Il nostro nuovo metodo di lavoro DaniReef LAB per la misurazione dei PAR
Nelle lunghe notti passate sul nostro forum (qui) ci siamo sempre chiesti come si potrebbe ragionare per riuscire a comparare i valori dei PAR delle diverse plafoniere. Fino ad oggi lo abbiamo fatto utilizzando il Quantum Meter MQ-510 di Apogee.
Il Quantum Meter MQ-510 misura i PAR, espressi in PFFD ovvero densità di flusso di fotoni fotosintetici (photosynthetic photon flux density) in μmol m-2 s-1. Questo strumento viene calibrato per funzionare sott’acqua, quindi usato in aria il valore misurato deve essere diviso per 1,32 che è il fattore di immersione. Non essendoci acqua, al momento delle prove che vedremo, dobbiamo effettuare la conversione. I valori che voi vedrete saranno sempre quelli corretti.
Abbiamo così deciso di costruirci una base da 70×70 cm, dove abbiamo indicato 17 punti fiduciali dove andare a posizionare il sensore del Quantum Meter MQ-510. Per posizionare la plafoniera abbiamo creato dei rialzi da 20, 40 e 60 cm. In modo da leggere i valori sempre con la medesima distanza dal sensore. Questo ci permetterà di creare delle curve nello spazio che potranno essere confrontate con quelle di altre plafoniere, sempre alle distanze date. Notate che questa distanza è misurata fra la base del sensore e la base della plafoniera. In realtà la distanza deve essere diminuita di 3,5 cm che è l’altezza del cilindro di misura ed aumentata di 0,5 cm che è la dimensione dei distanziali che ci permettono di tenere sollevata la plafoniera.
In totale le tre misurazioni saranno effettuate quindi a 17, 37 e 57 cm di distanza, in aria, e verrà applicato il fattore correttivo.
A questo sistema abbiamo affiancato anche il nuovo PARwise PRO di ITC che permette di leggere i PAR ma anche di generare l’analisi dello spettro e soprattutto di prendere in esame il cPUR. Il cPUR – “Coral Photosynthetically Usable Radiation” è una misurazione della luce specificamente progettata per i coralli. Secondo ITC, la grandezza dei PAR non ci dice se la luce che stiamo misurando sia effettivamente utile per la crescita dei coralli. Si potrebbe avere un livello di PAR elevato, ma concentrato completamente nella parte sbagliata dello spettro.
La misurazione cPUR include solo le lunghezze d’onda e l’intensità della luce che i coralli possono effettivamente utilizzare, escludendo quelle che non vengono sfruttate in modo efficiente nei processi fotosintetici o nelle proteine fluorescenti. Ovviamente si parla di una media.
Assieme a questo con l’ultima release del software del Parwise PRO è possibile misurare anche tante altre caratteristiche molto interessanti, dallo spettro luminoso, ai pigmenti presenti. Tutti dati che vedremo in seguito nella nostra analisi.
La misurazione dei PAR a 17 cm di distanza
E questo il grafico corrispondente, nella nostra classica scala, uguale per ogni plafoniera, per poter confrontare fra loro plafoniere simili.
La prima misurazione ha la caratteristica di avere una limitata distanza fra plafoniera e sensore. I valori dei PAR espressi sono molto alti al centro ed hanno la caratteristica forma del tendone da circo. Questo è ovvio considerando la dimensione della plafoniera di 30×18 cm.
La misurazione dei PAR a 37 cm di distanza
E questo il grafico corrispondente.
Aumentando lo spazio fra plafoniera e sensore, la curva assume una connotazione piena. Il valore di picco è molto alto. Il valore centrale diminuisce da 2161 a 535 μmol m-2 s-1.
La misurazione dei PAR a 57 cm di distanza
E questo il grafico corrispondente.
Basta guardare il grafico per capire la piena copertura con livelli di PAR elevati, considerando che parliamo di ben 57 cm di distanza dalla plafoniera stessa. Un risultato incredibile per tipologia di copertura. Il valore centrale diminuisce ancora da 2161 a 535 a 255 μmol m-2 s-1.
I PAR al centro nelle diverse configurazioni
Continuiamo con i nostri rilevamenti tecnici. A seguire vediamo come calino, in un grafico, le misurazioni dei PAR al centro nelle tre diverse distanze della prova.
Variazione Energia della A8 Pro II Blue in base alla distanza
Questo secondo me è il dato più significativo fra quelli misurati, e quello più confrontabile. La variazione energetica. Sono stati calcolati i volumi sottesi dalle tre superfici che avete visto precedentemente. Perché è ovvio che allontanandosi dalla plafoniera i valori di PAR calino, ma calano anche perché la luce illumina uno spazio maggiore. In questo modo si cerca di tenere conto di tutta l’energia luminosa contenuta nell’ipotetico quadrato di 60 cm sotteso dalla plafoniera. E si vede che i tre valori 1.709.000, 1.158.000 e 725.000 assumono una diversa connotazione rispetto ai valori misurati al centro. Quando i primi sono calanti perché aumentano le distanze, l’area sottesa, ovvero l’energia, diminuisce meno, perché il “grosso” dell’illuminazione della plafoniera “concentrata” rimane al centro. Questa la teoria.
Per la A8 PRO II Blue i valori sono molto costanti. Anche se si passa da una distribuzione fortemente centrata ad una quasi uguale su tutta la superficie. Ovviamente in base agli animali che si vogliono allevare è un valore ottimo per vasche larghe fino a 60 cm, buono per acquari che siano larghi 70 od 80 cm invece. Ovviamente considerando la larghezza bisogna considerare che sebbene la copertura sia buona, i raggi luminosi arriveranno fortemente inclinati ai lati per cui l’effetto sui coralli sarà comunque molto diverso rispetto ad una plafoniera più ampia, come ATI Straton, GNC BluRay X e Philips CoralCare.
Lo Spettro luminoso della A8 PRO II Blue
Grazie all’utilizzo del PARwise PRO di ITC abbiamo anche misurato altri valori, fra cui lo spettro luminoso e l’importante cPUR.
Qui sopra vediamo lo spettro luminoso come rilevato dal PARwise PRO. Certo lo spettro viene creato utilizzando una rilevazione a punti discreti, per cui la curva non è perfetta come quella rilevata da uno strumento maggiormente preciso. Ma fornisce una idea sufficientemente precisa per vedere che vi sia una preponderanza attorno ai 449 nm dove ottiene il massimo dei PAR.
Lo spettro appare virtualmente identico alle tre distanze prese in considerazione, e ci indica il massimo dei lux e dei PAR che riassumiamo nella seguente tabella.
| PAR | LUX | |
| 17 cm al centro | 2208 μmol m-2 s-1 | 43043 lux |
| 37 cm al centro | 586 μmol m-2 s-1 | 11270 lux |
| 57 cm al centro | 281 μmol m-2 s-1 | 5475 lux |
Valori misurati al centro e leggermente maggiori del 2% circa, rispetto a quelli misurati con Apogee MQ-510.
Il cPur della A8 Pro II Blue
A seguire vediamo invece la curva in verde che indica il cPUR, ovvero la radiazione fotosintetica massima utilizzabile dei coralli. Il cPUR – “Coral Photosynthetically Usable Radiation” è una misurazione della luce specificamente progettata per i coralli. Secondo ITC, la grandezza dei PAR non ci dice se la luce che stiamo misurando sia effettivamente utile per la crescita dei coralli. Si potrebbe avere un livello di PAR elevato, ma concentrato completamente nella parte sbagliata dello spettro.
E vediamo che lo spettro della A8 Pro II Blue è tutta al di sotto di quella ipotetica curva. In pratica non c’è dispersione di luce non utilizzata dai coralli, e questo è quello che conta. La misurazione ci indica che solo una quantità di circa lo 0,44% di potenza complessiva viene spesa senza che sia di nessun aiuto per i coralli. C’è da dire che secondo questa curva però, la plafoniera riesce a soddisfare solo il 31% del fabbisogno dei coralli.
I pigmenti della A8 Pro II Blue
Il nuovo software del Parwise PRO ci permette anche di esplorare i vari pigmenti che vengono eccitati dalla luce. Attualmente prendiamo il dato per quello che è, quando avremo in mano altre plafoniere potremo fare delle comparazioni in merito.
| Pigmenti | a 17 cm | a 37 cm | a 57 cm |
| Peridinino | 69 % | 68 % | 68 % |
| Fucoxanthina | 86 % | 85 % | 84 % |
| Clorofilla A | 63 % | 63 % | 62 % |
| Clorofilla B | 70 % | 69 % | 69 % |
| Clorofilla C | 88 % | 87 % | 87 % |
| Clorofilla D | 47 % | 46 % | 46 % |
| Beta Carotene | 84 % | 83 % | 83 % |
Come si può vedere la caratterizzazione rimane simile a tutte le distanze, mentre l’incidenza dei vari pigmenti cambia molto con il canale acceso, come abbiamo verificato con le nostre misurazioni, ma che evitiamo di includere per non appesantirvi con i dati.
Valori per canale al centro nelle tre distanze
Abbiamo misurato anche i valori per ogni singolo canale, ma lo abbiamo fatto solo al centro, per darvi una idea di quale contributo i diversi canali abbiano sui PAR emessi.
Vediamo i valori misurati:
| Distanza = 17 cm | % dei PAR | % del consumo | |
| Canale 1: | 457 μmol m-2 s-1 | 20 % | 19 % |
| Canale 2: | 452 μmol m-2 s-1 | 20 % | 20 % |
| Canale 3: | 79 μmol m-2 s-1 | 3 % | 4 % |
| Canale 4: | 77 μmol m-2 s-1 | 3 % | 7 % |
| Canale 5: | 702 μmol m-2 s-1 | 30 % | 23 % |
| Canale 6: | 181 μmol m-2 s-1 | 8 % | 10 % |
| Canale 7: | 164 μmol m-2 s-1 | 7 % | 10 % |
| Canale 8: | 191 μmol m-2 s-1 | 8 % | 8 % |
Se grafichiamo i valori dei PAR in un grafico la differenza salta ancora più agli occhi.
Gli otto canali sembrano essere (s)bilanciati a 3 a 5. La parte del leone la fanno i canali 1, 2 e 5, tutti sulla lunghezza d’onda del blu con la maggior parte dei PAR. Per altro come era facilmente intuibile dato il nome della plafoniera stessa. Tutti gli altri 5 canali incidono percentualmente in maniera poco rilevante. I primi tre canali infatti sommano il 70% dei PAR con il 62% del consumo, mentre gli altri cinque canali, consumando il 38% della plafoniera producono solo il 30% dei PAR.
Consumo
La rilevazione del consumo istantaneo è stato reso possibile grazie all’utilizzo del comodo strumento RCE PM600 che è in grado di misurare anche il Cos(fi) (o sfasamento). Il risultato viene fornito direttamente in watt.
Qui sopra vediamo la potenza massima ed a seguire il valore dello sfasamento.
La plafoniera A8 Pro II Blue consuma quindi 243 watt, valore che si discosta poco da quanto dichiarato. Considerando che a 17 cm la plafoniera sviluppa al centro 2161 μmol m-2 s-1, si può dire, in prospettiva, che abbia un valore di picco di 8,89 μmol m-2 s-1 w-1 (PAR per watt), un valore di efficienza piuttosto basso, non tanto per i PAR che sono alti, ma quanto per il consumo che è elevatissimo. Per confronto la Radion ha circa gli stessi PAR consumando però 50 watt in meno. Quindi per avere gli stessi PAR la A8 PRO II Blue consuma il 33% in più. Addirittura rispetto alla Orphek Natura ha meno PAR, ma la Natura consuma 100 watt in meno. 150 watt la Natura, con PAR più alti della A8 PRO II Blue con 250 watt.
A8 Pro Blue II ed il calore
La plafoniera A8 Pro II Blue ha un sistema di raffreddamento attivo, che utilizza una ventole comandata da un sensore posto sul PCB.
Proseguiamo a pagina tre con i costi di utilizzo, i confronti con le altre plafoniere ed il nostro commento finale.
