Iluminación en un Acuario de Arrecife
- Definición y diferencia entre
el PAR, PUR, PPF y Grados Kelvin en la escala de iluminación.
PAR
y PUR son siglas en Inglés de escalas de mediciones
utilizadas en botánica, biología y otras ciencias
para determinar la eficiencia de la luz en el proceso de
la fotosíntesis. A diferencia del lumen y lux en
donde la escala mide la intensidad de la luz perceptible
por el ojo humano, el PAR y PUR son mediciones del espectro
utilizable en la fotosíntesis (400~700nm), para cuantificar
la cantidad de energía que una fuente pueda emitir
en un lapso de tiempo determinado sobre un superficie determinada.
PAR
(Photosynthetically Active Radiation)
El PAR o Radiación Fotosintéticamente Activa
es una escala de medición objetiva para determinar
la cantidad de energía radiante o fotones activos
en el proceso de la fotosíntesis, la longitud de
onda que se toma en cuenta para esta medición está
comprendida entre los 400 y 700 nanómetros y en ella
está contenida el espectro azul, verde, amarillo
y rojo + sus variaciones entre cada tono. La cantidad de
energía utilizable generada por la fuente es expresada
en micromoles de fotones/m2/s.
PAR/Vatio
Cuando se hace referencia a la cantidad de energía
radiante podemos expresar las cifras en forma de PAR, pero
cuando hablamos de eficiencia tenemos que tomar en consideración
la cantidad de energía que esta fuente necesita para
generar dicha cantidad de fotones o PAR y ahí entra
en la ecuación la electricidad. Vatio es la unidad
de energía emitida o consumida por una fuente de
iluminación y 1 vatio es igual a 1 joule x segundo.
Una bombilla incandescente de 100 Vatios consume 100 Joules
x segundo, pero genera tan solo 6 Joules en forma de PAR,
y el resto se de la energía se trasfiere al aire
en forma de calor. Las bombillas de descargas de alta intensidad
como el Sodio o Metal Halógeno pueden convertir el
30% o 40% de la energía eléctrica en luz utilizable
para la fotosíntesis o PAR, y por eso son más
eficientes en comparación a las bombillas incandescentes.
La eficiencia en la producción de PAR no tiene ningún
nombre o término específico, pero se puede
expresar en esta fórmula = vatios/metro cuadrado
o w/m2/s.
PUR
(Photosynthetically Usable Radiation)
El PUR es una escala de medición más selecta
del espectro luminoso y solamente toma en cuenta las porciones
azules y rojas que interviene en la fotosíntesis
y la floración, para ser más específico
el PUR mide las longitudes de ondas comprendida entre 400-550nm
y 620-700nm. El PUR hace énfasis en ciertos picos
del espectro azul y rojo, y en la botánica se debate
la efectividad de esta escala de medición porque
los pigmentos y proteínas contenidas en plantas y
microalgas influyen en el proceso de absorción, otro
factor que se disputa es el la cantidad de energía
radiante disponible en un medio inmerso, el cual es indeterminable
en el caso del espectro rojo debido a su escaso poder de
penetración. Se argumenta que sin saber el pigmento
complementario en la planta y la energía radiante
disponible no se puede determinar la cantidad de energía
absorbida. En el caso de las zooxantelas los mismos argumentos
podrían ser planteados, y se podría argumentar
también la excesiva importancia que esta escala le
da al espectro rojo, que si bien es importante para la floración
en las plantas, en un acuario de arrecife es nula su utilidad
en ese sentido y su exceso puede ser contraproducente porque
podría ocasionar la expulsión de pigmentos
en las zooxantelas.
PPF
(Photosynthetic Photon Flux)
El PPF es una escala utilizada en botánica, meteorología
y oceanografía para medir la energía solar.
El PPF es muy similar al PAR ya que ambos cuantifican la
cantidad de fotones que puedan ser proyectados contra una
superficie en un lapso determinado de tiempo, pero a diferencia
del PAR, el PPF toma en cuenta todas las irradiaciones que
puedan alcanzar la superficie de la tierra y no tan solo
aquellos contenidos entre los 400 y 700 nanómetros.
En resumen podemos decir que la diferencia entre el PPF
y el PAR está en que la primera toma en cuenta las
irradiaciones solares que puedan atravesar la atmósfera
terrestre para medir su impacto ambiental, mientras que
la segunda tiene como objetivo la medición de la
eficiencia que pueda tener de una fuente de iluminación
en el proceso de la fotosíntesis.
K
- Grados Kelvin - (Temperatura
del Color)
Es
una unidad del Sistema Internacional de Medidas para indicar
la tonalidad de la luz. Esta escala esta basada en una ley
de la termodinámica en donde un cuerpo de color negro
puede emitir luz a medida que se caliente. Para ilustrar
este mecanismo vamos a tomar como ejemplo el filamento o
resistencia de una bombilla incandescente el cual es oscuro
cuando está frío y emite luz al calentarse.
El color del filamento es rojizo inicialmente pero al incrementar
la temperatura se volverá naranja y después
amarillenta, si logramos aumentar su temperatura sin que
se queme la resistencia su tonalidad será cada vez
menos amarillenta y su luz llegará a ser blanca,
y si aumentamos aún más su temperatura el
blanco adquirirá un tono azulado, y el azul será
más intenso a medida que la temperatura aumente.
Este comportamiento en la materia se denomina "Temperatura
del Color" y estos tonos son los que indican los Grados
Kelvin en los formatos que se identifican con esta escala.
Las clorofilas absorben longitudes de ondas comprendidas
entre 400 y 700 nanómetros, y una fuente de iluminación
con una temperatura de 6.400 grados Kelvin (6.400K) tiene
el balance óptimo en esta escala del espectro, y
por eso es la opción preferida para acuarios de plantas.
En los acuarios la mayoría de los organismos fotosintéticos
pueden ser mantenidos entre 6.400 ~ 14.000 grados Kelvin,
y los formatos de 20.000K pueden ser usados para acuarios
de mayor altura con especies colectadas a mayor profundidad,
pero su rendimiento en PAR es menor.
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