Tipos de Luces para el Cultivo Interior (¿Lámparas de Sodio o de Bajo Consumo?)
Durante la fotosíntesis, la clorofila absorbe la energía de la radiación lumínica y la utiliza para la síntesis de carbohidratos a partir del dióxido de carbono y el agua.
La clorofila es un pigmento verde presente en las plantas verdes, cianobacterias y algunas algas. La clorofila pertenece a los pigmentos fotosintéticos junto con las ficobilinas y los carotenoides, que sin embargo tienen diferente color y absorben energía de distintas partes del espectro de luz visible. La clorofila es verde porque absorbe las partes azul y roja del espectro luminoso y refleja las demás. Por eso la percibimos como verde y así determina el color básico de todas las plantas que realizan la fotosíntesis.
Figura 2: Espectro de absorción de la clorofila a y b
En la fotosíntesis participan varios tipos de clorofilas, siendo las más conocidas en las plantas la A y la B. Otros pigmentos que participan en la fotosíntesis son los carotenoides (que también desempeñan un papel importante en el movimiento de la planta hacia la luz). Las clorofilas absorben longitudes de onda del color rojo (660 nm) y azul (440 nm). El verde y el amarillo permanecen sin utilizar debido al color verde de la clorofila, ya que esta los refleja.
La máxima eficiencia de la fotosíntesis se encuentra en el área de radiación roja y azul. Este espectro de acción ha sido aprovechado por algunos fabricantes de fuentes de luz para desarrollar y producir tubos fluorescentes lineales o compactos especiales y lámparas de descarga destinadas a la iluminación de plantas. En el espectro de estas lámparas, el área verde-amarilla está fuertemente suprimida, por lo que la luz emitida es púrpura y contribuye con alta eficiencia a la fotosíntesis.
Función de la luz azul
Además de la fotosíntesis, la planta utiliza la luz azul para el fototropismo: la planta distribuye adecuadamente las hormonas de crecimiento y adapta así su forma a la intensidad y dirección de esta radiación, para utilizarla eficientemente. Además, la apertura de los estomas se produce en respuesta a la luz azul.
Efecto de la luz roja
Esta área es utilizada por la planta tanto para la fotosíntesis como para el crecimiento de elongación del tallo (estiramiento hacia el sol). Aquí la planta aprovecha la relación de intensidades de radiación de longitudes de onda 660 (red)/735(far red) nm. De la curva de absorción de la clorofila (Figura 1) es visible que la planta utiliza inteligentemente el borde afilado de esta curva. Si la planta se encuentra a la sombra de otra planta, debido a la absorción de radiación red por la clorofila de la planta que hace sombra, llega a la planta un mínimo de radiación roja (red), pero suficiente radiación infrarroja (far red) y la planta comienza a elongarse. Incluso cuando la planta tiene suficiente iluminación artificial y predomina el far red, la planta "se estira" en altura creyendo que está sombreada. Con la proporción opuesta, la planta crece en altura lentamente. Por eso es bueno tener la proporción de estos componentes de radiación equilibrada (similar a la radiación solar).
Las iluminaciones artificiales se utilizan para las plantas en casos donde hay una falta de luz natural diurna, o se necesita iluminación adicional. Por ejemplo, en los meses de invierno, cuando la luz diurna es insuficiente para el crecimiento deseado de las plantas. Se utilizan entonces para prolongar el periodo diurno, para que las plantas reciban la luz requerida. La falta de luz causa en las plantas un retraso en su crecimiento y trastornos del desarrollo, que se manifiestan por ejemplo en elongación excesiva, delgadez de los tallos, coloración irregular, etc.
La iluminación artificial con luminarias para favorecer el crecimiento de las plantas demuestra provocar su correcto crecimiento y desarrollo, ayuda a prolongar el periodo de floración y aumenta el rendimiento de los cultivos. La iluminación artificial intenta proporcionar un espectro de luz similar al espectro de la radiación solar o aportar un espectro que está adaptado a las necesidades de las plantas cultivadas. Las condiciones naturales de exterior son imitadas mediante diversos colores, temperaturas y salidas espectrales de la iluminación artificial, así como mediante cambios en la intensidad luminosa de las lámparas. Dependiendo del tipo de planta cultivada, de la fase de cultivo (por ejemplo, fase de germinación/vegetativa o fase de floración/fructificación) y la duración del periodo de día y noche (luz y oscuridad) requeridas por las plantas, rangos específicos del espectro, eficiencia luminosa y temperatura de colores son adecuados para su uso con plantas concretas y periodos temporales.
Fuentes para la iluminación de plantas en interiores
Para el cultivo interior de plantas es necesario utilizar iluminación artificial, que es un conjunto completo que transforma la energía eléctrica en luz.
El tipo de iluminación más extendido es el uso de lámparas de descarga de alta presión, que para su funcionamiento necesitan un balasto (reactancia), y además un portalámparas y un reflector.
Lo mismo se necesita también al cultivar bajo lámparas fluorescentes compactas, que se conocen comúnmente como fluorescentes o por el nombre técnico lámparas CFL. Algunas lámparas CFL ya tienen el balasto integrado en su cuerpo, por lo que solo será necesario un reflector con portalámparas.
La última variante son los módulos de iluminación LED, que son completos y solo hay que enchufarlos.
Al elegir la iluminación artificial se pueden seguir toda una serie de indicadores. Las fuentes de luz deben satisfacer las necesidades de las plantas tanto en términos de intensidad de iluminación como en términos de composición espectral de la radiación emitida. La luz es principalmente una fuente de energía para la fotosíntesis, que garantiza el crecimiento de las plantas. Este, pero también todos los demás procesos fotobiológicos de las plantas dependen de las longitudes de onda de la radiación absorbida.
Desde el punto de vista del espectro, al cultivador le interesará si la iluminación está destinada para plantas verdes o para plantas en floración. Según esto, se elige iluminación para crecimiento, para floración o para ambos.
Las manifestaciones vitales de las plantas no están determinadas solo por la fotosíntesis, sino también por otras actividades. Estas actividades son sustancialmente menos exigentes energéticamente. Se trata principalmente de la fotomorfogénesis, que influye en la formación de la forma y organización de los órganos funcionales de las plantas y es favorecida principalmente por la zona azul del espectro. En algunas plantas, especialmente tropicales o de montaña, esta actividad alcanza hasta la zona de radiación ultravioleta. Con falta de luz azul, las plantas se estiran, los entrenudos de los tallos quedan lejos entre sí, las hojas son más pequeñas y tienen un color más claro. Otra actividad es el fototropismo, que influye en la dirección de crecimiento de las partes aéreas y subterráneas de las plantas (las partes aéreas se giran hacia la luz, las subterráneas en sentido contrario). En todas las plantas con floración tiene gran importancia el fotoperiodismo, que influye especialmente en la parte de longitud de onda larga del espectro (roja y rojo oscuro). Tiene influencia en los procesos de inducción, es decir, la formación de yemas y el desarrollo de flores. En algunas flores, la inducción de yemas depende de la duración del día. Las plantas de día largo florecen en días largos, las plantas de día corto al contrario en días cortos.
Iluminación para cultivo de interior
Imagen 3: Las luces LED crean ambientes artificiales para el cultivo de plantas y verduras y gracias a su alta eficiencia apenas se calientan a diferencia de las bombillas incandescentes o halógenas
¿Lámparas de bajo consumo o lámparas de sodio?
Las lámparas de bajo consumo garantizan un bajo consumo de energía. La instalación de las lámparas es sencilla. El espectro luminoso de las lámparas de bajo consumo para crecimiento y floración es similar al de las lámparas de descarga. Las lámparas de bajo consumo son adecuadas para espacios donde hay problemas con el exceso de calor y pueden colgarse bajas sobre las plantas a una altura de aproximadamente 30 cm.
Las lámparas de descarga no están diseñadas para conectarse directamente a la red eléctrica. Para montar la iluminación se necesita un balasto especial que corresponda a la potencia, un portalámparas y un cable adecuado. Las lámparas de descarga pueden ser de crecimiento, floración o con espectro lumínico combinado. Lámparas de crecimiento – luz azul y blanca. Lámparas de floración – luz rojo-amarilla. Lámparas combinadas – luz roja, amarilla y porción del espectro azul.
Tubos fluorescentes lineales – para crecimiento y enraizamiento
Imagen 4: Tubos fluorescentes lineales
El tubo fluorescente lineal es un tubo de vidrio largo sellado herméticamente en los extremos con casquillos, a través de los cuales se introducen los electrodos en el tubo. En su interior hay una mezcla de vapores de mercurio y argón. Los tubos fluorescentes emiten luz blanca-azulada fría o roja. La luz blanca-azulada es especialmente adecuada para la fase de crecimiento de las plantas. Para el enraizamiento de las plantas, los cultivadores obtienen buenos resultados con tubos fluorescentes que producen luz roja. Los tubos fluorescentes se pueden utilizar para el precultivo de plántulas o para el cultivo de hierbas aromáticas (como albahaca, cebollino o perejil). Debido a que los tubos fluorescentes lineales tienen una potencia más baja, son especialmente adecuados para plantas de menor altura. Para las plantas más grandes podrían no ser suficientes.
Características:
- alta eficiencia en la conversión de energía eléctrica en luminosa, alcanzando hasta 104 lm/W con alimentación de alta frecuencia, con un alto índice general de reproducción cromática Ra que alcanza valores de hasta 80,
- parámetros geométricos adecuados, que permiten construir luminarias con ahorro de material y óptica simple, con posibilidad de montarlas en bandas luminosas continuas estéticas o grandes superficies,
- sortido muy amplio de potencias desde 4 hasta aproximadamente 200 W,
- sortido muy amplio de colores de luz emitida, caracterizado por una temperatura de color correlacionada de 2.700 a 17.000 K,
- en tipos especiales se puede obtener un Ra de hasta 98 con muy buen rendimiento específico,
- líneas de producción altamente productivas, cuya capacidad alcanza hasta 4.000 unidades/h, con alto rendimiento del proceso productivo; de esto resulta un precio permanentemente bajo del sortido básico de tubos fluorescentes,
- vida útil larga, alcanzando en algunos tipos especiales más de 20.000 h con buena estabilidad del flujo luminoso durante el funcionamiento
Lámparas fluorescentes compactas (bombillas de bajo consumo) – para plantas pequeñas y medianas
Imagen 5: Lámpara fluorescente compacta
Las bombillas fluorescentes compactas tienen una eficiencia energética un 60-80% superior en comparación con las bombillas incandescentes estándar tradicionales. La vida útil media de las bombillas fluorescentes compactas es más de diez veces superior a la de las bombillas incandescentes convencionales: la bombilla fluorescente compacta tiene aproximadamente 6.000 a 20.000 h, mientras que la bombilla incandescente convencional tiene aproximadamente 1.000 h. Las bombillas fluorescentes compactas de calidad destinadas a los consumidores tienen un índice de reproducción cromática Ra > 80.
Las bombillas fluorescentes compactas se fabrican tradicionalmente con espectro de crecimiento, floración y dual. Estas bombillas son las llamadas lámparas de bajo consumo con una potencia de 85W a 250W. El funcionamiento de las bombillas fluorescentes compactas es prácticamente idéntico al de los tubos fluorescentes lineales, con la diferencia de que la potencia de las bombillas fluorescentes compactas es superior a la potencia de los tubos fluorescentes lineales. Las bombillas fluorescentes compactas con espectro de crecimiento se pueden utilizar para el precultivo de plántulas, el cultivo de plantas no florecientes o para la fase de crecimiento en plantas con flor. Las bombillas fluorescentes compactas con espectro de floración se pueden utilizar entonces para la fase de floración de las plantas con flor. Las bombillas fluorescentes compactas con espectro dual se pueden utilizar para todo tipo de plantas en cualquier fase de desarrollo. Dado que las lámparas de bajo consumo emiten menos calor, es posible instalarlas muy cerca de las puntas de las plantas. Por lo tanto, también encuentran aplicación en espacios pequeños o con poca ventilación.
Características:
- dimensiones más pequeñas que los tubos fluorescentes lineales
- mayor potencia en un espacio determinado, pero menor potencia específica en comparación con los tubos fluorescentes lineales
- la potencia varía de 5 a 55W
- las bombillas tienen hasta un 80% menos de consumo con la misma cantidad de luz
- vida útil de las bombillas de seis a quince veces superior, lo que representa una vida útil media de 6.000 horas hasta 15.000 horas completas
- fabricadas en muchos tipos y formas
- excelente reproducción cromática de las bombillas Ra80
Tubos fluorescentes
Imagen 6 Tubos fluorescentes
La base de la luz de una bombilla fluorescente es la luz ultravioleta invisible al ojo humano, que se genera cuando una corriente eléctrica fluye a través de un gas inerte. Esta luz ultravioleta reacciona con una mezcla especial de luminóforos que recubre la pared interior del tubo fluorescente. Así, la luz invisible se transforma en luz blanca utilizable. Las bombillas fluorescentes necesitan una fuente de energía especial, el llamado balasto, que regula la corriente de funcionamiento de la bombilla y suministra el voltaje adecuado para encender la descarga. Los balastos electrónicos tienen la misma función que los obsoletos balastos magnéticos, pero a diferencia de estos, funcionan con una frecuencia muy alta. Gracias a ello se elimina el molesto parpadeo y el ruido, y al mismo tiempo aumenta el rendimiento. Los balastos electrónicos también se pueden diseñar más fácilmente para permitir un funcionamiento más estable y eficiente de la bombilla, cambiar la intensidad de la luz y conectar elementos de iluminación individuales dentro de una red, para que la iluminación pueda ser regulada de manera moderna.
Los tubos fluorescentes son una solución excelente para iluminación específica en estudios, oficinas domésticas y otras estancias donde se necesita una luz realmente brillante. Duran hasta 20 veces más que las bombillas tradicionales y tienen un consumo hasta un 80% menor.
Se pueden utilizar tubos fluorescentes de varios tamaños, desde treinta centímetros hasta dos metros y medio de largo, instalados en luminarias fluorescentes estándar. Con esta iluminación se pueden cultivar plantas en sótanos, trasteros o buhardillas casi al mismo ritmo que en exterior a mitad del verano. Son perfectos para la fase de crecimiento. Se fabrican en potencias de 18W, 36W y 54W. Al tener baja potencia, son más adecuados para el enraizamiento de esquejes o para iluminar las partes inferiores de las plantas tanto en fase de crecimiento como de floración. Para su conexión también se necesita un cebador y una reactancia, aunque con potencias mucho menores que las "bombillas de bajo consumo".
Características técnicas
- tubos fluorescentes de mercurio de baja presión
- la baja temperatura de la fuente de luz permite colocar los tubos muy cerca de las plantas sin riesgo de quemarlas
- alto rendimiento luminoso inicial
- se pueden utilizar con balastos convencionales y de alta frecuencia
- tubos completamente reciclables, todos los componentes se pueden usar en la fabricación de nuevos tubos
- en el casquillo hay una marca verde que indica que el tubo es reciclable
Luminarias LED - para el crecimiento de plantas
Imagen 7: Lámpara LED
Las luminarias LED para favorecer el crecimiento de plantas son adecuadas para su uso principalmente en jardines botánicos, para el cultivo de plantas en invernaderos, en interiores para iluminar plantas, etc.
Las luminarias de cultivo con LEDs se caracterizan por una propiedad fundamental. Los componentes semiconductores son capaces de emitir luz monocromática de banda estrecha. Al combinar diodos de diferentes colores y regular la potencia, permiten crear cualquier espectro lumínico y cambiarlo dinámicamente. La calidad de la luz se puede adaptar entonces a las necesidades de una especie concreta o fase de desarrollo (fase vegetativa, fase generativa-inducción de la floración). Los mejores sistemas automáticos actuales, adecuadamente costosos y destinados a invernaderos, miman los cultivos, por ejemplo, simulando la tonalidad de los rayos que predominan al amanecer y al atardecer. Instalación y manejo sencillos del equipo, conexión directa a enchufe de 220-240V. (No se necesita alimentación eléctrica adicional.) La luz se puede colocar directamente sobre las plantas, no emite ningún tipo de calor ni vibraciones. Tiempo de iluminación recomendado de 10 a 18 horas diarias
Propiedades:
- vida útil extrema - 100.000 horas (más de 10 años de funcionamiento ininterrumpido),
- bajo consumo,
- resistencia a sacudidas, golpes, vibraciones,
- baja emisión de calor,
- característica de emisión controlada,
- sin radiación infrarroja ni ultravioleta,
- alta durabilidad y tasa de fallos casi nula,
- coste insignificante de consumo de energía eléctrica al año,
- mantenimiento mínimo o nulo,
- posibilidad de encendido y apagado frecuente,
- alta resistencia a daños y al frío,
- diversidad de colores – blanco, rojo, azul, amarillo, verde,
- gracias a su alta eficiencia apenas se calienta.
Lámparas de sodio de alta presión
Imagen 8: Lámpara de sodio de alta presión
Las lámparas de sodio de alta presión son fuentes de luz en las que la luz es emitida principalmente por vapores de sodio con una presión parcial de funcionamiento en el rango de 3 a 60 kPa. Las lámparas se clasifican según la potencia (70W, 100W, 150W, 400W, 600W, etc.), el espectro - crecimiento, floración o espectro combinado - y el número de lúmenes. Las lámparas se caracterizan por un funcionamiento muy económico en comparación con las bombillas tradicionales y emiten una cantidad extremadamente grande de radiación para su tamaño. Las lámparas de sodio se caracterizan por un coeficiente de conversión de energía eléctrica en energía de radiación fotosintéticamente activa dos veces mayor en comparación con las lámparas de mercurio. Las lámparas de sodio tubulares combinan un alto rendimiento radiante (hasta 150lm/W) con una distribución espectral de energía que parece más favorable para diversos tipos de cultivos de interior. El aumento de la presión del vapor de sodio en el foco de radiación permite ampliar el espectro en los colores rojo y azul y el llamado fondo estable en un amplio rango de longitud de onda. Las lámparas no están diseñadas para conectarse directamente a la red - para su funcionamiento se necesita un balastro especial. Las lámparas de crecimiento emiten luz azul y blanca, las lámparas de floración emiten luz rojo-amarillenta y las combinadas emiten luz roja, amarilla y también tienen cierta proporción del espectro azul.
Las lámparas de sodio son adecuadas para la iluminación de invernaderos. Son ideales para la iluminación complementaria en horticultura, porque estimulan la asimilación y el crecimiento de las plantas. Esto es importante principalmente en el cultivo de flores para corte, hortalizas, plantas de interior y plántulas. Para la horticultura esto supone las siguientes ventajas: tiempos de cultivo más cortos, plantas más saludables, influencia en el periodo de floración.
Características
- producción de luz muy intensa
- gran rendimiento específico lm/W
- alta vida útil
- rendimiento estable
- producción de gran cantidad de calor, lo que lleva a la necesidad de equipamiento adicional para refrigeración
- debido al calentamiento de la fuente es necesario controlar la distancia de la luz desde las puntas de las plantas
- mayor consumo de energía eléctrica