EL DOCUMENTAL QUE ESTÁ CAMBIANDO EL MUNDO

Este es el documental THRIVE - PROSPERAR que muestra respuestas contrastadas e inquietantes sobre hechos que no nos permiten prosperar como especie dominante del planeta: estamos sufriendo un ecosistema parasitado y desequilibrado... Todos debemos conocer el problema para decidir como resolverlo. ¿La pastilla roja? ¿Quieres despertar para siempre de tu mundo y conocer la realidad?

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sábado

11. Lo último en reflectores LEDs


¿QUÉ SE ESTÁ INVENTANDO EN LA INDUSTRIA DE LOS REFLECTORES DE LEDs?


Copyright © 2008 glassbox-design.com. All rights reserved.
Justo cuando termina el 2008, son cada vez más los fabricantes que apuestan por diseñar y crear nuevos reflectores asistidos por iluminación LED. Entre las grandes ventajas que ofrece esta luz, para ecosistemas acuáticos se puede aplicar una precisa calibración luminosa adecuada al biótopo que queramos mantener.

La investigación LED se centra en el biótopo que más luz necesita: el arrecife coralino. No por ello, hemos de olvidar que, existen otros biótopos menos exigentes que pueden optimizarse iluminados por económicos sistemas LED para proporcionar frondosas plantaciones, incluso tapizantes. Nuestro propósito en este cuaderno es conocer en profundidad la luz LED aplicada a ecosistemas mantenidos artificialmente.

A continuación facilito un vínculo e imágenes de una web realmente interesante. Ofrece excelente información sobre novedades en tecnología y diseño de nuestras cajas transparentes (glassbox –como se llama esta revista- con design). De hecho, este es el nombre del avanzado acuario que protagoniza su blog. El contenido está muy actualizado y ofrece información sobre los últimos avances en acuarofília.

glassbox-design.com

Os facilitamos unos artículos muy interesantes referidos a las últimas tendencias de la fecha sobre reflectores y plataformas LED para iluminar acuarios y os invitamos a visitar esta excelente WEB todo un referente en su sector:
(VÍNCULOS con traducción automática al español ofrecido por google. Puede quitarse el frame o entrar en la web idioma V.O.)

Link al reportaje sobre un fascinante proyecto de un tipo de reflector que por su diseño embellece al acuario. Son los espectaculares VITREA:

REFLECTOR LEDs VITREA


Link sobre el nuevo modelo reflector SOLARIS:

REFLECTOR LEDs SOLARIS




Link sobre un mini reflector LED, el ELOS muy potente para mini acuarios. La foto lo dice todo:

REFLECTOR LEDs ELOS


Por otro lado, la presentación de este reflector LED compuesto por un circuito con dicroicas (ver capítulo 9 de nuestro cuaderno), nos indica que no vamos mal en nuestras propias anotaciones de investigación:

REFLECTOR GALAXY

Hemos entrado en el futuro de la iluminación!!!!

lunes

8. Comparativa: ¿LEDs adecuados para el reflector de un acuario?

LOS LEDs PARA UNA PLATAFORMA LUMINOSA


La tecnología de los LEDs de alta luminosidad está evolucionando a gran velocidad. A pesar de ello, la llamada luz sólida resulta cara y aunque por sus excelentes características es viable para iluminar espacios, en concreto para acuarios resulta todavía una alta inversión. El gasto se suma por la cantidad de diodos LED necesarios, la plataforma o reflector donde deben ir colocados, el programador secuencial y la estructura de sujección ajustable al acuario (aluminio, fibra de vidrio, etc).

A continuación realizamos un análisis de los distintos LEDs que actualmente hay en el mercado y que son susceptibles o no de ser destinados para iluminar acuarios. Igualmente, como la tecnología avanza, se irán actualizando estos datos con los nuevos modelos que vayan apareciendo.

LEDs ALTO BRILLO (3 mm, 5mm y 10 mm).

Aunque en un principio puedan parecer ideales para iluminar acuarios, no lo son. Tienen el mismo espectro que los de alta potencia, son baratos, no necesitan disipador, algunos de estos LED's de 10 mm son capaces de dar 100 lúmenes en un ángulo de 40º (perfecto para el acuario) sin necesidad de lentes -al contrario que los LED's de alta potencia- pero tienen un gran impedimento: sufren una importante pérdida de intensidad luminosa en función de su uso en el tiempo.
Es cierto que duran 110.000 horas, pero en sus primeras horas pierden un 20 % y a las 4.000 bajan un 50 % su intensidad luminosa que desde ese momento empieza a caer en picado. Por este motivo, a nivel comercial no se usan para iluminar acuarios ni terrarios. Habría que cambiar estos LED's cada 6 meses para un óptimo resultado. Por este motivo, las empresas que diseñan estas luminarias lo hacen con LED's de alta potencia.

VIABILIDAD: Existen KITs tan económicos que podría realizarse un prototipo efectivo a bajo coste, eso si, con caducidad aproximada en un año. Igualmente no hay que perder de vista estos LEDs llamados estándar, pues es muy posible que sus futuras mejoras los hagan definitivamente adecuados. Interesante es conocer que los fabrican con las Temperaturas de Color calibradas y adecuadas para un acuario.

LEDs SMD

Los reclamados SMD son cada vez más populares para automóviles y electrodomésticos. Su utilización no se centra tanto en iluminación, sino en la retro iluminación. Se utilizan para iluminar pequeñas pantallas y teclas. Aunque modelos como el SMD PLCC2 alcanzan una potencia luminosa de 1.100 mcd sigue siendo muy poco y no sirven para iluminar acuarios. Como ventaja tienen su bajo precio, comparativamente con otros, pero se requeriría de muchísimos LEDs para ofrecer un resultado óptimo.

VIABILIDAD: Precisamente el PLCC2 con 1.100 mcd lo fabrican con luz blanca muy interesante de 9.000 ºK (se ajusta muy bien a la Temperatura de Color adecuada). Se necesitaría una muy alta cantidad de estos LEDs para iluminar acuarios. Otro problema para los marinos es que en modelo azul actínico se quedan muy cortos en luminosidad y no servirían.


LEDs SUPERFLUX

Estos LEDs de alta luminosidad son muy accesibles y económicos. Los superflux 4-chip de alta potencia tienen un diseño compacto y un ángulo de focalización de 100º. Con este tipo de LED vamos encontrando mejores opciones en la potencia luminosa llegando a los 14 lúmenes, pero que igualmente no es demasiado para iluminar nuestros acuarios (se queda muy atrás a medio camino). Los fabrican con una luz blanca de 7.500 ºK.

VIABILIDAD: Estos LEDs aumentan considerablemente su rendimiento luminoso con la ayuda de cápsulas reflectoras y lentes. Pero estos añadidos aumentan considerablemente su precio, con lo que tal vez sea interesante conocer otras opciones.

LEDs OSRAM


El modelo OSRAM Ostar produce una alta intensidad luminosa de 1.120 lúmenes en un blanco de 6.500 ºK y con un haz de foco con ángulo de 130º. Es una luz equivalente a la de un foco halógeno de 50 W. El problema es que requiere de una continua refrigeración y su altísimo precio que ronda los 50 € por unidad. Venden KITs cableados con óptica y disipador de calor por casi 100 € (OSRAM COINlight-Ostar ® - CO06A-W3-865 - blanco - 6500K).

El modelo DRAGON DX1 ofrece en su versión de 6.500 ºK hasta 675.000 mcd (aproximadamente 45 lúmenes) y en azul (468 nm) 157.000 mcd. Su precio es más asequible, pero caro, pues ronda los 10 € la unidad. A su favor, estos LEDs poseen una óptima disipación de calor, pero se seguirían necesitando muchos para un reflector.

VIABILIDAD: Entramos en los LEDs que empiezan a ser adecuados para crear un reflector. A medida que aumentamos la potencia luminosa, también entramos en los problemas de la necesaria disipación de calor. El modelo Ostar es muy adecuado para crear una plataforma de LEDs, pero su precio lo hace prohibitivo.

LEDs LUXEON

En nuestro cuaderno nos hemos detenido en este tipo de LED LUXEON K2 (Capítulos 6 y 7). Parece que por sus características idóneas ha sido utilizado comercialmente para el propósito de la creación de plataformas luminosas para acuarios (SOLARIS, AQUAILUMINATION, GALILEA, etc.).

El K2 blanco de 6.500º K reúne una intensidad luminosa de 130 lúmenes, 140º en su ángulo de haz luminoso. El K2 royal blue es una interesante luz actínica de 455 nm. Son muy adecuados para iluminar acuarios. Su precio no llega a los 5 € por unidad.

VIABILIDAD: El proyecto requeriría un reflector con un mínimo de 45 LEDs, con lo que se requiere de una inversión aproximada a 300 € sólo en LEDs (sin contar el sistema de refrigeración, reflectado y el programador de secuencias DYMMER). Comparativamente, aun con la intención de un tiempo de bricolaje propio, esta luminaria resulta cara con respecto a otras (tipo HQI, T5, PL’s...). De todos modos, por bajo consumo y su amplio periodo de funcionalidad es una apuesta económica a largo plazo.

LEDs ACRICHE
En febrero de 2008 se presentó al mundo el LED más luminoso del mercado, comparable a una lámpara de 60 W (por unidad!!!). Es un salto tecnológico de la llamada luz sólida.

La marca Acriche ha roto esquemas y gracias al modelo Z-Power P7 un solo LED proporciona 900 lúmenes (la competencia del carísimo Osram Ostar citado anteriormente en este artículo).

A este tipo de LED le dedicaremos un espacio completo, con un análisis a fondo. Actualmente estoy pendiente de recibir completa información por parte de su distribuidora en España.

VIABILIDAD: Este LED en principio supone un gran avance en el propósito de la creación de reflectores de LEDs. Su adquisición por tratarse de un producto novedoso puede resultar complicada, incluso a través de tiendas on line. Su precio se aproxima a los 20 € por unidad. Por su potencia con una decena sería suficiente para iluminar incluso un gran acuario (= aprox. 600W!!! pero con un consumo muy inferior).

CONCLUSIÓN: Con honestidad analítica, puede decirse que una plataforma de LEDs para iluminar un acuario es factible técnicamente (así lo demuestran los OSRAM Ostar, LUXEON K2 y el interesantísimo ACRICHE Z-power P7), pero económicamente resulta, hoy por hoy, muy caro. También hay que afirmar que por los grandes avances en periodos muy cortos de tiempo, todo apunta a que el LED se ha convertido en objeto de la investigación por su interesante cualidad en bajo consumo y en gran potencia luminosa. Finalmente, resultará más económico que otro tipo de luminarias tipo PLs, T5s, HQIs...

martes

7. Análisis a fondo del LED Luxeon K2


ARTÍCULO SOBRE LA EFECTIVIDAD DE LOS LEDs LUXEON K2 PARA NANO REEF


A continuación transcribo un artículo de acuarofília publicado desde Francia, de gran interés sobre la idea de crear una luminaria LED para acuarios de arrecife. Bajo mi opinión las dos partes son interesantes, la primera parte que analiza a fondo este nuevo tipo de LED de alta luminosidad y la segunda que en unas pinceladas explica la construcción de un proyecto llamado LE PROJECT K2. En todo caso, excelente artículo que publicó esta revista francesa de acuarofília NANOZINE especializada en nano reef.

NANOZINE: Le blogzine mensuel gratuit et sans pub des Fondus du Nano Récif

Autor: JLC
Fuente: http://nanozine.blogspot.com/2006_08_01_archive.html
Traducción: AQUAFLASH


La tecnología LED (acrónimo de Diodo Emisor de Luz) empieza a formar parte de nuestra vida cotidiana. Esta fuente de iluminación parece particularmente interesante para nuestros nano acuarios. Este tema se está popularizando y aparece en varios foros sobre acuarofília (NOTA: el artículo tiene un link a francenanorecif, pero hay que registrarse para leerlo: Solaris en bricolaje). Así mismo, la empresa Solaris tiene en el mercado una plataforma para acuarios de arrecife, equipada con LED de Philips Lumileds Luxeon ® ™.


Por lo tanto, ¿los LEDs son una alternativa a las lámparas fluorescentes T5 y HQI?

Aquí intentaremos dar una respuesta.






LED Luxeon K2

INTRODUCCIÓN

Los nuevos LEDs de alta luminosidad se están desarrollando actualmente para satisfacer las necesidades de flash y cámaras de kis teléfonos móviles (celulares), señalización de tráfico o obras públicas, retroiluminación de pantallas LCD, etc.

Los beneficios presentados por los fabricantes de esta tecnología son:

· Alta fiabilidad (alto rendimiento inicial superior al 70 % y descenso menor del 5 % después de 50.000 horas de uso. Su rendimiento es superior comparativamente a cualquier alternativa del mercado actual)

· Una luminaria en miniatura de muy alto rendimiento luminoso

· Tensión baja

· Estabilidad luminosa. No produce inercias en el encendido o apagado (tiempo de respuesta muy corto)

· Ecológicos. Su composición protege al medio ambiente y es compatible con la nueva directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

· Los colores producidos son puros.

· Su rendimiento luminoso es equivalente al de las lámpara tradicionales extra aceptable

· El espectro de luz blanca LED en el Luxeon K2 es de 6.500º K, compatible con la actividad fotosintética aparentemente.

· El espectro de luz azul LED en el Royal Blue Luxeon K2 está cerca de los parámetros actínicos por encima de los tubos convencionales.

· La potencia obtenida está actualmente alrededor de 100 lúmenes (LED) y se esperan para muy pronto nuevos avances. Esto nos permite la realización de una plataforma luminosa con las condiciones adecuadas ajustadas al volumen de los acuarios.

· La disipación del calor en el acuario parece reducirse.

La viabilidad de un reflector de LEDs específicamente diseñado para un acuario de arrecife no solo es posible, es una prueba más del avance ante una novedosa iluminación adecuada y altamente estética.

Primero vamos a entender “cómo funciona” y conocer si esta teoría es aplicable a un acuario de arrecife.

PARTE 1: TEORÍA. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

El resto de este artículo se va a centrar al Luxeon K2 LED (no por un interés –descaradamente- comercial, sino por analizar la mejor opción existente en este ámbito). Recordemos que el flujo luminoso de gran potencia de esta marca no tiene absolutamente nada que ver con la de un LED convencional.

Se puede encontrar la documentación completa del producto, objeto de análisis de este artículo, en Lumileds Luxeon ® ™. Première partie : La théorie A continuación se ofrecen una serie de gráficos que nos ayudan a comprender mejor las cualidades del Luxeon K2:





GRAFICO 1 – Comparativa aumento lúmenes con modelos anteriores.

Aunque el K2 ofrece una alta intensidad luminosa de 100 lumens, no deja de ser una medida modesta comparativamente con la que ofrece un típico HQI de 150W pues llega a los 9000 lúmenes (se requerirían unos 90 LEDs para producir estos lúmenes). La intensidad de la luz se logra haciendo circular corriente de 1 Amperio.



GRÁFICO 2

La curva de rendimiento sobre la base de la actual tiende a caer, lo que significa que es necesario aumentar más allá de la actual 1ª, que es el valor “nominal”. Un valor de 800 mA rinde ya el 85 % nominal.

Todos los diodos se caracterizan por una tensión que es el umbral de tensión a partir de la cual, el diodo está en el ancho de banda. Esta tensión es generalmente evaluada VF (hacia Tensión) para todos los diodos LED.

GRÁFICO 3

Para el K2 esta curva indica una tensión de 3,7 voltios cuando el actual SI es directa 1ª. El umbral mínimo es de 3,2 voltios. Esto significa que con un mínimo de tensión de 3,2 voltios para que el LED alumbre y se llega a los 100 lúmenes con toda seguridad por encima de los 3,7 voltios. También significa que el diodo disipa potencia impuesta por la famosa fórmula P = UI.

Un diodo K2 disipa 3,7 vatios para ofrecer una intensidad luminosa de 100 lúmenes: este NO ES UN RESULTADO NOTABLE. En este sentido el LED K2 es fácilmente superable por los HQI, T5, T8...

El LED K2 necesita una tensión alrededor de 4 voltios y una corriente de 1 amperio. Cuando dos LEDs son colocados en serie requiere 8 voltios... y así sucesivamente. Cada LED K2 emite 100 lúmenes disipa aproximadamente 3,7 W.

CARACTERÍSTICAS BRILLANTES


GRÁFICO 4


El espectro del LED Luxeon K2 blanco produce una temperatura de color de 6.500º K en dos picos:

El primer pico es bastante estrecho y se localiza en una longitud de onda de 455 nm (azul – violeta)

El segundo es muy grande de 550 nm (verde – naranja realmente sin sentido)

El valor de 6.500º K se informó de un motivo que puede caracterizar realmente el espectro que buscamos. En el “paper” azul es a favor de una longitud de onda muy interesante para nuestros arrecifes. De hecho, parece perfectamente apropiado: el espectro obtenido a una profundidad de 10 m del mar se concreta en 450 nm. Esta longitud de onda, natural, favorece el crecimiento de las algas tipo zooxantelas. El segundo golpe más amplio de la reproducción de los colores añade al final “blanco” como luz natural.



GRÁFICO 5

En el resto de la gama, otros dos LEDs Luxeon nos llaman la atención especialmente: El “Royal Blue”, que mantiene un pico a 455 nm y “Azul” de longitud de onda de 470 nm.

Para promover una longitud de onda de 450 nm propicio para zooxantelas es habitual añadir tubos azules actínicos en cualquier reflector (HQI, T5, T8...). Este refuerzo no es necesario con el K2, pero sí estético, pues aumenta la intensidad y el espectro de transiciones que proporciona una completa iluminación. Una luz azul de baja intensidad también pone de manifiesto la fluorescencia natural de algunos corales.
Así pues, el uso de diodos LED “Azul” tienen la ventaja de ampliar el espectro de “zona azul” de los “White LED” (en la necesidad de que la actividad fotosintética), o los diodos LED “Royal Blue”, que teóricamente son más favorables. También es posible combinar estos dos modelos de LED azul que ofrece Luxeon.
Otra ventaja, se produce un espectro calibrado: el LED (blanco o azul) no produce parásitos UV o infrarrojos en su línea espectral. Esta ventaja aporta no correr el riesgo de abrasar a los organismos vivos con radiaciones duras. El Luxeon está en conformidad con la normativa IEC 825 sobre la seguridad de emisión de fuentes de luz.

Igualmente, la intensidad es tan alta en estos LEDs que se debe evitar su focalización directa hacia nuestros ojos sin protección. Puede producir ceguera irreversible.



GRÁFICO 6

Resumen de las longitudes de onda min. y max. de diferentes LEDs K2

La tabla de abajo muestra la intensidad luminosa obtenida por referencia de los LEDs en función de su color y una adicional clasificación. En general el LED blanco es cuatro veces más intenso que un LED azul.

GRÁFICO 7

Valores muy interesantes, en concreto para:

1. el blanco LXK2-PW14-U00
2. el azul LXK2-PB14-P00 y azul real LXK2-PR14-Q00

El precio de estos componentes es de aproximadamente 4 euros / pieza encargados en gran cantidad.

Con tales características espectrales el resultado es el mismo o incluso superior al de las lámparas HQI.

El LED blanco K2 tiene un espectro que parece compatible con la luz que necesitan los arrecifes. Los diodos “azul” o “azul real” pueden añadirse para reforzar el matiz actínico necesario para la fotosíntesis de las algas zooxantelas.

LEDs, UNA MANCHA DE LUZ NATURAL


GRÁFICO 8


Esta curva muestra el ángulo de apertura del flujo luminoso LED blanco. Vemos que la luz LED se centró focalizando, de forma natural, mientras que una lámpara tradicional emite en todas direcciones. Como deseamos luz directamente en el acuario, el LED es muy superior a las soluciones tradicionales. Cabe añadir que también existen lentes que pueden colocarse en los LEDs para focalizar difuminando la luz mejorando la exposición de los organismos vivos.


GRÁFICO 9

Los LEDs tienen la ventaja de focalizar directamente la luz. Este hecho no tiene opción en los tradicionales tubos fluorescentes o HQI, pues producen una dispersión de la luz emitida. Podemos por lo tanto, empíricamente, aumentar artificialmente el flujo del LED iluminando un lugar escogido o concreto.

VARIABLES QUE PUEDEN AFECTAR

¿Qué significa esto?
Aquí hablamos de las diferencias en el comportamiento de un componente de las especificaciones nominales establecidas por el fabricante. Dos tipos de diferencia son esenciales a tener en cuenta:
La dispersión de las tensiones VF

GRÁFICO 10

¡Las diferencias en el voltaje VF en comparación con el valor nominal es demasiado importante!
Otra dificultad de la aplicación: el fabricante informó de una variación de 0,5 voltios en las primeras horas de funcionamiento de un solo componente K2. Esto significa que la resistencia suele ser colocada en serie en los montajes de LEDs y no es un equipamiento suficiente. Se debe poner en práctica una manera efectiva de limitar la corriente que fluye a través del LED. Hay que investigar sobre la alimentación regulada del LED K2.
La disipación de temperatura es otra de estas “variables”.


GRÁFICO 11

Las actuaciones son ofrecidas por el fabricante para una temperatura TJ (salida de temperatura) 25 º C. Las actuaciones se han reducido en un 20 % a TJ una temperatura de 110 º C. (El diodo puede ser destruido con TJ temperaturas superiores a los 160 º C).

¿QUÉ ES TJ?

GRÁFICO 12

TJ es la temperatura del chip en el componente. Por consiguiente, es la temperatura “térmica” del montaje. Una potencia de 3,7 vatios puede parecer poco, pero realmente es mucho para una pequeña superficie radiante (el diámetro del LED). Sin ayudar a disipar este calor, la temperatura puede llegar hasta los límites de la destrucción del componente (NOTA: Y con el precio que tienen no es plan perderlos por un mal montaje!).

Por otra parte, es importante mantener el cruce de la temperatura lo más baja posible para garantizar la operación en valores nominales.

Cabe señalar a este respecto que un TJ funcionando a una temperatura de 25 º C entra en los términos ¡de la fantasía y de la ciencia ficción! El fabricante presenta con estos datos las mejores características sabiendo que prácticamente no es el caso (excepto con watercooling o nitrógeno líquido).

La temperatura del chip no sólo afecta a la calidad de la luz, sino también al envejecimiento del LED. El rendimiento progresivamente se deteriora y aumenta el riesgo de fracaso. Por lo tanto, para un TJ de 85 º C, la probabilidad de componentes LEDs destruidos después de 10 años de funcionamiento es del 5 % y con una mayor degradación de la luz de salida será del 30 %.

Debemos moderar en las mejores condiciones pues el Luxeon LED de color BLANCO y AZUL tiene una buena vida: 50.000 horas a 1.000 mA y TJ a 150º!

El fabricante dice que, por esta razón, los K2 se deben colocar sobre un circuito impreso a una distancia de 1 pulgada (2,54 cm) y equipados con un disipador de calor.


GRÁFICO 13
En su uso real, el chip alcanza una temperatura de 80 º a 100 º C. Por lo tanto, debemos reducir el rendimiento de algunos para dar una TJ de 25 º C.
la pequeña sección transversal del diagrama del chip es el componente de la placa de circuito impreso y colocando radiadores de aire (TA = Temperatura Ambiente). Los intercambios entre los elementos se ven limitados por una “resistencia térmica” observado en grados / Watt que es necesario para reducir al mínimo las deficiencias en el diseño y hacer una muy cuidadosa aplicación.
Es imperativo establecer un patrón de disipación de calor muy pertinente y eficaz para garantizar el correcto funcionamiento del reflector. El 10 % de la degradación de las características del fabricante es un mínimo a la hora de calcular el rendimiento teórico.

Con respecto a la temperatura térmica, también debemos tener en cuenta que la temperatura de una lámpara HQI es mucho mayor que la del LED, dirigiendo la radiación térmica hacia el acuario. Considerando que en el caso de los LED la disipación de calor está en el lado opuesto de salida, es más fácil su ventilación. Concluyendo, a pesar de todo, los efectos de la elevación de temperatura en el acuario son más bajos con LEDs. (NOTA AQUAFLASH: Aquí se entiende que los LEDs producen calor, ya no por su luz, sino por el efecto de su tecnología, pero es mucho más bajo que el de las luminarias que utilizamos actualmente).

CAMBIO ESPECTRAL

Toda luz produce matices en el espectro luminoso. En el caso de la luz LED, desde el punto de vista del color, su espectro está muy bien calibrado y no ofrece cambios con el uso del tiempo.

La temperatura de los LED TJ también juega en la longitud de onda de su emisión, pero esta influencia se reduce. Para una cantidad de 100 º C la TJ aumenta en 5 nm su longitud de onda (con un ligero cambio hacia el rojo). Esto significa que el pico “Royal Blue” se centrará en 460 nm y el “Blue” en 475 nm. Aunque este efecto no es especialmente significativo, promueve el uso del “Royal Blue” como LED adicional de luz azul.

SEGUNDA PARTE: LA PRÁCTICA

El objetivo del apartado práctico se centrará en la verificación y la validación tecnológica para la iluminación por LEDs dirigido a las necesidades de un acuario marino de arrecife.

BUSCANDO LAS EQUIVALENCIAS EN LEDs CON UN HQI DE 150 W PARA UN NANO REF.

· Un HQI de 150 W produce aproximadamente 70 lúmenes / Watt máximo de aproximadamente 10.000 lúmenes.
· Si analizamos con detenimiento, se pierde un 30 % del flujo de dispersión del HQI en el acuario, con lo que queda en 7.000 lúmenes.
· Que se debe agregar el 10 % para compensar las “variables que pueden afectar” la temperatura LED.
Para conseguir los 8.000 lúmenes aproximados de una lámpara HQI de 150 W, requerimos de 81 LEDs K2 dispuestos en un cuadrado de 9 x 9 LEDs (en una superficie de por lo menos 20 x 20 cms).

El coste de esta plataforma luminosa será superior a 300 euros, armarlo será un gasto total al contado de aproximadamente unos 500 euros. Es cierto, con una vida útil de al menos 5 años.

La alimentación deberá proporcionar una potencia de 300 W (por ejemplo, 12 voltios 27 amp).

La disipación térmica (muy baja, por suerte se trata de ahorro en el consumo) también equivale a 300 vatios pero alrededor de 50 vatios reales de consumo. El proyecto alcanza los 250 W absolutos equivalentes en una lámpara HQI.

El éxito o fracaso del proyecto depende con el número de componentes utilizados, pues un gran número de LEDs aseguran a pesar de todo, una inversión rentable a corto plazo.

LUZ DE K2 EQUIVALENTE A 50W PARA UN NANO REEF

En este caso la cifra se dividen entre tres y ahora con aproximadamente 27 LEDS, en el sentido de producir la misma luz que un HQI de 50W adecuado para un nano. En este caso la propuesta es más razonable para aplicar a nuestro acuario un prototipo.

El flujo luminoso de 2.700 lúmenes será adecuado para la iluminación de un 27 litros. Este es mi objetivo en este proyecto.

Le projet K2

Este proyecto consiste en desarrollar una plataforma de LEDs para la perfecta iluminación de un nano acuario de alrededor de 27 litros, poblado por diversas especies de animales simbióticos, incluyendo SPS, para validar este concepto de luz con mejores rendimientos disminuyendo los costos.

El objetivo es producir una fuente de iluminación compacta, fiable, segura (con una muy baja tensión de alimentación) y que permite una perfecta reproducción de la luz en sus variaciones encontradas en el curso natural de un día en el arrecife. Días soleados, días nublado, noche iluminada.... este último caso es posible gracias a la fiable inercia de los LEDs (tiempo de reacción de unos pocos microsegundos). Es interesante poder observar los estímulos aplicados con este tipo de iluminación, pues se pueden imitar las condiciones naturales y analizar la actividad fotosintética de las algas y el comportamiento animal.




El primer prototipo diseñado y realizado por Stéphane SUBSTRAT ALUMINIUM es prometedor.

La intensidad y el aspecto y los primeros pasos son alentadores, aunque los efectos de las altas temperaturas son visibles. Stéphane describe sus pruebas aquí

El CIRCUITO

El espacio se compone de los elementos que comprenden solamente los 3 diodos LED. La forma del circuito, dada por el disipador de calor, puede ser adaptado a las dimensiones del acuario. El número de módulos equipados con 3 LED pueden ser de 7, 8 o 10. Si se utilizan diodos color AZUL, que se colocará en la misma (o similar) tarjeta (s) para un ciclo de la graduación desde el principio y el final del día y de noche la iluminación.

Ejemplo disposición un circuito para 24 LED

Se puede cambiar un LED sólo respetando el resto del módulo, y el circuito sigue siendo operativo. Así mismo, la sustitución de un módulo es posible sin herramientas especiales o conocimientos de electrónica

La seguridad eléctrica está garantizada por el uso de TBT. Sin embargo, los ensayos de EMC no se hará de la CE y puede ser aplicado a los prototipos.

Siempre que sea posible, utilizar canales de cable se RoHS (sin plomo), por el respeto al medio ambiente. La temperatura de soldadura de estos prototipos no debería exceder de 260 ° para no degradar el componente.


LA ALIMENTACIÓN

Para reducir el gasto, será utilizada una alimentación estándar de 12 voltios. Esta limitación impone un sistema de regulación que opere en un bajo voltaje. La potencia de la alimentación será elegida en función del número de elementos utilizados:

7 artículos 7A - 84 vatios [o más]


8 elementos 8A-96 vatios [o más conexión debe tener en cuenta la facilidad de conexión de cableado y compensar los]

10 artículos 10A - 120 vatios [o más]

MÓDULOS DE ALIMENTACIÓN

Se puede utilizar la fuente de alimentación de un PC estándar ATX. La alimentación no puede ser regulada en su tensión, ya que cuenta con el apoyo de cada módulo 3 LED, un procesador filtrante (transformador de 12V focos halógenos). Lo ideal sería que la alimentación no proporcione una tensión regulada recuperado entre 13 y 14 voltios, un transformador 220V/10V.

EL ACTUAL REGLAMENTO

La actual regulación debe permitir un límite actual (max 1A), mientras que permite el uso de un estándar de 12V de potencia (sin regulación o sin ajuste de la tensión). La fuerza debe estar regulada ligeramente por debajo de su valor nominal.

EL CIRCUITO IMPRESO

La placa de circuito impreso, único o de doble cara, debe tener una resistencia térmica tan baja como sea posible para eliminar calor del LED para refrigerarlo. Puede preverse el uso de una textura de aluminio o una delgada FR4.

DISIPADOR DE CALOR

El disipador de aluminio negro cubre completamente el primer lugar y es por donde se fijan los módulos LED. Es muy probable que la refrigeración natural sea insuficiente y que el uso de ventiladores se haga necesario.

El microprocesador permite el establecimiento de intensidad y también supone la supervisión de la temperatura a través de un sensor LM35, para proteger a los LED contra el sobrecalentamiento.

EL MICROPROCESADOR

Un único microprocesador de cada módulo de mando, independientemente [o grupo de módulos] para garantizar la gradación de la luz y la protección contra el calor. Elimina la frecuencia de 2 kHz [no visible efecto estroboscópico por los animales sin interrupción EMC]. El ciclo de [o PWM] es ajustable de 0 a 100% después de compensar un aumento exponencial. Esta graduación imita las condiciones naturales, probablemente beneficiosas para los organismos vivos y limita los efectos del estrés térmico en los componentes.

La interfaz "microprocesador" es opcional en los módulos de funcionamiento al 100% de su capacidad [permanentes].

EL SISTEMA ELECTRÓNICO



El diagrama de arriba electrónico se ofrece como una indicación, el circuito no está validado.

El suministro de 12V está regulado por el componente actual Micrel 29.502 ( "ultra bajo de deserción escolar). La tensión de 'sentido' que se colocan en dos CMS 2512 1W resistencias colocados en serie equivalente R = 1,35 Ohm. El umbral de tensión fue 1,25 V, la corriente que fluye a través de los diodos será de 925 mA máximo (dejando un pequeño margen de seguridad). La bajada de tensión en estas condiciones de funcionamiento es de 200 mV.

La fuente de alimentación debe ser superior a 3 x Luxeon VF + 1,25 + 0,2. VF para una tensión de 3,7, esto da una tensión mayor o igual a 12,55 voltios. Pero debemos tener en cuenta la reducción de la tensión VF en las primeras horas de uso (reducción de hasta 0.5V). En el caso de un tipo de energía 'PC' a 12V regulado, los resultados que puedan ser sesgadas (y decepcionante), durante el breve período de 'cama', y luego ser óptima.

La disipación de los componentes (excepto los LED) es 1,34 vatios 12Volt y 3,34 vatios a 14 voltios. LEDs están ordenados en la mayoría.

La entrada SD [Apagar el sistema] de Micrel se utiliza como entrada (TTL compatible) de PWM [modulación por ancho de pulso] ajustar la intensidad de la luz. Si la entrada no se utiliza LEDs se iluminan al 100%. El aumento sigue una curva exponencial como:

PWM = 3% PWM = 3%
PWM = 7% PWM = 7%
PWM = 10% PWM = 10%
PWM = 17% PWM = 17%
PWM = 27% PWM = 27%
PWM = 40% PWM = 40%
PWM = 60% PWM = 60%
PWM = 100% PWM = 100%

Niveles intermedios se pueden agregar para "Smooth" cambios, pero esto da la curva de progresión.

Otras soluciones para reducir dedicado desarrollados a partir de componentes (tales como los componentes de tecnología lineal LTC3783 LT3474 LT3476 o Maxim MAX5035) están siendo evaluados para reducir las pérdidas del conjunto de medidas reguladoras.

El microcontrolador de la gestión de PWM es uno de los Atmel AVR ATTiny26 familia (... las posibilidades son grandes y los incentivos para las organizaciones simbiótica aún por descubrir).

El proyecto de software se desarrolla K2 BÁSICA GNU de código abierto impulsado por Stéphane, la programación requiere un simple PC y esto abre el sistema para aplicaciones específicas y su experimentación.
Registro de Le Project K2

Sigue siendo para pasar la prueba verdadera "para juzgar" la validez de la técnica: Regístrese y convertirse en un" beta tester de '!

Es interesante participar, si el número de aficionados interesados en este proyecto in situ es suficiente "llave en mano" será desarrollado por el equipo.

Esto no es una oferta comercial porque el precio es en general el equipo necesario para alcanzar (nota el costo estimado se calcula en entre 200 euros y 300 euros, el cifrado final se comunicará en forma transparente, antes de hacer comando). Durante el ensayo, un terreno de aproximadamente 30 Luxeon LED se compara con un terreno de 250W HQI es exagerado, pero significa que incluso cuando el poder no es ridículo.

También debe ser consciente de que el resultado sigue siendo para demostrar que el progreso se espera en los próximos años que se superó el terreno ... Sin embargo, usted participará en la validación de una tecnología prometedora y tienen el terreno para la nano-27L '!

Solicitud de información o registro sin compromiso con LE PROJECT K2
Asunto debates Francenanorecif sobre LE PROJECT K2

Agradecimientos:

Este artículo fue escrito con la ayuda de Stéphane (alias Coyote) para técnicos y Marc (alias SingingLarvae) para el bio.




FUENTE: Le blogzine mensuel gratuit et sans pub des Fondus du Nano Récif

NOTA: Este artículo por su gran interés ha sido incluido en este blog, respetando su procedencia y autoría. Trantándose de un proyecto de investigación abierta (intercambiable con las que se comentan en este blog) debe entenderse en su 2a parte: la práctica como un ejercicio que debe ser testado para verificar su eficacia.

jueves

4. Creación de un reflector de LEDs "AQUAFLASH"

INTRODUCCIÓN

¿Un reflector de LEDs para iluminar un ecosistema acuático tipo acuario?

En esta aventura sigo. Todavía no ha terminado, pero vamos por buen camino. Este capítulo del blog está vivo ahora mismo, se actualiza y se irá acabando cuando sus anotaciones lleguen al propósito final: la creación de una plataforma luminosa basada en LEDs adecuada para un nano reef. En los demás capítulos del blog, se explica todo aquello que envuelve la historia del diseño de este reflector de LEDs. Ante mi interés por las nuevas tecnologías, consideré que era interesante crear una plataforma de LEDs para iluminar un acuario tipo nano reef de 75 litros.

EJEMPLO: Acuario asistido por iluminación LED

Igualmente, este reflector está siendo diseñado para acuarios de entre 50 y 90 litros, aunque se debe probar en la práctica y recopilar datos.

Todo empezó con un mensaje que lancé en Internet sobre cómo hacer un reflector. Por lo cual, empecé a investigar, con el apoyo de buenos amigos que intervenían en ese hilo. Aquí aparecen imágenes de otros colegas que también han compartido sus experiencias en otros foros. A todos os doy las gracias por evolucionar esta afición de convivir con un pedacito de mar armónico y hermoso en las mejores condiciones para sus habitantes.

Para darle un tono didáctico y para aprender de manera fácil, he reversionado mis mensajes escritos, como si se tratara de una anotación en un cuaderno de investigación.

Mis apuntes los empecé en un lugar de cuyo nombre no quiero acordarme, tal como presenta Cervantes su obra maestra... y me reemito a Don Quijote, por su divertida y disparatada visión bondadosa del mundo.
CUADERNO DE INVESTIGACIÓN
Creación de un reflector de LEDs


Anotación 01. CONSTRUIR UN REFLECTOR DE LEDS

En la actualidad estoy trabajando en los cambios que estoy haciendo a un acuario para crear un nano reef. He pensado crear un reflector de LEDs como iluminación, aunque se que todavía no es una técnica muy difundida pero hay marcas como SOLARIS que ya la fabrican. He observado que la iluminación por LEDs está dando grandes cambios y ahora se utilizan para vehículos y el hogar. Por su bajo consumo y su casi nula producción de calor, con la ventaja de poder crear un circuito con la posibilidad de encenderlos paulatinamente y apagarlos igual, estoy diseñando un reflector del que os pasaré copia si lo consigo hacer bien... primero he de experimentar...

Anotación 02. LOS KITS DE LEDS QUE PODEMOS ENCONTRAR

Hola de nuevo! Lo cierto es que estoy liado con mi hijo a ver si podemos montar un reflector invirtiendo poco dinero. Ninguno de los dos somos electrónicos, pero bien vale la pena en aventurarse a experimentar, pues los resultados pueden ser muy interesantes. Hemos visto que actualmente gracias al tunning de coches hay mucha información sobre LEDs en Internet. Pero lo importante es encontrar los más adecuados*:
En primer lugar por precio y características hemos encontrado los superlux "cabelados" (preparados de fábrica con su resistencia y reflector).

LED SUPERLUX BLANCO CABELADO


Color de emision: BLANCO
Tamaño de la lente: 5mm
Color de la lente: Transparente
Tension de trabajo: 12-14V
Intensidad a plena carga max. : 22.000 mcd
Vida hasta: 125.000 Horas
Ángulo de emision: 90º
Corriente soportada: 20mA
Longitud de onda: ~625 nm
Rango de temperatura soportada en correcto funcinamiento: -25°C ~ +85°C

LED SUPERLUX AZUL CABELADO

Color de emision: AZUL
Tamaño de la lente: 5mm
Color de la lente: Transparente
Tension de trabajo: 12-14V
Intensidad a plena carga max. : 15000 mcd
Vida hasta: 125.000 Horas
Ángulo de emision: 140º
Corriente soportada: 20mA Longitud de onda: ~460-470 nm
Rango de temperatura soportada en correcto funcinamiento: -25°C ~ +85°C


*Estos LEDs cabelados son adecuados por sus características para la realización de un reflector. Sobre este tema, aclararé que no todos los LEDs sirven para crear una plataforma luminosa. Aunque existen muchas webs de venta on line, he encontrado una de Alicante (España) donde los suministran a un precio muy interesante: TIENDA LED

También venden KITs ya montados. Me puse en contacto con ellos y muy amablemente me respondieron. Pero desgraciadamente, estos económicos KITs no son adecuados por algún motivo concreto (poca luminosidad, color de temperatura demasiado bajo, ángulo de emisión pequeño...). Igualmente, sería interesante que estos fabricantes empezaran crear circuitos con LEDs de alta luminosidad que produzcan el máximo de milicandelas o lumens, provistos de un buen ángulo de emisión que llegue a los 140º. Precisamente los fabrican con LEDs tipo SMD (excelentes para retroiluminar, pero no para focalizar luz). No tienen una iluminación potente. Es una lástima.



Ante mi petición de KITs adecuados para acuarios, mandé un correo a la tienda mencionada y este es el interesante resumen de la respuesta del vendedor:

(...) Puedo hablar con el fabricante,
si me puede producir un panel de
48 leds con 4 paneles de 12 led
smd, 2 en azul y 2 en blanco.

La cantidad minima sera entre
10 y 50 paneles si pueden hacer
este panel. Puedo conseguir
paneles de 12 , 24 , 36 , 48
y 108 leds.

Interesante para
los aquarios sera el panel superflux,
son 3 leds superflux en un panel
resistente al agua.

Anotación 03. ¿CUANTOS LEDS NECESITO PARA UN REFLECTOR?

Antes de seguir, debemos aplicar los conocimientos de iluminación en acuarios para conocer si realmente la tecnología LED actual puede utilizarse para ello. Lo que escribo a continuación es un resumen de lo que he ido aprendiendo en foros, artículos, etc. Como se verá más adelante, la iluminación de LEDs ofrece grandes ventajas, pero...

¿Cuales son las condiciones básicas luminosas requiere un acuario?

¿Cuantos LEDs necesito para iluminar una superficie X?

La luz requerida para iluminar un acuario marino tipo nano reef se mide aproximadamente de 1 a 2 W por litro. Si quiero iluminar un acuario de aproximadamente 80 litros (= 20 galones), en proporción necesitamos una potencia de 80 a 160 W.

¿Cual es la equivalencia de W en mcd? (-milicandelas- la unidad de medida luminosa de los LEDs). Mi hijo gracias a un electrónico, encontró esta equivalencia, pero sinceramente, a día de hoy, desconozco que fórmula pudo utilizar (con lo que le resta rigor científico, pero no es un impedimento pues sirve como punto de partida y podemos obtener datos concretos):
80 W = 4.600 lúmenes = 382.000 milicandelas
Como necesito de 80 W a 160 W, mi reflector debe tener suficientes LED's luminosos como para producir de 382.000 mcd al doble 764.000 mcd. Lo cierto es que no hay problema en bajar o subir la intensidad, pues con un transformador puedo hacerlo a voluntad (imposible con otro tipo de iluminación). Con lo que puedo construir un reflector polivalente para distintos tamaños de acuario.

La gran ventaja de los LEDs: con una equivalencia de 160 W estoy consumiendo prácticamente muy poco en electricidad gracias a la tecnología LED. Esto es algo a tener en cuenta, a parte del ahorro que supone la vida de un LED, que dura más de 10 años (de 100.000 a 125.000 horas).

Los LED's brillantes convencionales dan 5.000 mcd, y los superflux (nueva generación) que he puesto en el tema llegan hasta los 20.000 mcd (más adelante veremos otras marcas).

Ante cualquier equivocación o error que pueda haber cometido os pido ser corregido en el apartado comentarios. En todo caso, estoy abierto y agradecería mucho las explicaciones de los conocedores o interesados en el tema.

Anotación 04. ¿QUÉ TEMPERATURA DE COLOR PRODUCEN LOS LEDS?

En este blog explico que es la temperatura de color. A las ventajas de los LEDs, se suma que están diseñados con unaa temperatura de color definida (cada LED tiene su color). Los acuarios de agua dulce tendrían suficiente con LEDs de 3.500º K a 10.000º K (siendo la temperatura de color que hace crecer plantas de 6.500º K). En el caso de los acuarios de arrecife, se requeriría una temperatura de color oscilante entre los 6.500º K - 10.000º K combinada con 22.000º K (luz azul actínica).

La luz de LED es muy adecuada en este sentido para acuarios, pues es limpia en su color y no genera matices ni ultravioletas ni infrarrojos. Nunca confundir la temperatura de color (especifica el grado de color) con la temperatura términca (grado de calor).

Anotación 05. ¿CÓMO SON LAS MEJORES PANTALLAS DE LEDS PARA ACUARIOS?

En Internet encontré una información muy interesante que explica como funciona uno de los mejores reflectores de LEDs. El SOLARIS es fruto de la investigación y por lo que explican quienes lo tienen, es de lo mejor iluminando acuarios. El problema es que resulta muy caro.

Aquí dejo como han logrado averiguar de que está hecha la pantalla SOLARIS, el reflector más popular en la actualidad que existe en el mercado:


La pantalla lleva 50 leds cada 60 cm, en dos grupos cuadrados de cinco por cinco. De ellos, 12 son azul actínico y 13 blancos. Esta configuración equivale (en PAR, y según ellos) a un halogenuro de 400 w y 15.000 ºK. La distribución es en cuatro grupos, 6 azules día, 6 azules noche, 9 blancos día y 4 blancos noche. De día están encendidos los 24, de noche se encienden sólo los grupos de noche, variando entre el 0% y el 10% según la fase lunar.

Cada uno de los cuatro grupos puede controlarse independientemente entre el 0% y el 100%, con lo que la temperatura de color se puede ajustar a voluntad (el ajuste es visual: se da más o menos cantidad de azul a ojo hasta que el resultado sea placentero, pero no se puede elegir en el display la temperatura de color y que la pantalla ajuste las luminosidades. Los leds azules tienen una temperatura de color de 22.000 ºK, y los blancos de 6.500 ºK. Los LED son casi con total seguridad Luxeon III*; los azules, posiblemente azul real (royal blue, 455 nm).

Cada led lleva un grupo óptico Fraen de haz ancho (45º).Mecánicamente, los led van montados en placas rectangulares de cinco leds, que se deben sustituir en conjunto si uno de los led falla.

Supongo (yo lo haría así) que cada placa incorpora el circuito de alimentación de su grupo de led (entrada, 24 V), y que la fuente de alimentación exterior de la pantalla es la encargada de producir 24 V a partir de la red eléctrica. Se necesita una fuente de alimentación por cada dos grupos de 25 led. Además, existe un segundo modelo de pantalla, Galileo, bastante más barato, con el que aseguran que se pueden mantener corales blandos y que tiene la mitad de leds (21 leds en 60 cm, más luz de luna). Esta pantalla no incluye controlador electrónico, sólo tres interruptores de encendido. Los led están equiespaciados en tres filas, y la fuente de alimentación está incluida en la propia pantalla.

A partir de los datos anteriores, esta pantalla equivaldría (de nuevo, en PAR) a un halogenuro de 150 w y 15.000 ºK.

P.D. *Parece ser, ahora se usan los LEDs LUXEON tipo K2.



Anotación 06. OTROS EJEMPLOS Y EXPERIENCIAS DE PANTALLAS DE LEDS

A continuación pongo fotos de un experimento que tuvo lugar en 2005 por un miembro veterano de otro foro que se llama MIGUELANGEL. Su reflector es un montaje de 60 LEDs y que consume 4 W. Su objetivo es iluminar un 100 litros (eso sí, de agua dulce!).

En su día, MIGUELANGEL utilizó LEDs con gran brillo de 7000 mcd. Pero se encontró con un impedimento, según explica: El principal problema es que emiten luz en linea recta como una linterna. Por lo que al tocar la luz una planta lo que hay debajo de la hoja queda a oscuras.

Mi anotación de interés: Así suelen ser los LEDs habituales, pues su ángulo de luz es pequeño (lo ideal es 140º), su brillo es limitado en luminosidad que prodce en milicandelas y la constancia de su rendimiento decrece al poco tiempo de uso. Unos pocos años después se han desarrollado los LEDs de alta luminosidad que se ajustan en nuestra intención de iluminar.


Resumiendo, otro compañero veterano que conoce esta tecnología le responde:

He visto las fotos de tu montaje con las plantas y, en mi opinion, le podrías sacar mas partido. Principalmente, creo que intentas iluminar demasiada superficie y que los LED's estan demasiado separados de su objetivo.

Siempre según mi opinion, yo montaría los diodos en dos bloques de 30, exactamente de la medida del recipiente que quieres iluminar y lo situaria mas cerca del objetivo. Teniendo en cuenta que los LED's no se calientan apenas no tendrías problemas. Hay muchos LED's en tu montaje que no iluminan las plantas.

Así pues yo soldaria los led's de un modo mas compacto, mucho mas juntos, que estuviesen mucho mas cerca y que todos iluminasen dentro de lo que es en si el recipiente.(...) Seria como montar dos linternas de 30 LED's que estuviesen mucho mas juntos y del diametro del recipiente para que no se perdiese nada de luz y lo pondria un maximo de 20 cm separado de la propia planta.

Anotación 07. UN EJEMPLO CONCRETO CON LOS LEDS LUXEON K2

En un foro norteamericano encontré un ejemplo realizado por therman con los LEDs LUXEON K2, supuestamente utilizados en la pantalla SOLARIS. Las imágenes lo dicen todo:







Anotación 08. PRIMERAS CONCLUSIONES DE LA LUZ LED EN UN ACUARIO

Cuanto más nos ajustemos a lo que exige el mantenimiento de vida de nuestros acuarios, más posibilidades de éxito tendremos desde el principio.

El principal problema que se plantea ahora es que cada acuario es un mundo distinto, pues dependiendo de las especies que se escojan y mantengan, así será su requerimiento de iluminación:

1. Los requerimientos de luz en un acuario depende del tipo de animales que tengamos y no del tamaño de este. Estos requerimientos aplican a la intensidad, los grados Kelvin y al tipo de lámparas que queramos utilizar para lograr el espectro deseado.
2. Las generalizaciones no funcionan la mayor parte del tiempo, aunque mucha gente quiera creerlo. Los watts por litro pueden ayudarnos en un principio, pero no es la manera mas adecuada de proceder (aquello de 1/2 W x Litro). Muchas veces se utiliza esta regla porque da alguna idea del nivel de identidad del cual estamos hablando, pero no es una manera precisa de hacer las cosas.
3. La profundidad del acuario no tiene mucho que ver con el tipo de iluminación que queramos usar. Lo importante es que si un coral que requiere de mucha luz se localiza en el sustrato, la potencia de la luz emitida por la fuente de luz tendrá que ser mucho mas grande.
4. Sin embargo, si colocamos en el mismo acuario un coral con menos requerimientos lumínicos, tenemos un escenario completamente diferente.
5. Para calcular el tipo de luz que necesitamos colocar en nuestro acuario, deberíamos recurrir a calcular la irradiación de fotones. El problema se presenta al no saber como calcular la cantidad de watts requeridos basados en la irradiación de fotones necesarios para un coral.
6. Hay algunos corales que necesitan de altísimas cantidades de energía. Tales corales requieren de mayor energía y no crecerán bien si esta no es proporcionada de forma adecuada. Esta energía puede ser proporcionada de dos formas: una cierta cantidad de luz de longitud de onda corta o una mayor cantidad de luz de una longitud de onda mucho mas larga (esta última no es la mejor manera).
7. Esto explica porqué cuando utilizamos luces con una buena cantidad de actínios (longitud de onda corta) no se necesita tanta cantidad de luz como cuando se utiliza una fuente de luz que emita longitudes de onda mas largas (ej: tubos fluorescentes).
8. El mayor problema que tenemos en un acuario, es que no todos los corales tienen los mismos requerimientos de luz. Lo que es suficiente para algunos, es insuficiente para otros. Tener presente esta diferencia es importante al minuto de elegir nuestro
sistema de iluminación.
9. Es importante saber los requerimientos lumínicos de cada especie para de esa manera, saber donde colocarlos. Hay especies que no les gusta recibir luz en forma directa y están acostumbrados a recibirla en forma de reflejo.
Por otro lado, queda claro que:




10. La Temperatura de Luz para requerimiento de un acuario marino 6.500 ºK son suficientes para un tanque de solo peces, y entre 10.000 ºK / 13.000 ºK para un acuario de arrecife.

11. Especies de invertebrados exigentes con la iluminación llegan a requerir 22.000 ºK (precisamente esta luz es la que simula la profundidad de un arrecife).

12. El fotoperiodo es realmente importante aunque no se suele tener en cuenta. En el acuario marino juega un papel vital para sus seres vivos, pues en la naturaleza están sujetos a los cambios luminosos (ciclos) para realizar sus funciones biológicas. Es conveniente simular las fases del amanecer y del anochecer, combinando fases de luz por programadores para estimular la vida en el acuario.

13. Según investigaciones, la luz azul o actínica (22.000 ºK o aprox. 400-450 nm) debería encenderse una media hora antes y media hora después que la luz diurna (6.500 ºK o aprox. 510 nm).

14. También se recomienda que la llegada de la noche no sea completamente oscura (lo interesante sería conseguir el ciclo lunar en sus 28 días, de luna llena a luna nueva), pero con luz de baja intensidad se puede conseguir este efecto.

Todo esto aplicado a nuestro futuro reflector es un reto. Seguramente los LEDs tendrán que ser realizados en circuitos distintos, para que la luz azul se encienda antes y después, la luz blanca se sume al fotoperiodo con la suma de otro circuito, y un tercero con luz débil para que se mantenga siempre encendido imitando la luz luna (programador secuencial). De hecho, los reflectores del mercado como SOLARIS, que supongo tendrán un equipo de investigadores detrás, lo han hecho así.

Recuerdo que con nuestros actuales reflectores tanto de fluorescentes como halógenos no conseguimos esta manera natural de iluminación (la luz no está calibrada con matices infrarrojos y ultravioletas).

Anotación 09. LA LUZ REFRACTADA EN EL AGUA Y EL EFECTO ARCO IRIS

Los LED's ofrecen luz directa (direccional) y en la actualidad pueden tener distintos ángulos (ángulo de luminosidad) que puede alcanzar hasta los 140º. Este ángulo es el haz de luz que se abre y vemos como el típico círculo luminoso que proyecta una linterna. Si el haz (ángulo) es cerrado el círculo se verá más pequeño y si es abierto, inversamente, se verá más grande. Los LEDs con 140º son los más adecuados para la iluminación de acuarios.


Al entrar un rayo de luz blanca en el agua, se produce el mismo fenómeno de descomposición en colores que en un prisma. Este efecto lo he visto y analizado en la naturaleza: al entrar los rayos del Sol en el agua del mar, en su fondo arenoso, pueden verse los reflejos formando dibujos matizados con los colores del arco iris. De hecho, el arco iris se produce con la incidencia de la luz del Sol en pequeñas gotas de agua en dispersión.

La luz blanca, como la del sol, es la combinación de todos los colores; por lo tanto, en un rayo de sol vienen mezclados todos. Sólo se necesita un medio por el cual ese rayo de luz blanca se divida en varios rayos de colores. Aquí es donde entra el agua, pues dentro de ella, los rayos de luz se dividen gracias a un fenómeno óptico llamado refracción de la luz.

Esto es un avance a tener en cuenta al iluminar los acuarios...

Curiosamente, nosotros siempre iluminamos los acuarios desde un punto fijo y concreto, alto, para permitir una amplia proyección del ángulo de luminosidad (haz de luz). De esta manera, los rayos de luz aunque entran refractados, no caen inclinados en ningún momento, con lo que el efecto prisma es más limitado y es menor la descomposición de colores. También se producen sombras eternas (debajo de los ángulos de las rocas y de los corales de porte alzado).

Y aquí llegué a mi idea del fotoperiodo teniendo en cuenta, por los conocimientos de otras personas y el funcionamiento de reflectores como el SOLARIS, la cantidad de luz necesaria, pero también la incidencia de los rayos de luz en refracción con el agua.
Cuando el Sol aparece al amanecer, sus rayos emiten una luz más tenue y están muy inclinados. Esto es lo que voy a imitar!!! A medida que el día pasa, el Sol va subiendo hasta llegar al cenit. En la próxima anotación transcribiré una experiencia con luz en movimiento en un acuario... pero no hace falta crear mecanismos que se muevan.

Y a continuación muestro gráficamente en que consiste el efecto prisma de nuestro acuario. La teoría es que la luz blanca y azul que aplicamos, se descompone en colores dentro del agua. Los habitantes del acuario aprovechan estos matices.

Y aquí ofrecemos nuestro experimento, realizado con una linterna de LEDs de luz blanca y luz azul. La luz se descompone en el agua como si fuese un prisma. Esta es la representación gráfica de lo que sucede:


Anotación 10. FOTOPERIODO TENIENDO EN CUENTA LA INCIDENCIA DE LA LUZ

En mi búsqueda por Internet encontré una joya que recomiendo leer. Se trata, por un lado, de mi confirmación personal de que el fotoperiodo no solo es importante, sino "vital" (aquí la diferencia de vivir y sobrevivir) para la vida de nuestro acuario. Es un artículo breve de muy fácil lectura de la revista on line Advanced Aquarist, escrito por Anthony Calfo y traducido al castellano. Habla de la luz en movimiento, imitando el paso del Sol:

Diseños de Anthony Calfo

Pero antes, entendamos un poco mejor como funciona la naturaleza. Primero entendamos que es el FOTOPERIODO (ver también el capítulo de este blog dedicado al tema):

Nuestro planeta tiene dos movimientos, uno de traslación alrededor del Sol (lo notamos con las estaciones, y los rayos del Sol se presentan más rectos -verano- o más oblicuos -invierno- con 365 días); y el de rotación que determina en 24 horas el día y la noche. Todos los organismos vivos de la Tierra nos hemos adaptado a estos ciclos.

En el acuario podemos reproducir como si fuese un micro-mundo el día y la noche, de gran efectividad no solo para la fotosintesis de corales y las plantas sino también para el comportamiento de los peces e invertebrados móviles. Es el producto de un proceso de varios millones de años.

Con la luz en movimiento estamos reproduciendo el ciclo solar, añadiendo la incidencia de los rayos de luz en refracción (luz que entra inclinada en el agua según el momento del día -tal como detallo en el anterior mensaje y que además se descompone en los colores del arco iris-). Esta luz empieza suave en el Este, con unos 2000 - 3000º K (amanecer)... aumenta al medio día con 6.500º k + 22.000º K (azul) y vuelve al anochecer a los 3000º K pero desde el Oeste.

En el 2003 en la revista Línea Avanced Aquarist se publicó el artículo del que he puesto vínculo y hago mención. Personalmente, soy admirador de su autor, Anthony Calfo, pero no llegó a tener en cuenta detalles como la luz proyectada en el agua, pero bueno, recuerdo que se trata de una manera de empezar. Sus dibujos me recuerdan a los intrépidos diseños del siglo 18 y 19... bien fundamentados con rigor científico.

Anotación 11. 1er DISEÑO TÉCNICO REFLECTOR DE LEDs "AQUAFLASH"

Bueno, pues finalmente hemos diseñado el proyecto de un reflector compuesto por luz de LED's.

Mi hijo y yo hemos registrado el invento, pero damos permiso a todos/as los amantes de la acuarofília para reproducirlo. En cambio, prohibimos su realización por parte de empresas o personas que busquen un beneficio económico. De todos modos, advierto que este primer diseño viable sirve para sentar las bases de otros diseños futuros más avanzados.

¿Qué hemos tenido en cuenta?

1º.- El fotoperiodo: aunque en esta anotación no tenemos en cuenta la noche (luz de luna), más fácil de reproducir, hemos analizado el día, con distintas fases y procesos luminosos. En las anotaciones anteriores he descrito largamente el tema de la temperatura de color y la intensidad luminosa. A parte, tal como sucede en la naturaleza, el reflector debe ser curvo, pues la incidencia (inclinación) de los rayos luminosos tienen gran importancia (reproducimos el recorrido del Sol). La luz no aparece exactamente en movimiento, pero si imitamos la incidencia de los rayos solares a lo largo de la jornada con la presencia de la luz incidiendo ordenadamente en distintas fases (movemos la luz!!!). Todo esto se ve en los esquemas.

2º.- LED's actuales más adecuados: los LED's que se están utilizando en la actualidad en otro tipo de reflectores del mercado los hemos propuesto aquí.

(UNIDADES) + (TIPO LED)
(13) Luxeon K2 LXK2-PW14-V00 - white - 140 Lumen 6.500ºK
(04) Luxeon K2 LXK2-PW14-U00 - white - 130 Lumen 6.500ºK
(18) Luxeon K2 LXK2-PR14-R00 - royal blue - 750mW 22.000ºK
(06) Luxeon K2 LXK2-PWW2-Q00 - warm white - 60 Lumen 3.000ºK
(04) Luxeon K2 LXK2-PL12-R00 - amber - 75 Lumen
Cada uno tiene su función, por la temperatura de color y su luminosidad. Igualmente, vamos a investigar de otras marcas, pues estos no son exactamente económicos, pero tampoco muy caros. El proyecto solamente con LEDs cuesta en en euros: 250 €. Hay que sumar disipadores de calor, la plataforma, fuente de alimentación, programador por fases. El cálculo es un gasto de unos 450 € - 600€ (precio estimativo), que tal vez sea demasiado, pero recordemos que se trata de una inversión a largo plazo. Para un acuario de 50-90 litros. Es un punto de inicio. También, tal como sucede con los avances tecnológicos, debemos tener paciencia, pues en este caso apunta a unos precios más económicos en un futuro cercano. En ese momento podremos hacer auténticas filigranas.

3º.- Reflector curvado: los LED's los dispondremos en una plataforma curvada, imitando la aparición del Sol, su cenit al medio día y su ocultación en el anochecer. Los rayos de luz refractados crean el efecto prisma, con lo que la luz se descompone en colores o matices dentro del agua, pero el ojo humano no lo percibe. En cambio la vida marina como los invertebrados si lo aprecian, pues primero, se evitan sombras y lo segundo, metabolizan todos los matices luminosos.

En los dos esquemas adjuntos a continuación se explica la disposición de los LED's, sus fases de encendido, su duración horaria en un periodo diurno de 12 horas. Ahora toca trabajar el tema de los temporizadores o relés.
REFLECTOR LEDs PROGRAMADO CON FOTOPERIODO Y LUZ INCIDENTE


Representación LEDs y fases de encendido

Diseños aquaflash: Representación situación localizada de los LEDs y sus fases ordenadas de encendido (fotoperiodo)

NOTA: Actualmente estoy dedicado a las pruebas de estos diseños. Recuerdo que tienen patente y está prohibido su desarrollo con fines comerciales.