Nozioni minime di base

Spettro solare

Questo è quello che, partendo dal sole arriva sulla terra:

fonte WIkipedia

Restringendo il campo, e misurando alle ore 12.00 avremo sul suolo queste frequenze (che entro poche ore arriveranno ad essere meno della metà), ovviamente il grafico è variabile e dipende da molti fattori come umidità, inquinamento, presenza di varie sostanze nell'aria ecc. ecc.:

fonte Ocean Optics

Qui un piccolo riassuno che mostra le frequenze dagli UV-C agli Infrarossi

Temperatura colore

La Temperatura Colore, in acquariofilia, viene generalmente utilizzata come indicazione della resa cromatica di una lampada usata per illuminare la vasca e viene associata ad una temperatura in gradi Kelvin. (ad esempio T5 - 6.500 °K)

In realtà la Temperatura Colore (misurata in Kelvin) è una scala scientifica usata per descrivere il 'grado' di luce (calda o fredda) prodotta da una fonte luminosa.

Si basa sulla comparazione con il colore della luce emessa da un 'corpo nero' che viene riscaldato a temperature elevate e che quindi, diventando incandescente, cambia colore passando dal rosso all'arancio, al giallo, al bianco fino ad arrivare a una tonalità quasi bluastra con il salire della temperatura.

Questa colorazione,che dipende unicamente dalla temperatura, può quindi essere sfruttata per indicare/descrivere il colore di una fonte luminosa in base alla relativa temperatura di colore.

Quando definiamo o leggiamo che una lampada ha una temperatura di colore di 6.500°K significa che un metallo (corpo nero) sottoposto a un calore di 6.500 Kelvin produrrebbe un colore molto simile a quello della lampada.

Se questo può andare bene per le vecchie lampade ad incandescenza, volendo mantenere la stessa definizione, per altri tipi di illuminazione, diventa un po più problematica e, purtroppo, quasi di esclusiva pertinenza commerciale più che reale.

Se prendiamo ad esempio un neon Trifosforo (il classico T5 865 - 8 = trifosforo, 65 = 6.500°K) ed osserviamo il diagramma di spettro emesso, noteremo i tre picchi di radiazione luminosa emessa (campo blu, verde e giallo/rosso)

Purtroppo, in questo caso, l'indicazione della temperatura colore di 6.800°K (come è possibile immaginare) non può riferirsi ad una singola frequenza di emissione ma sarà derivata da una media dei tre picchi lasciando quindi il produttore molta libertà di margine.

Fortunatamente le lampada sono abbastanza standardizzate anche se ciò non toglie che esistano lampade, a parità di temperatura colore indicata sulla confezione, molto differenti le une dalle altre.

Medesimo discorso può essere fatto per i LED Bianchi avendo questi due picchi di emissione.

In figura le varie colorazioni derivanti dal 'corpo nero' reso incandescente.

Una tonalità di 10.000°K e’ quella maggiormente utilizzata nelle vasche marine anche se una gradazione leggermente superiore (attorno ai 14.000 K) risulta più gradevole ma con una potenza luminosa inferiore. Si ricorre spesso all'associazione con lampade attiniche (20.000 K), le quali oltre a fornire una tonalità di luce blu, vengono ampiamente utilizzate nella simulazione alba-tramonto.

Nelle vasche d'acqua dolce la scelta della tonalità varia tra i 4.000 e i 6.000 K circa (intervallo molto variabile, in base alla tipologia di piante, biotopo ricreato, etc.) questo per poter ricreare uno spettro luminoso il più possibile adatto allo sviluppo delle piante.

Temperature di colore di alcune sorgenti di luce comuni:

- luce solare a mezzogiorno: 5.400 K;
- luce solare sul reef a mezzogiorno: circa 6.500 K;
- luce d'ambiente in pieno giorno (luce diurna): mediamente, circa 6.500 K;
- luce del cielo nuvoloso: circa 7.000 K;
- luce del cielo parzialmente nuvoloso: 8.000 - 10.000 K;
- luce del cielo sereno: da 10.000 a 18.000 K (il valore è più elevato per il cielo di colore azzurro intenso a nord);
- luce di una candela: circa 1.000 K.

Indice di resa cromatica

L'indice di resa cromatica o RA, è un sistema creato per valutare l'impatto, esercitato da diverse fonti luminose, sul colore successivamente percepito dal nostro occhio.

Il sistema si basa sulla comparazione tra la fonte luminosa presa in esame e quella di un corpo nero portato alla stessa temperatura colore della fonte luminosa da testare.

Con queste due fonti luminose vengono illuminati otto colori campione standard e, successivamente, viene valutata l'apparenza cromatica, in pratica viene valutata l'eventuale differenza di colore (per ognuno degli otto colori) tra quelli illuminati dal corpo nero (colore di riferimento) e quelli illuminati dalla lampada da prendere in esame (colore da campionare).

Se nessuno dei campioni muta l'apparenza cromatica, alla lampada viene assegnato un indice Ra di 100. Ogni cambiamento cromatico consisterà in un punteggio inferiore.

Qualunque indice Ra pari o superiore a 80, viene normalmente considerato alto ed indica che la sorgente ha buone proprietà di resa cromatica.

Ciò non toglie che resta comunque un valore medio e quindi una lampada RA 80 avrà sicuramente una buona resa cromatica ma non significa che, per una determinata gradazione di colore, possa essere deficitaria (ad esempio mostrando il colore rosso come spento ed il verde più acceso).

NB. dato che l'indice di resa cromatica si basa sulla temperatura colore non ha nessun senso paragonare una lampada da 4.000°K con una da 6.500°K in quanto, anche se a parità di RA, avranno una resa cromatica del tutto differente.

Flusso luminoso

In fotometria si definisce la grandezza flusso luminoso come il prodotto tra la potenza emessa da una sorgente luminosa puntiforme e il coefficiente di visibilità, ottenuto statisticamente come il valore medio tra un certo numero di soggetti testati, in pratica una media tra le 'sensazioni visive' di alcuni soggetti (dei loro occhi).

Ne consegue che tutto deve essere riferito e limitato al solo occhio umano.

Il lumen (simbolo: lm) è l'unità di misura del flusso luminoso misurato in maniera assoluta (diciamo: più o meno luminoso guardando la fonte)

Il lux (simbolo: lx) è l'unità di misura del flusso luminoso rapportato una area illuminata (diciamo: guardando una superficie illuminata)

1 lumen su un'area di 1 metro quadro corrisponde ad 1 lux.

Senza entrare troppo nel merito (utilizzare un motore di ricerca per maggiori informazioni) l'importante è capire che tutti questi valori sono sempre da riferirsi alla percezione dell'occhio umano ed entro i suoi ben delineati e limitati ambiti.

Quello che 'vedono' piante o animali può essere in uno spettro di radiazione luminosa molto più ampio e/o ristretto.

Esempio metaforico: udito dell'uomo ed udito del cane.
Esempio 'luminoso': lampadina da scrivania, lampada infrarossa, lampada UV

 

P.A.R.

P.A.R. è l'abbreviazione di Photosynthetically Active Radiation (radiazione fotosinteticamente attiva).
In pratica è quella banda di radiazione luminosa che attiva la fotosintesi delle piante.

La PAR ha una gamma ben più ampia di quella che percepisce il nostro occhio.

Come è facile capire dall'immagine, la luce necessaria ad una buona crescita delle piante è ben diversa da quella che a noi serve per 'vedere dentro' la vasca.

Purtroppo neanche i dati tecnici presenti sulle lampade ci aiutano nella scelta di una fonte luminosa per far crescere le piante dato che, nel 99% dei casi, vengono indicati lux, lumen e gradi kelvin di esclusiva pertinenza illuminotecnica (leggasi: occhio umano).

P.U.R.

P.U.R. è l'abbreviazione di Photosynthetically usable radiation (radiazione utilizzabile per la fotosintesi).
Si potrebbe definire come la frazione realmente utilizzata, dalla pianta o dall'alga, dello spettro PAR, ed ogni pianta ha il suo specifico PUR (purtroppo esistono pochissimi spettri in rete).

Detto in termini più tecnici il PUR è la frazione, dello spettro fotosintetico disponibile, che i pigmenti della pianta (alga) riesce ad assorbire e quindi sfruttare per la propria crescita.

Ecco un esempio di PAR e PUR relativo la pianta del Pepe Rosso

Come dicevo prima, purtroppo non esistono spettri relativi le più comuni piante coltivate in acquario, ne consegue che, dovendo scegliere una qualsiasi fonte di illuminazione per la coltivazione delle piante in acquario, ci dovremo basare sullo spettro PAR.

Luigi