LEDs Grow !

Diodos emisores de luz para la irradiación de plantas

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Los recientes desarrollos de la iluminación han impulsado en gran medida la horticultura, ya que ahora existe la posibilidad de manipular el espectro que incide directamente sobre las plantas, aumentando así su producción o determinando algunos efectos fisiológicos. Con este avance tecnológico resulta aconsejable sustituir los sistemas de iluminación fotosintética de lámparas incandescentes, por LEDs comerciales que emiten espectros de manera separada o por OLEDs susceptibles de emisión conjunta. En comparación, estos dispositivos consumen mucha menos energía y poseen una vida util significativamente mayor, no generan exceso de calor que pueda dañar a las plantas, e incluso en el caso de los LEDs rojos, pueden repeler a los insectos disminuyendo el uso de agrotóxicos.

Todas las plantas utilizan la luz desde los 400 hasta los 700 nm para el proceso de fotosíntesis (conocida como radiación fotosintéticamente activa o luz de crecimiento). El espectro de la radiación recibida puede afectar tanto el crecimiento de la planta, como su floración; y en el caso de las plantas con aplicaciones medicinales, puede afectar el sabor, olor e incluso el valor farmacéutico y nutricional. Como se sabe, esta irradiación fotosintética responsable de la excitación de la clorofila, es mayor en la franja roja del espectro que en la azul, de modo que los vegetales emplean de forma más eficiente la radiación de la región del rojo. La mayor parte de la luz solar que captan las plantas es convertida en calor y solamente la luz roja y azul es esencial para su crecimiento; proceso que precisamente realizan de antemano los LEDs, ya que permiten eliminar aquellas longitudes de onda que son inactivas para la fotosíntesis.

Espectro_fotosintesis

Hasta ahora, la tecnología utilizada en horticultura ha sido la iluminación proveniente de descargas eléctricas en gases metálicos, como las de vapor de sodio a alta presión y las de halogenuros metálicos, asi como a partir de las lámparas fluorescentes capaces de modificar el espectro de emisión. Pero estas lámparas al proporcionar luz eficiente para la fotosíntesis, emiten también luz control, la cual añade un innecesario coste energético. Sólo alrededor del 35% de la potencia y el 10% de la luz emitida de halogenuros metálicos es utilizada por las plantas; en en caso de las luces LED el 90% de la luz de las lámparas puede ser absorbido por las plantas.

En la última década, se ha alcanzado un espectacular desarrollo en la potencia y capacidad de los LEDs y su optimización ha resultado una fuente de irradiación realmente económica para el crecimiento de las plantas, tanto en invernaderos como en cámaras de crecimiento controlado; ya sean en aplicaciones de cultivos hidropónicos, aeropónicos, o en camas de cultivo en suelo o sustrato; o si se requiere para sistemas subacuáticos en peceras y cultivos de algas. Además de que no requieren de balastros, los LEDs permiten a los productores situar los anaqueles más próximos entre sí, ya que al no producir calor pueden ubicarse prácticamente sobre las plantas. Además del aspecto estético, la posibilidad de instalar luces de colores tiene otro beneficio, ya que distintas luces se pueden combinar dependiendo de la especificidad del cultivo, o mejor aún, modificar el espectro de luz acompañando el proceso de crecimiento y floración. Distintos estudios han demostrado que la proporción ideal es doce LEDs rojos 660 nm, más seis LEDs de color naranja 612 nm y una azul de 470 nm, de tal manera que la proporción de luz azul a la luz roja y naranja es del 6-8%. También se publica a menudo que durante el crecimiento vegetativo se prefieren LEDs azules, donde la luz tiene una longitud de onda cercana a los 400 nm; en cambio para el proceso de floración y maduración de las frutas, se requiere una  proporción mayor de color rojo correspondiente a los 660 nm.

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En el año 2007, la Nippon Keiki Kagoshima Works, una compañía Japónesa fabricante de LEDs publicó el resultado de un estudio en el cual logró conseguir una disminución del coste de la energía eléctrica en 25 veces menor respecto a los fluorescentes. Otro estudio en 2008 dado en la Copenmind’s Cleantech Conference, informó que la utilización de LEDs rojos y azules resultaba más eficiente en invernaderos industriales que la iluminación fluorescente de alta potencia, y, a pesar de que los gastos de instalación es tres veces superior, la inversión es compensada por las reducciones de coste alcanzando incluso un 80% de ahorro en energía eléctrica. A partir de este descubrimiento, empresas como Philips u Osram no tardaron en poner en dispocición aplicaciones comerciales de LEDs para irradiación de plantas, en color rojo, azul y rojo-lejano. No obstante, la mayor contribucion de tecnología en este ámbito proviene de los Investigadores del Centro Espacial Kennedy de la NASA, quienes desde hace tres años han utilizado los LEDs en un sistema de hortalizas ideado para crecer en el espacio. Este sistema comenzó utilizando LEDs inorgánicos los cuales emitien un espectro estrecho e incoherente, ya que el color dependía de la composición del material semiconductor utilizado; no obstante, para convertir estas fuentes puntuales de luz en lámparas con una luminosidad uniforme y homogénea, era necesario utilizar componentes ópticos que aumentan el peso y el escaso espacio requerido en el sistema. Una genial solución a esta problemática fue la utilización de OLEDs (diodos orgánicos emisores de luz) los cuales están compuestos por una película electroluminiscente de componentes orgánicos que reaccionan a una determinada estimulación eléctrica. Estos diodos constituyen una fuente difusa de luz que resulta adecuada para cumplir los requerimientos de irradiación amplia que solicitan las plantas. Aunque la fabricación de OLEDs es enteramente accesible en estos momentos a escalas de laboratorio e industrial, existen todavía problemas para su comercialización. El problema fundamental que presentan estos dispositivos está en su labilidad frente a los factores ambientales y la necesidad imperiosa de proceder a su encapsulamiento si se quiere asegurar su funcionamiento con una duración de tiempo competitiva. No obstante, a escala industrial, varias multinacionales están fabricando prototipos para poner en el mercado OLEDs con aplicaciones en la iluminación de vegetales en invernaderos.

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Existe en la actualidad una diversidad de opiniones en cuanto a costo y retorno, ya que los fabricantes de LEDs diseñan sus productos más para el cultivo en interiores que para producción en invernaderos comerciales, y por lo general estos productores no utilizan iluminación todo el año, sino sólo los cuatro meses de invierno; el resultado final es que el retorno de la inversión puede tomar mucho más tiempo de lo previsto.

Hoy en día las llamadas lámparas “Growleds” se fabrican en muchos diseños y tamaños dependiendo de los fines de uso. Por lo general las luminarias proporcionan la suficiente cobertura ya que los Spots de luces son direccionales y se pueden acoplar a los distintos tamaños del cultivo. Casi todo tipo de plantas reponden a la perfección, pero sobretodo el tomate, pimienta, albahaca, lechuga, violetas, orquídeas, rosas. Todas las plantas productoras de alimentos responden particularmente bien, de modo que puedes tener durante todo el año frutos frescos en tu casa a un bajo costo. Existen en el medio comentarios de que los Growleds producen malos resultados, pero nada está más lejos de la verdad! Sí funcionan pero hay que saber diferenciar el producto de buena calidad: el LED debe ser de alto rendimiento y tener las longitude de onda correctas en la proporción correcta.

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Rimmer Lighting cuenta con una amplia oferta de productos con LED para crecimiento agrícola a través de la marca Ilumitex. Visita su sitio web

http://www.illumitex.com/horticulture-led-lighting/

5 comentarios en “LEDs Grow !

  1. Pingback: Bitacoras.com
  2. Interesante artículo!

    En la actualidad la iluminación LED se ha convertido en una gran herramienta para el crecimiento de las plantas.

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