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Llevó Acuario De Iluminación - Iluminar ecosistemas con luz leds

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發表於 2014-1-29 17:13:27 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
Leds en el acuario, solo ventajas
En este artículo vamos a informar sobre novedades y ocurrentes ideas para la aplicación de este tipo de iluminación. Nuestro propósito, para el actual y próximos capítulos, es hacer un seguimiento exhaustivo sobre esta tecnología. Cuanto más sepamos, mejor preparados estaremos cuando llegue el momento de crear nuestras propias pantallas LED. Nunca antes habíamos tenido la oportunidad de poder aplicar luz con tanta precisión y facilidad para cada biotopo mantenido artificialmente.
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Por fuerza, los precios de los LED deben bajar mucho más todavía. Su uso se está extendiendo a todos los ámbitos de nuestra vida. Será una verdadera revolución: luz artificial de idéntica calidad a la luz natural.

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Capitulos de informacion sobre la luz en el acuario(leds)


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En este capítulo hablamos sobre la viabilidad en la creación de una pantalla de LEDs. Para nuestro pesar, es un capítulo todavía abierto (tal como hemos apuntado antes, estamos a la espera de que los precios se moderen más).

Los dos grandes factores a tener en cuenta:


1:El color de la luz.

Se mide con la llamada Temperatura de Color en grados kelvin (º K) o en Longitud de Onda con la unidad de los nanómetros (nm). Una de las grandes ventajas LED es que ofrece un color de luz exactamente calibrado. En la naturaleza la luz del Sol es puramente blanca, concordante con los 5500 º K. Se da la circunstancia que en acuarios dulces es el mejor color para el crecimiento de las plantas acuáticas. El rango que se aplica actualmente con otras luminarias se sitúa entre los 4500 y los 6500 º K. En los biotopos marinos debe añadirse luz de color azul, por la razón de que muchos organismos viven en la zona fótica del océano (allí donde todavía llegan los rayos del Sol). El color de la luz submarina es proporcionalmente más azulada según la profundidad. Esta luz se llama actínica.

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Cada biotopo tiene sus propias características luminosas

2: Potencia luminosa.

La tecnología LED para iluminar es relativamente nueva. Cada vez se fabrican LEDs de mayor potencia luminosa, a precios más accesibles. La potencia luminosa se mide en unidades de lux y lúmenes. Para hacernos una idea, un acuario marino de 115 litros requiere una potencia luminosa de poco más de 3000 lúmenes. De todos modos, la potencia luminosa de un acuario obedece a variables: según la altura y contenido del acuario, especies vivas a mantener (según biotopo), etc.



El Z-POWER P7 acriche, fue uno de los primeros LEDs de alta potencia luminosa de 900 lúmenes que nos dejó boquiabiertos con sus 10W... pero esto era el principio, ya que a partir de ese momento empezó una nueva generación de diodos

En este capítulo se propone un esquema en la configuración de una pantalla LEDs teniendo en cuenta el fotoperiodo (periodo de radiación luminosa en los ecosistemas dependientes del Sol, que dura entre 10-12 horas y equivale a las horas diurnas).



Presentación simple del esquema de un fotoperiodo en 3D

Explicamos que la luz LED puede aplicarse sin problemas a ecosistemas acuáticos (y otros). Las ventajas son muchísimas (luz calibrada en un color perfecto, focalización directa, bajo consumo, menor proyección de calor...), pero el problema ahora mismo, es la inversión económica.



Otro esquema, pensado para un acuario de arrecife, teniendo en cuenta los colores en cada momento del día (fotoperiodo 3D)

También proponemos la innovadora idea de una iluminación en 3 dimensiones, pues es la forma natural en la que se proyectan los rayos solares. Esta idea se basa en los movimientos de traslación y rotación que ejercen nuestros astros. Para entenderlo de manera sencilla, un objeto es iluminado siguiendo un circuito lineal panorámico con forma de semicúpula de este a oeste, en una perspectiva de arco en el cielo, con distintas fases de color durante el día. Es decir, el Sol no se mantiene fijo en el cenit, tal como siempre presentamos las pantallas de iluminación. Nuestros espacios mantenidos deberían seguir la misma pauta de fotoperiodo natural en 3D. Con las luminarias LED es muy fácil reproducir este efecto natural.



Los rayos de luz deben incidir con una inclinación que varía a lo largo de las horas del fotoperiodo. De esta forma, se evitan las sombras perpetuas y los rincones siempre sombríos

Luz actínica de leds:¿Que es la luz actínica?

En este capítulo se define la efectividad de la luz actínica LED. La también llamada luz submarina, se encuentra entre los 18.000 y los 22.000 º K (o lo que es igual, en una longitud de onda que se recoge entre los 400 y los 480 nm).
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Como dato curioso, la luz actínica ofrece un grado interesante de fluorescencia en los colores vivos, resaltando un aspecto espectacular en el acuario.

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La luz actínica a parte de ser necesaria, ofrece unos colores espectaculares en los acuarios marinos

En acuarios de arrecife esta luz azul es vital para muchos organismos fotosintéticos tales como corales, anémonas, etc. Parece que también es importante para la visión de los peces de este hábitat.
Se muestra un ejemplo y pruebas midiendo la capacidad de un LED de 1W Luxeon K2 color Royal Blue (440-460 nm).

Análisis a fondo del LED LUXEON K2


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Los Luxeon K2 han sido los LEDs más recurridos para la iluminación de acuarios

Siguiendo los pasos de las pantallas de LEDs que se comercializan, analizamos estos diodos susceptibles de formar parte de la electrónica luminosa de reflectores como el SOLARIS. Estos LEDs consumen 1W y ofrecen aproximadamente 100 lúmenes de brillo luminoso.

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Ejemplos de acuarios iluminados con la famosa SOLARIS

Pero nos encontramos con los primeros problemas:

1:
A más potencia consumida, más luz producida, pero también se genera de forma proporcional más calor. Los LEDs estándar no tienen este problema (de aquí que se llamen luz fría). Pero los LEDs de alta luminosidad requieren de un disipador de calor, de lo contrario se funden al momento.


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Un disipador de calor

A fecha actual (los avances son enormes en muy pocos meses) se están fabricando LEDs de 10 (900 lúmenes) hasta 500W (20000 lúmenes!!!). Esto significa que la disipación de calor debe ser un factor inherente a tener en cuenta. Los LEDs deben montarse sobre una estructura metálica que permita evacuar las altas temperaturas (sólo se producen en la parte lateral del LED).


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Los LEDs de nueva generación empiezan a ser muy distintos en su aspecto a lo que conocemos. Este es un LED de 100W, que con su disipador y conexión es un auténtico foco en miniatura capaz de ofrecer hasta 6000 lúmenes

Los LEDs de 100W ofrecen aproximadamente 6000 lúmenes de luz (la equivalencia de cuatro lámparas fluorescentes tipo T5 o T8 de 40W o de dos lámparas halógenas tipo HQI de 175W cada una)

2:

Disipadores de calor. Tal como se expone son completamente necesarios. Pueden ser placas de distintos metales adecuados, de distintas formas y tamaños. En muchos casos, se acompañan de uno o varios ventiladores para PC.

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Un ejemplo de LED con disipador

3:

Los precios de dichos LEDs, siguen siendo caros comparándolos con otras luminarias. A su favor decir que se trata de una inversión a largo plazo, pues estos LEDs tienen una vida muy larga y no requieren cambiarse hasta pasados aproximadamente 10 años. De todos modos, es una nueva tecnología que se está imponiendo y debe abaratar precios por su gran producción.



Comparativa ¿LEDs adecuados para el reflector de un acuario?En este capítulo analizamos que LEDs son los adecuados para iluminar un acuario: estándar, SMD, alto brillo...

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 €
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...


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