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Tópico: LUZ e AQUARISMO

  1. #1
    Convidado de RF Avatar de Roberto_Denadai
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    LUZ e AQUARISMO

    Luz e Aquarismo

    Introdução

    A luz solar é responsável pela existência e criação dos ecossistemas marinhos e terrestres.Aproximadamente a 3 bilhões de anos atrás, algumas bactérias desenvolveram certas habilidades em dividir uma variedade de compostos. Finalmente, um bilhão de anos mais tarde, a alga azul-verde desenvolveu a habilidade de utilizar o composto mais abundante da terra, a água. A fotossíntesse entra em ação como um sofisticado processo químico, utilizando a luz solar como fonte de energia.Desde então existe uma grande variedade de tipos de fotossíntesse no reino das plantas e algas, e a evolução da fotossintesse é um dos responsáveis pelo desenvolvimento da vida no planeta. Sem a Luz solar como fonte de energia, nada disso seria possível.

    A importância da luz em nossos aquários não é apenas estética, mas a saúde de nossos animais está intimamente ligado a iluminação. Muitos dos organismos que mantemos em nossos aquários dependem da luz parcialmente ou totalmente, pois grande parte é fotossintetizante. Corais tem uma relação simbiótica com algas que se chamam zooxanthellae ,estas se abrigam dentro do tecido dos corais. As zooxanthellaes oferecem excesso de comida e oxigênio para o coral, e a perda de compostos nitrogenados e dioxido de carbono pelo coral é aproveitado pela zooxanthellae. Essa relação é crucial para os recifes de corais e a luz tem um papel fundamental como fonte de energia para o recife.

    Neste artigo, além de apresentar de forma mais teórica o que é a luz, vamos entender as unidades para medir intensidade luminosa, entender o que significa temperatura de cor, comprimento de onda e veremos também seus efeitos e eficiência da penetração da luz sobre nossos aquários de forma prática, assim como a distância ideal entre refletores de lâmpadas HQI.

    O que é a luz ?

    A luz era aceita somente como uma onda eletromagnética, mas desde a descoberta do efeito fotoelétrico por Einstein e do efeito Compton por Arthur Compton, a teoria ondulatória entrou em cheque. A teoria ondulatória explica de maneira elegante os fenômenos de interferência e difração luminosa, mas não podia explicar o efeito Compton e o efeito fotoelétrico.Desde então, o modo como passamos a entender a luz mudou. Atualmente a luz é aceita como uma dualidade onda-partícula. É possível através de experimentos comprovar o comportamento ondulatório da luz como também é possível comprovar o comportamento particular da mesma. Planck acreditava que as ondas eletromagnéticas se espalhariam pelo espaço na mesma forma que as ondas se espalham na água. Mas Einstein propôs em seu artigo sobre o efeito fotoelétrico que a energia radiante era quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados de fótons.
    Os físicos tiveram que aceitar a dualidade onda-partícula, e cada pacote de fótons tem energia E = hv.

    Onde:

    E = energia total do fóton ou pacote de fótons
    h = constante de Planck ( introduzida em um artigo de Planck de 1900, artigo sobre a radiação térmica )
    v = frequência

    Os estados de energia das ondas eletromagnéticas são quantizadas e múltiplas de hv....como 0, hv, 2hv.....nhv

    Einstein recebeu mais tarde o prêmio nobel pela descoberta do efeito fotoelétrico.

    Comprimento de Onda

    Olhando a luz como uma onda eletromagnética ( campos elétricos e magnéticos oscilam entre si perpendiculamente ), a distância que separa duas oscilações é chamado de comprimento da onda , sendo medida em Nanometer (Nm) e o número de oscilações por segundo ( freqüência ) é medida em Hertz (Hz). O comprimento de onda é geralmente citado em aquarismo, dado que os corais fazem fotossíntesse utilizando alguns comprimentos de onda da luz.
    Vejamos abaixo a faixa de comprimentos de onda do espectro visível ao olho humano :


    Tabela 1 : Cores e comprimentos de onda

    Abaixo de 390 Nm estão os raios Ultra Violetas e acima de 770 Nm estão os Infra Vermelhos.

    Temperatura de Cor

    Lord Kelvin, um físico escocês do século 19, criou uma forma de medir os desvios de proporção na composição da luz branca, ou seja, quando predominava o vermelho, o amarelo, o azul, etc... Por este processo, imaginava-se um objeto hipotético totalmente negro (chamado por ele de "corpo negro" , porque absorveria 100% de qualquer luz que incidisse sobre ele) que, ao ser aquecido, passaria a emitir luz. E, além disso, a luz emitida iria mudando gradualmente de cor. A analogia era feita era com um pedaço de ferro, aquecido cada vez mais, o chamado "ferro em brasa" inicialmente de cor vermelha, e depois passando por várias tonalidades (amarelo, verde, azul) conforme a temperatura subia.

    Lord Kelvin criou então uma escala de temperaturas, a qual deu seu nome e estabeleceu que a temperatura de 1.200 K (graus Kelvin) o corpo negro tornaria-se vermelho. E que quanto mais aquecido, mais sua tonalidade se alterava, correspondendo a temperaturas intermediárias. Assim, a escala Kelvin de temperatura de cor associa cor e temperatura.
    Os físicos necessitam trabalhar com o zero absoluto e imaginaram um corpo que quando resfriado não irradiaria energia e teria teoricamente a cor negra (sem cor). Esta situação teórica foi dado o valor zero Kelvin. Esse valor corresponde a -273 º C (zero absoluto).

    Referências para temperatura de cor:

    Luz de vela ---------------------------1800 ºK
    Lâmpada incandescente --------------2500 ºK a 3050ºK
    Lâmpada fluorescente ----------------3000 ºK a 6500ºK
    Luz solar (meio dia) -------------------5500 ºK
    Céu Nublado ---------------------------7000 ºK
    Céu limpo -----------------------------10000 ºK a 30000ºK

    Tabela 2 : temperaturas de cor .Fonte (Benoît Finet, Florian Lesage)

    Unidades de Medidas

    Lúmen: Lúmem é uma medida da potência da luz visível.Um lúmem é definido como o fluxo luminoso de 1/683 watt de luz com comprimento de onda de 555Nm. Entretanto, lúmen não mede intensidade. Por exemplo , uma fluorescente de 36W irradia uma quantidade de 3250 lúmens, sendo este o total de luz emitida em todas as direções pela lâmpada.

    Lux : Lux é uma medida de iluminância. Um lux é definido como a intensidade do fluxo luminoso que ilumina uma superfície de 1 lúmen por metro quadrado ( 1 lux = 1 lúmen / m² ). Como exemplo, a iluminância do sol ao meio dia no equador é aproximadamente 100.000 lux

    Micro Einstein : (µE) mede a quantidade de fótons que é recebida ou emitida por um corpo. Um Einstein é equivalente a um mol de fótons (6.023x10²³ fotóns). Esta unidade não leva em consideração a energia que cada fóton carrega ( a energia depende do comprimento de onda )

    PAR : (Photosynthetic Available Radiation) – Radiação disponível para a fotossíntesse, medida em µE/m²/s. O PAR mede o número de fótons que atinge uma superfície, e todos os comprimentos de onda estão na faixa do vísivel ( entre 390 e 770nm ). É nesta faixa do espectro que encontramos os diferentes picos de absorção dos pigmentos fotossintéticos. Como esses pigmentos usam comprimentos de ondas precisos, alguns preferem usar o PUR para quantificar o número de fótons que são realmente usados para a fotossíntesse.

    Exemplo entre Lumens, Watts e Temperatura de cor para algumas lâmpadas BLV :


    Tabela 3 : Exemplo BLV

    Aqui o espectro normalizado de uma Iwasaki de 400W comparado com a luz solar em várias profundidades do oceano.Veja que temos alguns picos no azul , verde e amarelo, mas de maneira geral o espectro é muito parecido com a luz natural



    Intensidade e a Lei do Inverso do Quadrado da Distância

    Um certo número de fatores afeta quanta luz irradiada de uma fonte de luz alcança um objeto, mas o fator mais importante é a distância entre a fonte de luz e o objeto.É intuitivo que a intensidade seja dissipada com a distância, mas vamos agora quantificar isso com alguns exemplos numéricos para ficar mais claro a lei do inverso do quadrado.


    Figura 1: Pulso eletromagético em tempos distintos com Raio1 = 2 cm e Raio2 = 4 cm

    Imagine que um pulso de luz é emitido por uma vela. Esse pulso de luz pode ser representado por uma onda esférica no plano. Essa onda se espalha no tempo e quanto mais o tempo passa, maior fica essa onda esférica. Como exemplo, suponha que a energia da onda é 100 ( não importa a unidade ) e que essa energia se conserva no tempo. Podemos então calcular qual a energia por cm2 da onda no instante t1 e qual a energia dessa onda no instante t2 .

    -------------------------------------------------------------

    Energia por cm² no istante 1 :
    E1 = Energia / pi*r² = 100 / ( 3,14 * 2²) = 7,9618

    Energia por cm² no instante 2 :
    E2 = 100 / ( 3,14 * 4² ) = 1,9904
    -------------------------------------------------------------

    Notamos claramente que a energia por cm2 da onda no instante 2 é exatamente 4 vezes menor que a energia por cm2 da onda 1. Aqui fica claro a regra do inverso do quadrado da distância.
    Para ser mais exato , podemos definir intensidade como sendo a medida de quanta luz alcança uma determinada área, sendo calculada pela fórmula abaixo :

    E= ( I / d² ) * cos(@)

    Onde :

    I é a intensidade luminosa da fonte,
    d é a distância entre a fonte e a superfície
    @ é o ângulo formado entre a direção da luz e a normal da superfície.

    Obs : esta fórmula despreza perda de luz por outros fatores como turbidez e etc.

    Vejamos a figura abaixo, onde como exemplo temos uma lâmpada HQI de 150W BLV, que emite segundo o fabricante 7000 lúmens. Imaginando que não existe perda no caminho, vamos observar quantos lúmens por cm² chegam nas 3 áreas abaixo e as relações entre si :


    Figura 2: ( estamos considerando para efeito de simplificação nos cálculos que cos @ = 1 )


    Tabela 3:Podemos observar claramento a lei do inverso do quadrado da distância na matriz acima.

    Veja que a 60 cm de profundidade, a intensidade luminosa é 400 vezes menor que a 3 cm da superficie da água, e também observamos que a 60 cm de profundidade a intensidade é duas vezes menor do que a 30 cm de profundidade.

    Aqui fica claro o recado para os aquaristas. Quanto maior a altura do aquário, menor será a intensidade de luz que chegará até o fundo. É recomendado que aquários marinhos tenham no máximo 70 cm de altura.
    Vejam a diferença enorme de intensidade que uma acrópora recebe ao estar perto da superfície da água e no substrato, uma diferença de 400 vezes.Fica claro agora que uma mudança de apenas alguns centimentros pode ser a causa da morte ou branqueamento do coral, devido a abrupta mudança de intensidade de luz.

    Isso também nos alerta como é importante fazer a adaptação de alguns corais. Imagine que você acabou de comprar um SPS que estava perto do substrato no aquário do vendedor, e ao chegar no seu aquário, você coloca esse coral perto da superfície. As chances de perda deste coral por branqueamento e stress é enorme, devido a enorme diferença de intensidade no qual o coral estava acostumado.Vale lembrar que no nosso exemplo, estamos desconsiderando perdas da luz ao entrar em contato com a água e demais partículas presente no caminho do raio de luz. Logo, a intensidade em um ambiente real é ainda menor que no nosso exemplo.

    Cor, este também é um fator que para alguns SPS variam de acordo com a distância que cada SPS está da lâmpada. Mesmo estando na mesma água e condições similares, alguns SPS apresentam diferenças de cor de acordo com a profundidade. É importante conhecer a característica de cada espécie, e em qual profundida cada espécie se encontra na natureza.


    Figura 3 : Vejam a diferença de cor , a muda foi feita da colônia mãe e ambos os corais estão no mesmo aquário. A muda fica a 30 cm da superfície enquanto que a colônia mâe fica a 5 cm da superfície da água. Neste caso, quanto mais perto da luz ,mais rosa fica o coral

    Posicionamento de refletores para HQI

    É muito comum em novas montagens, o aquarista se precocupar com a iluminação que irá usar. Em geral , uma das dúvidas é sobre quantos refletores usar e qual a distância entre eles para maximizar a área de cobertura pela luz, e para que não fique sombras no canto do aquário. Vamos tentar elucidar e mostrar qual é a distâncua razoável para não perdemos muita intensidade.


    Figura 4: Distância Máxima entre os refletores sem causar sombras no substrato

    Podemos observar na figura acima, que esta é a máxima distância entre os refletores, para que não tenhamos sombras no fundo do aquário. Essa configuração é intuitiva. Mas repare que a iluminação não atinge o meio da coluna d´agua, não sendo um local apropriado para colocar corais exigentes em relação a luz. Vale lembrar que a luz sofre refração ao colidir com a água, e os raios de luz sofrem desvios e mudam de velocidade, mas para a título de simplificação estamos deixando essa questão de lado.


    Figura 5: Distância que mantem a intensidade mais uniforme no substrato

    Pela figura 5 acima, podemos observar que existe uma área no substrato aonde existe uma sobreposição do cone 1 com o cone 2 de luz. Essa área, apesar de ser sobreposta, praticamente mantém a intensidade de luz no substrato uniforme, dado o ângulo de incidência @ pela equação de intensidade. Essa é a recomendação de distância entre os refletores para quem quer economia, mas ao mesmo tempo uma intensidade mais uniforme no aquário.

    A distância ideal entre os refletores deveria ser igual a zero, um do lado do outro, para ter o efeito máximo da intensidade da luz sobre o aquário. Mas infelizmente o custo disso seria muito alto, e teríamos em geral problemas com temperatura elevada da água e um alto custo financeiro. Portanto, para achar a distância ideal do exemplo acima, basta ligar apenas uma lâmpada no meio do aquário e medir o alcance da luz no substrato. É importante salientar que essa distância muda de acordo com a altura do aquário e a altura do refletor em relação a superfície da água. Logo, dois aquários com mesmo volume mas com alturas diferentes podem ter recomendações de refletores e quantidade de lâmpadas diferentes.

    Absorção da Luz

    A água absorve luz, mesmo em águas cristalinas. Cerca de 60% da radiação total que entra na água é absorvida no primeiro metro de profundidade, e cerca de 80% é absorvida nos primeiros 10 metros.(Gross, 1977). Além disso, cerca de 3% - 50% é refletida pela superfície da água, dependendo do ângulo de incidência. (Tait, 1972).
    Ao meio dia, a luz penetra basicamente com um ângulo perpendicular a água, sendo que dessa maneira a refleção é quase nula, mas tanto no amanhecer quanto no final da tarde, a quantidade de luz refletida é grande.

    A água absorve diferentes comprimentos de ondas em diferentes taxas. A luz vermelha é absorvida rapidamente nos 3 primeiros metros de profundidade, em contrapartida, a luz azul penetra na água até 40 metros ou mais. Radiação UV-A também chega perto dos 20 metros de profundidade

    A diferença de absorção por comprimento de onda, muda e afeta a cor que alcança os recifes de corais e mar aberto.

    HQI x Sol

    Aquaristas são extremamente preocupados em criar em seus sistemas uma iluminação parecida como a encontrada na natureza.Sabemos que na natureza, com o por do sol e com o cruzamento do sol pelo horizonte ao longo do dia, a radiação e intensidade de luz que um recife de coral recebe diariamente muda completamente ao longo do dia com o passar do tempo. Imitar este tipo de condição hoje em dia é possível, dado que já existe sistemas para imitar o nascer do sol, horário de pico e por do sol.

    Um aquário com lâmpadas HQI se compara ao Sol ?

    Pensando em números de fótons, a resposta seria sim. Uma medida de energia do sol sobre um recife de coral, seria a quantidade total de fótons por área que atingem o recife ao longo do dia, chamada de TIDLI ( luz do dia total ). Essa medida difere do conceito de intensidade de luz, que muda a cada momento devido a posição do sol em relaçao ao recife.
    Se nós compararmos o total de fótons por dia que atingem um recife de coral com uma iluminação feita por HQI, é possível que algumas HQI forneçam mais fótons para o aquário do que ele receberia do sol.
    Como exemplo, na superfície das águas do equador encontramos aproximadamente 50 mol / m2 em um típico dia de verão ( Harker, 1999). É possível usando um fotoperíodo de 12 horas por dias , alcançar 100 mol / m2 na superfície da água de nossos aquários com a utilização de HQI, sendo este o dobro do encontrado nas águas do equador. Fica claro que com este exemplo, que um aumento na energia sobre um aquário não é apenas função da fonte de luz do aquário, mas também do fotoperíodo utilizado pelo aquarista. Caso você ache que seu aquário receba pouca luz, ao invéz de aumetar a potência das lâmpadas, é possível conseguir mais energia aumentando seu fotoperíodo.Entretanto, aumentar a intensidade pode ser recomendado para conseguir benefícios em alguns corais, como coloração em SPS.

    Conclusão

    Mostramos neste artigo o que é a luz , suas propriedades e sua influência em relação a intensidade , espectro e temperatura de cor. Não é necessário o entendimento completo de todos os conceitos para se ter um aquário bonito e saudável, mas é interessante entender os conceitos da luz e sua interação com a vida em nossos aquários. Entendemos que a profundidade é extremamente importante e agora sabemos o quanto ela é importante na queda da intensidade da luz em nossos aquários. Talvez esse conhecimento evite erros da construção de aquários com altura superior a 70 cm. Espero que a leitura tenha sido proveitosa como fonte de informação e conhecimento.

    Referências :

    -------------------------------------------------------------------------------
    * Física Quântica, Eisberg e Resnick
    * Lighting the Reef Aquarium - Spectrum or Intensity ? ,Dana Riddle, Miguel Olaizola
    * Underwater Light Field and its Comparison to Metal Halide Lighting, Sanjay Joshi, Ph.D
    * The Properties of Light, Andrew Trevor – Jones
    * Underwater Lighting Coditions, Andrew Trevor – Jones
    * The reef aquarium, J. Charles Delbeek and Sprung
    * Dynamic Aquaria , Adey and Loveland
    * Aquariuns Coral, Eric Borneman
    * Light, Colors and Corals, Benoit Finet, Florian Lesage
    ------------------------------------------------------------------------------
    Última edição por Roberto_Denadai; 28-05-10 às 16:25.

  2. #2
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Parabens esta muito bom este post

  3. #3
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Fala Rui,

    Obrigado. Você leu rápido demais, nem deu tempo de eu formatar o texto direito

    Abraços

  4. #4
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Citação Postado originalmente por Roberto_Denadai
    Fala Rui,

    Obrigado. Você leu rápido demais, nem deu tempo de eu formatar o texto direito

    Abraços
    Eu tinha lido só uma parte pensava que era tudo, mas depois reparei que tinha muito mais coisas do que tinha lido ainda estou a ler.
    Esta de facto muito positivo eu tinha algumas duvidas sobre a iluminação e estão a dissipar-se com este texto parabéns mais uma vez
    Última edição por Rui Damião; 27-08-06 às 03:05.

  5. #5
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Olá Roberto

    Mais uma vez, o meu muito obrigado pelo seu novo "tratado".

    Não sou entendido em fisica, (se é que o sou em alguma coisa) mas após minha primeira leitura, Reefforum ficou mais rico certamente por este belo artigo de estudo (para mim) e certamente para muitos de nós.

    Obrigado pela sua partilha connosco.
    Um abraço

    Julio Macieira



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  6. #6
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Viva Roberto
    Parabéns pelo artigo. Gostaria de lhe colocar algumas questões :
    - Tem experiênçia com Radium 20000 K?
    - E na combinação das Radium 20000 com as Iwasaki 6500 K?
    - Numa suposta combinação destas duas , uma para intesidade e crescimento e outra para estética e coloração qual seria a melhor combinação de fotoperiodos, tendo em vista os aspectos economicos, crecimento e cor? Suponhamos que estamos a falar num aquario com 80 cm de profundidade e com SPS e alguns LPS?
    - Não acha que de facto em muitas situações os aquaristas estão a dar mais luz do que os corais de facto precisam , ou seja mais lumens na busca de melhor cor e crescimento mas duma forma muitas vezes desiquilibrada entre si?
    - Qual é para si a altura ideal para mudar uma lampada HQI com 6500 K, com 10000 K e com 20000 K ? Claro que é melhor falar em tempo efectivo de utilização (nº de horas acesa ) do que em meses ,porque teremos fotoperiodos diferentes seguramente.

    Cump.
    Rui

  7. #7
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Olá Rui

    Não vou ser eu a ousar dar respostas as tuas questões, pois de pouco mais de iluminação sei do que "cus" de pirilampos.

    No entanto relato algo que ja "teclamos" online.

    Na minha visita ao Mar Vermelho, uma das coisas que mais me surpreendeu foi o facto de poder observar alguns dos corais, fixados em zonas onde me "pareceu" que a iluminação do dia era infima.

    Em alguns deles, tive o cuidado de me posicionar propositadamente num alinhamento prependicular a superficie da agua para poder observar a possibilidade de incidência da luz sobre o coral em questão. O certo que essa possibilidade apenas numa posição obliqua do sol poderia vir a ter incidência sobre ele.

    Isto tem-me feito reflectir, se de facto não estaremos a iluminar em excesso os nossos aquarios.

    Conclusões, não as tenho. Mas as evidências foram fortes.
    Um abraço

    Julio Macieira



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  8. #8
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Excelente trabalho Roberto !!!
    "I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me." Sir Isaac Newton


  9. #9
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Citação Postado originalmente por Rui Ferreira de Almeida
    Viva Roberto
    Parabéns pelo artigo. Gostaria de lhe colocar algumas questões :
    - Tem experiênçia com Radium 20000 K?
    - E na combinação das Radium 20000 com as Iwasaki 6500 K?
    - Numa suposta combinação destas duas , uma para intesidade e crescimento e outra para estética e coloração qual seria a melhor combinação de fotoperiodos, tendo em vista os aspectos economicos, crecimento e cor? Suponhamos que estamos a falar num aquario com 80 cm de profundidade e com SPS e alguns LPS?
    - Não acha que de facto em muitas situações os aquaristas estão a dar mais luz do que os corais de facto precisam , ou seja mais lumens na busca de melhor cor e crescimento mas duma forma muitas vezes desiquilibrada entre si?
    Rui
    Boas Rui,

    Nunca usei as Iwasaki nem Radium, mas tenho lido boas referências das mesmas. Pretendo colocar a Iwasaki no meu reef para testar. Atualmente eu uso duas XM de 10k 400W. Mas acredito que 6 horas diarias com ambas as lâmpadas seria razoável.

    Nos corais , existe o que chamamos de ponto de saturação para a fotossintesse, e a partir deste ponto , não adianta oferecer mais luz que não será benéfico para o coral. Não só a fotossintese, mas tb o metabolismo e calcificação não serão alterados pelo aumento de luz.

    Então alguns corais, acredito que sim, nós temos mais luz do que eles precisam.

    Inclusive , alguns estudos mostraram que alguns corais como Seriathopora, Sylophora e Merulina, teriam uma taxa de fotossintese maior com uma iluminação moderada do que muito forte. ( borneman , 2001 )

    Outros estudos de Coles e Jokiel também mostraram que excesso de luz reduz o crescimento e aumenta a mortalidade em casos de stress.

    Um ponto a ser lembrado é que nem sempre mais é o melhor.

    Agora é complexo determinar quando é muito ou pouca luz apenas olhando para o coral. O Gustavo Duarte fez um curso de Fluometria PAM em que dá para saber qual a dose de iluminação certa para os corais e a taxa de fotossintese. Em breve ele pode falar mais sobre isso pra gente.

    Abraços
    Última edição por Roberto_Denadai; 27-08-06 às 15:02.

  10. #10
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Olá,

    Parabéns antes de mais pelo excelente artigo. Mas tenho de o ler com mais calma amanhã, a esta hora ( 4:30 da manhã ) questões de física já não entram tão bem na cabeça .

    O Gustavo Duarte fez um curso de Fluometria PAM em que dá para saber qual a dose de iluminação certa para os corais e a taxa de fotossintese. Em breve ele pode falar mais sobre isso pra gente.
    Esperemos pela vinda dele e pela palestra que vai dar.

    António
    António

    REEFFORUM e IPAq, o melhor do Aquarismo Marinho em Língua Portuguesa

  11. #11
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Outros estudos de Coles e Jokiel também mostraram que excesso de luz reduz o crescimento e aumenta a mortalidade em casos de stress.
    Acho esta ideia muito interessante , a qual eu partilho seriamente, porque muitas vezes preocupamo-nos muito com a luz e temos má qualidade de água, falta ou excesso de nutrientes e sobretudo insuficiente circulação. Seria o mesmo que exigirmos a um trabalhador uma produtividade excelente sem lhe darmos a formação , o equipamento e as condições necessárias para desempenhar as tarefas. Ou o trabalhador adoecia ( RTN, bleaching , etc ) ou fazia ronha ( crescimento deficiente, perda de cor ) ou se despedia e a fabrica falia ( morte do coral, aquario no sotão ) enquanto eu lhe exigia horas extraordinárias( mais fotoperiodo ou mais uma calha).
    Cump.
    Rui

  12. #12
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Olá Roberto
    Quero agradecer por partilhares o excelente post
    Citação Postado originalmente por Roberto_Denadai
    ... Mas acredito que 6 horas diarias com ambas as lâmpadas seria razoável.

    Nos corais , existe o que chamamos de ponto de saturação para a fotossintesse, e a partir deste ponto , não adianta oferecer mais luz que não será benéfico para o coral. Não só a fotosspintese, mas tb o metabolismo e calcificação não serão alterados pelo aumento de luz.
    Portanto, mais horas do que essas (6) não faz bem ao reef, o que quer dizer que poderemos estar a desenvolver bactérias nocivas ao sistema inclusivé algas ( diatomacias, cianos...)?!?

    Cumps,
    Rui bessa

  13. #13
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Mas acredito que 6 horas diarias com ambas as lâmpadas seria razoável.
    Então Roberto, seria correcto assumir, partindo do principio escrito no seu texto de que ,grosso modo , uma lampada de 20000K terá cerca de metade dos lumens de uma lampada de 6500 K, se usarssemos 4 horas para a de 6500 e 10 horas para a de 20000 K teriamos aproximadamente a mesma potênçia de luz no aquario. Mas poderiamos gozar o aquário durante mais horas ( importante para quem trabalha ) , escolher um periodo de vazio ( com contador bi-horario ) mais facilmente,reduzir a temperatura ( menos potençia concentrada ), e eventualmente obter cores melhores nos nossos corais . Os LPS particularmente, penso que gostariam.
    Será isto verdade? Seria esta uma combinação mais equilibrada deiluminação , em termos de potênçia , PAR, estética( cor do aquário e dos corais) e economia para os nossos aquários?

    Estamos a falar de HQI , mas poderiamos estar a falar de T5 6500 e actinicas .
    Cump.
    Rui

  14. #14
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Fala Rui,

    Essa não sei te responder. Seria um chute eu te falar alguma coisa.

    Mas eu vou estudar um pouco mais sobre a fotossintese nos corais, pois acho que o ideal é deixar ambas as HQI ligadas ao mesmo tempo.....caso eu descubra algo eu te falo

    Abraços

  15. #15
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Muito obrigado.

    5 estrelas e ajudou bastante o teu poste

  16. #16
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Dana Riddle and Miguel Olaizola

    This experiment’s results suggest information potentially valuable for hobbyists - that rates of photosynthesis were essentially the same under these two distinctly different light sources. Other than aesthetic value, there appears to be no advantage, photosynthetically speaking, in using high Kelvin lamps.
    The implication of these results should be of interest to hobbyists; it suggests that lamp selection (with due regard to lamp intensity) may be based on appeal, whether that is price or the "look" it gives to a tank, without fear of hindering photosynthesis. Economy-minded hobbyists and coral farmers may find this especially useful. It appears that light intensity and relatively simple light measurements alone adequately judge lamp efficiencies within the context of zooxanthellae photosynthesis. This should not be construed to mean that all light sources are adequate for reef aquaria use.

    The spectral signatures obtained with the spectrometer demonstrate that these two metal halide lamps are full spectrum (though the 12,000° K lamp output is skewed towards the blue portion of the spectrum) and most resembles the "white light" category defined by Kinzie et al. (1984). Results garnered with the PAM meter suggest these two lamps are more or less equally efficient in the promotion of photosynthesis when PPFD values are the same.

    Proud sponsor of this Feature Article



    It is inappropriate to claim that there are no major differences among the plethora of lamps available and their abilities to promote photosynthesis. Certainly the depreciation of overall lamp light output (PPFD) should be considered and readers are encouraged to review the works of Joshi and Morgan (1998; 1999, 2000) and others. Future experiments involving spectral quality and its effects should include more data points, different lamps and perhaps different coral species. Clearly, more work is required before we have an answer to the "best lamp" question. For now, it appears that spectral quality might be subordinate to lamp intensity.
    http://www.advancedaquarist.com/issu...02/Feature.htm
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  17. #17
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Citação Postado originalmente por Rui Ferreira de Almeida
    mais facilmente,reduzir a temperatura ( menos potençia concentrada ), e eventualmente obter cores melhores nos nossos corais Rui

    Although it has not been proven that all coloration in corals is due to these UV protecting pigments, the practice of adding UV (or increasing UV) in the reef aquarium should be generally avoided, because it is likely to cause more harm than good. Preliminary results from the lighting research conducted by Dana Riddle seem to indicate that it is not UV that is causing the coloration, but, in fact, it may have more to do with PAR and the spectral quality of light. I have noticed that corals tend to turn green in higher UV light, and it may be that green pigments are generated under UV light. For brilliant coral coloration (pinks, blues and purples) to show up, we may need to limit the stimulation of the “green pigment” response to the UV light.
    http://www.personal.psu.edu/sbj4/aqu...osynthesis.htm
    "I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me." Sir Isaac Newton


  18. #18
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Viva Roberto
    Eu conheço os artigos da Dana Riddle mas não entendo em que é que os excertos que colocastes respondem ou contradizem as minhas hipoteses . Ou seja :
    - Relativamente ao primeiro artigo ou parte de artigo , eu nunca afirmei que mais fotossintese significa mais côr . Mais fotossintese significa mais crescimento. Não influencia necessaria e selectivamente os pigmentos e a sua distribuição.
    Other than aesthetic value, there appears to be no advantage, photosynthetically speaking, in using high Kelvin lamps.
    Logo concordo com esta afirmação, tanto que tal como o Roberto disse eu quero dar a potençia e o PAR suficiente ( E NÂO A MAIS )para que a fotossintese se cumpra até ao limite possível , daí as tais 6 ou 4 horas de 6500 K.
    - Relativamente ao segundo artigo , o facto de se escolherem temperaturas de côr maiores não significa necessariamente que estamos a dar mais radiação ultravioleta( ou seja estamos a dar mais entre 400 e 500 nm e os UV estão abaixo de 390 ), e seguramente temos que usar os mesmos vidros filtradores de UV a não ser que estejamos a usar lampadas com casquilho E40 ( rosca única )que já trazem filtro UV integrado no vidro da propria lampada. Aliás em presença de maiores quantidades de UV os corais não se tornam escuros devido apenas ao pigmento verde mas até devido ao aumento da população de zooxantelas tornando o coral castanho, ocultando as outras cores dos pigmentos mesmo que geneticamente a sua capacidade de produção exista. Mais luz ou mais temperatura de cor não significa necessariamente mais UVS se a protecção for adequada.
    Parece de qualquer forma ser uma pratica corrente nos aquariofilistas alemães usarem lampadas com temperaturas de cor mais elevadas ( 15000 a 20000 ) para darem mais cor aos seus corais, estimulando outros pigmentos.Agora se isso é apenas uma ilusão optica ou fotografica.........
    Cump.
    Rui

  19. #19
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Apesar de o artigo resumir bem algumas coisas, penso que tem erros graves que podem induzir em erro...


    a aproximação de uma HQI + reflector por um ponto de luz é obviamente uma má aproximação com consequencias graves nos calculos. A consideração do cos do angulo ser igual a 1, tambem me parece originar valores errados.

    Isto para chegar ao valor de 400x mais de luz a 3 cm da lampada do que a 60 cm.

    Há que tomar em atenção que ninguem coloca HQI's a 3cm da água...

    a analise dos resultados sem reflectir sobre os mesmos pode levar a conclusoes bastante erradas.


    Pensando em números de fótons, a resposta seria sim. Uma medida de energia do sol sobre um recife de coral, seria a quantidade total de fótons por área que atingem o recife ao longo do dia, chamada de TIDLI ( luz do dia total ). Essa medida difere do conceito de intensidade de luz, que muda a cada momento devido a posição do sol em relaçao ao recife.
    Se nós compararmos o total de fótons por dia que atingem um recife de coral com uma iluminação feita por HQI, é possível que algumas HQI forneçam mais fótons para o aquário do que ele receberia do sol.
    Como exemplo, na superfície das águas do equador encontramos aproximadamente 50 mol / m2 em um típico dia de verão ( Harker, 1999). É possível usando um fotoperíodo de 12 horas por dias , alcançar 100 mol / m2 na superfície da água de nossos aquários com a utilização de HQI, sendo este o dobro do encontrado nas águas do equador. Fica claro que com este exemplo, que um aumento na energia sobre um aquário não é apenas função da fonte de luz do aquário, mas também do fotoperíodo utilizado pelo aquarista. Caso você ache que seu aquário receba pouca luz, ao invéz de aumetar a potência das lâmpadas, é possível conseguir mais energia aumentando seu fotoperíodo.Entretanto, aumentar a intensidade pode ser recomendado para conseguir benefícios em alguns corais, como coloração em SPS.
    comparar medições TIDLI sem mais informação nenhum é um perfeito disparate, já que a TIDLI, nao é cruzada com informação de PUR e portanto muita da radiação pode nem ser aproveitavel fotossinteticamente e em termos de distribuição espectral ao longo do dia ser bastante diferente. Aliado ao factor de os corais poderem fazer fotoregulação aproveitando mais ou menos radiação conforme a que está disponivel e de que maneira esta disponivel, o tal E=hv, chegamos á conclusão que só o TIDLI nao quer dizer nada.

    e como ultimo comentário final, qualquer informação de lumen sem informação de espectro é apenas uma referencia a nivel visual. Por exemplo para obter o mesmo nivel de lumens com radiação azul, é preciso muito menos radiação verde, o que nao dá informação nenhuma em termos de utilização por um organismo, ou chegando ao extremo, quantos lumens emite uma lampada de UV puro de 1000W ? zero!
    o lumen é uma medida relativa ao olho humano médio.

  20. #20
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Eu conheço os artigos da Dana Riddle mas não entendo em que é que os excertos que colocastes respondem ou contradizem as minhas hipoteses .
    Eu penso que estao em acordo com o que disseste. Quanto mais PAR melhor o crescimento e em lampadas com temperaturas de cor mais elevadas melhor a cor mas infelizmente com niveis mais baixos de PAR o crescimento sera mais vagaroso. O melhor mesmo seria ou misturar lampadas 10k/20k ou se queremos 20k exclusivamente entao ir com 400 watts.

    usar lampadas com casquilho E40 ( rosca única )que já trazem filtro UV integrado no vidro da propria lampada
    Eu uso esta lampada de facto aqui nos EUA sao mais comuns do que HQI mas embora tem este filtro integrado apenas ajuda nao elimina.

    Dana Riddle:

    These short articles have shown that all the lamps we tested produced UV radiation. Metal halide lamps’ outer glass envelopes only weaken UV; they do not eliminate it. The actual amount of UV produced by a metal halide lamp depends upon many factors such as lamp wattage, lamp orientation and arc tube construction (universal burn position versus bottom up or bottom down). Profound differences can exist between “identical” lamps. More importantly, the shape (along with the type of reflective surface) can focus UV energy into “hot spots” where the UV energy exceeds that found in nature. Even higher UV energy is produced during lamp strike and water surface waves can further focus this radiation. Seemingly small differences (such as lamp height) can also have a major impact upon the amount of UV entering an aquarium. With so many variables involved, it is difficult, if not impossible, to know how much UV is being produced without actually making measurements.

    We have seen that UV radiation has the potential to damage corals and other coral reef inhabitants. Many reef animals can produce natural sunscreens (MAA’s) to protect themselves against UV but MAA concentrations are possibly a response to the amount of UV to which they are subjected. This is an important point since UV production among all tested lamps was not consistent and can change dramatically during normal operation or when the lamp is changed.

    Our experiences suggest that coral coloration is a response to PAR levels, not UV. In short, we find no reason to subject reef aquaria to high UV levels
    http://www.masla.com/reef/uvlighting.html
    "I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me." Sir Isaac Newton


  21. #21
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Rui ainda nao viu nenhuma evidencia de que PAR nao tenho a maior influencia no crescimento e saude dos corais particularmente SPS que dependem mais de fotosintesis. Sera que os "experts" mostrarem alguma evidencia ao contrario ?
    O que estamos a falar é de crescimento e não coloração. O crescimento é directamente proporcional á taxa de fotossintese , e o aparelho que o Gustavo usou permite medir rigorosamente à taxa de fotossintese. O que ele constatou é que a taxa de fotossintese não difere quer o espectro seja predominante no vermelho ou no azul. Logo tanto faria usar lampadas de 6500 ou 20000 porque isso não influiria a taxa de fotossintes. A questão seria estetica e economica ,porque claro que as lampadas "mais azuis" têm que ser substituidas com muito maior frequênçia.
    Quanto ao que o Nuno disse:
    Realmente o tema da fotossóntese foi muito interessante. O que eu depreendi dos estudos não foi que uma luz de 6500ºk é igual a uma de 20000ºk ao nivel do desenvolvimento de corais. A minha conclusão (não sei se estou errado) é de que ambas não são prejudiciais. A fotossíntese é feita essencialmente pela cores vermelho e azul, sendo que a cor vermelha não se consegue difundir tão bem quanto a azul dentro de água. Ou seja, as de 6500ºk tem uma côr predominantemente vermelha e amarela, enquanto que as de 20000ºk têm predominantemente o azul. Deste modo, na minha opinião, é mais eficiente as de 6500ºk, porque embora tenha pouco azul, esta difunde-se melhor na água, dando ao corais ambas as cores, podendo ser compensado com as actínicas, enquando que as de 20000ºk apenas oferece a azul. Assim torna-se também uma questão de estética também, sendo que as de 20000ºk dão um panorama geral mais bonito ao olho do ser humano. Corrijam-me se estou errado.
    __________________
    A radiação vermelha vai sendo filtrada pela água à medida que a profundidade aumenta.Claro que na profundidade dos nossos aquários isto não será relevate. mas se calhar é por isso que encontramos SPS a 50m que estaõ a usar eficientemente a luz azul para fazer a fotossintese.
    Claro que se numa lampada de 6500 a quantidade de radiação azul somada com a vermelha for maior do que a quantidade de radiação azul numa lampada de 20000 e se os corais utilizam duma forma igualmente eficaz ambas as radiações para a fotossintese, então,se estivermos aquém da luz necessária com a lampada azul ( se fosse suficiente seria igual porque passaria a haver fotoinibição de luz com a lampada de 6500, por se atingir o ponto de saturação) a taxa de fotossintese e o crescimento seria maior com a de 6500 K. E mesmo no caso de serem iguais , com o tempo a azul perderia mais rapidamente potençia, e passariam a crescer mais com a de 6500. Não sei se me fiz entender ou se o meu raciocinio esta correcto, mas é uma tentativa de explicar porque é que até agora se achava que com as lampadas de 6500 havia mais crescimento. Pelos vistos se a quantidade de radiação fo igual em ambas ( 6500 e 20000 ) ,o crescimento terá que ser o mesmo.

    Cump.
    Rui

  22. #22
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    O Gustavo também afirmou que a coloração resultava do desenvolvimento de pigmentos como resposta às UV. Aqui eu sou mais céptico porque o aparelho não consegue medir isso e porque os corais mantêm as cores testes em aquários cuja iluminação não emite radiação UV ( por medição ).
    Mas esperemos pela sua opinião , porque pode haver algo mais que eu não tenha entendido.
    Cump.
    Rui

  23. #23
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Pelos vistos se a quantidade de radiação fo igual em ambas ( 6500 e 20000 ) ,o crescimento terá que ser o mesmo.
    Sim faz todo o sentido mas o problema e que existe uma diferenca consideravel na radiacao emitida por uma de 65k e 20k. Por exemplo no meu ballastro electrico de 250w tenho um nivel de PAR no 65k Iwasaki de 523 ao passo que com o XM 20k so tem niveis de PAR de 246. Para equivalar a radiacao similar a 20k teria que ser de 400 watts.
    "I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me." Sir Isaac Newton


  24. #24
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    Mas Roberto a questão é que pelos vistos a azul e a vermelha são igualmente utilizáveis pelos corais . Será que o conceito e a medição de PAR continua a ter a mesma relevançia ou temos que passar a falar em taxa de fotossintese e fazer medições para determinada lampada , determinado coral, no mesmo aquário( mesma circulação ,mesma qualidade da água ), à mesma distançia ?
    Bastará falarmos em PAR ou melhor PPFD mais espectro e não apenas PAR ou apenas Kelvin?Ou seja se gostarmos de uma luz mais azul mas quizermos manter a mesmo crecimento bastará compararmos lampadas de 250 W ( por exemplo ) até encontramos uma com PPFD semelhantes mas com umpicomuito maior nos azuis.Porque de facto existem lampadas de 250 W 20000 K com o mesmo PPDF de lampadas de 10000K. Não temos que meter uma de 400 W.


    2) Because the PPFD is a summation of all photons in the 400-700nm range, two very different spectral distributions can have the same PPFD. What this means is that there is not a one-to-one relationship between PPFD and spectral distribution, so knowing a light source's PPFD does not tell us anything about how its photons are distributed. Different light sources with similar PPFD values can have very different spectral distributions. As seen in Figure 4 below, the two lamps have very similar PPFD values, but their spectral distributions are very different. The independence of PPFD and spectral distribution is one reason that we must consider spectral distribution data as well as PPFD when comparing light sources.
    http://reefkeeping.com/issues/2006-03/sj/index.php







    Cump.
    Rui
    Última edição por Rui Ferreira de Almeida; 10-09-06 às 20:36.

  25. #25
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    Re: LUZ e AQUARISMO

    - Realmente o tema da fotossóntese foi muito interessante. O que eu depreendi dos estudos não foi que uma luz de 6500ºk é igual a uma de 20000ºk ao nivel do desenvolvimento de corais. A minha conclusão (não sei se estou errado) é de que ambas não são prejudiciais. A fotossíntese é feita essencialmente pela cores vermelho e azul, sendo que a cor vermelha não se consegue difundir tão bem quanto a azul dentro de água. Ou seja, as de 6500ºk tem uma côr predominantemente vermelha e amarela, enquanto que as de 20000ºk têm predominantemente o azul. Deste modo, na minha opinião, é mais eficiente as de 6500ºk, porque embora tenha pouco azul, esta difunde-se melhor na água, dando ao corais ambas as cores, podendo ser compensado com as actínicas, enquando que as de 20000ºk apenas oferece a azul. Assim torna-se também uma questão de estética também, sendo que as de 20000ºk dão um panorama geral mais bonito ao olho do ser humano. Corrijam-me se estou errado.
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