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Iluminação em Aquários Plantados: 21 Conceitos
Para facilitar um pouco a compreensão dos textos sobre iluminação em aquários precisamos conhecer alguns conceitos básicos:
1º) LUZ - É uma radiação electromagnética que produz percepção visual.
As plantas fazem uso da luz como energia para a síntese de glicose a partir do CO2 + água. Sem luz não ocorre a fotossíntese! Portanto de nada adianta encher o aquário de fertilizantes e CO2 sem disponibilizar iluminação adequada para as plantas.
DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) + ÁGUA (H2O) + LUZ ==> GLICOSE (CH2O) + OXIGÉNIO (O2) + ÁGUA (H2O)
2º) ESPECTRO VISÍVEL - É uma faixa de radiação electromagnética, visível ao olho humano com comprimento de onda entre 380 a 780 nanaremos (1 nm = 10-9 m).
Conforme o comprimento de onda o olho humano percebe cada frequência como uma cor diferente.
O olho humano tem maior sensibilidade, em termos de intensidade, na faixa do verde (500 a 560 nm) e amarelo (560 a 600 nm). No processo da fotossíntese a clorofila das plantas absorve a luz com maior intensidade nas faixas no azul (430 a 470 nm), laranja (600 a 640 nm) e vermelho (640 a 780 nm). Entretanto, vale ressaltar que o processo fotossintético não é regido unicamente pelas clorofilas, sendo influenciado também por outros pigmentos acessórios que absorvem de forma mais eficiente algumas radiações, posteriormente transferindo esta energia para as clorofilas. Os pigmentos licopenos e carotenos são muito eficientes com as radiações de picos azuis, e as ficoeritrinas e ficoxantinas tem suas absorções próximas às da clorofila. É importante observar que, apesar da maior absorção da luz azul, há maior resposta fotossintética à luz vermelha; este facto se deve a um complexo processo de transferência da energia absorvida, dada a maior instabilidade da clorofila frente aos altos estados de excitação energética que são proporcionados pela luz azul.
O espectro luminoso de uma lâmpada é uma caracterização da intensidade relativa de luz que ela emite para cada comprimento de onda nesta faixa. As lâmpadas para horticultura (Aquaglo, Grolux, Nutrigrow, Aquarilux...) têm seus espectros intensificados nestas cores favoráveis referidas acima.
Além da acção fotossintética dos picos azuis e vermelhos, a proporção dos diversos picos que compõem o espectro luminoso final irá actuar em diversos outros processos metabólicos das plantas, que vão de um crescimento horizontal (expansão foliar) ou vertical (estiolamento) até formação de reservas (tubérculos), floração ou dormência da planta. A este conjunto de processos denomina-se fotomorfogênese.
3º) POTENCIA CONSUMIDA - é a energia eléctrica por unidade de tempo consumida por uma lâmpada, geralmente expressa em Watts (W).
4º) FLUXO LUMINOSO - é a quantidade de luz emitida por lâmpada, geralmente expressa em lúmens (lm).
Para aquários plantados seria aconselhável uma proporção mínima em torno de 30 - 60 lúmens por litro de água do aquário (volume bruto).
5º) EFICIÊNCIA ENERGÉTICA - é o rendimento em termos da quantidade de luz emitida por unidade de potência consumida pela lâmpada, expressa em lúmens por Watt (lm/W).
Então quer dizer que as lâmpadas para horticultura iluminam mal? Não, em absoluto! Estas lâmpadas foram desenvolvidas propositadamente assim...seu baixo índice de eficiência energética total se deve ao facto de que estas lâmpadas foram projectadas de modo a filtrar e converter parte dos outros espectros, emitindo um espectro com maior predominância nos picos de maior actuação fotossintética (radiações azuis, laranjas e vermelhas). No final das contas a eficiência energética nos espectros fotossintéticos é muito maior que nas demais lâmpadas.
6º) ILUMINÂNCIA - é a quantidade de luz que incide por unidade de tempo sobre uma determinada superfície, geralmente expressa em lux (lx) e medida através de luxímetros.
Como o meio aquático apresenta variáveis índices de apreciação, além da perda pela reflexão na película superficial da água, cada planta - até mesmo cada folha - pode receber uma iluminância diferente, sendo portanto muito difícil estabelecer uma iluminância exacta em um aquário. Mas este seria o método mais eficiente para nos certificarmos da correcta iluminação das plantas.
7º) TEMPERATURA DE COR - objectos muito quentes, como filamentos de lâmpadas incandescentes, brasas, tochas, altos fornos e estrelas, emitem luz com espectros bastante específicos e independentes do material que são feitos, portanto pode-se fazer uma equivalência directa entre a tonalidade da cor emitida com a temperatura do objecto, geralmente expressa em Kelvin (K).
-Lâmpadas com temperatura de cor em torno de 2700 K têm aparência amarelada e passam a sensação visual de 'quentes' apesar da temperatura menor.
-Lâmpadas com temperatura de cor em torno de 5500 K têm aparência branco-amarelada.
-Lâmpadas com temperatura de cor acima de 6500 K têm aparência branco-azulada e passam a sensação visual de 'frias' apesar da temperatura ser maior.
A luz natural do nosso Sol, em céu aberto e ao meio dia, tem temperatura de cor em torno de 5400-5500 K. Portanto, para imitar a luz solar natural a temperatura de cor para aquários plantados deve ser algo em torno de 5200 a 6500 K. Usar lâmpadas abaixo ou acima destes valores é uma questão de gosto pessoal do aquarista por um visual mais amarelado ou azulado do aquário.
8º) ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DA COR (IRC) - este índice mede a correspondência entre a cor real de uma superfície vista quando iluminada pelo sol do meio dia, e a sua aparência frente a uma determinada fonte de luz artificial (lâmpada).
A luz natural do sol em céu aberto ao meio dia tem IRC igual a 100, com total fidelidade e precisão na percepção das cores. As lâmpadas para horticultura e coloridas (como as azuis e actínicas) costumam apresentar baixos IRC (55-75), enquanto as incandescentes (91-93), as fluorescentes Power-glo, 10000 K e algumas Luz-do-Dia (85-90) e HQI 5000-6000 K (89-95) têm bons a excelentes IRC.
A aplicação do IRC em aquários ficaria mais pelo lado estético, que também é muito importante. Afinal de contas a maioria absoluta dos aquários tem por função principal a apreciação visual. Um aquário com pelo menos uma lâmpada de alto CRI proporciona um visual bem mais agradável aos olhos do apreciador, com excelente noção de cores e profundidade.
9º) LUMINÂNCIA - é a intensidade luminosa reflectida por uma superfície e que acaba captada pelos olhos do observador, geralmente medida em candelas por metro quadrado (cd/m2).
10º) INTENSIDADE LUMINOSA - é a quantidade de luz emitida de uma superfície-fonte (lâmpada) num ângulo muito fechado, numa determinada direcção (em candelas - cd)
As lâmpadas fluorescentes têm aproximadamente a mesma eficiência energética das HQI's, com a vantagem do menor preço, mas tem seu uso limitado a aquários com até 60 cm de altura, pois acima disto a sua intensidade luminosa não seria suficiente para atingir satisfatoriamente as plantas ao nível do substrato.
Portanto uma lâmpada HQI emite um feixe luminoso mais concentrado revertendo em maior poder de penetração da luz na água.
11º) RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ACTIVA (PAR, do inglês Photosynthetically Active Radiation) - é fracção da radiação luminosa total que de facto tem actuação no processo de fotossíntese das plantas.
Apesar de ser uma realidade distante do aquariofilista comum, pelo elevadíssimo custo, os aparelhos sensores PAR são poderosas ferramentas que já há algum tempo vêm sendo empregadas por grandes agricultores e instituições de pesquisa.
12º) PERDA LUMINOSA no meio aquático - A água age como um filtro para a luz. Quando luz a atravessa ela é selectivamente absorvida e reflectida pela água, o que reduz a intensidade luminosa total conforme a profundidade da coluna d’água, alterando também o seu espectro e tonalidade.
A capacidade de penetração da luz através da água é 1/2000 do que através do ar. Chamamos esta perda de "Atenuação ou Extinção da Luz". Diversos outros factores irão influir negativamente na penetração do fluxo luminoso na água:
-Reflexão e Absorção pela tampa de vidro (aproximadamente 7 a 9%). Aquários plantados não devem ter tampas de vidro entre as lâmpadas e a água.
-Reflexão no espelho d’água
-Absorção e Reflexões por impurezas na água e obstáculos
-As lâmpadas HQIs são as que possuem melhor coeficiente de penetração na água seguidas pelas fluorescentes VHO e compactas .
-A perda luminosa em água limpa se dá primeiro pelas cores menos energéticas do espectro, começando pelo vermelho, sendo que o azul e violeta são as últimas cores a atingirem águas mais profundas.
13º FOTOPERÍODO - É o tempo e regularidade da iluminação, expresso em horas por dia (h/dia).
Dentro da região dos trópicos onde vivem a maioria das plantas aquáticas, do nascer ao por do sol temos aproximadamente 10 a 12 horas de luz natural, com intensidade luminosa variando conforme a posição do sol em relação ao horizonte, e apresentando uma variação de horários muito pequena no decorrer das estações do ano.
A regularidade no tempo de exposição luminosa é muito benéfica às plantas, por isso a importância da instalação de "timers".
Seria muito interessante montar sistemas de iluminação usando diversas lâmpadas accionadas por timers programados sequencialmente, tentando simular esta variação luminosa durante o período de 24 horas. Portanto, Respeite o Timer!
14º) EFICIÊNCIA DO REFLECTOR
Além da funcionalidade e beleza estética do conjunto e de ser sustentáculo das lâmpadas, reactores, exaustores, timers, dimmers e interruptores, o reflector moderno tem por função o aproveitamento máximo da luz emitida pelas lâmpadas: direccionando, filtrando ou concentrando o feixe luminoso conforme a necessidade.
O revestimento interno da tampa do aquario influencia de modo decisivo na perda da luz emitida pelas lâmpadas. Devemos providenciar os revestimentos mais foto-refractários possíveis. Já há no mercado diversos materiais para melhorar o desempenho das calhas: são placas de alumínio polido/espelhado que podemos recortar e forrar o interior da tampa do aquario; são grades plásticas metalizadas que direccionam a luz apenas para o aquário, evitando ofuscar nossos olhos. Na impossibilidade de aquisição destes materiais o uso duma folha de alumínio de cozinha já proporciona uma considerável reflexão.
15º) A REGRA do WATT POR LITRO (W/L)
Esta regra surgiu para facilitar a compreensão do aquarista iniciante no momento de configurar seu sistema de iluminação, partindo do princípio de que "lâmpadas fluorescentes comuns" rendem de 75 a 80 lumens/Watt. Portanto não é válida para Lâmpadas incandescentes, HO's, VHO's e HQI's. Use o volume bruto do aquário.
16º) VIDA ÚTIL - tempo médio durante o qual cada lâmpada cumpre bem o propósito a que será destinada.
Fluorescentes (NO, HO, p/Horticultura, Compacta, VHO) têm vida útil de 6 a 9 meses, e HQI de 1 a 2 anos. Muito provavelmente suas lâmpadas continuarão funcionando passados os prazos acima mencionados, mas a emissão luminosa já se encontrará abaixo do mínimo desejável.
Podemos aumentar a vida útil das lâmpadas fluorescentes em mais 1 ou 3 meses, instalando reactores electrónicos e ventiladores/exaustores nas calhas de iluminação, e respeitando o timer (quanto mais fases de ignição, menor a longevidade).
17º) NECESSIDADE LUMINOSA DE ALGUMAS ESPÉCIES
18º) LÂMPADAS NOVAS + ÁGUA VELHA = ALGAS
Um dos erros mais comuns em que o iniciante no aquário plantado incorre é a clássica reclamação: "Eu nunca tive problemas com algas mas depois que instalei estas lâmpadas novas meu aquário encheu de algas."
Mas a verdade é bem outra. Primeiro, provavelmente as lâmpadas velhas já estavam com a emissão luminosa bem abaixo das lâmpadas novas. Segundo, a água deveria estar saturada de fosfatos e nitratos, pois como não havia algas tomava-se por certo que não haveria a necessidade das trocas frequentes de água. Pronto! Agora já temos tudo o que as algas necessitam: excesso de nutrientes (fosfatos e nitratos) e muita luz (que antes não havia com as lâmpadas velhas).
Então podemos concluir que muita luz provoca o surgimento de algas? NÃO, o que provoca o surto de algas é o excesso de nutrientes. Seja pelo excesso de peixes ou ração excedente, seja pela falta das trocas regulares de água. O mesmo vale para a luz solar!
19º) OS PEIXES
São poucos os peixes que suportam uma iluminação intensa por horas seguidas. Portanto você deverá proporcionar áreas de sombras e abrigos para que eles possam se esconder e/ou descansar da luz intensa, assim como ocorre na Natureza.
20º) OS TIPOS DE LÂMPADAS
Para entendermos melhor todos estes referenciais sobre iluminação precisamos conhecer também um pouco sobre as lâmpadas:
A) INCANDESCENTES/HALOGÉNEAS
A luz é produzida pelo filamento que, ao receber uma corrente eléctrica, atinge elevadíssimas temperaturas e "incandesce". Grande parte da energia eléctrica é perdida na forma de calor.
B) FLUORESCENTES
A luz é produzida pela passagem de uma corrente eléctrica através de gases em baixa pressão dentro dos tubos. Excitadas pela energia eléctrica as moléculas dos gases emitem luz ultravioleta (invisível ao olho humano) que é convertida em luz visível ao atravessar o revestimento do tubo, um pó fosforoso de variada formulação. Apenas uma pequena fracção da energia eléctrica é convertida em calor. A variação na formulação deste pó fosforoso resulta em lâmpadas que emitem fluxos luminosos em específicas faixas do espectro (Grolux, Aquaglo, Tri-fosforos, Actínicas, Luz-do-Dia etc). O aperfeiçoamento no gás utilizado e nos eléctrodos vem incrementando a capacidade da potência das lâmpadas (HO e VHO)
C) HQI's
A luz é produzida pela passagem da corrente eléctrica através de um vapor de gás sob alta pressão. São lâmpadas que apresentam grande intensidade luminosa (feixes de luz mais concentrados e por conseguinte grande poder de penetração na água).
21º) CUSTO X BENEFÍCIO
Procure pesar bem as reais necessidades da configuração do aquário que pretende manter antes de montar o sistema de iluminação: quantidade de plantas, espécies de plantas, dimensões e capacidade do aquário, tipo de reflector, etc.