Conceitos sobre iluminação

em aquários plantados

Para facilitar um pouco a compreensão dos textos sobre iluminação em aquários precisamos conhecer alguns conceitos básicos:

Luz

Radiação eletromagnética 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.

GÁS CARBÔNICO+ÁGUA+LUZ ==> GLICOSE + OXIGÊNIO+ÁGUACO2+H2O+LUZ ==> (CH2O)+O2+H2O

Espectro

É uma faixa de radiação eletromagnética, visível ao olho humano, com compri-mento de onda entre 380 a 780 nanômetros (nm). Conforme o comprimento de onda, o olho humano percebe cada frequência como uma cor diferente:

380 a 450 - VIOLETA

450 a 500 - AZUL

500 a 570 - VERDE

570 a 600 - AMARELO

600 a 640 - LARANJA

640 a 780 – VERMELHO

O olho humano tem maior acuidade, em termos de intensidade, na faixa do verde e amarelo. No processo da fotossíntese as clorofilas das plantas absorvem a luz com maior intensidade nas faixas do azul, laranja e vermelho.

Entretanto, vale ressaltar que o processo fotossintetizante não é regido unica-mente pelas clorofilas, sendo influenciado também por outros pigmentos acessórios, que absorvem de forma mais eficiente algumas radiações, posterior-mente transferindo esta energia paras as clorofilas. Os pigmentos xantofilas, licopenos e carotenos são muito eficientes com as radiações de picos verme-lhos e as ficoeritrinas e ficoxantinas tem suas absorções próximas as das clorofilas, justificando a maior resposta fotossinte-tizante das plantas para a luz vermelha do que para a luz azul.

As lâmpadas para horticultura (Aquaglo, Grolux, Aquastar, Nutrigrow, Aquarilux, etc.) têm seus espectros intensificados nestas cores. É comprovado que as radiações predominantes nos espectros azuis influenciariam num crescimento horizontal das plan-tas (brotação e enchimento), enquanto as vermelhas num crescimento vertical (estiola-

mento). Sendo que cada cor do espectro atua de modo diferente, não somente na fo-tossíntese, como também em diversos processos metabólicos das plantas.

Alvo de muita polêmica e discussão, é possível encontrar as mais diversas e an-tagônicas opiniões a respeito da recentemente moda de usar lâmpadas azuladas, ten-tando "forçar" as plantas num ritmo de crescimento horizontaliza-do.

Mas cuidado, não se deixe confundir. Vale lembrar que as lâmpadas azuladas que vêm sendo usadas em aquários plantados não são as famosas, e caras, actínicas, que só devem ser usadas em aquários marinhos.

Potência consumida (Watts - W)

É a energia elétrica consumida pela lâmpada.

Fluxo luminoso (Lúmens - lm)

É a quantidade de luz emitida pela lâmpada.

Para aquários plantados seria aconselhável uma proporção mínima em torno de 30 a 60 lúmens por litro de água.

ILUMINAÇÃO QUANT. lm/l

Fraca < 25

Moderada 25 ~ 55

Clara 55 ~ 90

Intensa > 90

Eficiência energética (lm/W)

É o rendimento em quantidade de luz (lumens) em relação à potência energética (Watt) consumida pela lâmpada.

Lâmpada lm/W

Incandescente 10 ~ 20 |||||||||||||||

Halogênica 18 ~ 30 |||||||||||||||||||||||

Fluor. p/ Horticultura 18 ~ 30 |||||||||||||||||||||||

Fluoresc. Compacta 50 ~ 85 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Fluorescente NO 50 ~ 85 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Fluorescente HO 60 ~ 85 ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Fluorescente VHO 75 ~ 90 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

HQI 80 ~ 100 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Então, quer dizer que as lâmpadas para horticultura iluminam mal? Não, em ab-soluto! Estas lâmpadas foram desenvolvidas propositalmente assim. Seu baixo índice

de eficiência energética deve-se ao fato de que estas lâmpadas têm seus tubos revesti-dos por um pó de "terras-raras" que filtram os outros espectros deixando passar apenas os mais importantes para a realização da fotossíntese (as radiações azuis, laranjas e vermelhas). No final das contas a eficiência energética nos espectros fotossintetizantes é muito maior que nas outras lâmpadas.

Iluminância (lux – lx)

É a quantidade de luz que incide sobre uma determinada superfície, medida atra-vés de luxímetros. Como o meio aquático apresenta índices variáveis de depreciação, 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 esta-belecer uma iluminância exata em um aquário. Seria o método mais eficiente para certi-ficarmo-nos da correta iluminação das plantas.

ILUMINAÇÃO lux

Fraca < 500

Moderada 500 ~ 1000

Clara 1000 ~ 1500

Intensa > 1500

Temperatura da cor (Kelvin - K)

Expressa a aparência da cor da luz.

Lâmpadas com temperatura da cor abaixo de 2.700K têm aparência quente, amarela.

Lâmpadas com temperatura da cor em torno de 4.000K têm aparência neutra, branca.

Lâmpadas com temperatura da cor acima de 6.500K têm aparência fria, azul.

A luz solar natural, em céu aberto, ao meio dia, tem temperatura da cor em torno de 5.800 a 6.000K.

As lâmpadas de acima de 7.000K (exemplo: 10.000 e 20.000K) têm pouco valor adicional no crescimento das plantas, sendo muito mais indicadas para aquários mari-nhos.

Não é possível classificar a temperatura de cor para as lâmpadas com espectros especializados (como as de horticultura e coloridas), como erroneamente vem estam-pada na embalagem de algumas destas lâmpadas (Aquaglo com 18.000K e Aquastar com 10.000K). Seus picos energéticos ficam em 2 ou mais pontos distintos do espectro, geralmente azul e vermelho, sendo impossível fazer uma somatória ou média destes pi-cos. Pense bem: se realmente estas lâmpadas tivessem temperaturas de cor em 10.000 ou 18.000K deveriam apresentar luz azulada, mas todas são visivelmente arro-xeadas ou rosadas.

Índice de reprodução da cor (IRC)

Este índice refere-se à correspondência entre a cor real de uma superfície e sua aparência frente a uma determinada fonte de luz (lâmpada). A luz natural do sol, em céu aberto, ao meio dia, tem IRC igual a 100, com total fidelidade e precisão na percep-ção das cores. As lâmpadas para horticultura apresentam baixos IRC (55-75), sendo que as incandescentes (91-93), as Fluorescentes Powerglo, 10.000K e outras Luz-do-Dia (85-90) e HQI 5.000 - 6.000K (89-95) tem bons e excelentes IRC, respectivamente.

A aplicação do IRC em aquários ficaria mais pelo lado estético, que também é muito importante. Afinal de contas, 95% dos aquários têm por função principal a apreci-ação visual. Não tem relevante influência sobre as plantas, mas 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.

LÂMPADA IRC

Incandescente 100

Halógena 100

Fluorescente Compacta 85

Fluorescente Série Designer 90

Vapor Metálico 90 ~ 70

Fluorescente Regular 75

Vapor de Mercúrio 45

Vapor de Sódio 20

Luminância (candelas por metro quadrado – cd/m2)

É a intensidade luminosa refletida por uma superfície e que acaba captada pelos olhos do observador.

Intensidade luminosa (candelas – cd)

É a intensidade luminosa emitida de uma superfície-fonte (lâmpada) num ângulo muito fechado, numa determinada direção. As lâmpadas fluorescentes têm aproximada-mente a mesma eficiência energética das HQI, com a vantagem do menor preço, mas têm seu uso limitado a aquários com até 60cm de altura, pois sua intensidade luminosa não seria suficiente para atingir satisfatoriamente as plantas ao nível do substrato.

Lâmpada lm/cm2

Incandescente 1 ~ 4 | Halogênica 2 ~ 5 || Fluorescente p/ Horticultura 2 ~ 5 || Fluorescente HO 7,5 ~ 15 |||||| Fluorescente compacta 15 ~ 25 ||||||||| Fluorescente VHO 35 ~ 50 ||||||||||||||||| HQI 250 ~ 600 ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Portanto, uma lâmpada HQI emite um feixe luminoso mais concentrado, rever-tendo em maior poder de penetração da luz na água.

Perda luminosa

No meio aquático a água age como um filtro para a luz. Quando a luz atravessa a água, é seletivamente absorvida e refletida, o que reduz a radiação luminosa total, con-forme a profundidade da coluna d’água. 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 fatores irão influir negativamente na penetração do fluxo lumi-noso na água:

Reflexão e Absorção pela tampa de vidro (7 a 9%). Aquários plantados não de-vem 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 HQI

são as que possuem melhor coeficiente de penetração na água segui-das 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.

Fotoperíodo

É o tempo e a regularidade na iluminação (em horas por dia – h/dia). Na nature-za, do nascer ao por do sol, temos aproximadamente de 10 a 12 horas de luz, com in-tensidade luminosa variando conforme a posição do sol em relação ao horizonte, e apresentando uma variação de horários muito pequena no decorrer do ano.

5h 7h 11h 13h 17h 19h 5h

Amanhecer Dia Entarde-cer Noite

Sol Claro Sol Pleno Sol Claro

2 horas 4 horas 2 horas 4 horas 2 horas 10 horas

10 horas

De acordo com a tabela acima, recomenda-se de 10 a 12 horas de luz por dia. São poucas as plantas que poderão tirar algum proveito por mais tempo de iluminação e as algas irão agradecer. A regularidade no tempo de exposição luminosa é muito be-néfica para as plantas, por isso, é importante a instalação de timers. Seria muito inte-ressante montar sistemas de iluminação usando di-versas lâmpadas acionadas por ti-mers programados sequencialmente, tentando simular esta variação luminosa durante o período de 24 horas.

Eficiência da luminária

Além da funcionalidade e beleza estética do conjunto e de ser sustentáculo das lâmpadas, reatores, exaustores, timers, dimmers e interruptores, a luminária tem a fun-ção de aproveitamento máximo da luz emitida pela fonte, direcionando, filtrando ou con-centrando o feixe luminoso, conforme a necessidade. O revestimento interno da luminá-ria influencia de modo decisivo no aproveitamento ou perda da luz emitida pelas lâmpa-das. Devemos providenciar os revestimentos mais fotorefratários possíveis. O conceito da luminária moderna parte do princípio do aquário sem tampa, onde a luminária é ins-talada suspensa sobre o aquário, seja por meio de uma barra "varal", por fixação no teto ou luminárias com "presilhas". Assim, nos livramos da necessidade dos exaustores e temos maior facilidade de acesso para a manutenção, além de visual muito melhor do aquário. Já há no mercado, diversos materiais para melhorarmos o desempenho de

nossas calhas: são placas de alumínio polido/espelhado, que podemos recortar e forrar o interior das luminárias. Existem também, grades plásticas metalizadas que direcio-nam a luz apenas para o aquário, evitando ofuscar nossos olhos.

A regra watt por litro (W/l)

Esta regra surgiu para facilitar a com-preensão do aquarista iniciante, no momen-to de configurar seu sistema de iluminação, partindo do princípio de que "lâmpadas fluorescentes comuns" rendem de 75 a 80 lúmens/Watt (portanto não é válida para lâm-padas incandescentes, VHO e HQI).

ILUMINAÇÃO W/l

Fraca < 0,3

Moderada 0,3 ~ 0,6

Clara 0,6 ~ 1,0

Intensa > 1,0

Vida útil de uma lâmpada

A vida útil de cada lâmpada depende diretamente do propósito fim em que será utilizada.

LÂMPADA PERÍODO

Fluorescentes (NO, HO, p/ Horticultura, Compacta, VHO) 6 ~ 9 meses

HQI 1 ~ 2 anos

Muito provavelmente, suas lâmpadas continuam funcionando, passados os pra-zos acima mencionados, e a emissão luminosa já se encontra aquém do mínimo dese-

jável. Podemos aumentar a vida útil das lâmpadas fluorescentes em mais 1 ou 3 meses instalando reatores eletrônicos e ventiladores/exaustores nas calhas de iluminação e respeitando o timer (quanto mais fases de ignição, menor a longevidade).

Necessidade luminosa de cada espécie

ILUMINAÇÃO ESPÉCIE DE PLANTA

Fraca Bolbitis; Vesicularia dubyana

ModeradaAcorus; Anubia; Langelandra; Sagitaria; Microsorium; Echino-drus portoalegrensis; Aponogeton madagascariensis e ulva-ceus; Cryptocorynes blas-si, affinis, nevillii, wendtii

Clara

Echinodorus; Hygrophilas; Aponogetons; Ammannias, Egerias, Elodeas; Ludwigias; Marsilea; Bacopas; Ceratopteris; Mayacas; Lagarosiphon; Isoetes; Potamogetons; Najas; Samolus; Cera-tophyllum, Didiplis; Barclaya; Blyxa; Crassula; Cryptocoryne ba-lansea e retrospiralis

Intensa

Glossostigma; Eusteralis; Hemianthus; Eleocharis; Valisneria; Micranthemum; Rotala macrandra, Rotala walllichii, Heteran-theras; Eichhornia; Cabomba; Nymphaea; Nuphar; Ludwgia in-clinata; Cardamine; Hydrocotyle; Myriophyllum; Riccia; Nymp-hoides e plantas flutuantes

Lâmpadas novas + água velha = algas

O erro mais comum que o iniciante no aquário plantado incorre é a clássica recla-mação: "Eu nunca tive problemas com algas, mas depois que instalei estas lâmpadas novas meu aquário encheu de algas.". Mas a verdade é bem outra:

• Provavelmente as lâmpadas velhas já deveriam estar com a emissão luminosa bem abaixo das lâmpadas novas;

• A água deveria estar saturada de fosfatos e nitratos, mas como não havia al-gas, pensava-se que não haveria a necessidade das trocas frequentes de água;

Pronto! Agora já temos tudo que as algas necessitam. O 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 exce-dente, seja pela falta das trocas regulares de água. O mesmo vale para a luz solar!

Os peixes

Lembre-se de que são poucos os peixes que suportam uma iluminação intensa por horas seguidas. Portanto, você deverá proporcionar áreas de sombras e abrigos para os peixes poderem se esconder e/ou descansar da luz intensa, assim como ocorre na natureza.

Os tipos de lâmpadas

Para entender melhor todos estes referenciais sobre iluminação, precisamos co-nhecer também um pouco sobre as lâmpadas:

ILUMINAÇÃO W/l

Incandescentes/Halogê-nicas

A luz é produzida pelo fi-lamento que ao receber a cor-rente elétrica, atinge elevadíssimas temperatu-ras "incandescendo". Grande parte da energia elétrica é perdida na for-ma de calor

• Baixo custo;• Excelente CRI;• Fácil instalação.

• Baixa eficiência energética;

• Curta longevidade;• Baixa intensidade lu-

minosa;• Emite muito calor.

Fluorescentes A luz é produzida pela passagem de uma cor-rente elétrica através de gases em baixa pressão, dentro dos tubos. Excita-das pela energia elétrica, as das moléculas dos ga-ses emitem luz ultraviole-ta (invisível ao olho hu-mano) que é convertida em luz visível, ao atra-vessar o re-vestimento do tubo, um pó fosforoso e de variada formulação. Apenas uma pequena fração da energia elétrica é convertida em calor. A variação na formulação deste pó fosforoso resul-ta em lâmpadas que emi-tem fluxos luminosos em específicas faixas do es-pectro (Grolux, Aquaglo, Trifosforos, Actínicas, Luz-do-Dia)O aperfeiçoamento no gás utilizado e nos eletro-dos vem incrementando a capacidade da potência das lâmpadas (HO e VHO)

• Grande eficiência energética;

• Amplos espectros, temperatura da cor e CRI disponíveis;

• Custo médio (as VHO têm custo ele-vado).

• Curta longevidade;• Intensidade luminosa

limitada;• Requer instalação de

reatores;• Ocupam grandes

áreas da luminária (exceto compactas)

HQI A luz é produzida pela passagem da corrente elétrica através de um vapor de gás, sob alta pressão. São lâmpadas que apresentam grande intensidade luminosa (fei-xes de luz mais concen-trados e, por conseguin-te, grande poder de pe-netração na água).

• Longa longevidade;• Alta intensidade lu-

minosa;• Grande eficiência

energética.

• Custo elevado;• Emite muito calor;• Exige instalação de

reatores e refletores próprios.

Custo X benefício

Você deve pesar bem as reais necessidades da configuração do aquário que pretende manter, antes de montar o sistema de iluminação: quantidade de plantas, es-pécies de plantas, dimensões e capacidade do aquário e tipo de luminária. Como esco-lher a melhor iluminação para meu aquário plantado? Esta pergunta leva a muitas ou-tras perguntas diferentes, conforme a montagem que escolhermos. Procuramos o me-lhor espectro para o crescimento das plantas? Buscamos uma aparência natural? Que-remos fazer fotos profissionais? Precisamos economizar energia? Seu aquário é alto e precisa mais intensidade? Seu aquário é um nano-jardim? O aquário tem tampa ou é aberto? O custo inicial é um empecilho?

Seria muito interessante montar uma tabela anotando as características das lâm-padas que você puder encontrar no mercado:

Lâmpada A Lâmpada B Lâmpada C

Tipo

Nome

Fabricante

Dimensões instalada (cm)

Consumo (W)

Fluxo Luminoso (lm)

Eficiência Energética (lm/W)

Intensidade Luminosa (lm/cm2)

Espectro Luminoso

Temperatura da Cor

CRI

Custo da Instalação

Longevidade

Preço da Lâmpada

Luminária exigida

Outros

A esta tabela você deve aplicar pesos diferenciados, de acordo com as reais ne-cessidades da configuração do seu aquário e da sua realidade financeira. Exemplos: aquários altos pedem maior peso para a Intensidade Luminosa; aquários de exposição pedem maior peso para o CRI. Mas, via de regra, todos nós queremos aquários em que as plantas se desenvolvam bem e que também apresentem um visual agradável para a apreciação. Neste caso, uma dica altamente recomendável seria a instalação de lâmpa-das de múltiplos espectros. E lembre-se: não adianta oferecer caviar aos cavalos se eles comem apenas capim.

Alex KawazakiJaneiro/2002