui possiamo con precisione sapere di cosa necessitano le piante. La storiella "chi sa veramente di cosa hanno bisogno le piante?" ha una sola risposta. Tutti.
La radiazione fotosinteticamente attiva o photosynthetically active radiation (PAR), in inglese, è una misura dell'energia della radiazione solare intercettata dalla clorofilla a e b nelle piante. È, in pratica, una misura dell'energia effettivamente disponibile per la fotosintesi, che è minore dell'energia totale proveniente dal Sole, perché lo spettro di assorbimento della clorofilla non è molto esteso.
La PAR è considerata pari al 41% della radiazione solare totale. Si concentra nelle bande del blu e del rosso, con punte massime a 430 e 680 nm di lunghezza d'onda corrispondente alla radiazione visibile.
All'interno del PAR esistono sottobande con radiazioni:
blu-violette, (400-490 nm), assorbite dai pigmenti, con azione sulla fioritura, sintesi proteica, effetti fototropici, medio effetto sulla fotosintesi;
verdi (490-560 nm), le meno attive fotosinteticamente;
gialle (560-590 nm);
rosso-arancio (590-700 nm), molto attive per la fotosintesi.
La colorazione delle piante è tale proprio in virtù del fatto che il verde è colore complementare al rosso, e quindi è in grado di catturare queste bande dello spettro elettromagnetico.
http://singledgrowlight.blog.com/files/2012/01/Photosynthetic01-300x223.jpg
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fonte: http://singledgrowlight.blog.com/
come si vede dai due grafici, il picco della sensibilità dell'occhio umano è proprio al centro dei due picchi necessari alla fotosintesi. Ecco perchè alle piante del lumen frega poco o niente.
PUR
é la risposta ai diversi spettri specifica di una pianta, e varia anche in base alla condizione della stessa in relazione dei pigmenti fotosinteci che una pianta ha. Sono stati determinati i pur di diverse piante importanti, ma non delle piante che ospitiamo in vasca.
Esigenze della vasca
Bene capito tutto sulla luce, non resta che vedere come utilizzarla. Infatti dobbiamo soddisfare sia le esigenze delle piante (se ci sono) che ottenere una luce naturale e gradevole al nostro occhio.
Questo con i neon T5 è abbastanza semplice: guardiamo lo spettro di un classico neon commerciale 6500°K, vedremo che ha dei picchi sia sul verde che sul rosso e sul verde-blu.
E la luce che ne risulta è praticamente bianca
Per i led il discorso cambia, dato che ogni led emette su un picco (taluni su due) di frequenza, occorrerà quindi miscelare più led diversi.
Potenza necessaria e LED
Diversa è anche la necessità, intesa come Watt/m2 o approsimativamente come watt/litro, di potenza necessaria tra le varie fonti luminose:
- un neon emette all'esterno per tutta la sua superficie su 360°
- un led emette su un angolo variabile sui 120° (1/3 di un neon)
- una pl emette come un neon, ma va tenuto conto che almeno un quarto di neon emette verso l'interno
- una energy saving, dipende dalla forma, ma perde molto verso l'interno.
è anche grazie a questo che possiamo, a spanne, dire che per dimensionare una plafo a led è possibile prendere come riferimento la metà o qualcosa meno dei watt/litro (o meglio ancora watt/m2) di una pari con neon t5. Perchè paragonarli con i t5? perchè sono una tecnologia collaudata e conosciuta e ormai un riferimento.
Resta il problema della definizione del tipo di led e dello spettro. Personalmente ritengo che non sia il caso di parlare di tipologie di led, dato che sono in continua evoluzione, ed ho visto risultati discreti anche con categorie che non apprezzo (come le strip led). Quel che conta è lo spettro, la penetrazione della colonna d'acqua e la miscelazione dei colori.
Personalmente mi sento di consigliare i power led da 1 watt. Facili da montare, e in commercio di molti spettri diversi. E soprattutto dimerabili. I led da 3 watt non li vedo adatti al dolce per il fatto che concentrano la luce (un led da 3 watt fa la luce di 3 da 1 watt, però da un solo punto) mentre le strip led le vedo ancora poco adatte, anche se ho visto apparentemente buoni risultati con le 7070.
La definizione dello spettro dovrà quindi coprire:
- una componente adatta a coprire il fabbisogno di radiazione nelle fascie del par
- una componente che renda la vasca adatta alla nostra vista.
Se non ci sono piante è facile: bianco freddo e bianco caldo alternati a coprire la vasca (e li bastano i lumen) ottimi anche i faretti con attacco e 27 da 4 watt.
Se ci sono piante, personalmente, per trovare lo spettro adatto procederei con la costruzione di 3 canali: rosso 600 nm, bianco caldo, bianco freddo e blu 400nm (il blù in caso di plafo piccole può essere evitato, dato che il bianco freddo spesso compensa), in rapporto di 1-1-1-1 e poi modulerei l'intensità dei led con i dimer fino a trovare la combinazione adatta in cui le piante crescono e le alghe no. La taratura può impiegare del tempo, dato che la risposta delle piante non è sempre immediata, mentre quella delle alghe si, anche se si è impostato lo spettro giusto. Nel caso di plafo con molti led inserirei anche un paio di led verde per migliorare la resa visiva della vasca, collegati nel canale bianco.
In conclusione il led è una tecnologia ancora in evoluzione, ma almeno nel dolce sappiamo con certezza di cosa necessitano le piante in termini di luce.