Quants lúmens es necessiten per llegir a través de l'aigua?
La quantitat de llum disponible és un factor important per determinar la capacitat de veure a través de l'aigua; no obstant això, conèixer el nombre precís de lúmens necessaris no és una tasca fàcil. No existeix un mitjà homogeni; les característiques òptiques de l'aigua, que inclouen com dispersa i absorbeix la llum, poden variar molt en funció de factors com la puresa de l'aigua, la profunditat de l'aigua i la presència de partícules en suspensió. Per seleccionar la il·luminació adequada, és essencial tenir una comprensió sòlida de com interactuen els lúmens amb l'aigua. Això és cert tant si s'està bussejant amb finalitats d'oci, treballant professionalment sota l'aigua o simplement explorant un llac. Aquest escrit proporciona un desglossament dels factors que tenen un impacte en la visibilitat submarina i descriu els rangs de llums necessaris per "veure a través" de l'aigua en una varietat de situacions diferents.
Quan la llum està a l'aigua, es comporta de manera substancialment diferent que quan està a l'aire. La llum es troba amb dos problemes fonamentals quan entra a l'aigua: el primer és l'absorció i el segon és la dispersió. Hi ha un procés conegut com a absorció, que té lloc quan les molècules d'aigua i els compostos dissolts (com els minerals o la matèria orgànica) absorbeixen determinades longituds d'ona de la llum, robant per tant l'energia del feix. Es diu que la llum es dispersa quan xoca amb partícules en suspensió com les algues, el llim o el plàncton. Això fa que la llum reboti en diverses direccions, la qual cosa fa que la visibilitat es torni borrosa. Tant la distància que pot recórrer la llum com la qualitat del que il·lumina queden menys clares com a resultat del treball conjunt d'aquests processos.
La longitud d'ona de la llumés un factor important per determinar fins a quin punt pot viatjar. Les longituds d'ona que s'absorbeixen més ràpidament són les que són més llargues, com el vermell i el taronja. De fet, la llum vermella s'esvaeix completament dins dels primers deu a quinze peus d'aigua clara, canviant l'aspecte dels elements que semblen vermells a la terra per semblar grisos o negres quan es veuen des de baix. Les longituds d'ona més curtes, com el blau i el verd, funcionen millor. La llum blava pot viatjar fins a 300 peus a l'aigua que és molt clara a l'oceà, però la llum verda és més eficaç en situacions d'aigua dolça perquè les algues i les deixalles dispersen la llum blava més que en entorns d'aigua salada. Els LED blaus o verds s'utilitzen en la majoria de llums submarines perquè milloren la quantitat de llum que pot ser utilitzada per la càmera o l'ull humà.
Un dels factors més importants que determina la quantitat de lúmens necessaris per veure a través de l'aigua és si és aigua dolça o salada. L'aigua dolça, que es pot trobar en masses d'aigua com ara llacs, rius i estanys, normalment té una major concentració de partícules en suspensió com ara llim, algues i residus orgànics, especialment en llocs que són menys profunds o estancats. Fins i tot a profunditats relativament poc profundes, la visió es veu disminuïda com a resultat de la dispersió agressiva de la llum per part d'aquestes partícules. Quan la llum del sol o una llanterna es dispersa tant en un riu fangós amb una gran terbolesa (núvol causada per materials en suspensió), per exemple, pot ser difícil diferenciar entre coses que es troben a només uns metres de distància.
Tanmateix, l'aigua salada costanera pot ser tan tèrbol com l'aigua dolça a causa de l'escorrentia, la sorra o la vida marina. D'altra banda, l'aigua salada tendeix a ser més clara a les regions exposades a l'oceà. En comparació amb l'aigua dolça fangosa, la quantitat de lúmens necessaris per veure a través de la mateixa profunditat a l'oceà obert és menor perquè la llum viatja més a l'oceà obert, on la terbolesa és mínima. No obstant això, a causa de la major densitat de l'aigua salada, encara és capaç de dispersar la llum més que l'aire. Això vol dir que fins i tot quan el temps és clar, les profunditats més profundes requereixen més llums per mantenir la visibilitat.
Quan s'avalua la quantitat de lumens que es requereixen, la terbolesa és potser l'element més important. Les unitats de terbolesa nefelomètrica, o NTU, s'utilitzen per avaluar la claredat de l'aigua; En general, un valor de NTU més baix indica que l'aigua és més neta. Com a punt de comparació, el nombre d'NTU a l'aigua destil·lada és extremadament baix, però el nombre d'NTU en un riu humit podria ser de centenars. És possible que la llum solar penetri profundament a l'aigua amb poca terbolesa (menys de 10 NTU), com ara un llac de muntanya o un oceà obert. Fins i tot una llum artificial suau pot il·luminar coses que es troben a 20-30 peus de distància. És possible que una llanterna d'entre 500 i 1.000 lúmens sigui suficient per veure roques o peixos a aquestes profunditats.
D'altra banda,augmenta la dispersió de la llumen aigües moderadament tèrboles (10-50 NTU), com ara un llac o una badia costanera després que hagi plogut. Per veure articles que es troben entre 10 i 15 peus de distància, sovint és essencial tenir entre 1.000 i 3.000 lúmens en aquesta zona. Com que les partícules en suspensió reflecteixen més llum cap a la font, produeixen una "brillantor" que disminueix el contrast. Com a resultat, es necessiten llums més potents per veure a través de la boira. Quan l'aigua és extremadament tèrbol (50 o més NTU), ja que es troba en un riu ple de llim o un estuari que ha estat danyat per una tempesta, la visibilitat es pot reduir a només uns peus. Fins i tot amb 3.000-5.000 lúmens, és possible que només pugueu veure de tres a cinc peus davant vostre, ja que la majoria de la llum es dispersa abans que arribi a objectes molt llunyans.
De nou, la profunditat és un component important a tenir en compte. Hi ha un efecte acumulatiu d'absorció i dispersió que es fa més intens a mesura que baixem, fet que fa que la pressió de l'aigua creixi. En aigües clares, la llum del sol és suficient per donar una il·luminació suficient per a la vista a poca profunditat (menys de 20 peus), però si s'arriba a una profunditat més enllà d'aquesta,llum artificiales requereix. La llum solar disminueix molt a una profunditat de trenta peus, fins i tot en l'aigua de l'oceà que és completament transparent, i els colors comencen a esvair-se. Els objectes que es troben entre 10 i 15 peus de distància poden ser il·luminats per una llum amb una sortida de 1.000 lúmenes. A una distància de 100 peus, quan el sol escasseja, es necessiten de tres mil a cinc mil lúmens per veure de cinc a deu peus, depenent de la claredat.
Quan es viatja a grans profunditats, com les investigades per bussejadors tècnics o submergibles (més de 200 peus), la llum natural és gairebé inexistent, i la dispersió és menys problema ja que hi ha menys partícules. D'altra banda, es produeix la màxima absorció, la qual cosa significa que es necessiten llums d'-lumens alts per penetrar l'aigua. En aquesta ubicació s'utilitzen llums de 5.000 a 10.000 lúmens o més; no obstant això, el seu abast efectiu encara està restringit, en la majoria dels casos només uns peus per davant. Això es deu al fet que l'aigua té el potencial d'absorbir fins i tot llum amb una longitud d'ona curta a una distància considerable.
Els lúmens necessaris també estan determinats pel motiu pel qual s'utilitza la llum. Mentre exploren els esculls de corall en aigües clares, els bussejadors recreatius poden requerir entre 500 i 2.000 lúmens per a una navegació segura i per gaudir plenament de la vida marina que troben. Per tant, aquestes llums aconsegueixen un compromís entre la brillantor i la durada de la bateria per tal de maximitzar la mobilitat. Els fotògrafs submarins, en canvi, necessiten una il·luminació més precisa per capturar els colors amb precisió. Per evitar que les persones estiguin sobreexposades o produeixin retrodispersió, que és la llum que rebota sobre les partícules de l'aigua, solen emprar entre 1.000 i 5.000 lúmens i tenen configuracions que es poden ajustar.
Quan es tracta d'usos professionals, com ara la construcció submarina, les operacions de cerca-i-rescat, o la investigació científica, calen més lúmens. L'ús de 3.000 a 10.000 lúmens pot ser necessari per als treballadors que examinen canonades en aigües boiroses per descobrir falles a una distància de 5 a 10 peus. És possible que els equips de cerca que operen en llacs tèrbols utilitzen potents reflectors amb més de 10.000 lúmens per cobrir grans regions, malgrat que l'abast efectiu de la llum encara està restringit a causa d'aquest fenomen.
La manera en què els lúmens es converteixen en visibilitat també està influenciada pel tipus d'equip d'il·luminació. De la mateixa manera que les llanternes de feix-estret concentren els seus lúmens en un feix petit, els llums direccionals fan el mateix, ampliant el seu abast. És possible il·luminar objectes més llunyans amb una llanterna de 1.000-lumen que tingui un angle de raig de 10 graus, a diferència d'un projecte de 1.000 lúmenes que tingui un angle de raig de 60 graus, que distribueix la llum per una àrea més gran però té menys intensitat a una distància més gran. Els díodes emissors de llum (LED) han suposat una revolució en la il·luminació submarina. Els LED generen més lúmens per watt que les bombetes incandescents o halògenes convencionals, cosa que els permet fabricar llums més brillants, més compactes i amb una bateria més llarga. Molts LED submarins també generen llum blava o verda, que, com s'ha dit anteriorment, és més eficaç per "tallar" l'aigua que altres longituds d'ona. Això es deu al fet que la llum blava i verda poden impregnar l'aigua de manera més eficaç que altres longituds d'ona.
A l'hora de tenir en compte els lumens a l'aigua, és fonamental tenir en compte que hi ha un punt de rendiments decreixents. Com que la dispersió dificulta que la llum vagi més enllà, augmentar el nombre de lúmens no millora considerablement la visió més enllà d'un nivell de brillantor particular. En aigües molt tèrboles, per exemple, una llum amb 10.000 lúmens no podria veure molt lluny de la font. Tots dos tipus de llums produeixen una bombolla de llum brillant al voltant de la font, però les partícules disperses impedeixen que la llum il·lumini objectes que es troben més lluny. En situacions com aquestes, és més beneficiós col·locar la llum més a prop de l'objecte (per exemple, subjectar una llanterna a prop d'una roca per inspeccionar-la) que utilitzar una llum més forta des d'una distància més gran.
També hi ha una funció que fan els elements ambientals com l'hora del dia i el temps. La llum solar actua com a complement de la llum artificial durant les hores diürnes, per tant, redueix la quantitat de lúmens necessaris. Una llum amb 500 lúmens podria ser suficient per bussejar a una profunditat de 20 peus al matí, però pot ser necessària una llum amb 1.000 lúmens per bussejar a la mateixa profunditat a la foscor. La penetració de la llum natural es redueix els dies en què hi ha núvols o quan hi ha tempestes, la qual cosa augmenta la necessitat de llums artificials fins i tot en aigües poc profundes.
En poques paraules, el nombre de lúmens necessaris per veure a través de l'aigua pot variar des d'uns quants centenars a desenes de milers, depenent de la puresa de l'aigua, la profunditat de l'aigua, el tipus d'aigua i l'aplicació particular. Per obtenir una visió bàsica en aigües clares i poc profundes o aigua salada, podríeu necessitar entre 500 i 1.000 lúmens, o en aigües tèrboles i profundes, necessitareu entre 5.000 i 10.000 o més lúmens. Ara és molt més senzill assolir el nivell de brillantor requerit sense comprometre la mobilitat gràcies als avenços de la tecnologia LED, que proporcionen tant eficiència com una varietat de possibilitats de longitud d'ona. Al final, el més important és ajustar els lúmens de la llum a les condicions exactes; si n'hi ha pocs, no podreu veure res; si n'hi ha massa, gastareu energia en llum dispersa i ineficient.
Un nombre de lúmens que es poden veure a través de l'aigua varia segons la puresa, la profunditat, el tipus d'aigua i l'ús de l'aigua. Es poden requerir més de 5.000-10.000 lúmens per a aigües profundes fangoses, mentre que les aigües clares i poc profundes requereixen entre 500 i 1.000 lúmens. Els LED són útils ja que emeten llum blava i verda de manera eficient; tanmateix, els lúmens excessius poden ser ineficients a causa de la dispersió. Quants lúmens es necessiten per llegir a través de l'aigua?
La quantitat dellumque estigui disponible és un factor important per determinar la capacitat de veure a través de l'aigua; no obstant això, conèixer el nombre precís de lúmens necessaris no és una tasca fàcil. No existeix un mitjà homogeni; les característiques òptiques de l'aigua, que inclouen com dispersa i absorbeix la llum, poden variar molt en funció de factors com la puresa de l'aigua, la profunditat de l'aigua i la presència de partícules en suspensió. Per seleccionar la il·luminació adequada, és essencial tenir una comprensió sòlida de com interactuen els lúmens amb l'aigua. Això és cert tant si s'està bussejant amb finalitats d'oci, treballant professionalment sota l'aigua o simplement explorant un llac. Aquest escrit proporciona un desglossament dels factors que tenen un impacte en la visibilitat submarina i descriu els rangs de llums necessaris per "veure a través" de l'aigua en una varietat de situacions diferents.
Quan la llum està a l'aigua, es comporta de manera substancialment diferent que quan està a l'aire. La llum es troba amb dos problemes fonamentals quan entra a l'aigua: el primer és l'absorció i el segon és la dispersió. Hi ha un procés conegut com a absorció, que té lloc quan les molècules d'aigua i els compostos dissolts (com els minerals o la matèria orgànica) absorbeixen determinades longituds d'ona de la llum, robant per tant l'energia del feix. Es diu que la llum es dispersa quan xoca amb partícules en suspensió com les algues, el llim o el plàncton. Això fa que la llum reboti en diverses direccions, la qual cosa fa que la visibilitat es torni borrosa. Tant la distància que pot recórrer la llum com la qualitat del que il·lumina queden menys clares com a resultat del treball conjunt d'aquests processos.
La longitud d'ona de la llum és un factor important per determinar fins a quin punt pot viatjar. Les longituds d'ona que s'absorbeixen més ràpidament són les que són més llargues, com el vermell i el taronja. De fet, la llum vermella s'esvaeix completament dins dels primers deu a quinze peus d'aigua clara, canviant l'aspecte dels elements que semblen vermells a la terra per semblar grisos o negres quan es veuen des de baix. Les longituds d'ona més curtes, com el blau i el verd, funcionen millor. La llum blava pot viatjar fins a 300 peus a l'aigua que és molt clara a l'oceà, però la llum verda és més eficaç en situacions d'aigua dolça perquè les algues i les deixalles dispersen la llum blava més que en entorns d'aigua salada. Els LED blaus o verds s'utilitzen en la majoria de llums submarines perquè milloren la quantitat de llum que pot ser utilitzada per la càmera o l'ull humà.
Un dels factors més importants que determina la quantitat de lúmens necessaris per veure a través de l'aigua és si és aigua dolça o salada. L'aigua dolça, que es pot trobar en masses d'aigua com ara llacs, rius i estanys, normalment té una major concentració de partícules en suspensió com ara llim, algues i residus orgànics, especialment en llocs que són menys profunds o estancats. Fins i tot a profunditats relativament poc profundes, la visió es veu disminuïda com a resultat de la dispersió agressiva de la llum per part d'aquestes partícules. Quan la llum del sol o una llanterna es dispersa tant en un riu fangós amb una gran terbolesa (núvol causada per materials en suspensió), per exemple, pot ser difícil diferenciar entre coses que es troben a només uns metres de distància.
Tanmateix, l'aigua salada costanera pot ser tan tèrbol com l'aigua dolça a causa de l'escorrentia, la sorra o la vida marina. D'altra banda, l'aigua salada tendeix a ser més clara a les regions exposades a l'oceà. En comparació amb l'aigua dolça fangosa, la quantitat de lúmens necessaris per veure a través de la mateixa profunditat a l'oceà obert és menor perquè la llum viatja més a l'oceà obert, on la terbolesa és mínima. No obstant això, a causa de la major densitat de l'aigua salada, encara és capaç de dispersar la llum més que l'aire. Això vol dir que fins i tot quan el temps és clar, les profunditats més profundes requereixen més llums per mantenir la visibilitat.
Quan s'avalua la quantitat de lumens que es requereixen, la terbolesa és potser l'element més important. Les unitats de terbolesa nefelomètrica, o NTU, s'utilitzen per avaluar la claredat de l'aigua; En general, un valor de NTU més baix indica que l'aigua és més neta. Com a punt de comparació, el nombre d'NTU a l'aigua destil·lada és extremadament baix, però el nombre d'NTU en un riu humit podria ser de centenars. És possible que la llum solar penetri profundament a l'aigua amb poca terbolesa (menys de 10 NTU), com ara un llac de muntanya o un oceà obert. Fins i tot una llum artificial suau pot il·luminar coses que es troben a 20-30 peus de distància. És possible que una llanterna d'entre 500 i 1.000 lúmens sigui suficient per veure roques o peixos a aquestes profunditats.
D'altra banda, la dispersió de la llum augmenta en aigües moderadament tèrboles (10-50 NTU), com ara un llac o una badia costanera després que hagi plogut. Per veure articles que es troben entre 10 i 15 peus de distància, sovint és essencial tenir entre 1.000 i 3.000 lúmens en aquesta zona. Com que les partícules en suspensió reflecteixen més llum cap a la font, produeixen una "brillantor" que disminueix el contrast. Com a resultat, es necessiten llums més potents per veure a través de la boira. Quan l'aigua és extremadament tèrbol (50 o més NTU), ja que es troba en un riu ple de llim o un estuari que ha estat danyat per una tempesta, la visibilitat es pot reduir a només uns peus. Fins i tot amb 3.000-5.000 lúmens, és possible que només pugueu veure de tres a cinc peus davant vostre, ja que la majoria de la llum es dispersa abans que arribi a objectes molt llunyans.
De nou, la profunditat és un component important a tenir en compte. Hi ha un efecte acumulatiu d'absorció i dispersió que es fa més intens a mesura que baixem, fet que fa que la pressió de l'aigua creixi. En aigües clares, la llum del sol és suficient per donar una il·luminació suficient per a la vista a poca profunditat (menys de 20 peus), però si s'arriba a una profunditat més enllà d'aquesta, es requereix llum artificial. La llum solar disminueix molt a una profunditat de trenta peus, fins i tot en l'aigua de l'oceà que és completament transparent, i els colors comencen a esvair-se. Els objectes que es troben entre 10 i 15 peus de distància poden ser il·luminats per una llum amb una sortida de 1.000 lúmenes. A una distància de 100 peus, quan el sol escasseja, es necessiten de tres mil a cinc mil lúmens per veure de cinc a deu peus, depenent de la claredat.
Quan es viatja a grans profunditats, com les investigades per bussejadors tècnics o submergibles (més de 200 peus), la llum natural és gairebé inexistent, i la dispersió és menys problema ja que hi ha menys partícules. D'altra banda, es produeix la màxima absorció, la qual cosa significa que es necessiten llums d'-lumens alts per penetrar l'aigua. En aquesta ubicació s'utilitzen llums de 5.000 a 10.000 lúmens o més; no obstant això, el seu abast efectiu encara està restringit, en la majoria dels casos només uns peus per davant. Això es deu al fet que l'aigua té el potencial d'absorbir fins i tot llum amb una longitud d'ona curta a una distància considerable.
Els lúmens necessaris també estan determinats pel motiu pel qual s'utilitza la llum. Mentre exploren els esculls de corall en aigües clares, els bussejadors recreatius poden requerir entre 500 i 2.000 lúmens per a una navegació segura i per gaudir plenament de la vida marina que troben. Per tant, aquestes llums aconsegueixen un compromís entre la brillantor i la durada de la bateria per tal de maximitzar la mobilitat. Els fotògrafs submarins, en canvi, necessiten una il·luminació més precisa per capturar els colors amb precisió. Per evitar que les persones estiguin sobreexposades o produeixin retrodispersió, que és la llum que rebota sobre les partícules de l'aigua, solen emprar entre 1.000 i 5.000 lúmens i tenen configuracions que es poden ajustar.
Quan es tracta d'usos professionals, com ara la construcció submarina, les operacions de cerca-i-rescat, o la investigació científica, calen més lúmens. L'ús de 3.000 a 10.000 lúmens pot ser necessari per als treballadors que examinen canonades en aigües boiroses per descobrir falles a una distància de 5 a 10 peus. És possible que els equips de cerca que operen en llacs tèrbols utilitzen potents reflectors amb més de 10.000 lúmens per cobrir grans regions, malgrat que l'abast efectiu de la llum encara està restringit a causa d'aquest fenomen.
La manera en què els lúmens es converteixen en visibilitat també està influenciada pel tipus d'equip d'il·luminació. De la mateixa manera que les llanternes de feix-estret concentren els seus lúmens en un feix petit, els llums direccionals fan el mateix, ampliant el seu abast. És possible il·luminar objectes més llunyans amb una llanterna de 1.000-lumen que tingui un angle de raig de 10 graus, a diferència d'un projecte de 1.000 lúmenes que tingui un angle de raig de 60 graus, que distribueix la llum per una àrea més gran però té menys intensitat a una distància més gran. Els díodes emissors de llum (LED) han suposat una revolució en la il·luminació submarina. Els LED generen més lúmens per watt que les bombetes incandescents o halògenes convencionals, cosa que els permet fabricar llums més brillants, més compactes i amb una bateria més llarga. Molts LED submarins també generen llum blava o verda, que, com s'ha dit anteriorment, és més eficaç per "tallar" l'aigua que altres longituds d'ona. Això es deu al fet que la llum blava i verda poden impregnar l'aigua de manera més eficaç que altres longituds d'ona.
A l'hora de tenir en compte els lumens a l'aigua, és fonamental tenir en compte que hi ha un punt de rendiments decreixents. Com que la dispersió dificulta que la llum vagi més enllà, augmentar el nombre de lúmens no millora considerablement la visió més enllà d'un nivell de brillantor particular. En aigües molt tèrboles, per exemple, una llum amb 10.000 lúmens no podria veure molt lluny de la font. Tots dos tipus de llums produeixen una bombolla de llum brillant al voltant de la font, però les partícules disperses impedeixen que la llum il·lumini objectes que es troben més lluny. En situacions com aquestes, és més beneficiós col·locar la llum més a prop de l'objecte (per exemple, subjectar una llanterna a prop d'una roca per inspeccionar-la) que utilitzar una llum més forta des d'una distància més gran.
També hi ha una funció que fan els elements ambientals com l'hora del dia i el temps. La llum solar actua com a complement de la llum artificial durant les hores diürnes, per tant, redueix la quantitat de lúmens necessaris. Una llum amb 500 lúmens podria ser suficient per bussejar a una profunditat de 20 peus al matí, però pot ser necessària una llum amb 1.000 lúmens per bussejar a la mateixa profunditat a la foscor. La penetració de la llum natural es redueix els dies en què hi ha núvols o quan hi ha tempestes, la qual cosa augmenta la necessitat de llums artificials fins i tot en aigües poc profundes.
En poques paraules, el nombre de lúmens necessaris per veure a través de l'aigua pot variar des d'uns quants centenars a desenes de milers, depenent de la puresa de l'aigua, la profunditat de l'aigua, el tipus d'aigua i l'aplicació particular. Per obtenir una visió bàsica en aigües clares i poc profundes o aigua salada, podríeu necessitar entre 500 i 1.000 lúmens, o en aigües tèrboles i profundes, necessitareu entre 5.000 i 10.000 o més lúmens. Ara és molt més senzill assolir el nivell de brillantor requerit sense comprometre la mobilitat gràcies als avenços de la tecnologia LED, que proporcionen tant eficiència com una varietat de possibilitats de longitud d'ona. Al final, el més important és ajustar els lúmens de la llum a les condicions exactes; si n'hi ha pocs, no podreu veure res; si n'hi ha massa, gastareu energia en llum dispersa i ineficient.
Junts, ho fem millor.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mòbil/Whatsapp:(+86)18673599565
Correu electrònic:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Lloc web: www.benweilight.com
Afegiu: Edifici F, Zona Industrial Yuanfen, Longhua, Districte de Bao'an, Shenzhen, Xina
