Divagazioni sui parametri della luce
 

La luce, come abbiamo ampiamento capito, serve per la crescita delle piante, ma in generale, a sviluppare le funzioni e a compiere gli step vitali quotidiani.
Ogni pianta ha le proprie esigenze in termini di fertilizzante, di posizione in vasca, di valori chimici, e anche di luce. Esistono piante che in natura vivono totalmente all'ombra (basti pensare alle anubias, coriacee piante africane che vivono quasi al buio), e piante che necessitano di quantità abnormi di luce, a discapito delle nostre tasche, che a costo di potare settimanalmente una rotala, siamo disposti a sborsare centinaia di euro all'anno all'Enel.

Ma qual è il fattore discriminante tra due piante di diversa esigenza? Mi spiego, come facciamo a definire la quantità di luce che necessita ad una determinata pianta, rispetto ad un'altra?
Un metodo per delineare una fascia di appartenenza, in termini di quantità di luce, c'è, ed è un rapporto tra la quantità di energia emessa dalla sorgente luminosa e il volume a disposizione, ossia l'ormai famigerato rapporto watt/litro (w/l).
A modesto parere di chi vi scrive, questa formula, accettata dalla stragrande parte degli acquariofili, è inappropriata, poichè non soddisfa pienamente i parametri che definiscono il concetto di luce, e quindi non può essere accettata come fattore discriminante nel riconoscimento di una fascia di appartenenza.
Che cosa significa questa proporzione, come quantificare in termini pratici questa formuletta?
Esaminiamo il loro significato, scomponendo le due parti.
Innanzitutto, il watt è la quantità di energia emessa dalla fonte luminosa, non la quantità di luce. E questo è importante, perchè non stiamo considerando l'energia che il sistema plafoniera consuma, bensì la quantità di luce emessa. E qui ci riconduciamo al rapporto lumen/watt, ma ci arriveremo più avanti.

Il litro è la misura del volume della vasca. Da non confondere con litro inteso acqua, si intende la capienza della vasca, quindi per ogni litro, ossia per ogni dm^3 di vasca, si ha un certo quantitativo di luce. Portiamo un esempio: se abbiamo una vasca che misura in centimetri 100x30x35, con un volume di 100 litri (approssimazione di 105, per facilitare il discorso), ed una plafoniera che monta 100 watt, avremo un rapporto di 1 watt per ogni litro, ossia un watt per ogni dm^3.

A mio avviso, anche questo parametro risulta poco preciso per inserire un discriminante tra diverse fasce di coltivazione. Innanzitutto perchè la misura risulta imprecisa scendendo lungo l'altezza della vasca, visto che la colonna d'acqua scherma molta luce, quindi non si avrebbe un'omogeneità tra i primi decimetri d'acqua e quelli più vicini al fondo.

Per ottenere risultati più precisi, bisognerebbe calcolare innanzitutto, la resa della lampada. Una lampada con resa bassa, ossia con un rapporto lumen/watt (quantità di luce/energia) sotto i 20 lm/w, non rende tanto quanto una lampada che vanta un rapporto 70 lm/w. A parità di watt con la prima lampada si avrebbe molto spreco di energia per avere poca luminosità, con la seconda il discorso cambia, stessa energia della prima lampada, ma 3 volte tanta luminosità.

Lo stesso discorso lo si potrebbe fare con due diversi tipi di lampade: una plafoniera T8 che monta 100 watt è certamente inferiore ad una plafoniera T5 che monta gli stessi watt., sia per il discorso dei lumen fatto poco sopra, sia anche per una penetrazione dell'acqua. Si sa che le tubolari T8 non hanno una penetrazione completa lungo l'altezza della vasca, per cui nei primi centimetri si ha una luce forte, mentre sul fondo, schermata da 30, 40, anche 50 centimetri d'acqua, la luce diminuisce drasticamente anche del 40%, con conseguente diminuzione dei watt/litro in determinate zone dell'acquario.

Dovremmo anche considerare un'altra variabile, ossia la quantità di luce riflessa dalla superficie dell'acqua, e quella che, colpendola trasversalmente, subisce una deviazione fuori dall'acquario (anche se questo fenomeno è meno consistente rispetto al riflesso).

E' quindi corretto utilizzare il w/l come misura della luce in acqua?

Diciamo che il termine di paragone del volume, potrebbe andare bene per lampade molto potenti come le T5 o le HQL, le uniche due che sicuramente saranno presenti come uniche lampade nel futuro prossimo, visto che le T8, le PL e i bulbi stanno diventando obsoleti. Difatti le T5 e le HQL garantiscono un'ampia penetrazione della colonna d'acqua, per cui il rapporto è similare per l'intera altezza della vasca.
Non volendo assolutamente arrogarmi il diritto di poter cambiare il pensiero delle centinaia di migliaia di acquariofili sparsi in tutto il mondo, vorrei avanzare l'ipotesi di considerare il lumen, come ulteriore elemento di rapporto coi litri della vasca. Il motivo l'abbiamo spiegato poc'anzi. I watt di per se non possono essere esclusi, perchè due lampade a parità di wattaggio illuminano similmente, cambia la resa, ma la luce è sicuramente simile.

Giunto a questo punto potrei perdermi in considerazioni e formule, atte ad inglobare in un rapporto anche i lumen, o qualsiasi altro fattore che determini in maniera più precisa la qualità e la quantità di luce in acquario, ma sarebbero solo inutili architetture che appesantirebbero fin troppo la ricerca della luce perfetta. In fin dei conti, c'è ancora un alone di mistero su come avvengano certi processi chimici all'interno della pianta, ossia come avvenga la trasformazione di energia ed il trasporto, l'eccitazione da un livello energetico ad un altro, affinità elettroniche tra molecole ecc.
D'altronde non potremmo sapere mai la precisa quantità di luce che serve ad ogni singola pianta, ad ogni singola cellula, quindi potrebbe darsi che un rapporto 0,4 w/l potrebbe andare bene ad una ludwigia in particolari condizioni, così come potrebbe andargli bene uno 0,8 w/l.
Non possiamo, senza le attrezzature, i metodi e soprattutto i fondi, scoprire il quantitativo perfetto di luce per un perfetto mantenimento dell'acquario, ed anche considerare la mia idea come valida, sarebbe pressocchè inutile.
Ero già arrivato alla conclusione dell'inutilità dell'articolo prima ancora di cominciarlo, ma ho ritenuto giusto scriverlo e poi pubblicarlo, affinchè chi lo leggesse, seguendo i ragionamenti che ho fatto, aprisse un pò la mente verso un mondo che sembra scontato, che sembra già scritto da altri.
Giustamente ogni acquariofilo, compreso il sottoscritto, per arrivare dove sono giunto adesso, ho percorso la strada che già altri avevano tracciato, attraverso sperimentazioni, sbagli, trionfi e successi, ma sarebbe bello, almeno per una volta, almeno per una bazzecola, viaggiare per una strada propria, ho provato a farlo, fallendo, ma spero che il tentativo di superare una barriera, imposta dalle frasi di rito usate quando si parla di concetti già conosciuti ampiamente, sia servito, come detto prima, a far ragionare l'aquariofilo, a fargli capire che si deve ragionare dietro ogni frase fatta, dietro ad ogni formula, dietro ad ogni legge.
Perdonate le divagazioni di un innamorato dell'acqua.

Copyright appartenente al sottoscritto e al forum Mondo Tropicale (link attivo rimosso da Mkel77 per violazione del regolamento generale)

Io ho cominciato da poco ad essere acquariofilo, anzi a dire il vero non mi posso ancora definire così anche se ho sempre sognato di avere un acquario e sono sempre rimasto affascinato da questo mondo.
La teoria del "W/l" non mi ha mai convinto ora che esistono lampade a basso consumo energetico, ricordandomi di come in passato costava parecchio illuminarli e mantenere un acquario, tant'è che l'ho sempre visto come hobby troppo costoso per me!
Ora noto che con la metà dei watt che si usavano 20 anni fa si riesce lo stesso ad avere un giardino fiorito in vasca e a volte serve anche meno appunto per lo spettro offerto dai nuovi tubi che utilizzano tri-penta fosforo con gradazioni kelvin diverse eppure i watt sono nettamente inferiori...il discorso del rapporto W/l non è campato in aria e non è una frase fatta ma di sicuro è un concetto vecchio che a mio parere va rispolverato con le dovute considerazioni e modifiche per via della tecnologia che è in continuo sviluppo e 20 anni fa non era possibile ottenere ciò che si può oggi...le lampade di oggi tendono a sfruttare i lumen i lux e i kelvin cercando di abbassare il più possibile il costo della bolletta che appunto è il watt/ora e posso pienamente dire che un neon tradizionale o una lampadina ad incandescenza non sono in grado di pareggiare ciò che può dare una lampada o tubo da 21W a gas nobili, vapori di mercurio e componenti fluorescenti e trovo anche scorretto continuare a chiamarli neon se questo componente non è presente al suo interno ma piuttosto tubo o lampada e modificare questo rapporto di W/l in °kelvin/litro visto che che sono questi ultimi che ne determinano la potenza di calore espressa dalla lampada :-)

i °k indicano la temperatura di colore, lo spettro di emissione, il "colore" non la potenza, per cui i °k non indicano la potenza della luce in acqua. la potenza è espressa in watt. per cui la distinzioni in watt litro, per quanto sia una semplificazione, funziona.

Aspetta, il watt è potenza ma i gradi kelvin sono cmq un valore di misurazione del calore quindi esprimono il calore sprigionato dalla lampada...se io ho una lampada con potenza di 18W e 4000°k e una da 18W 6000°k con la tua affermazione dichiari che il calore sprigionato è identico e non è assolutamente così te ne accorgerai mettendo la mano sotto di esse, quindi nel caso dei 6000° kelvin il calore che filtra in acqua è maggiore dando così più energia..che i 18W diano tot calore rispetto ai 24W son d'accordo ma il calore sprigionato dalla lampada non si misura in Watt ma in gradi kelvin e altri metodi di misurazione del calore sono centigradi o fahrenheit, non con Watt ampere o volt..non confondiamo il consumo energetico con il calore sprigionato dalla lampada :-)

Aspetta, il watt è potenza ma i gradi kelvin sono cmq un valore di misurazione del calore quindi esprimono il calore sprigionato dalla lampada...se io ho una lampada con potenza di 18W e 4000°k e una da 18W 6000°k con la tua affermazione dichiari che il calore sprigionato è identico e non è assolutamente così te ne accorgerai mettendo la mano sotto di esse, quindi nel caso dei 6000° kelvin il calore che filtra in acqua è maggiore dando così più energia.

:-D scherzi? i °k sono si i gradi di temperatura, ma di un corpo nero che riscaldato a quella temperatura emette un'onda uguale a quella emessa dalla lampada http://it.wikipedia.org/wiki/Temperatura_di_colore

i watt indicano si l'assorbimento ma anche l'emissione di luce. quindi i k indicano il tipo di luce e i watt la potenza della luce...

..hai ragione i connettori si erano fusi per il wattaggio eccessivo....e riguardo ai lumen e ai lux cosa mi dici? ..e come mai oggi si può ottenere con 48w ciò che si otteneva con wattaggi decisamente superiori?

questa è una giusta osservazione! #36#
allora intanto sono più luminose al nostro occhio, perchè lo spettro emesso dalle lampade a risparmio energetico e "neon", è più efficente ai nostri occhi.
poi rispetto alle lampade a incandescenza sprecano meno energia in calore (scaldano meno), e quindi sono più efficenti in luminosità.
concordo sul fatto che il watt/litro non sia precisissimo. cioè a parità di altezza di colonna d'acqua due vasche sono comparabili, ma se una delle due ha meno superfice e più altezza con gli stessi watt litro le cose cambiano... è un'approssimazione indicativa, che serve per avere più o meno un orientamento... anche gli stessi accenditori dei neon sono cambiati, dai ferromagnetici che scaldavano (e consumavano) di più, a quelli elettronici che scaldano e consumano meno..

Basta essere un minimo scientifici nelle cose visto che parliamo di parametri che sono sia interdipendenti sia dipendenti ....

La luce non è altro che radiazione luminosa, nel nostro caso tra i 380 ed i 760 nm (nanometri), direi che si possa considerare come altro fattore i cm2 di fondo su cui è fisicamente piantumata/poggiata la pianta. Altri due fattori sono la tipologia di radiazioni utili alle piante e quelle utili ai nostri occhi che non possono essere forzate con lo stesso parametro (un po come il voler misurare l'udito di un cane con gli strumenti dell'orecchio umano ... i conti non tornerebbero mai) ... quindi lasciamo perdere i lumen che sono parametrizzati sullo spettro del campo verde e che alle piante servono a nulla o quasi (infatti le piante sono verdi perchè riflettono una determinata lunghezza d'onda che a loro non è utile)

... è anche vero che siamo poi noi a guardare la vasca ... con il nostro occhio ... se vogliamo far crescere bene le piante dovremo ragionare con i loro 'occhi' ... se dobbiamo fare una fotografia della vasca allora ragioniamo con i nostri occhi ma scordiamoci di avere piante 'perfette' in salute.

Smettiamo di ragionare con i °K di un tri-penta fosforo ed iniziamo a ragionare sul suo spettro (alla fine ci sono neon 10.000°K migliori di altri 6.000 o 4.000 °K ... guardandone lo spettro)

Sarebbe utile una unità di misura simile a quella utilizzata per i pannelli solari (kW/m2), riducendola per i nostri 'umili scopi' a watt/cm2 intendendo:

watt: quantità di radiazione emessa (escludendo quella sprecata in calore e/o in trasformazione)

cm2: la singola area su cui è posizionata la pianta

piccola parentesi, se io ho un faretto da 100W sul lato destro di una vasca da 100 litri non avrò certamente 1watt/litro sulla sua parte sinistra ;-)

insomma non è proprio una cosa semplice, spero di aver messo altra carne sul fuoco (poi sono cose che ripeto da perecchio)
------------------------------------------------------------------------
ps. grafici che ho trovato danno una riduzione visibile a partire dai 10 metri, non credo proprio che pochi centimetri di acqua riducano la luminosità del 40% (escludendo acqua trattate con torba o ricche di materiali organici in sospensione ... insomma l'acqua trasparente non ha tale riduzione ... secondo me)
------------------------------------------------------------------------
pss. l'angolo di incidenza della luce sull'acqua fa si che la radiazione luminosa devi verso il fondo della vasca e non il contrario, quindi almeno questo ci aiuta ;-)

pss. prima che qualcuno faccia la solita 'esternazione' non calcoliamo il rapporto watt/lumen in quanto è inutile (può essere un buon termine di scelta della serie di componenti, quindi lampadina ad incandescenza, neon, ecc. ecc. ma solo questo)

se prendo tre led colorati da 1 watt avrò che:

il blu da 32 lumen
il verde 100 lume
il rosso 45 lumen

fate una ricerca in rete e trovate i numeri corretti ... in ogni caso l'emissione di radiazioni luminose emesse per unità di energia consumata sarà la stessa per tutti e tre i led, la differenza è solo in quello che vedono i nostri occhi ;-)

Smettiamo di ragionare con i °K di un tri-penta fosforo ed iniziamo a ragionare sul suo spettro (alla fine ci sono neon 10.000°K migliori di altri 6.000 o 4.000 °K ... guardandone lo spettro)

purtroppo però i °k sono scritti sul neon, mentre lo spettro di una determinata lampada non si trova sempre (purtroppo), o comunque non lo si trova immediatamente... o sbaglio?