Selección de iluminación LED en cuevas basado en los espectros de acción de la fotosíntesis : reducción del biodeterioro de espeleotemas por biofilms de algas y cianobacterias.

Abstract

En las cuevas turísticas, la presencia de luz natural y/o artificial junto con elevados valores de humedad relativa y de CO2, pueden inducir el desarrollo de microorganismos fotosintéticos sobre estructuras kársticas, identificables por su color verdoso y que pueden producir meteorización biológica de los materiales naturales presentes en la cueva. En la Cueva de Nerja (Málaga), el nivel de CO2 (variable en función del número de visitantes), humedad relativa y temperatura, condicionan la tasa de actividad fotosintética y por lo tanto, el crecimiento de algas y cianobacterias que junto a otros microorganismos heterotróficos, constituyen los biofilms (mal verde). Los métodos químicos empleados con anterioridad para reducir los biofilms (peróxido de hidrógeno, ozono, hipoclorito sódico, etc.), suelen ser muy agresivos para los materiales endokársticos que componen la cueva produciendo por ende, meteorización físico-química. También, la aplicación de agua a presión como método físico, podría incluso producir un mayor desarrollo de microorganismos al incrementar la humedad de los biofilms potenciando su crecimiento. Por otro lado, la reducción de los periodos de iluminación podría reducir la proliferación de algas pero no impediría su reaparición, ya que no es posible eliminar la iluminación en su totalidad por los fines turísticos que la cueva persigue. Una alternativa, es la utilización de una iluminación que reduzca la actividad fotosintética y que a su vez, produzca un estrés fisiológico en los organismos fotosintéticos aminorando su crecimiento. En este estudio, se presenta un procedimiento basado en el conocimiento fotobiológico de algas y cianobacterias (espectros de acción de la fotosíntesis) para seleccionar diferentes fuentes de luz LED (RGB) y sus diferentes combinaciones que resulten más efectivas en la reducción de la fotosíntesis y por lo tanto, en la reducción de las tasas de crecimiento de microalgas y cianobacterias que conforman los biofilms. Esta primera aproximación teórica, permitiría conocer a priori, las fuentes de iluminación basadas en la tecnología LED para posteriormente, adaptar de un modo sencillo, la calidad y la intensidad de la luz empleando combinaciones programables de fuentes de luminarias LEDs de distinta composición espectral con el fin de reducir al nivel máximo posible, de acuerdo a la irradiancia efectiva, el rendimiento y producción fotosintética.

En este trabajo se presentan diferentes combinaciones de LEDs (rojo, verde, azul) que producen una disminución/aumento de la actividad fotosintética en 7 especies de algas y cianobacterias cuyos espectros de acción se encuentran publicados en la literatura científica. La efectividad fotosintética de estos LEDs se expresa a través del rendimiento de asimilación fotónico (APP %) en base a la diferentes calidades espectrales estudiadas.