Iluminação para Reefs

Iluminação em um Aquário de Corais

Por Clayton Smith

Iluminação é um dos importantes fatores para se manter um aquário saudável, mas ainda existe uma enorme deficiência no compreendimento, além de informações erradas dadas a hobbistas. Neste artigo eu pretendo desmistificar alguns conceitos e prover algumas informações práticas e úteis que você poderá colocar em uso quando pensar nos habitantes do seu aquário.

Primeiramente, quanto estamos falando de luz, temos que definir corretamente a terminologia ou mais especificamente a maneira como se medir a intensidade da luz e as unidades que utilizaremos. Muitos aquaristas falam em watts por litro e neste artigo espero mostrar que isso pode ser muito equivocado. Nosso interesse em iluminação, tendo em vista os corais, é principalmente relacionado à habilidade das algas Zooxantellae de fazer fotossíntese e, assim, estamos considerando a quantidade de PAR que está bombardeando qualquer coral.

PAR é a radiação fotossintética disponível e é medida em Micro Einsteins por Metro Quadrado por Segundo (µE·m²·sec) ou Micro Mols por Metro Quadrado por Segundo (µmol·m²·sec). Como mostrarei, usando termos como watts por litro, estamos considerando a quantidade total de luz que será exposta em nosso aquário e a intensidade de luz em diversos pontos diferentes pode variar enormemente, enquanto quando nos referimos ao PAR e µmol·m²·sec, estamos falando da exata quantidade de luz que está chegando a um determinado ponto em um determinado momento.

Nós medimos PAR com medidores de luz esses são fáceis de serem utilizados. Apesar de não serem muito baratos, os medidores são uma das mais úteis ferramentas que podemos usar. Consistem em dispositivos com um sensor e um display digital. Para o restante deste artigo, irei me referir a intensidade luminosa em µmol·m²·sec, mas para referência, você pode em um dia sem nuvens com luz direta do Sol em um dos trópicos por volta de 2,000 µmol·m²·sec. Na mesma situação de céu limpo, mas à 1m de profundidade em um recife de corais, essa quantidade cairá a 1600 µmol·m²·sec, a 5m de profundidade, por volta de 950 µmol·m²·sec, a 10m aproximadamente 600 µmol·m²·sec e finalmente a 20, a intensidade diminuirá a aproximadamente 300µmol·m²·sec.

Agora que você tem uma idéia da variação da intensidade da luz que é encontrada em um reef de corais, vamos ver como isso se compara aos nossos aquários. Existem vários fatores que determinam a intensidade da luz que chega a qualquer ponto do aquário. Obviamente o tipo de fonte de luz que você está usando tem grande importância, e por agora vamos nos concentrar em lâmpadas HQI. A potência da lâmpada que você usa é compreensivelmente um dos principais fatores, no entanto, existem muitos outros fatores que influenciam a intensidade da luz que chega a um coral, incluindo a temperatura medida em Kelvin da lâmpada, o fabricante, o design dos refletores, a distância da lâmpada à superfície do aquário, a transparência da água, a profundidade em que o coral está, o reator utilizado e até mesmo a movimentação na superfície da água.

Primeiramente, vamos observar o efeito que a distância da lâmpada até a superfície da água tem. Como todos sabemos, a água absorve a luz, no entanto, em nossos aquários estamos atravessando a luz por cerca de 40 a 70 cm de água e a quantidade de luz que a água absorve nessa distância é realmente pequena. Mais importante é a distância da fonte de luz ao coral propriamente dito. A principal causa da diminuição da intensidade de luz em nossos aquários é devida à distância entre as lâmpadas e o objeto em questão e o fato de que a diminuição da intensidade da luz na água segue a regra do quadrado inverso. Você não precisa entender essa regra, mas seus efeitos são muito relevantes. Para entender como a distância entre a lâmpada HQI e um determinado ponto no aquário afeta sua luminosidade, pegaremos algumas leituras utilizando um medidor de PAR. A lâmpada utilizada foi uma HQI 250W de 10.000 Kelvin de rosca com um refletor. A lâmpada tinha 6 meses de uso e foi colocada sobre um aquário. As leituras foram feitas a 5 cm da superfície que não tinha movimentação. Aumentando a fonte de luz de altura, pude fazer leituras em distâncias que variaram entre 12,5 cm e 37,5 cm da lâmpada ao sensor de luz. O gráfico 1 (ao final da página) mostra os resultados.

Como pode-se observar, quando a lâmpada estava a 5 polegadas (12,5 cm) acima superfície da água, a intensidade da luz a duas polegadas (5 cm) abaixo da superfície diretamente abaixo do centro da lâmpada era 1070 µmol·m²·sec. Quando levantada a lâmpada a 9 polegadas (22,5 cm) da água, a intensidade caiu drasticamente a 520 µmol·m²·sec. Essa mudança na distância de apenas 4 polegadas é equivalente à mudança em profundidade entre 4 e 14 metros em um recife de corais. Então observa-se que a distância entre a lâmpada e a superfície da água tem um efeito dramático na luminosidade provida aos seus corais.

A altura em que a unidade de iluminação está suspensa sem dúvida não é o único fator. As leituras mostradas no gráfico acima apenas leva em consideração a distância do objeto diretamente abaixo da fonte da luz, ele não mostra quão dramaticamente o posicionamento horizontal pode afetar a quantidade de luz que recebe. Para mostrar isso, peguei uma larga amostra de leituras em várias posições ao redor do centro em um aquário. O tanque media 1,20m x 0,60m x 0,60m com duas HQIs de 250w e 10,000 Kelvin de rosca.
Essa lâmpada foi suspense a 20cm acima da superfície da água e posicionada de maneira que seu comprimento ficou no mesmo sentido do comprimento do aquário. Havia 32cm entre as lâmpadas. O diagrama do gráfico 2 (vide no final da página) mostra as leituras agrupadas para dar uma visualização do padrão de distribuição da luz pelo aquário.

Esse diagrama mostra claramente algo que não tem a merecida atenção quando do posicionamento dos corais. O posicionamento horizontal é tão relevante, se não mais relevante, que o posicionamento vertical no aquário. A imagem mostra isso mais claramente. Diretamente abaixo da lâmpada da direita, à superfície da água a intensidade da luz é de 1.100 µmol·m²·sec, mas a apenas 4 polegadas à direita, a intensidade à superfície é de apenas 550 µmol·m²·sec e essa tendência segue em todo o aquário. Se sair um pouco ao lado do centro de sua fonte de luz, sua intensidade luminosa cai drasticamente. De qualquer maneira, observa-se que no centro a luminosidade é intensa devido à sobreposição da iluminação. Mas isso depende de quão distante estão suas lâmpadas e o grau de incidência.

Outro fator que é frequentemente esquecido quanto às HQIs e a intensidade luminosa em aquários é a medida de Kelvin das lâmpadas. Essa medida refere-se à temperatura de cor que a luz emite, quanto maior o Kelvin, mais azul é a lâmpada e quanto menor o Kelvin, mais amarelada/vermelha. O fato negligenciado é o de que quanto maior o Kelvin, menos luz a lâmpada emite. Sim, uma HQI de 250w e 14.000 Kelvin não é tão clara como uma de 250w e 10.000 Kelvin e uma de 20.000 Kelvin e 250w emite menos luz que uma de 14.000 Kelvin! Para mostrar isso, peguei algumas leituras com um leitor de PAR. Comparando uma HQI de 250w de rosca com 10.000 Kelvin BLV com uma 250w de rosca com 14.000 Kelvin Coralvue, ambas tinham 6 meses de uso e estavam sendo utilizadas pelo mesmo tempo durante o dia e ambas foram suspensas a 22,5cm acima da superfície da água. E tinham os mesmos refletores. As leituras foram feitas diretamente abaixo das lâmpadas e 5 cm abaixo da superfície da água. A essa distância a luminosidade com a lâmpada de 10.000 Kelvin era de 515 µmol·m²·sec enquanto com a de 14.000 Kelvin ela era de 320 µmol·m²·sec . Essa é uma grande diferença. De fato, 35% de diferença! Nesse exemplo, a de 10.000 Kelvin era 35% mais forte que a de 14.000 Kelvin. Apesar de possivelmente haver diferenças entre a performance de reatores ou das marcas, quando comparei lâmpadas de 10,000 Kelvin com lâmpadas de 14,000 Kelvin, sempre observei que as de 14,000 Kelvin emitem pelo menos 25% menos PAR que as de 10,000 Kelvin. Mas espere, as com maiores Kelvin não irão penetrar mais na coluna d’água por serem mais azuis? Sim, é verdade que o espectro azulado penetra mais, mas não esqueça que estamos apenas lidando com uma profundidade bem rasa de água em nossos aquários, então esse efeito é praticamente insignificante na comparação entre as duas lâmpadas.

Espere, eu ouvi que os corais precisam da parte azul do espectro e então crescem melhor sob lâmpadas de 14.000 kelvin, não é? Não. E por algumas razões. Primeiro, a intensidade luminosa é menor em lâmpadas de 14.000 kelvin do que nas de 10.000 kelvin, como vimos, então, a menos que você tenha alcançado o ponto de saturação de um determinado coral, a taxa de fotossíntese alcançável com 14.000 kelvin será menor do que seria com 10.000 kelvin. Segundo e muito importante, os corais são muito adaptáveis. Apesar das Zooxantellae naturalmente absorverem luz da parte azul do espectro (assim como outros comprimentos de onda), a quantidade de luz azul que é emitida acima de 10.000 kelvin é frequentemente 4 a 5 vezes mais do que o encontrado em recifes e algumas lâmpadas como as Radium 20.000 kelvin emitem 8 a 12 vezes mais radiação a 454 nm que seria encontrado na natureza. De qualquer maneira, essa grande diferença entre o espectro natural e das lâmpadas que usamos não é problemática devido à grande adaptabilidade dos corais. É sabido a muito tempo que corais são capazes de mudar a abundância de diferentes famílias de Zooxantellae que são adaptadas a diferentes espectros de luz. A Zooxantellae é capaz de mudar seu conteúdo de pigmentos que absorvem a luz, assim como a atividade de várias enzimas para fazer melhor uso do espectro de luz disponível. Se você mover um coral em um recife de 15m para 10m de profundidade e examinar a abundância e o espectro de luz absorvido por pigmentos como clorofila c2 ou peridinin, você verá que eles mudaram, de maneira a fazerem o melhor uso da nova iluminação. Essa é uma ótima notícia para nós como hobbistas, já que isso significa que os corais podem se adaptar facilmente a diferentes tipos de luz que provemos.

Outro fator que deve ser mencionado quando examinamos intensidade da luz em corais é o efeito da luz refratando nos movimentos da superfície da água. Em águas rasas, já foi provado que essa refração de luz podem dobrar a intensidade de luz em pequenas rajadas. Esse efeito apenas ocorrerá quando pontos de luz são usados sobre o aquário e não quando utilizadas fontes difusas de luz, como lâmpadas fluorescentes. Usar lâmpadas HQI e ter superfície agitada implicará em ter o efeito, mas não tão forte como nos recifes naturais.

Agora que temos toda essa informação sobre intensidade de luz em nossos aquários, como podemos utilizá-la em nossos aquários? Felizmente, existem muitos bons estudos sobre o ponto de compensação e de saturação em corais. O ponto de compensação é a quantidade mínima de luz para um dado coral sobreviver e descreve o ponto em que o oxigênio produzido pela Zooxantellae é igual ao oxigênio demandado pela Zooxantellae/coral hospedeiro. No outro extremo existe o ponto de saturação, onde a taxa de fotossíntese é a máxima e prover mais luz não aumentará a mais a fotossíntese. Outro fator que deve ser considerado é a fotoinibição, que é quando existe tanta luz, que começam a haver danos e a fotossíntese começa a parar. Graças ao trabalho de grandes pesquisadores, agora temos os valores nos quais cada um dos eventos descritos ocorrem em alguns corais. Comparando essas demandas dos corais com a intensidade de luz que achamos em pontos do aquário, nós podemos determinar quais corais podemos manter e em que lugares eles devem ser posicionados em um aquário. Você deve estar surpreso como a fotoinibição é facilmente alcançada em vários corais, se posicionados de maneira inadequada.

Apesar da informação disponível não estar completa ainda, ela mostra alguns fatos interessantes. Deve ser notado, no entanto, que corais têm a habilidade de se adaptar, como anteriormente mencionado e as espécies mencionadas aqui poderiam ter diferentes pontos de saturação se vivessem em diferentes profundidades em um recife. Assim mesmo, tendo isso sido dito, para a vasta maioria dos corais, o ponto de saturação raramente excede os 350 µmol·m²·sec e para algumas famílias é muito menos ainda. Exceder a intensidade de luz acima do ponto de saturação dos corais não trará benefício algum ao coral, não aumentará a taxa de fotossíntese ou o crescimento e quando você alcançar o ponto de fotoinibição, você estará diminuindo a fotossíntese e o crescimento. O ponto de saturação dos corais também depende de vários fatores e têm sido mostrado que aumentando o fluxo de água ao redor do coral pode aumentar o ponto de saturação até certos limites. Você pode também observar na tabela abaixo que é bem fácil causar a fotoinibição em alguns de seus corais no aquário. Observe que o coral pode não morrer devido à fotoinibição, mesmo que o ponto já tenha sido excedido. A tabela mostra o ponto de fotoinibição, onde a intensidade ótima de luz foi transcendida e o excesso de luz causa estresse ao coral, mas o coral se adapta muito bem às mudanças através da retração dos pólipos e expulsão da Zooxantellae. Mas, se a intensidade da luz é muito alta, será muito fácil causar problemas de saúde ou até mesmo a morte do coral.

Espero que este artigo tenha dado alguma informação prática que ajude você a escolher e administrar sua iluminação corretamente e ao comparar algumas das demandas dos corais na tabela você terá uma idéia melhor de onde posicionar os corais em seu aquário.



FONTE: Aquarium Lab
http://aquariumlab.com.br


O conteúdo presente no texto acima é responsabilidade dos Autores citados

### Anexos ###

Gráfico 1

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Gráfico 2

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