Si tu interés son los acuarios plantados, en esta sección puedes encontrar valiosa información.

Moderadores: Mava, GmoAndres, Thor, rmajluf, Kelthuzar

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Por persero
#1113525 La radiación electromagnética es un fenómeno físico que está
presente en absolutamente todos los ámbitos de la vida. Es otra
forma más de energía que conforma el universo en el que vivimos.
Físicamente se propaga de una manera un tanto peculiar:
está formada por una componente (onda) eléctrica y otra magnética
que viajan en planos perpendiculares entre sí. Pero para
entenderla mejor la simplificamos por una onda 'al uso'.
Y como toda onda, se caracteriza entre otras cosas por su frecuencia
(f) y su longitud de onda (λ) que están relacionadas inversamente:
Imaginemos una instantánea del perfil de la superficie del agua
cuando tiramos una piedra a un estanque. En esas olas que se
forman, la longitud de onda es la distancia que separa dos crestas
o picos consecutivos. La frecuencia es la inversa del tiempo que
transcurre entre que en un punto determinado pasa un pico y
vuelve a pasar el siguiente consecutivo.
En las ondas electromagnéticas, la relación entre longitud de
onda y frecuencia está escalada (multiplicada) por la velocidad
de propagación de esa onda en el medio correspondiente (en
nuestro caso, la velocidad de la luz en el aire/agua, la podemos
considerar casi la misma para las profundidades que manejamos
en nuestros acuarios, c, o velocidad de propagación de la luz en
el vacío).
λ = c/f
La luz no es más que la parte de radiación electromagnética que
puede percibir el ojo humano. Está formada por varias componentes
espectrales diferentes (el famoso arcoíris), donde podemos
aproximar diciendo que cada componente única determina
un color puro, caracterizado por su longitud de onda o frecuencia,
entre otros parámetros.
El espectro luminoso o espectro visible de la luz es determinante
en lo que respecta a la iluminación de acuarios plantados, donde
el fallo más común entre la mayoría de los aficionados es el hecho
de no tener en cuenta la fotosíntesis y la parte del espectro que
afecta al crecimiento de las plantas. La elección de la luz se limita
muchas veces a la elección de la bombilla en función de su temperatura
de color en grados Kelvin.
En realidad, este dato nos da muy poca información acerca de
la luz que es emitida realmente dentro del espectro luminoso y
la longitud de onda a la que lo hace. La luz visible para el ojo
humano se mueve en longitudes de onda emitidas entre los 380 y
los 780 nanómetros (nm), abarcando desde la luz violeta al rojo
intenso.
El fundamento de la fotosíntesis reside en el hecho de que las
plantas sólo pueden emplear para desarrollarse la luz que pueden
absorber. De todas la componentes que forman el espectro
visible, sólo unas pocas son aprovechadas por las plantas, en
concreto las zonas rojas y azules del espectro. A su vez, la física
de cualquier cuerpo determina que es la luz que precisamente
refleja y no absorbe la que determina el color del que lo vemos:
las plantas verdes, por tanto, reflejan la luz de longitudes de onda
en torno al color verde (490-530nm).
El hecho de que una bombilla sea más o menos brillante está asociado
a la cantidad de energía que esa lámpara es capaz de radiar
en el espectro visible y por lo general presentan un máximo en la
zona verde del espectro o zona intermedia, localizado aproximadamente
en los 550nm.
La temperatura de color de una lámpara viene definida por la
comparación de su color dentro del espectro luminoso con la
temperatura a la que habría que calentar a un cuerpo negro ideal
(en grados Kelvin) para que emita radiaciones de dicho color.
Si calentamos un cuerpo negro comenzará a ponerse al rojo (empieza
a emitir dentro del espectro luminoso) a partir de unos
1000 K. Conforme se va calentando más, va emitiendo cada vez
más colores del espectro que se añaden a los anteriores hasta llegar
a la suma de todos los colores del espectro, que equivale a la
luz blanca, que se consigue a una temperatura de unos 6000 K
(aproximadamente la temperatura en la superficie del Sol).
A partir de entonces van añadiéndose emisiones ultravioletas.
Por tanto a mayor temperatura de color, mayor presencia de luz
azul. La siguiente podría ser una escala aproximada en grados
Kelvin:
Límite infrarrojos
---------------------
Luz incandescente: 2.700 K
Luz diurna: 5.500 K
Luz “Blue Sky”: 10.000 K
---------------------
Límite ultravioleta
Para seleccionar la iluminación de un acuario plantado no basta
con fijarse en la temperatura de color de la lámpara. Si bien es
cierto que las bombillas de espectro total (entre 5000 y 6500 K)
son consideradas como las más adecuadas para acuarios plantados,
esa información no indica qué tipo de luz está emitiendo la
lámpara en términos de longitud de onda. Cuando se desea optimizar
tanto el desarrollo de hojas como la longitud de los tallos y
color de la planta, es necesario recurrir a luces tanto rojas como
azules dentro del espectro para la fotosíntesis.
Podemos generalizar diciendo que se necesita fundamentalmente
una mezcla de luz roja y azul para las plantas y verde para nosotros
(tal y como percibe el brillo el ojo humano). Si se tiene una
luz excesivamente brillante y las plantas tienen una apariencia
muy verde, significa que en el espectro de dicha luz predomina
la energía de las longitudes de onda próximas al verde. No caigamos
en el error de pensar que dicha luz es adecuada para las
plantas, ya que ellas no emplean la luz correspondiente al verde
para realizar la fotosíntesis.
La luz solar presenta picos en 475 nm (espectro azul). Dicha
longitud de onda es más corta que la roja y la aprovechan tanto
plantas como algas. Conforme la luz atraviesa el agua, la intensidad
de la misma disminuye. Las longitudes de onda azules, más
cortas, penetran mejor y más rápido en el agua, frente a las rojas,
que son más lentas y se absorben con mayor rapidez.
Los pigmentos fotosintéticos que emplean las plantas, o clorofilas,
absorben las luces rojas y azules, pero son más efectivos con
la luz roja a una longitud de onda de 650-675 nm. La luz azul es
aprovechada con una tasa superior, simplemente por el hecho de
que existe más disponibilidad por su facilidad para penetrar en
el agua frente a la luz roja.
Los picos de absorción más importantes para las plantas verdes
son:
- Clorofila-a: 430 nm / 662 nm.
- Clorofila-b: 453 nm / 642 nm.
- ß-Carotenos: 449 nm / 475 nm.
Sin embargo, las plantas rojas suelen aprovechar más luz de la
parte azul del espectro.
Más allá de elegir una luz adecuada para la realización de la
fotosíntesis, como se especifica más arriba, es recomendable al
menos elegir una luz con la temperatura de color que mejor se
adapte a las necesidades estéticas de tu tanque. Por lo que no
merece la pena obsesionarse con la temperatura de color más
allá de la apariencia que busquemos en la urna: desde el punto
de vista de la temperatura de color, la luz azul mejorará el azul en
nuestros peces; la luz verde hará que el tanque parezca más brillante
para los humanos y mejorará el color de las plantas verdes;
y la luz roja mejorará el rojo de nuestros peces, así como de las
plantas rojas. Pero todo ello sobre todo desde un punto de vista
de apreciación por el ojo humano.
Pasemos ahora a hablar de parámetros estrictamente cuantitativos en lo
que a iluminación se refiere.
El lumen (lm) se define como una medida de la potencia luminosa
emitida por una fuente. En este concepto se contempla la
sensibilidad variable del ojo humano frente a las distintas
longitudes de onda de la luz.
El lux (lx),que se emplea para medir el nivel
de iluminación,equivale a un lumen por metro cuadrado
(lm/m²), por lo que son similares. Ambos están definidos
en términos que afectan a la percepción humana de la luz, pero no a
las plantas. Ambos parámetros se centran en la
cantidad de energía presente en la banda de las longitudes
de onda equivalente a los tonos verdes, banda a la que es
más sensible el ojo humano y no las necesidades lumínicas de las
plantas. Normalmente las fuentes de luz artificiales se evalúan en
base a los lúmenes de salida que ofrecen. Pero no se incluye toda
la energía que realmente emite la fuente, sino aquella que afecta
o es capaz de captar el ojo humano.
Por lo general se suele tener acceso a la información de una lámpara
en lúmenes, pero no hay que perder de vista qué es lo que
realmente significa. Una bombilla A puede tener más lúmenes
que otra bombilla B y realmente parecernos más brillante, sin
embargo la bombilla B puede suministrar una luz mucho más
aprovechable para las plantas Podemos, por ejemplo, comparar los lúmenes emitidos por una
lámpara cool white con una GroLux en igualdad de watios para
ver la diferencia. Mientras que un tubo de 40W cool white emite
unos 3050 lúmenes, un tubo GroLux de potencia equivalente
emite tan solo 1200 lúmenes. La diferencia radica en que el
GroLux emite muy poca luz en el rango del verde y la cool white
emite mucha energía en dicho rango. Lo más recomendable es
emplear una mezcla de ambos en un acuario plantado: el GroLux
es tal vez el mejor tubo para acuarios plantados, pero el aspecto
que ofrece es del de una luz tenue y algo violácea; sin embargo
si se añade luz del tipo Philips 6500 K, el efecto es mucho más
agradable al ojo humano y, además, bueno para las
plantas. Según recomendaciones del propio
fabricante (Sylvania), la combinación
ideal dentro del espectro fotosintético
es la de emplear un tubo GroLux junto a un
GroLux de amplio espectro (CRI de 89,
ahora hablaremos de este concepto),cuya combinación
además da un buen resultado como luz para amanecer/
anochecer en el tanque.
Las referencias,tanto en grados Kelvin
como en lúmenes no son muy útiles
para las plantas. La escala en grados Kelvin está
relacionada con qué aspecto tendrá el tanque para nosotros y es
una escala totalmente subjetiva. Sí que
es cierto que los rangos más bajos de la escala
Kelvin tienen mayor presencia de rojos y los grados más
altos mayor presencia de azules. Los lúmenes a su vez no tienen
ningún tipo de significado para las plantas, ya que ellas no sintetizan
la luz verde en la fotosíntesis. Como dijimos, una lámpara
de la misma potencia con más lúmenes que otra tiene mayor
aporte de luz verde.
No hay que dejarse engañar y pensar que la temperatura de color
es un indicador de qué longitudes de onda están presentes en un
tubo. La longitud de onda emitida por dos tubos con la misma
temperatura de color puede diferir enormemente. Por tanto, no
debemos emplear dicho parámetro para determinar la luz más
adecuada para el crecimiento de las plantas. No obstante, sí que
nos dará una idea de qué aspecto mostrará el tanque que ilumi
nemos con ella. Por ejemplo, la luz blue sky tienen una temperatura
de color de 10.000 K y tiene un aspecto azulado, pero únicamente
significa que predominan las longitudes de onda azules
y que activará la actividad fotosintética de las plantas en el rango
de los azules, lo cual es algo positivo, y además permitirá tener
un mejor efecto sobre la fauna azul, como pueden ser algunos
tetras, cíclidos enanos, algunos invertebrados, etc.
Los pigmentos fotosintéticos rojos son menos eficientes a igual
intensidad lumínica y, por tanto, requieren mayor intensidad que
los pigmentos azulados para rendir adecuadamente. Por tanto,
su rendimiento dependerá en este caso de la luz azul y algo de
verde así como de mayor intensidad lumínica. La mayoría de las
plantas son capaces de cambiar los pigmentos que emplean para
la fotosíntesis en función de la luz que reciban. Podemos verlo
por ejemplo, en plantas de coloración rojiza, que pueden mostrar
tonos verdosos si la intensidad lumínica es baja (sin suficiente luz
azul o verde). Del mismo modo, algunas plantas verdes producen
hojas más anaranjadas o rojizas cuando están más cerca de la
fuente de emisión lumínica o con fuentes mucho más intensas.
Si entramos más en el tema fotosintético, encontramos la RFA o
Radiación Fotosintética Activa (del inglés PAR, “Photosynthetically
active radiation”), que es la medida estándar para cuantificar
la cantidad de energía disponible para la fotosíntesis. Mide,
asignando el mismo peso a todas las longitudes de onda, la emisión
de salida de una fuente luminosa en el rango de 380 a 780
nm, y no dando mayor peso al rango de los verdes como los lú-
menes. Otro aspecto que diferencia al RFA o PAR de los lúmene
s es que no es una medida directa de energía, sino que se expresa
en número de fotones por segundo. El motivo no es otro que el
hecho de que la reacción fotosintética tiene lugar cuando la planta
absorbe un fotón, sin importar cualquiera que sea su longitud
de onda, siempre y cuando esté dentro del rango citado anteriormente.
En otras palabras, si se absorbe una cierta cantidad de
fotones azules, la cantidad de fotosíntesis que genera en la planta
es idéntica a si esos fotones hubieran sido rojos.
Este es el hecho fundamental por el que es tan importante conocer
el espectro de salida de un tubo antes de decidir si es una
buena fuente lumínica para las plantas. Por eso es conveniente
emplear una combinación de tubos adecuada para obtener una
iluminación que ofrezca buenos resultados al ojo humano y una
luz adecuada para las plantas al mismo tiempo.
Podemos encontrarnos también con otros parámetros derivados
del PAR, como el PARA y PARR. Son el mismo parámetro pero
relacionado únicamente a la luz del rango del azul (PARA) o del
rojo (PARR).
Existe otro parámetro conocido como PUR (Photosynthetically
Useable Radiation) que mide la fracción del PAR que es aprovechable
por los pigmentos fotosintéticos, es decir, la energía
radiada en las longitudes de onda de aprovechamiento de la fotosíntesis.
Por otro lado, el Índice de Reproducción Cromática o IRC (del
inglés CRI o Color Rendering Index) es un indicador de la cercanía
de una luz artificial a la luz natural (espectro completo)
en una escala de 0 a 100 respecto a cómo reproduce a los objetos
al iluminarlos. Por ejemplo, en el caso del Philips PL-L 950
encontramos un IRC de 92, lo que representa una muy buena
capacidad de reproducción cromática. Dos tubos con la misma
temperatura de color pero diferente IRC pueden ofrecer resultados
muy variados.
Volviendo a la temperatura de color, el que la luz de un tubo nos
parezca “natural” es totalmente subjetivo: depende de a lo que
estemos acostumbrados. Por ejemplo, los entornos nublados se
aproximan a una luz diurna de unos 7.000 K; una zona con cielos
despejados la mayor parte del tiempo puede asemejarse a una
temperatura de 5.000 K; sin embargo el cielo de latitudes más al
norte se puede aproximar a los 10.000 K. En cualquier caso, es
necesaria una buena reproducción cromática en los tubos, lo que
es más difícil de conseguir con tubos con elevada temperatura
de color.
En general, las plantas crecerán bien con tubos “normales”, ya
que normalmente ofrecen emisiones tanto en longitudes de onda
rojas y azules. El problema es que también presentan emisiones
entre los 500 y 600 nm, rango que aprovechan las algas. Tanto
las algas como las plantas verdes emplean los mismos pigmentos
para la fotosíntesis: clorofila a/b y carotenoides. Por lo que la luz
que le viene bien a unas lo hace también para las otras. Pero hay
otro tipo de algas, como las verdeazuladas (cianobacteria), que
contienen ficocianina y absorben las radiaciones cercanas a los
600nm (naranja-rojo), emisiones presentes en la mayoría de tubos
comerciales.
Por lo que a la hora de plantear la iluminación de nuestro acuario
plantado, es recomendable que ésta sea más fuerte en la parte
roja del espectro. Siempre podremos compensar tanto con luz
azul, que fomentará el crecimiento compacto y espeso de las
plantas, como verde para la percepción del ojo humano, a pesar
de que dicha luz azul también beneficiará al crecimiento de las
algas. Por tanto es recomendable que las emisiones se acerquen a
2/3 de luz en el rango de los rojos y 1/3 en el de los azules, que en
términos de PAR se traduce en una relación PARA/PARR de 1/3.
Los tubos que se venden como genéricos para acuarios plantados
normalmente ofrecen suficiente energía dentro del rango de los
azules pero no lo suficiente para los rojos de acuerdo a lo que sería
idóneo para las plantas acuáticas. Puede que el rojo que aporte
sea o no el adecuado de hecho, dependerá del fabricante y el
modelo concreto. De modo que volvemos a necesitar las gráficas
que nos muestren la emisión espectral del tubo en cuestión para
determinar si es el más adecuado para nuestro acuario plantado.
Si comparamos tubos fluorescentes lineales con fluorescentes
compactos o CF (como las bombillas helicoidales de bajo consumo),
por norma general el espectro ofrecido por estas últimas
aún está muy lejos de la calidad ofrecida hoy día por la mayoría
de fabricantes de tubos lineales.
Otro aspecto a destacar y que podemos consultar antes de comprar
un determinado tubo es el factor de pérdida de luminosidad
que ofrece a lo largo del tiempo. Encontraremos lámparas de diversa
índole, desde algunas que sólo pierden un 10% de luminosidad
a otras que pierden más de un 30% para el mismo intervalo
de tiempo. Evidentemente, cuanto mayor sea dicho factor, más
tiempo pasará hasta que nuestros tubos necesiten un cambio. Por
regla general, lo ideal es cambiar los tubos cada 6 meses, si hablamos
de tubos lineales, o cada año, cuando hablamos de tubos
compactos.
Los tubos que se comercializan dentro del mercado de la acuarofilia
no son necesariamente mejores que versiones genéricas
de uso cotidiano, y por lo general suelen ser más caros. Además,
tampoco se comercializan de la manera más adecuada: algunos
ofrecen gráficos del espectro de emisión del tubo, pero en lugar
de representarlos respecto a una medida de potencia real, como
la relación entre watios y lumens emitidos, representan potencias
relativas respecto al máximo que ofrece la lámpara. Digamos
que el pico máximo de la gráfica es el 100% de la emisión de la
lámpara, y el resto de picos están representados en función a ese
máximo. Lo cual no nos da una información real y objetiva de
la potencia emitida en valores absolutos, y sí de la relación entre
la potencia en diferentes longitudes de onda. Comparad sino la
siguiente imagen con la mostrada al comienzo de este artículo.
Las plantas acuáticas responden mejor y más rápido a los posibles
cambios en las condiciones de iluminación a las que se las
someta que las algas; además, son capaces de regular la fotosíntesis
a mayor velocidad también al estar más evolucionadas que
las algas. Mientras que las plantas comienzan a realizad la fotosíntesis
en cuanto hay luz, las algas necesitan un periodo largo y
continuo de iluminación para ello.
De modo que introducir una hora al principio y al final del fotoperiodo
con una luz más tenue para amaneceres/atardeceres e
incluso dar un breve descanso justo en mitad del fotoperiodo,
cuanto mayor es la intensidad lumínica, sólo puede ir en detrimento
de la formación y proliferación de algas en un acuario
plantado. La duración dependerá de muchos factores como el
tipo de luminaria, intensidad, tamaño de la urna, etc.
Pero no os dejéis engañar, si bien hay muchos otros motivos que
generan la aparición de algas, la mayoría va ligada al desequilibrio
de nutrientes en nuestros tanques. Por lo que no merece la
pena un análisis exhaustivo del tipo de luz que empleamos enfocando
nuestros esfuerzos en evitar las algas, sino en optimizar
el adecuado crecimiento de nuestras plantas acuáticas. El mejor
remedio para acabar con ellas no es otro que entender mejor la
química de nuestro acuario y ser capaces de corregir los desequilibrios,
pero el tener como aliadas un buen batallón de plantas
acuáticas sanas y con un correcto aporte lumínico ayuda enormemente
en la batalla contra las “indeseables”.

Extraído desde: crustanews invierno 2014
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Por Ernesto
#1113526 Excelente resumen del tema. Aunque yo no me complico tanto con el tema (uso hqi entre 4000 K y 10000 K y listo), es muy interesante aprender de óptica básica.
Saludos,
Ernesto