Re: Radiazione solare e percentuale frequenze...

From: Tommaso Russo, Trieste <trusso_at_tin.it>
Date: Thu, 19 Feb 2009 16:00:50 GMT

Miao ha scritto:

> Questa, credo, dovrebbe essere esattamente la risposta che cercavo.
> Se non ho capito male quindi:
>
> su 10 lumen di radiazione solare bianca che arriva al suolo:
> 3, andando per eccesso, sono rossi (fra 580 e 700 nm).
> 2, sempre per eccesso, sono blu (fra 380 e 490 nm).
>
> Ho compreso bene?

Si: ma per la precisione, non su 10 lumen, bensi' su 10 W/m^2, che e' un'unita'
di misura fisica. Il lumen e' un'unita' di misura fisiologica, che tiene conto
della diversa sensibilita' dell'occhio umano alle varie frequenze del visibile:
massima al centro dello spettro, minima agli estremi (rosso e violetto).

Dai un'occhiata qui:
http://www.electroportal.net/vis_resource.php?section=Lezio&id=177
Convertire lumen in W/m^2 e viceversa richiede una conoscenza esatta dello
spettro e della sensibilita' dell'occhio.

I produttori di lampade usano i lumen per ragioni storiche, perche' le leggi si
esprimono in lumen, e lo fanno con riferimento preciso allo spettro che
generano le loro lampade e alla sensibilita' dell'"occhio standard" del CIE
(almeno, i produttori di illuminotecnica per l'uso umano *devono* farlo, per
legge. Gli altri potrebbero anche barare un po', inventandosi strani modo di
misurare i "lumen" per un'emissione limitata ad una banda ristretta, come hanno
fatto i produttori di casse acustiche economiche per misurare la potenza dei
loro amplificatori).

> Nella coltivazione in serra si usano vari tipi di luce bianca, HPS, MH,
> CLF... ecc.

Che, grossomodo, emettono uno spettro di corpo nero: le High Pressure Sodium a
ca 2200 Kelvin, la Compact FLuorescent a 4200 K, e le Metal Halide (alogenuri)
a 5000 K. A parita' di lumen percepiti (e dichiarati), la potenza
dell'emissione luminosa e' tanto minore quanto piu' ci si avvicina allo spettro
di corpo nero del sole (6500 K). Il consumo di corrente elettrica dipende
invece anche dall'efficenza di conversione.

> Considerato che le piante non utilizzano tutto lo spettro (riflettono il
> verde, ed utilizzano poco o nulla altri spettri) quei geniacci della NASA
> Hanno analizzato il funzionamento delle varie clorofille ed hanno concluso
> che gli unici spettri realmente necessari sono il Rosso ed il Blu (inutile
> perderci sul discorso della frequenza precisa, sarebbe oltre le mie
> competenze)

Eppero' un'occhiatina allo spettro di assorbimento delle clorofille dovresti
darlo: e' vero che assorbono solo nella zona bassa ed alta dello spettro, ma il
loro assorbimento non e' una riga, e' fatto di 3 o 4 bande abbastanza
allargate: vedi ad es. questa figurina, viene proprio da primo link ottenuto
googlando "led grow light":
http://www.homegrownlights.com/images/chloro.jpg
o vedi su Wiki:
http://it.wikipedia.org/wiki/File:Chlorophyll_ab_spectra2.PNG

> Ci significa che in realt�, stando alle proporzioni spettrali che mi avete
> dato, alla pianta, con una led grow light, basterebbe dare .3 di rosso e .2
> di blu.
> Il che significa che bisognerebbe darle, con le nuove lampade a led, "solo"
> 1 lumen per centimetro quadrato (avendo l'accortezza di mantere le
> proporzioni).
>
> E' giusto, se pur contorto, il mio ragionamento?

Se ragioni in W/m^2 si'. Se i costruttori ti danno la luminosita' solo in lumen
ne bastano addirittura di meno (dato che per dare la stessa percezione luminosa
all'occhio standard una lampada solo blu o solo rossa deve emettere potenza
luminisa maggiore di una bianca o gialla). E' da verificare pero' se
l'emissione in lumen di lampade rosse o blu viene calcolata proprio con
riferimento all'occhio standard.

> In nota, parlavo di "una data banda" perch� i led emettono frequenze
> estremanente precise. Almeno stando ai produttori :)
> Quindi un calcolo dell'integrale corretto dovrebbe, ad esempio, essere tra
> 469 ed i 471 nm per il rosso prodotto dai led.

Intendevi blu, immagino.

Qui pero' ho due obiezioni:

1- che un led produca luce con banda cosi' stretta mi pare molto strano. Ce la
fa sicuramente un laser, ma un led...

2) se veramente illumini una foglia con luce una rossa e una blu
monocromatiche, mi viene il sospetto che la sintesi clorofillana possa non
funzionare. Dato che lo spettro d'assorbimento della clorofilla e' allargato,
non sara' che la sintesi si svolge in fasi diverse che hanno bisogno di
energia luminosa a frequenze diverse?

ma forse le due obiezioni si elidono l'una l'altra.

> Cosa che, tra l'altro,
> abbasserebbe ulteriormente l'intensit� di flusso luminoso necessario per la
> coltivazione.

A questo non credo. Se la clorofilla richiede, e assorbe, in tutta la banda 400
- 480 e in tutta la banda 620 - 720, non e' che puoi darle *solo* la potenza
luminosa che assorbirebbe fra 469 e 471 e fra, chesso', 680 - 685. La povera
piantina morirebbe d'inedia. E, come dicevo sopra, neppure che puoi darle tutta
l'energia necessaria, ma concentrata in queste due righe.

BTW, ho visto nei forum che trattano di questo che per la fioritura viene
suggerita un'illuminazione molto piu' "rossastra" che durante la crescita. Non
sara' che vengono coinvolti anche altri tipi di pigmento oltre alla clorofilla?


Buone fusa
--
TRu-TS
Received on Thu Feb 19 2009 - 17:00:50 CET

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