Illuminazione acquario: neon e led

Sicuramente molti acquariofili hanno il desiderio di far crescere delle piante nella propria vasca. L’argomento è realmente molto complesso motivo per cui molti dopo poco vedono le loro piante morire o bloccate nella crescita. La complessità deriva un po’ perché abbiamo a che fare con chimica e fisica, e un po’ perché per trattare bene le piante dobbiamo parlare di tecnica, di chimica e fisica. Ma in questo articolo voglio cercare di parlare di queste cose con gli occhi e la mente dell”acquariofilo inesperto  a caccia di “ma come cavolo funziona!?”
Quindi la premessa è che per far crescere le piante bisogna:

  • Avere delle lampade (fonte di luce) con una luce adeguata;
  • dare alle piante combustibile (fertilizzare) e comburente (co2)

Se non diamo alle piante sempre (nella misura adeguata alla specie) queste tre cose non otterremo nulla.

In questo articolo parleremo solo di illuminazione per profani.

Come sempre il mio punto di vista si rivolge alla natura: come sfrutta la luce una pianta in natura? La luce del giorno è tutta uguale?
Ebbene la luce del giorno non è ovviamente tutta uguale e lo percepiamo con gli occhi, vediamo gli arcobaleni, l’alba e il tramonto ecc. Ripescando qualche  nozione di scienze dalla scuola ricorderemo che la luce del sole si compone di frequenze, ovvero quelle che conosciamo come colori. Tutto ciò a livello tecnico viene misurato con il valore Kelvin. I gradi kelvin ci diranno quindi il COlore e anche il CAlore della luce in questione. Il calcolo qui non ci interessa per capire come funziona ma la corrispondenza è lampante e si allinea alla nostra esperienza di vita. Ad esempio siamo abituati a considerare la luce del tramonto o dell’alba come rossa. Questo tipo di luce corrispondere a gradazioni di colore intorno ai 3000 gradi kelvin. Il colore rosso ci richiama alla mente il calore mentre gradazioni più alte le vediamo più luminose e splendenti considerandole fredde. In questo caso siamo in errore perché è proprio la luce più bianca ad essere quella più calda tant’è che il sole di mezzodì è quello più pericoloso per le scottature ma anche quello più utile per le piante. Insomma  tutto questo per dire che quando sceglieremo l’illuminazione per l’acquario dobbiamo ricordarci di questa misura K. Essa determinerà sia il tipo di effetto luminoso che otterremo sia la qualità di luce adatta o meno per la crescita delle piante.
La mia prima domanda riguardava il come le piante usano la luce ma sarebbe meglio chiedersi quale luce sfruttano meglio le piante. Ebbene, spesso si legge sui forum o su facebook che la gradazione migliore è sui 6000 k max 8000k. In effetti lo è ma non è preciso. La pianta come essere vivente nasce, cresce ecc., quindi a seconda del suo livello di vita sfrutta gradazioni diverse. Per questo motivo è più sensato avere diverse gradazioni  in vasca in modo da coprire cromaticamente tutte le esigenze della pianta.

  • Fino 3.000 K : luce utile nella prima fase di crescita;
  • Fino a 4000 K:  abbiamo molta fotosintesi ma le alghe ci godono;
  • dai 5000 a 6500 K: gradazione  ottimale per la crescita. Corrisponde alla luce del pieno giorno tra il sereno e il nuvoloso;
  • oltre 6500 K: luce tendente al blu usata sopratutto per acquari malawi e marini e le alghe godono ancora.

Bene ricapitolando, per ottenere una buona crescita e fotosintesi in acquario dobbiamo coprire da 4000 a 6500 kelvin posizionando in acquario più lampade in caso di neon mentre per i led esistono soluzioni miste, ovvero sistemi che comprendono led di diversi colori sulla stessa barra, oppure separati.

E se siamo obbligati a mettere una sola lampada? Meglio tenere una lampada intorno ai 6000 ma le piante più piccole in via di sviluppo avranno più difficoltà.

Fino adesso ho utilizzato il termine lampada come sinonimo di fonte di luce non specificando il mezzo con cui produrre la luce per non confondere le idee con un altro elemento importante che è la potenza della lampada e che molto dipende  dallo strumento che useremo. Infatti tra i tipi di lampade più utilizzate troviamo i neon e i led, Poi ci sono anche le lampade HQI fortunatamente in via di estinzione (sono molto poco economiche).
Capirete a colpo d’occhio che ognuna di loro ha delle peculiarità che bisogna considerare nello specifico per arrivare a capire quale fonte di luce usare.

NEON

Parlo dei tubi neon perché sono ancora diffusi, economici e facili da usare anche per chi volesse semplicemente aggiungere con un paio di cuffie della luce supplementare.
Dato per scontato che sappiamo  il tipo di luce che ci serve ora dobbiamo determinare la potenza in base alle dimensioni della vasca. Non dobbiamo dimenticare che la luce che ci serve deve attraversare l’acqua e dobbiamo conoscere un valore che ci faccia capire come misurare questa potenza di penetrazione. Ebbene con i neon è facilissimo anche se solo per puro caso. Hanno una penetrazione fino ai 50 cm e basterà rapportare i litri della vasca con il numero dei watt per ottenere un risultato da valutare. 

– 0,3 watt per litro utile per piante con bassa necessità;
– 0,5 w/l per piante con media necessità;
– 1w/l per piante con grande necessità.

Facciamo un esempio: vasca 100 litri con un neon di 30 watt = 30/100 ovvero 0,3.
Se il risultato ottenuto non ci soddisfa possiamo aggiungere un altro neon  sommando semplicemente i watt (e diversificare i kelvin fra i due neon perché la potenza non è legata ai kelvin).

Un accenno sui lumen. Volendo essere un po’ più precisi ad oggi conviene misurare la quantità di luce in base ai lumen. Come dicevo questo rapporto watt/litro che esiste nel neon è una manna dal cielo che ci aiuta a capire la potenza ma se andassimo a calcolare i lumen otterremmo un altro rapporto che si aggira tra i 30 e i 50 lumen. Attenzione a non fare troppi confronti con altri tipi di illuminazione. Le tecniche costruttive diverse che variano non solo dal tipo di lampada ma da costruttore a costruttore non permettono di fare confronti troppo stretti motivo per il quale ho inserto un rapporto un po’ elastico.

In definitiva ora sappiamo che abbiamo bisogno di  3 elementi per decidere quali neon comprare: litri vasca, kelvin e watt. Facendo i dovuti calcoli otterremo le risposte giuste.

LED

Negli ultimi anni posso affermare che si sta creando un relativo standard anche per i led. Il rischio che si corre tutt’ora è di comprare dei led di scarsa qualità o che hanno caratteristiche diverse da quelle dichiarate. Per questo motivo è sempre meglio o rivolgersi a rivenditori conosciuti, a marche conosciute o sapere dove guardare.

Se avete letto la parte relativa ai neon sappiamo di già cosa sono kelvin, watt e lumen. Per il discorso kelvin la storia non cambia: il valore non è legato alla potenza del mezzo.
Riguardo la potenza le cose si fanno un po’ più difficili. Le caratteristiche costruttive dei led sono molteplici tanto da eliminare attualmente un calcolo certo che possa far rapportare i watt con i litri. Quindi ci dobbiamo affidare ad un valore universale che è il LUMEN.
Il rapporto litri lumen per ottenere una buona quantità di luce utile alle piante si aggira tra 30 e 50.
Come dicevo prima quando acquistiamo dei led occorre sapere cos’altro guardare rispetto ad un neon. I neon hanno grandezze e potenze standard i led no. Ricerchiamo nel datasheet :

  • l’indice di resa cromatica IRC indicato con anche come CRI  oppure Color Rendering Index. Si tratta di un dato  espresso in percentuale che descrive quanto naturale è il colore di un corpo che viene illuminato. Una lampada a incandescenza ha un CRI pari al 100% mentre le lampade fluorescenti (i neon) variano a seconda del tipo dal 50 % al 90% mentre il led va dal 70% al 98%. Questo dato è importante perché più si avvicina a 100 maggiori sono gli spettri di luce che sono direttamente interessati alla produzione della clorofilla, finanche quelli rossi.
  • L’angolo  di apertura del led: Maggiore è l’angolo migliore sarà la resa. Un angolo di 160 gradi è ottimo e vi permetterà di illuminare una porzione maggiore di acquario diminuendo l’effetto cono da campo da calcio.
  • RGB oppure colore singolo: Un led può essere costruito unendo tre led (RGB quindi tre colori che ne formano uno) ma può anche essere un led unico che è il migliore (che ha un CRI più alto)
  • Numero di led: Quando si acquista una plafoniera viene indicato il numero di led e la loro potenza singola.  Plafoniere che, ad esempio, hanno un’emissione per ogni led di 1 watt con una produzione di 100  lumen, sono migliori di altre che hanno per ogni led un’emissione inferiore ma un numero di led maggiore. In altre parole se riuscite a reperire la potenza per singolo led, ricordate che al momento 1 watt per led è un ottimo rapporto e che ogni watt/led ci debbano essere almeno 100 lumen.
  • MAX: Se nel datasheet trovate questo termine riferito alla potenza vi trovate di fronte ad una furbata. Il costruttore vi sta vendendo dei led meno potenti ma che al MASSIMO raggiungono quella potenza descritta. Ciò nasconde un incremento di consumo che subirete nel tentativo continuo di raggiungere quella potenza massima e che si traduce anche in produzione di calore. Ne consegue una vita più breve.

Considerazioni generali sui led:

Generalmente un buon impianto led è costituito da una plafoniera sia perché i led sono qualitativamente migliori, sia perché viene integrato un sistema di raffreddamento (importante perché altrimenti i led durano poco), sia perché è integrato un corpo riflettente. 
Una caratteristica intrinseca del led è l’angolo di illuminazione che è molto inferiore alle lampade neon. Il led emette una luce puntiforme e per questo (e non solo) il rapporto che facevamo con il neon inizia a venire meno. 

Ho già detto che non esiste ancora un vero standard anche se alcuni termini oramai sono di uso comune. In fatto di gradazione kelvin ecco alcuni esempi che ho trovato in rete che indicano i termini più usati per indicare le relative gradazioni:
• Warm white – Bianco caldo – 3000 K circa
• Daylight/Natural white – Luce del giorno/Bianco naturale – 4500 K circa
• Cool white – Bianco freddo – 6000 K circa
• Blue sky – Bianco ghiaccio – 9000 K circa.

In definitiva quali sono i ed migliori? Per quello che mi è dato di sapere i led con resa migliore sono i BIANCO FREDDO. Spesso in commercio vengono venduti in accoppiata con led di colore blu. Per acquari senza molte pretese vanno bene ma se volete crescere piante esigenti è assolutamente consigliato affiancare a dei led bianco freddo altrettanti led di pari potenza e gradazione di colore rosso, di bianco caldo e di bianco neutro. In questo modo si soddisfano criteri di illuminazione soddisfacenti per le piante ma anche per l’occhio umano.

Sebbene i costruttori tendano a scrivere un po’ quello che gli pare, trovando dei led con le caratteristiche descritte fino ad ora possiamo creare un rapporto tra watt e litri. Questo calcolo tiene in considerazione in più la quantità d’acqua in relazione alla penetrazione:
vasche fino ai 40 litri: 0,5 – 0,3 watt/litro
vasche dai 40 ai 90 litri: 0,4 – 0,25 watt/litro
vasche dai 90 ai 200 litri: 0,3 – 0,2 watt/litro 

Insomma ho riversato qui le mie conoscenze in fatto di illuminazione e i mie amici mi hanno fatto capire con le loro esperienze che oggi comprare un acquario con un impianto a led è più vantaggioso che compralo con i neon perché montano led di buona qualità. Eseguendo i calcoli descritti ho potuto notare che anche in presenza di rapporti minimi le piante crescono senza problemi. Invece in presenza di neon, quelli installati dai costruttori sono quasi sempre insufficienti alle necessità, costosi perché di formati non standard e come tutti i neon vanno sostituiti almeno 1 volta all’anno, meglio due.

Per chi volesse integrare o sostituire i propri neon vi consiglio di comprali nei ferramenta. Troverete neon idonei a prezzi molto inferiori che nei negozi specializzati.

Saluti da Roberto 

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