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 Pantalla led y acuario plantado

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Iñakito
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25112012
MensajePantalla led y acuario plantado

Nota antes de leer: El escrito es largo, pesado y puede que ofrezca dificultad para entenderlo. Refleja mi estudio personal sobre plantas y luces, por lo que estoy abierto a cualquier duda, pregunta, sugerencia, etc.


LUCES Y PLANTAS EN EL ACUARIO

Introducción

Antes de nada, tengo que aclarar que como cualquier cuestión científica, “cualquier experimento de laboratorio no es a priori extrapolable al campo”. No obstante es el método científico actual el que se usa. Por ello, sin meterme en más cuestiones sólo y únicamente voy a hablar sobre las plantas del acuario y las luces, ya que otros organismos no han sido incluidos en mi experimento. Y por tanto, no puedo hablar de ellos. Con esto quiero dejar constancia de que sigo siendo un ignorante en el tema y lo que voy a escribir a continuación puede ser criticado o bien refutado (pero de eso se trata).

Antecedentes

Como sabemos, la iluminación de un acuario es sin duda uno de los factores más importantes a tener en cuenta, puesto que es la principal entrada de energía en sistemas naturales. Además existen numerosos estudios que asocian a la luz un papel esencial para el comportamiento animal. Por supuesto, la mayoría de acuarios hoy en día vienen equipados con una pantalla de iluminación, que tendrá unas características determinadas en función del tipo de emisor que se utilice.

Sin embargo es interesante saber que únicamente se han trabajado teniendo en cuenta la intensidad de la luz y no la calidad de esta. Cuestión que llama realmente la atención pues en condiciones de baja luz, es la calidad de la luz la que juega un papel importante en la regulación fotosintética de las plantas.

Leds como alternativa

Si bien es cierto, las pantallas de iluminación que vienen con nuestros gambarios, acuarios, terrarios, etc., puede ofrecer tasas de crecimiento y desarrollo aceptables, en la mayoría de casos no dan buenas representaciones de los sistemas naturales. La mayoría están formadas por tubos fluorescentes T5, T8 o lámparas compactas tipo PL que aunque mejoran cada día, están lejos de ser una buena de iluminación. Desde mi punto de vista, los leds ofrecen en cualquier caso la mejor opción para iluminar nuestro acuario hoy día, por lo siguientes motivos:

-
Los leds emiten luz constante a diferencia de cualquier fuente de luz anterior. Esto repercute de manera directa en el sistema fotosintético de la planta que puede aclimatarse mejor y por tanto, ser más eficiente.
- Tienen mejor rendimiento luz/consumo. Consumen muy poco y ofrecen valores lumínicos muy altos. Así por ejemplo, un led blando de 3W puede ofrecernos más de 160Lm (Que es bastante).
- Poseen tiempos de vida muy largos, con hasta más de 50.000 horas si se cuidan bien.
- Son menos contaminantes y eficientes. Su fabricación es considerablemente más limpia que la de los tubos y lámparas fluorescentes.
- Son focalizables, pues emiten en una única dirección (aprovechan mejor la luz).
- Además los últimos modelos presentan una degradación de la intensidad de luz menor con la distancia respecto a los primeros modelos (mayor penetración de luz en nuestros acuarios).
- Podemos controlar el espectro que deseamos (calidad de la luz). Emiten colores muy puros que se pueden combinar como [/left]queramo[/right]s.

Como desventajas podemos decir que aún son un elemento caro para nuestro acuario y de difícil manejo si no tenemos nociones básicas de electricidad/electrónica. Además en los últimos modelos, como los powerleds se desprende mucho calor y es necesario un disipador de calor para prolongar la vida de los leds.

Experiencia personal

Todo esto está muy bien, ¿pero por qué escribo esto? Pues bien, realicé mi proyecto fin de carrera enfocado al comportamiento de las plantas en diferentes condiciones de iluminación.

A modo resumen, existen plantas de sombra que se desarrollan bien bajo otras plantas, y plantas de sol que no toleran estar bajo otras plantas. Las plantas de acuario son en su mayoría plantas de sombra ya que suelen ser plantas sumergidas y de competencia por la luz muy alta. Existen especies que afloran y reciben luz solar directa cuando los pantanos, arroyos o estanques en los que viven se desecan en la época estival. Ejemplos de plantas de sombra serían las anubias, helechos de java, cladóforas, etc. Y de sol las valisnerias, el musgo de java, pistias, etc. Aunque hay que aclarar que en las zonas donde estas plantas viven aun estando expuestas al sol directo siempre hay luz difusa por la vegetación circundante de bosque de ribera, juncos, manglares, o bien disponen del agua necesario para no sufrir estrés por alta irradiación. En ningún caso, una planta acuática se comportará como una planta de sol como la encina adulta. Por ello, los mecanismos de respuesta a la sombra, es lo que me interesa y es lo que voy a intentar justificar.

En mi experimento sometí a plántulas de encina a condiciones de luz solar (caso de control), sombra neutra (sin tener en cuenta la calidad de la luz) y sombra natural (teniendo en cuenta la calidad de la luz). Al final, los resultados dejaban claro que una sombra natural desarrollaba plantas más eficientes, fuertes y con crecimientos comparables al caso control, en muchos casos superaban sus valores, en comparación con las crecidas bajo una sombra sin calidad (ver figura 1 para ver tipos de tratamientos y su comparación con el espectro solar tipo y el de sombra natural tipo). De aquí el interés por diseñar una pantalla de iluminación que tenga en cuenta tanto la calidad como la cantidad de luz que les llegue a las plantas.


Figura 1 - Espectros de sol, sombra neutra y sombra natural.


Para ver este efecto, os dejo un ejemplo con la planta modelo de fisiología vegetal Arabidopsis thaliana, que como vemos el crecimiento es diferente en sombra que en sol. Esta planta es importante porque nos dice cómo es la luz de sombra (ver figura 2). Por tanto, debemos tener claro que plantas de sombra crecerán mejor en luz de sombra, mientras que plantas de sol lo harán con luz solar directa por regla general.




Figura 2 - Arabidopsis thaliana crecida en sol y en sombra. Espectros de sol y sombra correspondientes
.



LED´S y experimentos


*No voy a tratar el tema de cómo funciona un led, eso es otro tema y me desvío demasiado* Con los años la tecnología led ha mejorado mucho, hasta ser hoy en día una iluminación muy fuerte en el mercado. Hoy en día tenemos los Power Leds, que emiten mucha luz gracias a un emisor metálico aislado y sobra un disipador (ver figura 3).


Figura 3 - Power led tipo.


Además, haciendo mediciones con tecnología adecuada para ello fue posible obtener datos acerca de su intensidad y calidad de luz, tal como se muestran a continuación (ver figuras 4). En todos los casos se usaron power leds de 3W cedidos por Enrique Mora de Faciled (www.faciled.es) y medidos con espectrofotómetro y fotómetro cedidos por el departamento de Fisiología Vegetal de la Universidad Autónoma de Madrid.






Figura 4 - Ejemplos de los espectros de emisión de leds tipo blanco neutro, azul 440nm, rojo 640nm y rojo lejano 730nm (mediciones tomadas a bajo rendimiento de los emisores 300nm, pues saturaban el sensor).


Como vemos en la figura 4, los espectros de luz de los power leds, dejan claro que dan mucha luz y de buena calidad. Incluso llega a saturar el sensor utilizado. Un inconveniente podría ser la presencia tan alta de color azul (longitud de onda entre 400 y 500nm), pero experimentalmente se puede resolver añadiendo leds de color rojo (en caso de un acuario marino esto es algo muy aprovechable). En muchas fichas técnicas de muchos fabricantes de leds, ofrecen espectros de emisión que distan bastante de lo medido experimentalmente en laboratorio. Además, un led muy importante para todo esto, es el Rojo lejano o 730nm (muy codiciado por los agricultores de Cannabis ^^) que no emite apenas luz visible. Aunque es un color que el ojo humano apenas percibe, por lo que tampoco será un problema de momento.

¿Por qué es importante todo esto?

Porque existe una molécula en las plantas que sirve para diferenciar entre luces de sombra y luces de sol directa. Se llama fitocromo y es el encargado de diferenciar cuánto rojo lejano por rojo llega a la planta. Cómo funciona se resume en el párrafo siguiente:

El color rojo lejano o 730nm es el color que aumenta respecto al rojo 660nm cuando se sombrea, es decir, cuando la relación de Rojo/Rojo lejano disminuye de 1,2-1,1 hasta valores de 0,5-0,2 la planta sabe que hay sombra. El Rojo lejano es lo que hace que la planta sepa que tiene que competir por la luz en sombra. Si este mecanismo no se activa, la planta no crece a niveles competitivos y puede ver comprometida su supervivencia. A efectos prácticos esto resulta en que la mayoría de las plantas de un acuario no florecen (ya que también la floración es una respuesta mediada por fitocromo*). Por lo que para realizar una pantalla de iluminación led con las características adecuadas harían falta muchos Leds de Rojo Lejano (730nm). Así que, en este caso, es el futuro de la investigación de los Leds lo que determinará la mejora o no de estos diodos.

Como aportación personal considero que un suplemento de luz roja lejana en un acuario viene bien puesto que aunque poco, reduce esa relación y aunque no genere un efecto de sombra muy intensa, sí activará los fitocromos que es de lo que se trata. Por lo que veo efectos positivos siempre.

Pantalla de iluminación con leds para acuarios de agua dulce

A continuación os pondré el diseño para una pantalla de iluminación con leds, teniendo en cuenta los datos y cálculos obtenidos experimentalmente y por referencias bibliográficas. Existen tiendas online o de pedido como Shoptrónica o Faciled que disponen de una variedad enorme de Leds, además de realizar ellos mismos la pantalla por encargo. En este caso pondré los materiales pero de la construcción se encarga la tienda. La construcción de la pantalla led para un acuario de 60L necesitará:
- Soporte disipador del tamaño deseado. 30-40 x 15-20 cm
- Cableado. 2-4 m, soldadura y pasta térmica.
- 15x Leds blanco cálido o neutro de 3W.
- 5x Leds blanco frío de 3W.
- 9x Leds rojo 660nm de 3W.
- 6x Leds rojos lejanos 730nm de 3W.
- 3x Fuente/s de alimentación constante tipo Meanwhile de 700mA y 36W cada una.
- Plancha de metacrilato de la misma media que el soporte disipador.
- 6-8x tornillos con tope para soportar la plancha de metacrilato sobre el soporte.
- 1-2x Leds azules de 3W* para luz de luna.
- 2x Ventiladores de 15x15cm*

*Si se desea, no es obligatorio pero es recomendable.


Figura 5 – Diseño de pantalla de iluminación led para acuario de 60L plantado (plantilla cedida por Faciled)
.


En la figura 5 vemos la composición de la pantalla para un acuario plantado. Es una plantilla sacada de la página (www.faciled.es). En total hay 36 leds de 3W cada uno. Sumarían un total de unos 4000Lm (potencia lumínica en torno a 1W /L). Sería una pantalla con mucha luz y con una calidad de luz especial.

La disposición de los colores es en función de cada uno, pero yo uso el blanco como base y enriquezco en rojo en el centro. El rojo lejano lo intercalo por toda la pantalla. Mientras que los Leds azul acompañan en el centro a los rojos para conseguir el efecto luna deseado.

Otro ejemplo sería para un acuario de 15L plantado, ver figura 6 siguiente. En este caso, no incluyo blancos fríos porque necesito mejorar la proporción de rojo. El led azul puede ser sustituido por otro led blanco cálido-neutro.



Figura 6 – Pantalla de iluminación led para acuario plantado de 15L.


La fabricación de una pantalla de estas características conlleva bastante esfuerzo. Podemos visitar la página de faciled para más detalle, pero en general necesitan:
- Leds a elegir.
- Fuente de alimentación de corriente constante.
- Cableado y soldadura.
- Pasta térmica.
- Plancha disipadora de soporte para los leds.


Por tanto, aunque la tecnología es un campo todavía en desarrollo, ofrece muchas posibilidades para su aplicación en iluminación de acuarios plantados, además de en marinos. Mi experiencia personal me hace creer que son la mejor opción de acuerdo a lo expuesto anteriormente. No obstante, soy consciente de las limitaciones que he tenido a lo largo de mi experiencia, así como las propias de esta tecnología. Sin embargo, paso a paso se construye el conocimiento.

Iñaki García-Fraile Gómez
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Pantalla led y acuario plantado :: Comentarios

Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Dom 25 Nov - 12:16  pelusafg
Muy buen aporte iñaki okj , aunque igual falta alguna foto del acuario y las plantas del proyecto , la verdad que hay cosas que no entiendo muy bien , pero me a gustado el aporte , a ver si me pongo yo con las luces del mio y ya os comento que tal , un saludo iñaki . rs
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Lun 26 Nov - 0:30  1618
Hola Iñakito

Enhorabuena, el artículo es muy interesante e ilustrativo acerca de los requerimientos de luz de las plantas. A los manitas (no es mi caso) les vendrá muy bien esta información para fabricarse una pantalla de leds.

Si no he entendido mal, la proporción óptima entre tipos de leds parece 3 (blanco cálido)/1 (blanco frío)/3 (rojos), y de estos últimos 2 (rojo)/1 (rojo lejano) más o menos. ¿Es así?

Lo dicho, muy buen aporte.

Un saludo.
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Lun 26 Nov - 1:13  PauluS

Vaya curro , lo tenemos que anunciar en el portal como articulo
lo tengo que leer con más tiempo y atención ...
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Lun 26 Nov - 8:18  julian b.
muyy bien iñaki, te lo has currado, esta bien explicado, es util y lo refuerzas con mediciones y experiencias medidas en laboratorio. te ha quedado de lujo y aunque te hubieras extendido mas no se hubiera hecho pesado, ademas me trae muy buenos recuerdos la parte del espectrofotometro y el fotometro.

la pantalla que propones, es casi ideal, en caso de poder encontrar y poder comprar los componentes que dices y que el color sea exacto a lo que muestra la fotometria(aunque la verdad como lo has medido en laboratorio con luces por asi decirlo asequibles) se podria hacer.

a mi de esta experiencia lo que mas dificil me resulta y creo que no se suele tener en cuenta es la profundidad de la columna de agua y la distancia de los LEds. ¿crees que mediante el estudio de los leds comerciales podriamos saber cual es la distancia ideal para esos LEDs especificos, en un acuario especifico? me refiero a la intensidad real que llega a las plantas.

bueno no me enrrollo mas reitero mis felicitaciones y mi agradecimiento por el articulo.

pd: si tu proyecto de fin de carrera lo llevas por esta linea y nivel vas a conseguir notaza
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Vie 30 Nov - 3:20  Iñakito
Buenas:
Gracias lo primero. Al final estaba cansado y zanjé ahí el post. Pero estoy continuando el word con las pantallas que estoy haciendo ahora (con fotos y todo) pero he dedeciros que estoy teniendo problemas técnicos y "ando harto de los leds ahora mismo". Subiré las fotos por supuesto.

La combinación de luces es en principio la que permita reproducir el espectro de sombra que os he puesto. Yo he calculado que con blanco cálido, neutro y frío de base, añandiendo rojos 660nm en por lo menos 1/5 del total de luces estaría genial. No obstante el color rojo lejano 730nm no es posible reproducirlo económicamente, por lo que yo aconsejo añadir simplemente "unos cuantos" ya que técnicamente no presentan una dificultad añadida al resto de instalación.

Julián, tengo datos de la penetración de luz en el agua por parte de estos leds. Apenas presentan disipación. Si colocas lentes mejoran mucho más encima. Aconsejo lentes de 30º para cubos y de 60º para acuarios rectangulares.
Los datos que tengo son de emisiones de leds de 1 y 3W individuales como en pantallas complejas. En ambos casos en los primeros 20 cm las intensidades eran realmente elevadas y sin calor. A partir de 40 cm las disipaciones de luz eran considerables. El cualquier caso no presentaban lentes de concentración. Con lentes creo que darían disipación de luz a partir de los 50cm por lo menos. Es decir, son luces muy penetrantes en agua.
Y claro que se puede saber, no hace falta un espectrofotómetro. Con un radiómetro es suficiente. Incluso ya hay app para móviles que son capaces de promediar la intensidad de luz o emisión de luz que dan las bombillas. Por supuesto en lumen/lux, yo manejo wattios.

También tengo un estudio de qué leds usar para representar un fotoperiodo solar con tendencia natural. Teniendo en cuenta la calidad de la luz e intensidad.
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Vie 30 Nov - 14:50  pelusafg
Hola iñaki .

Una pregunta que te queria hacer , podrias explicarnos lo de la disminucion de los lumens al ir penetrando en la columna de agua para que los que no tenemos ni idea de esto nos enteremos ? , por ejemplo , de 100 lumens cuantos llegan a 20 cm , a 30 cm , a 40 cm y a 50 cm , para que nos podamos hacer una idea sin haber tenido estudios como es mi caso , es que eso me interesa bastante pero con los tecnicimos tengo miedo de no enterarme mucho jeje Embarassed

Un saludo compi . rs
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Sáb 1 Dic - 8:51  julian b.
teoricamente por lo que he entendido a iñaki apenas afecta, en las profundidades que suelen tener nuestros acuarios, y que al meter lentes esto se disminuye aun mas, eso las lentes no se como son, ni donde las venden, pero imagino que un cristal con una lente de 30º a modo de tapa debajo de las luces hara que llegue bien la luz a la profundidad maxima de los acuarios, al fin y al cabo no seran mas de 50cm
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Sáb 1 Dic - 9:15  pelusafg
Hola julian , por lo que me a comentado iñaki , van perdiendo luminiscencia 1/4 cada 20 cm mas o menos , o eso me a parecido entender con lo que me a explicado , si me equivoco que me corrija para aclararme , aunque creo que es asi .

Un saludo y gracias iñaki . rs
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Sáb 1 Dic - 23:05  Iñakito
A efectos prácticos son muy recomendables. Experimentalmente son mejores que los fluorescentes y lámparas de mercurio en cultivos. Que presentan una degradación muchísimo más pronunciada para la luz.
Es decir, para nuestros acuarios que miden 60cm en promedio, valen de sobra. Incluso generan sombras nítidas en el fondo.
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Miér 10 Abr - 9:00  Iñakito
Estoy corrigiendo errores que han ido saliendo de manera empírica. Ya iré contando pero básicamente he llegado a una regla general de 10 leds de 3W/50L. Se puede omitir el color rojo lejano para plantas acuáticas. El color ojo 660nm está en fase beta aún. No obstante aseguro los varios tipos de blanco que existen (menos los muy fríos de más de 10000K) azul y rosa.
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Mar 11 Feb - 7:11  bean222
Buenas Iñakito.
Sigo con el proyecto de leds y veo que en tu ultimo post sugieres 10 leds de 3W ( 30w) por cada 50 litros sin embargo en tu primer post pones (sin contar el rojo lejano ) 30 leds aprox, lo que serian 90w para un acuario de 60 litros...podrias aclararme un poco esto.
Gracias
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Mar 11 Feb - 8:25  Iñakito
Sí, debido a mejoras en el diseño experimental y viendo los rendimientos reales de estos Power Leds con lentes (y sin ellas), es suficiente con la primera proporción que has mencionado para una iluminación media-alta (si pones lentes y son menos de 40cm de profundidad). 

Actualmente tengo (uno en reparación pero...) un 7L con 20cm de profundidad y 5 LEDs de 3W (y es muchísimo, pero es el primero que hice con estos LEDs y quería ver qué pasaba).Y uno de 20L con 24cm y 30cm hasta la luz y 8 LEDs de 3W. En cualquier caso es mucha luz, pero tengo acuarios plantados y es a lo que iba.

Ahora mismo, mi cálculo basado en la experiencia y para mi 120L es de unos 24 PowerLeds para cubrir 100x30cm de base, a una altura de 40cm. Será una iluminación media. En el resto de casos, es muy alta.

Espero haberte contestado. Este post lo tengo que rehacer porque ya tiene tiempo y hay mucha novedad y errores a corregir.
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Mar 11 Feb - 8:49  bean222
Iñakito....la experiencia cuesta tiempo y el tiempo es oro, gracias por compartirlo!!
Re: Pantalla led y acuario plantado
Mensaje el Mar 11 Feb - 22:32  Iñakito
Muchas gracias ^^.
En breve escribiré otro artículo sobre iluminación LED en horticultura y su extrapolación a la aquariofilia. Basándome en mi trabajo en la Universidad  Politécnica de Madrid.
Consulta
Mensaje el Sáb 23 Mayo - 10:47  mikito88
Iñakito escribió:
Nota antes de leer: El escrito es largo, pesado y puede que ofrezca dificultad para entenderlo. Refleja mi estudio personal sobre plantas y luces, por lo que estoy abierto a cualquier duda, pregunta, sugerencia, etc.


LUCES Y PLANTAS EN EL ACUARIO

Introducción

Antes de nada, tengo que aclarar que como cualquier cuestión científica, “cualquier experimento de laboratorio no es a priori extrapolable al campo”. No obstante es el método científico actual el que se usa. Por ello, sin meterme en más cuestiones sólo y únicamente voy a hablar sobre las plantas del acuario y las luces, ya que otros organismos no han sido incluidos en mi experimento. Y por tanto, no puedo hablar de ellos. Con esto quiero dejar constancia de que sigo siendo un ignorante en el tema y lo que voy a escribir a continuación puede ser criticado o bien refutado (pero de eso se trata).

Antecedentes

Como sabemos, la iluminación de un acuario es sin duda uno de los factores más importantes a tener en cuenta, puesto que es la principal entrada de energía en sistemas naturales. Además existen numerosos estudios que asocian a la luz un papel esencial para el comportamiento animal. Por supuesto, la mayoría de acuarios hoy en día vienen equipados con una pantalla de iluminación, que tendrá unas características determinadas en función del tipo de emisor que se utilice.

Sin embargo es interesante saber que únicamente se han trabajado teniendo en cuenta la intensidad de la luz y no la calidad de esta. Cuestión que llama realmente la atención pues en condiciones de baja luz, es la calidad de la luz la que juega un papel importante en la regulación fotosintética de las plantas.

Leds como alternativa

Si bien es cierto, las pantallas de iluminación que vienen con nuestros gambarios, acuarios, terrarios, etc., puede ofrecer tasas de crecimiento y desarrollo aceptables, en la mayoría de casos no dan buenas representaciones de los sistemas naturales.  La mayoría están formadas por tubos fluorescentes T5, T8 o lámparas compactas tipo PL que aunque mejoran cada día, están lejos de ser una buena de iluminación. Desde mi punto de vista, los leds ofrecen en cualquier caso la mejor opción para iluminar nuestro acuario hoy día, por lo siguientes motivos:

-
Los leds emiten luz constante a diferencia de cualquier fuente de luz anterior. Esto repercute de manera directa en el sistema   fotosintético de la planta que puede aclimatarse mejor y por tanto, ser más eficiente.
- Tienen mejor rendimiento luz/consumo. Consumen muy poco y ofrecen valores lumínicos muy altos. Así por ejemplo, un led blando de 3W puede ofrecernos más de 160Lm (Que es bastante).
- Poseen tiempos de vida muy largos, con hasta más de 50.000 horas si se cuidan bien.
- Son menos contaminantes y eficientes. Su fabricación es considerablemente más limpia que la de los tubos y lámparas fluorescentes.
- Son focalizables, pues emiten en una única dirección (aprovechan mejor la luz).
- Además los últimos modelos presentan una degradación de la intensidad de luz menor con la distancia respecto a los primeros modelos (mayor penetración de luz en nuestros acuarios).
- Podemos controlar el espectro que deseamos (calidad de la luz). Emiten colores muy puros que se pueden combinar como [/left]queramo[/right]s.
Como desventajas podemos decir que aún son un elemento caro para nuestro acuario y de difícil manejo si no tenemos nociones básicas de electricidad/electrónica.  Además en los últimos modelos, como los powerleds se desprende mucho calor y es necesario un disipador de calor para prolongar la vida de los leds.

Experiencia personal

Todo esto está muy bien, ¿pero por qué escribo esto? Pues bien, realicé mi proyecto fin de carrera enfocado al comportamiento de las plantas en diferentes condiciones de iluminación.

A modo resumen, existen plantas de sombra que se desarrollan bien bajo otras plantas, y plantas de sol que no toleran estar bajo otras plantas. Las plantas de acuario son en su mayoría plantas de sombra ya que suelen ser plantas sumergidas y de competencia por la luz muy alta. Existen especies que afloran y reciben luz solar directa cuando los pantanos, arroyos o estanques en los que viven se desecan en la época estival. Ejemplos de plantas de sombra serían las anubias, helechos de java, cladóforas, etc. Y de sol las valisnerias, el musgo de java, pistias, etc. Aunque hay que aclarar que en las zonas donde estas plantas viven aun estando expuestas al sol directo siempre hay luz difusa por la vegetación circundante de bosque de ribera, juncos, manglares, o bien disponen del agua necesario para no sufrir estrés por alta irradiación. En ningún caso, una planta acuática se comportará como una planta de sol como la encina adulta. Por ello, los mecanismos de respuesta a la sombra, es lo que me interesa y es lo que voy a intentar justificar.

En mi experimento sometí a plántulas de encina a condiciones de luz solar (caso de control), sombra neutra (sin tener en cuenta la calidad de la luz) y sombra natural (teniendo en cuenta la calidad de la luz). Al final, los resultados dejaban claro que una sombra natural desarrollaba plantas más eficientes, fuertes y con crecimientos comparables al caso control, en muchos casos superaban sus valores, en comparación con las crecidas bajo una sombra sin calidad (ver figura 1 para ver tipos de tratamientos y su comparación con el espectro solar tipo y el de sombra natural tipo).  De aquí el interés por diseñar una pantalla de iluminación que tenga en cuenta tanto la calidad como la cantidad de luz que les llegue a las plantas.


Figura 1 - Espectros de sol, sombra neutra y sombra natural.


Para ver este efecto, os dejo un ejemplo con la planta modelo de fisiología vegetal Arabidopsis thaliana, que como vemos el crecimiento es diferente en sombra que en sol. Esta planta es importante porque nos dice cómo es la luz de sombra (ver figura 2). Por tanto, debemos tener claro que plantas de sombra crecerán mejor en luz de sombra, mientras que plantas de sol lo harán con luz solar directa por regla general.




Figura 2 - Arabidopsis thaliana crecida en sol y en sombra. Espectros de sol y sombra correspondientes
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LED´S y experimentos


*No voy a tratar el tema de cómo funciona un led, eso es otro tema y me desvío demasiado* Con los años la tecnología led ha mejorado mucho, hasta ser hoy en día una iluminación muy fuerte en el mercado. Hoy en día tenemos los Power Leds, que emiten mucha luz gracias a un emisor metálico aislado y sobra un disipador (ver figura 3).


Figura 3 - Power led tipo.


Además, haciendo mediciones con tecnología adecuada para ello fue posible obtener datos acerca de su intensidad y calidad de luz, tal como se muestran a continuación (ver figuras 4). En todos los casos se usaron power leds de 3W cedidos por Enrique Mora de Faciled (www.faciled.es) y medidos con espectrofotómetro y fotómetro cedidos por el departamento de Fisiología Vegetal de la Universidad Autónoma de Madrid.






Figura 4 - Ejemplos de los espectros de emisión de leds tipo blanco neutro, azul 440nm, rojo 640nm y rojo lejano 730nm (mediciones tomadas a bajo rendimiento de los emisores 300nm, pues saturaban el sensor).


Como vemos en la figura 4, los espectros de luz de los power leds, dejan claro que dan mucha luz y de buena calidad. Incluso llega a saturar el sensor utilizado. Un inconveniente podría ser la presencia tan alta de color azul (longitud de onda entre 400 y 500nm), pero experimentalmente se puede resolver añadiendo leds de color rojo (en caso de un acuario marino esto es algo muy aprovechable). En muchas fichas técnicas de muchos fabricantes de leds, ofrecen espectros de emisión que distan bastante de lo medido experimentalmente en laboratorio. Además, un led muy importante para todo esto, es el Rojo lejano o 730nm (muy codiciado por los agricultores de Cannabis ^^) que no emite apenas luz visible. Aunque  es un color que el ojo humano apenas percibe, por lo que tampoco será un problema de momento.

¿Por qué es importante todo esto?

Porque existe una molécula en las plantas que sirve para diferenciar entre luces de sombra y luces de sol directa. Se llama fitocromo y es el encargado de diferenciar cuánto rojo lejano por rojo llega a la planta. Cómo funciona se resume en el párrafo siguiente:

El color rojo lejano o 730nm es el color que aumenta respecto al rojo 660nm cuando se sombrea, es decir, cuando la relación de Rojo/Rojo lejano disminuye de 1,2-1,1 hasta valores de 0,5-0,2 la planta sabe que hay sombra. El Rojo lejano es lo que hace que la planta sepa que tiene que competir por la luz en sombra. Si este mecanismo no se activa, la planta no crece a niveles competitivos y puede ver comprometida su supervivencia. A efectos prácticos esto resulta en que la mayoría de las plantas de un acuario no florecen (ya que también la floración es una respuesta mediada por fitocromo*). Por lo que para realizar una pantalla de iluminación led con las características adecuadas harían falta muchos Leds de Rojo Lejano (730nm). Así que, en este caso, es el futuro de la investigación de los Leds lo que determinará la mejora o no de estos diodos.

Como aportación personal considero que un suplemento de luz roja lejana en un acuario viene bien puesto que aunque poco, reduce esa relación y aunque no genere un efecto de sombra muy intensa, sí activará los fitocromos que es de lo que se trata. Por lo que veo efectos positivos siempre.

Pantalla de iluminación con leds para acuarios de agua dulce

A continuación os pondré el diseño para una pantalla de iluminación con leds, teniendo en cuenta los datos y cálculos obtenidos experimentalmente y por referencias bibliográficas. Existen tiendas online o de pedido como Shoptrónica o Faciled que disponen de una variedad enorme de Leds, además de realizar ellos mismos la pantalla por encargo. En este caso pondré los materiales pero de la construcción se encarga la tienda. La construcción de la pantalla led para un acuario de 60L necesitará:
- Soporte disipador del tamaño deseado.  30-40 x 15-20 cm
- Cableado. 2-4 m, soldadura y pasta térmica.
- 15x  Leds blanco cálido o neutro de 3W.
- 5x Leds blanco frío de 3W.
- 9x  Leds rojo 660nm de 3W.
- 6x Leds rojos lejanos 730nm de 3W.
- 3x Fuente/s de alimentación constante tipo Meanwhile de 700mA y 36W cada una.
- Plancha de metacrilato de la misma media que el soporte disipador.
- 6-8x  tornillos con tope para soportar la plancha de metacrilato sobre el soporte.
- 1-2x Leds azules de 3W* para luz de luna.
- 2x Ventiladores de 15x15cm*

*Si se desea, no es obligatorio pero es recomendable.


Figura 5 – Diseño de pantalla de iluminación led para acuario de 60L plantado (plantilla cedida por Faciled)
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En la figura 5 vemos la composición de la pantalla para un acuario plantado. Es una plantilla sacada de la página (www.faciled.es). En total hay 36 leds de 3W cada uno. Sumarían un total de unos 4000Lm (potencia lumínica en torno a 1W /L). Sería una pantalla con mucha luz y con una calidad de luz especial.

La disposición de los colores es en función de cada uno, pero yo uso el blanco como base y enriquezco en rojo en el centro. El rojo lejano lo intercalo por toda la pantalla. Mientras que los Leds azul acompañan en el centro a los rojos para conseguir el efecto luna deseado.

Otro ejemplo sería para un acuario de 15L plantado, ver figura 6 siguiente. En este caso, no incluyo blancos fríos porque necesito mejorar la proporción de rojo. El led azul puede ser sustituido por otro led blanco cálido-neutro.



Figura 6 – Pantalla de iluminación led para acuario plantado de 15L.


La fabricación de una pantalla de estas características conlleva bastante esfuerzo. Podemos visitar la página de faciled para más detalle, pero en general necesitan:
- Leds a elegir.
- Fuente de alimentación de corriente constante.
- Cableado y soldadura.
- Pasta térmica.
- Plancha disipadora de soporte para los leds.


Por tanto, aunque la tecnología es un campo todavía en desarrollo, ofrece muchas posibilidades para su aplicación en iluminación de acuarios plantados, además de en marinos. Mi experiencia personal me hace creer que son la mejor opción de acuerdo a lo expuesto anteriormente. No obstante, soy consciente de las limitaciones que he tenido a lo largo de mi experiencia, así como las propias de esta tecnología. Sin embargo, paso a paso se construye el conocimiento.

Iñaki García-Fraile Gómez
Amigo una consulta y todos los led encienden al mismo tiempo y existe un interruptor doble para los led de noche y otros par alos leds de dia. Si quisiera armar una lampara para un acuario de 100l de agua cuales serian los requerimientos necesarios para realizarla. Gracias.
 

Pantalla led y acuario plantado

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