Entender las cifras
Si ha estado investigando sistemas de iluminación LED para horticultura para su instalación de crecimiento de plantas, es probable que haya sido bombardeado con una variedad de métricas que los fabricantes de iluminación utilizan para comercializar sus productos. Algunos términos y acrónimos que es probable que vea incluyen: vatios, lúmenes, LUX, candelas pie, PAR, PPF, PPFD, y la eficiencia de fotones. Aunque todos estos términos están relacionados con la iluminación, sólo unos pocos indican realmente los parámetros importantes de un sistema de iluminación hortícola. El objetivo de este artículo es definir estos términos y acrónimos, corregir algunos malentendidos comunes y ayudar a los cultivadores a entender qué parámetros son aplicables a los sistemas de iluminación hortícola y cuáles no.
Los humanos usan lúmenes
Las plantas y las personas percibimos la luz de forma muy distinta. Los humanos y muchos otros animales utilizan algo llamado visión fotópica en condiciones de buena iluminación para percibir el color y la luz. Los lúmenes son una unidad de medida basada en un modelo de la sensibilidad del ojo humano en condiciones de buena iluminación, por lo que el modelo se denomina curva de respuesta fotópica(Figura 1). Como puede ver, la curva de respuesta fotópica tiene forma de campana y muestra cómo los seres humanos son mucho más sensibles a la luz verde que a la azul o a la roja. Los medidores LUX y foot candle miden la intensidad de la luz (en lúmenes) para aplicaciones de iluminación comercial y residencial, con la única diferencia entre ambos de la unidad de superficie en la que se miden (LUX utiliza lumen/m2y foot candle utiliza lumen/ft2).
El uso de medidores de LUX o de pies candela para medir la intensidad luminosa de los sistemas de iluminación hortícola le proporcionará mediciones diferentes en función del espectro de la fuente de luz, incluso si está midiendo la misma intensidad de PAR.
El problema fundamental de utilizar LUX o medidores de pies candela para medir la intensidad luminosa de los sistemas de iluminación hortícola es la infrarrepresentación de la luz azul (400 - 500 nm) y roja (600 - 700 nm) en el espectro visible. Puede que los humanos no seamos eficientes percibiendo la luz en estas regiones, pero las plantas son muy eficientes utilizando la luz roja y azul para realizar la fotosíntesis. Esta es la razón por la que los lúmenes, LUX y foot candles nunca deben utilizarse como métricas para la iluminación hortícola.
Qué es el PAR
PAR es la radiación fotosintéticamente activa. La luz PAR son las longitudes de onda de luz dentro de la gama visible de 400 a 700 nanómetros (nm) que impulsan la fotosíntesis(Figura 1). La RFA es un término muy utilizado (y a menudo erróneo) en relación con la iluminación hortícola. La RFA NO es una medida o "métrica" como los pies, las pulgadas o los kilos. Más bien define el tipo de luz necesaria para favorecer la fotosíntesis. La cantidad y la calidad espectral de la luz PAR son las métricas importantes en las que hay que centrarse. (Para obtener más información sobre la calidad espectral de la luz , haga clic aquí). Los sensores cuánticos son el principal instrumento utilizado para cuantificar la intensidad luminosa de los sistemas de iluminación hortícola. Estos sensores funcionan utilizando un filtro óptico para crear una sensibilidad uniforme a la luz PAR(Figura 1), y pueden utilizarse en combinación con un medidor de luz para medir la intensidad luminosa instantánea o un registrador de datos para medir la intensidad luminosa acumulada.
A la hora de buscar sistemas de iluminación para horticultura, debe buscar respuesta a tres preguntas importantes:
- ¿Cuánta PAR produce la luminaria (medida como flujo de fotones fotosintéticos)?
- ¿Cuánta PAR instantánea de la luminaria está disponible para las plantas (medida como densidad de flujo fotónico fotosintético)?
- Cuánta energía utiliza la luminaria para poner PAR a disposición de sus plantas (medida como Eficiencia Fotónica).
Los tres parámetros clave utilizados para responder a estas preguntas son:
PAR
PPF es el flujo de fotones fotosintéticos. El PPF mide la cantidad total de PAR que produce un sistema de iluminación cada segundo. Esta medición se realiza utilizando un instrumento especializado llamado esfera integradora que captura y mide esencialmente todos los fotones emitidos por un sistema de iluminación. La unidad utilizada para expresar la PPF es micromoles por segundo (μmol/s). Ésta es probablemente la segunda forma más importante de medir un sistema de iluminación hortícola, pero, por la razón que sea, la mayoría de las empresas de iluminación no indican esta métrica. Es importante tener en cuenta que la PPF no indica la cantidad de luz medida que llega realmente a las plantas, pero es una medida importante si se quiere calcular la eficacia de un sistema de iluminación para crear PAR.
PPFD
La PPFD es la densidad de flujo de fotones fotosintéticos. La PPFD mide la cantidad de PAR que llega realmente a la planta, o como diría un científico: "el número de fotones fotosintéticamente activos que caen sobre una superficie dada cada segundo". La PPFD es una medición "puntual" de un lugar específico de la copa de la planta, y se mide en micromoles por metro cuadrado por segundo (μmol/m2/s). Si desea averiguar la verdadera intensidad luminosa de una lámpara en una zona de cultivo determinada (por ejemplo, 4' x 4'), es importante que se tome la media de varias mediciones de PPFD a una altura definida. Las empresas de iluminación que sólo publican la PPFD en el punto central de un área de cobertura sobrestiman enormemente la verdadera intensidad luminosa de una luminaria. Una sola medición no dice mucho, ya que las luces de horticultura suelen ser más brillantes en el centro, y los niveles de luz disminuyen a medida que se toman mediciones hacia los bordes del área de cobertura. (Advertencia: Los fabricantes de iluminación pueden manipular fácilmente los datos de PPFD. Para asegurarse de que está obteniendo los valores reales de PPFD en una zona de cultivo definida, el fabricante debe publicar lo siguiente: distancia de medición desde la fuente de luz (vertical y horizontal), número de mediciones incluidas en la media y la relación mín./máx.). Fluence siempre publica la PPFD media sobre un área de cultivo definida a una altura de montaje recomendada para todos nuestros sistemas de iluminación.
PPF es el flujo de fotones fotosintéticos. El PPF mide la cantidad total de PAR que produce un sistema de iluminación cada segundo. Esta medición se realiza utilizando un instrumento especializado llamado esfera integradora que captura y mide esencialmente todos los fotones emitidos por un sistema de iluminación. La unidad utilizada para expresar la PPF es micromoles por segundo (μmol/s). Ésta es probablemente la segunda forma más importante de medir un sistema de iluminación hortícola, pero, por la razón que sea, la mayoría de las empresas de iluminación no indican esta métrica. Es importante tener en cuenta que la PPF no indica la cantidad de luz medida que llega realmente a las plantas, pero es una medida importante si se quiere calcular la eficacia de un sistema de iluminación para crear PAR.
Eficacia de los fotones
PPF es el flujo de fotones fotosintéticos. El PPF mide la cantidad total de PAR que produce un sistema de iluminación cada segundo. Esta medición se realiza utilizando un instrumento especializado llamado esfera integradora que captura y mide esencialmente todos los fotones emitidos por un sistema de iluminación. La unidad utilizada para expresar la PPF es micromoles por segundo (μmol/s). Ésta es probablemente la segunda forma más importante de medir un sistema de iluminación hortícola, pero, por la razón que sea, la mayoría de las empresas de iluminación no indican esta métrica. Es importante tener en cuenta que la PPF no indica la cantidad de luz medida que llega realmente a las plantas, pero es una medida importante si se quiere calcular la eficacia de un sistema de iluminación para crear PAR.
La eficacia fotónica se refiere a la eficiencia de un sistema de iluminación hortícola a la hora de convertir la energía eléctrica en fotones de PAR. Muchos fabricantes de iluminación hortícola utilizan el total de vatios eléctricos o vatios por pie cuadrado como métrica para describir la intensidad de la luz. Sin embargo, estas métricas realmente no le dicen nada, ya que los vatios son una medida que describe la entrada eléctrica, no la salida de luz. Si se conoce la PPF de la luz junto con la potencia en vatios de entrada, se puede calcular la eficacia de un sistema de iluminación hortícola para convertir la energía eléctrica en PAR. Como recordatorio, la unidad para PPF es μmol/s, y la unidad para medir vatios es Joule por segundo (J/s), por lo tanto, los segundos en el numerador y denominador se cancelan, y la unidad se convierte en µmol/J. Cuanto mayor sea este número, más eficiente es un sistema de iluminación para convertir la energía eléctrica en fotones de PAR.
Conclusión
Para invertir en el sistema de iluminación hortícola adecuado a sus objetivos de cultivo y comerciales, debe conocer la PPF, la PPFD y la eficiencia fotónica para tomar decisiones de compra con conocimiento de causa. Sin embargo, estas tres métricas no deben utilizarse como únicas variables para basar una decisión de compra. Existen otras variables, como el factor de forma y el coeficiente de utilización (CU), que también deben tenerse en cuenta.
Todos los factores deben utilizarse en combinación para seleccionar los sistemas más adecuados en función de sus objetivos de cultivo y de negocio, y el mensaje que debemos llevarnos a casa es que PPF, PPFD y la eficiencia fotónica son los parámetros adecuados utilizados por los científicos y las empresas de iluminación hortícola líderes del sector. Si una empresa no le proporciona los parámetros correctos utilizados para la iluminación hortícola, no debería vender sistemas de iluminación hortícola y usted no podrá verificar la verdadera eficacia de su sistema. Fluence Bioengineering siempre publica estas métricas en la literatura del producto y es uno de los líderes en eficiencia de fotones fotosintéticos según lo verificado por Rutgers y la Universidad Estatal de Utah.
