Progettare un Nanoreef dalla A alla Z

La luce è un fattore fondamentale nella gestione della vasca, sia per quel che riguarda la crescita dei coralli che per tutte quelle attività biologiche e chimiche, dalle quali dipende la qualità dell’acqua. Prima di entrare nel dettaglio dei tipi di bulbo e le relative plafoniere, penso sia necessario un breve cenno teorico sulle unità di misura che ci interessano.

– Watt indicano la potenza elettrica o più semplicemente il consumo della lampada e non sono, in linea di massima, indicatori validi sull’efficacia della sorgente luminosa. Negli acquari dolci si prende in considerazione il rapporto tra Watt e Litri netti, in relazione alle esigenze delle piante acquatiche, attestandosi normalmente tra 0,5 e 1 W/L, a differenza del marino dove ha ben poco significato. C’è da dire però che alcuni parametri importanti non vengono pubblicizzati dai fabbricanti, per cui, lasciando stare il rapporto W/L, il consumo di una lampada può rappresentare un punto di partenza per avere almeno un orientamento su un ipotetico rendimento, a seconda del tipo di bulbo.

– Lumen misurano il flusso luminoso emesso in tutte le direzioni. E’ anch’esso un dato di importanza relativa, in quanto nella gestione di un acquario occorre far riferimento al tipo di luce necessaria alla crescita degli animali. Il lumen ci dà un’indicazione più utile a uso civile per fare delle valutazioni di luminosità ambientale.

– Lux rappresentano in parole povere i lumen rapportati a un metro quadrato di superficie. Valgono le stesse considerazioni di cui sopra.

– Kelvin (gradi) è la temperatura di colore della luce. Per capire bene questa misurazione basta pensare a un pezzo di ferro che scaldato inizia a prendere una colorazione che, in crescendo, varia dal rosso, al bianco, all’azzurro. E’ un parametro significativo per la valutazione delle fonti luminose per acquariofilia, anche perché strettamente connesso ai PAR.

– PAR misura l’energia disponibile per la fotosintesi, cioè quella parte necessaria anche alla vita delle zooxantelle, alghe simbionti di molte specie di coralli. E’ un parametro preso dal mondo “vegetale” e l’applicazione in acquariofilia è ancora abbastanza discussa. Ad oggi, si sostiene che sia il riferimento più utile per la valutazione di una lampada ad uso acquaristico. Un fattore da tener presente, nella scelta del bulbo è che al crescere dei PAR diminuiscono i °Kelvin. In parole povere, più la luce tende all’azzurro, più bassa è la quantità di energia disponibile per la fotosintesi. Per questo motivo, in caso di illuminazione scarsa, si tende a evitare il classico neon blu, o attinico.

– PUR è un parametro ancora abbastanza sconosciuto e poco utilizzato che indica la capacità di una cellula fotosintetica di sfruttare tutta la radiazione PAR.

La domanda che viene spontanea, è come scegliere un bulbo adatto alla nostra vasca, anche in considerazione delle unità di misura date sopra. In teoria, dovremmo ragionare solamente in termini di PAR, cioè cercare una lampada che fornisca il maggior numero di radiazioni utili alla fotosintesi.

In pratica non è affatto semplice, perché difficilmente i fabbricanti riportano questo dato e le apparecchiature per misurarli sono abbastanza costose. Da tenere presente pure che se è vero che al crescere dei PAR diminuiscono i K, per avere la massima emissione teorica, sarebbe necessaria una luce giallina, per niente bella in una vasca marina.

Si cerca quindi di barcamenarsi con gli altri parametri noti, ovvero i Watt e i gradi Kelvin, trovando un compromesso anche con l’estetica. Normalmente si utilizzano bulbi tra i 10 e i 14000K, cercando di fornire quanti più Watt possibili per la vasca e il portafoglio. E’ comunque importante ricordare che la luminosità percepita dai nostri occhi, non corrisponde necessariamente a quella necessaria alla vita degli animali.

Il tipo di luce

Per capire meglio di cosa stiamo parlando, e soprattutto per dare un significato alle unità di misura esposte prima, penso che la cosa migliore sia di partire dal concetto di luce tradizionale.

LAMPADE A INCANDESCENZA

È il caso della vecchia lampadina domestica, composta da un filo di tungsteno (o materiali simili) che, posto sottovuoto in un bulbo trasparente e attraversato da corrente elettrica, si scalda fino a emettere luce.
La potenza elettrica (consumo) della lampadina è espresso in Watt mentre la resa luminosa in Lux o Lumen.

La temperatura di colore, misurata in gradi Kelvin è appunto il colore della luce, che nelle lampade a uso civile sta attorno ai 2/3000K. Il tutto per avere una luce il più possibile simile a quella naturale del giorno.

Questo tipo di luce non è idoneo all’utilizzo in acquariofilia, poiché mancano lo spettro e le radiazioni necessarie alla fotosintesi. E’ però utile come riferimento, perché più o meno tutti i tipi di illuminazione si basano su questo principio, ma è soprattutto importante sapere che tutte le lampade a risparmio energetico (neon, PL, ES) fanno riferimento a questo tipo di lampada. Il paragone è ingannevole, in quanto in acquariofilia non si usano lampade a incandescenza e non è quindi possibile utilizzare questo esempio, come raffronto sul risparmio energetico. Tra l’altro, sono oramai diversi anni, che le lampadine ad incandescenza sono state sostituite da alogene, che seppur in termini minori, sono più performanti anche in termini di consumo. Discorso differente, invece, quando paragoniamo tra loro i consumi e i rendimenti di fonti di luce specifiche per l’acquario (es: LED,T5,HQI),

Lampadina ad incandescenza nella sua versione tradizionale e successiva evoluzione alogena.

LAMPADE A FLUORESCENZA

A differenza delle lampade a incandescenza, la luce viene prodotta per l’emissione da parte del “plasma”, che viene generato, ionizzando tramite il passaggio di corrente elettrica, il gas contenuto all’interno della lampada. È il caso dei neon e derivati (T5,T8,PL,ES) dove nel tubo sono contenute miscele di gas che consentono di ottenere diversi spettri luminosi, e, conseguentemente, differenti temperature di colore.

Necessitano di un accenditore specifico, per il funzionamento, che può essere di tipo ferromagnetico o preferibilmente elettronico, chiamato anche ballast. Nelle versioni più compatte, quelle comunemente chiamate a risparmio energetico (ES) l’alimentatore è incorporato nella base della lampada.

T8 di diametro più grosso dei T5 e meno efficienti, sono utilizzati prevalentemente nelle vasche di acqua dolce, dove è richiesta meno potenza luminosa.

T5 sono i classici tubi per il marino, con potenze variabili dagli 8 agli 80W. Il mercato offre una vasta scelta di questi prodotti, sia come temperature di colore che come miscele di gas contenuto all’interno. Uno degli aspetti interessanti di questo tipo di lampada è che i gas in essa contenuti possono falsare la percezione dei colori, esaltando determinate fluorescenze nei coralli. Da tenere presente, inoltre, che tutte le lampade a fluorescenza hanno un decadimento delle prestazioni abbastanza rapido. Dopo 6 mesi sarebbe il caso di sostituirli, soprattutto nelle vasche popolate da coralli esigenti. Informatevi anche sulle marche dei prodotti, in quanto è meglio spendere qualcosa in più, affidandosi a brand di comprovata efficacia.

T5 e T8 simili come forma, ma con dimensioni e performances molto differenti tra loro.

PL concettualmente potrebbero rappresentare un tubo T5 piegato a U. Nella pratica non si sa se a livello qualitativo le miscele di gas possano essere performanti come per i T5 di marca. E’ certo però, che per la particolare forma del tubo, vi è una dispersione luminosa dovuta alla rifrazione interna tra i due tubi.

Necessitano anch’esse di un alimentatore. Restano comunque la scelta quasi obbligata per i nanoreef economici, in quanto le dimensioni, che vanno dai 15 ai 50cm, con un consumo variabile dai 9 ai 55W, sono le ideali per vasche piccole. Per la durata si suppone che siano simili ai tubi T5, anche se non è un dato certo.

ES la forma è quella delle lampadine da casa a risparmio energetico, ed è la lampada che ha il peggior rendimento nella categoria. Il motivo dipende principalmente dalla disposizione dei tubi, che aggiunge alla dispersione tipica delle PL un ulteriore spreco di luce dovuto all’affiancamento dei tubi. Hanno il vantaggio di non dover necessitare di alimentatore esterno e la semplicità di un attacco a vite standard montato su plafoniere economiche, ma è bene tenere presente che a dispetto del nome non vi è nessun risparmio energetico.

Bulbo PL	Bulbo “Energy Saving”

LAMPADE AD ALOGENURI METALLICI (HQI)

Il principio di funzionamento è simile a quello dei tubi neon, seppure con gas diversi e caratteristiche molto differenti. Sono bulbi di ridotte dimensioni con potenze variabili dai 70 ai 1000W, uno spettro abbastanza completo, e un fascio luminoso molto concentrato. Necessitano anch’essi di un accenditore specifico, che può essere di tipo ferromagnetico o elettronico. A prima vista, in considerazione delle ridotte dimensioni, potrebbero sembrare il tipo di luce ideale per un nanoreef. Occorre però tener presente le difficoltà legate alla gestione di lampade ad alta efficienza, quali l’alto calore sviluppato e l’emissione di raggi UV, per i bulbi privi di schermo.

Panoramica di bulbi HQI nei 2 differenti attacchi: FC2 (DE) a sinistra, E39/40 (SE) a destra.

LED

Sfruttano le caratteristiche di alcuni materiali semiconduttori per emettere radiazioni luminose e sono utilizzate da diversi anni anche nella versione per acquari marini. La tecnologia LED ha subito negli anni diverse evoluzioni, nel tentativo di renderla sempre più, una fonte luminosa adattabile alle esigenze degli organismi acquatici. I vantaggi teorici non sono indifferenti: basso consumo, lunga durata, scarsa emissione di calore, ne fanno i candidati ideali soprattutto per le piccole vasche. Per contro, restano ancora il costo di investimento maggiore rispetto a un sistema tradizionale e qualche difficoltà nella regolazione, in quelle plafoniere dotate di software per la miscelazione dei colori e della potenza.

Modulo LED in uno dei vari formati disponibili sul mercato.

Per un approfondimento sull’illuminazione LED, vi invito alle lettura di questo articolo dove, nella seconda parte, potrete trovare anche una panoramica di alcune plafoniere utilizzabili per le vasche marine.

LA PLAFONIERA

Il problema delle dimensioni è rilevante, e il mercato, ad eccezione delle plafoniere LED che si trovano anche di piccole dimensioni, offre scarse alternative. In linea teorica bisognerebbe scegliere dei prodotti costruiti con un certo criterio, ovvero una buona parabola riflettente, un corretto progetto per la dissipazione di calore, ballast (accenditori) di qualità. Il più delle volte ci si deve accontentare con quel che si trova, non escludendo l’ipotesi di costruirsela. La scelta della plafoniera, vale a dire il contenitore delle lampade che potrà essere montato appeso o appoggiato a bordo vasca, è senza dubbio la parte più impegnativa nell’allestimento di un nanoreef.

Le plafoniere PL, che hanno un discreto rapporto qualità/prezzo per le piccole vasche, sono reperibili solo in pochi modelli, alcuni dei quali veramente pessimi, per quel che riguarda la progettazione della parabola e ballast.

E’ importante dimenticarsi del tubo blu (attinica) nel caso che non si disponga di un discreto numero di tubi sulla vasca, in quanto è necessario spingere sul bianco, per la crescita degli animali. Se per esempio in una vasca da 35×35 prevederete 4 bulbi PL da 24W, allora uno di questi potrà essere blu. Diversamente è meglio limitarsi solo alla componente bianca.

Plafoniera PL di basso costo adatta per piccole vasche (montarne almeno un paio).

I neon T5 rappresentano un’ottima soluzione per le vasche superiori a 60cm di lunghezza e quindi non propriamente nanoreef. Anche per questo tipo di luce, molto più disponibile sul mercato, occorre orientarsi su modelli costruiti con materiali di qualità e riflettenti singoli, altrimenti si perderanno parte dei benefici derivanti da questo tipo di illuminazione.

Le Energy saving vengono ancora proposte con frequenza, nelle vasche di piccole misure. C’è da dire che oltre ai limiti derivanti dalla forma del bulbo, la maggior parte dei prodotti non presenta un riflettente progettato per quel tipo specifico di bulbo. Vale a dire che con consumi alti, otterrete una scarsa resa.

Le plafoniere HQI, invece, si prestano bene al montaggio su vasche piccole. Occorre tener presente, però, che i riflettori non nascono specificamente per i nanoreef, e per evitare di disperdere troppa luce all’esterno della vasca, è necessario mantenere una distanza ravvicinata dal pelo dell’acqua, con i conseguenti problemi di aumento della temperatura ed emissioni di raggi UV.

Plafoniera HQI di dimensioni (relativamente…) modeste, con attacco a bordo vasca.

Fatta tutta questa disquisizione tecnica, viene da chiedersi, ora, quanta e quale luce mettere.

La scelta è condizionata sia dal tipo di animali che intenderete allevare, che dalle dimensioni della vasca, ma indipendentemente da questi, la risposta non può essere che: “tutta quella che riuscite a farci stare”.

Salvo qualche eccezione, non esistono coralli poco esigenti; diciamo piuttosto che esistono specie che meglio si adattano a una scarsa illuminazione, ma che con la giusta luce crescerebbero sicuramente di più. Oltre a questo c’è da tenere presente, che molti processi chimici e biologici sono collegati alla quantità di luce e una vasca ben illuminata funzionerà senza dubbio meglio. Ciò non toglie che si possa allestire pure un nanetto con una modesta illuminazione, valutando attentamente gli animali che inserirete. Con un po’ di attenzioni e di gusto estetico si potranno avere ugualmente dei risultati.

Plafoniera T5 con riflettori singoli per ogni tubo.

Andando sul pratico, abbiamo detto che la scelta della luce è legata al tipo di animali che si vuole allevare, quindi, per un nanetto senza troppe pretese che ospiti organismi poco esigenti, si può ancora optare per la soluzione con plafoniere PL. Attualmente si trovano modelli con un prezzo che si attesta intorno ai 30€ e per un primo approccio al nanoreef, senza volere investire troppo, si può scegliere in tal senso. Da tenere presente il cambio tubi, che dovrà essere abbastanza frequente, in quanto soggetti a un rapido decadimento.

Una scelta un po’ più lungimirante, invece, potrebbe essere quella di una plafoniera LED regolabile, in modo da poter adattare la potenza luminosa al tipo di animali allevati. Non è raro che si parta con una vasca semplice e andando avanti col tempo si decida di passare ad animali più impegnativi, con il rischio di dover sostituire l’intero parco luci. Questa soluzione, tuttavia, ha due incognite: la prima è quella di saper gestire correttamente la miscelazione e la potenza dei LED; la seconda sta nella scelta della plafoniera stessa.

Esistono ottimi e collaudati modelli che hanno come unico limite il prezzo, perchè costano ancora cifre non trascurabili. Ne esistono di meno conosciuti, reperibili anche su siti tipo Amazon o Ebay, che hanno prezzi veramente accessibili. Non è possibile dare indicazioni sui modelli, che diventerebbero inevitabilmente vecchie nel giro di poco tempo; pertanto, vi invito a chiedere agli altri appassionati utilizzando il nostro forum.

Plafoniera LED programmabile.

Se invece ci si orienta da subito sulle soluzioni HQI, occorre tenere presente che il taglio di partenza è da 70 W (attenzione al tipo di attacco che sia compatibile con la plafoniera, in quanto FC2 è utilizzato dai 150W in su) con una temperatura di colore di 10000° Kelvin. Va precisato che le HQI da 70W hanno una resa modesta e forse anche per questo sono poco commercializzate. Da tenere presente, inoltre, che i bulbi 10000K potrebbero tendere al giallo, a volte anche dopo pochi mesi di utilizzo e se non prevedete attiniche (neon blu), converrebbe orientarsi perlomeno verso le 12000K. Non per ultimo, tra una marca e l’altra, ci sono a volte notevoli differenze di colore, indipendentemente dall’indicazione riportata sulla scatola.

Considerate pure che i bulbi HQI per acquariofilia hanno prezzi sensibilmente alti e difficilmente tra un cambio e l’altro passeranno più di 7/8 mesi. Una HQI da 150 W su una vasca cubica da 35 cm è perfettamente gestibile, facendo solamente attenzione a non avvicinarla troppo e a raffreddare la superficie dell’acqua tramite una coppia di ventoline, quando ve ne sarà bisogno.

Tenete in considerazione le dimensioni della vasca, ma soprattutto il fatto che questo tipo di illuminazione, con parabole riflettenti mediamente piccole, tende a emettere un fascio molto concentrato che potrebbe non riuscire a coprire vasche lunghe e strette. Se l’acquistate in un negozio, la cosa migliore è vederla accesa e fare qualche prova con la distanza che vorrete tenere dal pelo dell’acqua.

L’affiancamento dell’HQI ai neon (o LED) attinici non è obbligatorio, in quanto lo spettro del bulbo è dipersè abbastanza completo. Potrà servirvi per creare l’effetto alba-tramonto (l’illuminazione progressiva della vasca partendo da quella più debole, i tubi neon blu) e per esaltare le fluorescenze di alcuni coralli, ma potrete sopravvivere tranquillamente senza.

Chi avesse la possibilità di avere una vasca lunga 60cm, troverà sicuramente la migliore soluzione con una plafoniera T5, che, a seconda del numero di tubi montati, consentirà anche l’allevamento di coralli SPS. Il mercato offre diverse alternative su queste misure, ma è importante saper valutare bene il prodotto, scegliendo tubi di qualità montati con riflettore singolo e raffreddamento forzato. Questo tipo di vasca però, esula un po’ dal discorso nanoreef, in quanto con le opportune proporzioni si superano abbondantemente i 100 litri, ma come ho detto dalle prime righe, nano, mini, pico o micro sono tutte convenzioni che lasciano il tempo che trovano. Alla fine sono tutti acquari marini con problematiche più o meno simili.

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