Medición de las luces de cultivo LED utilizadas en la horticultura

La iluminación LED ofrece a los horticultores muchas ventajas potenciales, como el aumento del rendimiento de las cosechas, la mejora de la calidad de los productos y el control de determinadas características de las plantas, además de las ventajas normales de la iluminación de estado sólido, como la reducción de los costes de energía y mantenimiento. La iluminación LED puede complementar la luz solar natural dentro de los invernaderos para prolongar las temporadas de cultivo de frutas, verduras y flores, especialmente durante los días más cortos del invierno.

Los LED permiten controlar la cantidad y la composición espectral de la luz, que puede utilizarse para regular el ritmo de crecimiento, la forma y la floración de las plantas. Los LED también pueden colocarse mucho más cerca del follaje que las tecnologías de iluminación tradicionales, como las lámparas de sodio de alta presión, ya que no irradian calor.

Por lo tanto, las luces de cultivo LED energéticamente eficientes son una tecnología clave para una nueva forma de horticultura, conocida como granjas verticales, en las que los cultivos crecen en capas apiladas verticalmente en ausencia de la típica luz natural. Se espera que las granjas verticales desempeñen un papel importante en la alimentación de la población en rápido crecimiento de nuestro mundo cada vez más urbanizado.

El mundo de la horticultura es muy activo en la investigación de mezclas espectrales y de intensidad, a menudo denominadas "recetas de iluminación", para optimizar el crecimiento y el rendimiento de los cultivos con iluminación LED. El desarrollo y el uso de estas "recetas de iluminación" en la horticultura moderna requiere datos de medición espectral sobre los colores puros y mixtos producidos por las luces de cultivo LED. Esto requiere una nueva generación de sensores que sustituyan al tradicional sensor PAR, un dispositivo cuántico que no proporciona información espectral. El MSC15 es un medidor de luz espectral cómodo y de bajo coste, ideal para las mediciones rutinarias de la iluminación LED en la horticultura. Las funciones adicionales del BTS256-EFse prestan a tareas de investigación hortícola más exigentes.

En 1972, K. McCree [1] demostró que la respuesta fotosintética se correlaciona con la cantidad de fotones que llegan a una planta y no con la energía de la luz. Véase el artículo técnico - Medición de la RFA para una explicación en profundidad. La radiación fotosintéticamente activa, PAR, es sólo un término descriptivo de la radiación dentro del rango de longitud de onda de 400-700nm (Publicación CIE 106) [2]. Los términos cuantitativos de la RFA utilizados comúnmente son: 

Photosynthetic Photon Flux (PPF): medida del número total de fotones emitidos por una fuente de luz cada segundo dentro del rango de longitud de onda PAR. Se mide en μmol/s. Análogo a los "lúmenes" de la luz visible.

Densidad de flujo fotónico fotosintético (PPFD): medición del número total de fotones dentro del rango de longitud de onda PAR que llegan a una superficie cada segundo medido en un área de un metro cuadrado. Se mide en μmol/m2/s. Análogo al "lux" para la luz visible.

Integral de luz diurna (DLI): medición acumulativa del número total de fotones dentro de la gama de longitudes de onda PAR que llegan a una superficie durante un período de 24 horas, medido en un área de un metro cuadrado. Se mide en mol/m2/d. 

Además de optimizar la respuesta fotosintética, la iluminación LED ofrece muchas posibilidades para aprovechar el hecho de que las plantas tienen fotorreceptores adicionales que responden a la radiación ultravioleta y al rojo lejano y que repercuten en el desarrollo de la planta. Esto ha llevado a la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas y Biológicos, ANSI/ASABE S640 [3], a introducir nuevas métricas como: 

• Densidad de flujo de fotones ultravioleta (PFDuv), 280 nm a 400 nm
• Densidad de flujo de fotones en el rojo lejano (PFDfr), de 700 nm a 800 nm

Referencias

[1] Ref 1 McCree, K.J., 1972. The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants. Agric. Meteorol. 9: 191-216.

[2] Definition PAR metric (CIE Publication 106, Section 8, 1993

[3] ANSI/ASABE S640 JUL2017 Quantities and Units of Electromagnetic Radiation for Plants