¿Cómo funcionan las luces de cultivo LED?

Lo que debe saber sobre las luces de cultivo LED

Las luces de cultivo LED de bajo consumo energético son la iluminación del futuro de la agricultura. No solo son económicos en su uso, sino que también producen mejores plantas en comparación con todas las opciones de iluminación tradicionales. A continuación, mostramos cómo funcionan las luces de cultivo LED, cómo afectan el crecimiento de las plantas y qué ventajas tienen sobre la iluminación artificial más utilizada hasta ahora en la agricultura: las lámparas HPS.

¿Qué son los LED y cómo funcionan?

Los LED (diodo emisor de luz) son pequeños componentes electrónicos hechos de dos tipos diferentes de material semiconductor, uno con carga negativa, los electrones, y el otro con carga positiva, llamados huecos. Cuando el voltaje se aplica correctamente sobre un LED, la corriente eléctrica comienza a fluir a través de él haciendo que los electrones y los huecos se recombinen liberando energía en forma de fotones. Los primeros LED tenían una emisión de luz relativamente baja y existían pocos colores, mientras que los LED modernos tienen un alto brillo y tienen una gran variedad de colores en rangos espectrales del visible, infrarrojo y ultravioleta.

¿Qué son las luces de cultivo LED?

Como sugiere su nombre, las luces de cultivo LED son luminarias que utilizan chips LED de una manera moderna y eficiente para producir luz para las plantas en crecimiento. Las luces de crecimiento LED vienen en muchas formas y tamaños, sin embargo, son los chips LED los que poseen la mayor parte del efecto sobre la calidad de la luz, es decir, el espectro (colores) y el flujo de fotones ("brillo") producido. Dado que los fabricantes de luces LED para cultivo pueden elegir los LED que utilizan en sus lámparas, es importante comprender qué tipo de luz LED para cultivo se adapta mejor a la aplicación específica. Una de las ventajas de las luces de cultivo LED en comparación con las soluciones de iluminación tradicionales es la capacidad de adaptar la luz a las necesidades de las plantas.

¿Cuál es el efecto de las luces de cultivo LED en las plantas?

Las variaciones de color de las luces de cultivo LED están directamente relacionadas con el propósito previsto: varios estudios han demostrado que ciertos colores influyen en el crecimiento de las plantas, afectando la formación de raíces y flores (espectros de luz azul y roja), lo que prácticamente significa que la mayoría de los tipos de plantas completarán un ciclo de crecimiento normal si se expone a luces de crecimiento azules y rojas. Agregar otros colores al espectro, como verde, rojo lejano y azul profundo, ayuda a este proceso al brindar a las plantas más información sobre su entorno y, en general, el resultado es una planta de mayor calidad (crecimiento más rápido, mayor acumulación de metabolitos secundarios, etc.). Un espectro que contiene todos los colores se llama espectro completo y se parece principalmente a la luz del sol. Si tiene altas proporciones de verde, la luz parecerá blanca a los ojos humanos y, aunque no es un factor crucial para el crecimiento de las plantas, facilita el trabajo alrededor de estas luces y hace posible la inspección visual de las plantas.

Luces de crecimiento LED blancas y rosadas (ambas son luces de crecimiento LED de espectro completo). Izquierda: Valoya NS1, Derecha: Valoya AP673L.

¿Cómo reaccionan las plantas a los diferentes colores de luz?

Luces de cultivo LED con radiación electromagnética de luz visible

UV: protege a las plantas en condiciones de alta luminosidad. Mejora la acumulación de pigmentos en las hojas, afecta la morfología de las hojas y las plantas. Azul: señal de falta de plantas vecinas, por lo que no es necesario competir por la luz. Estimula la apertura estomática, inhibe el alargamiento del tallo, hojas más gruesas, orientación a la luz y floración fotoperiódica. Verde, Amarillo, Naranja: señal de vecinos, es decir, de competencia por la luz. Respuestas opuestas a la luz azul; cierre de estomas, algunos síntomas de evitación de la sombra, fotosíntesis mejorada en capas celulares más profundas. Rojo: falta de señal de vecinos. Componente principal necesario para la fotosíntesis, inhibición del alargamiento del tallo. Rojo lejano: señal de plantas vecinas, competencia por la luz, alargamiento, floración. A través de la investigación, podemos determinar cuál es la luz óptima para el crecimiento de las plantas. Es importante tener en cuenta que diferentes plantas reaccionan de manera diferente a varios tratamientos de luz (incluso diferentes variedades de la misma planta). Además, una planta en su fase de floración puede requerir un tratamiento de luz diferente a cuando está en la etapa vegetativa. En lo que respecta a la luz en sí, se pueden modificar varios parámetros:

• Espectro de luz (la combinación de colores utilizados para producir la luz)
• Intensidad de la luz (generalmente medida en micromoles, la cantidad de fotones proyectados sobre las plantas)
• Fotoperíodo (número de horas que una planta está expuesta a la luz en un período de 24 horas)
• Uniformidad de la luz (el grado en que la luz se distribuye por igual a través del dosel)

En otras palabras, los usuarios de luces de cultivo LED deben utilizar un enfoque personalizado al cultivar debido al hecho de que cada especie de planta tiene necesidades diferentes. En términos prácticos, esto significa realizar pruebas antes de pasar a la producción a gran escala. Una alternativa a eso es comprar las luces de cultivo LED de empresas que se dedican a investigar y proporcionar estos datos a sus clientes.

Descubra las ventajas revolucionarias de las luces de cultivo LED

En sus primeras etapas, la tecnología LED se percibía como poco práctica y poco rentable. Con los avances tecnológicos más recientes, la producción de luces de cultivo LED se ha vuelto rentable. Además, la gama de tipos de chips LED disponibles facilitó el desarrollo de una industria de cultivo de plantas más eficiente. Cuando se colocan al lado de los sistemas tradicionales HPS (sodio de alta presión), los LED ganan en términos de eficiencia energética, la calidad de las plantas cultivadas y el respeto al medio ambiente.

Los LED son lámparas de crecimiento de plantas potentes y energéticamente eficientes en comparación con las luces HPS utilizadas predominantemente que cada ves más se perciben como voluminosas y menos robustas. Las lámparas HPS tienen una vida útil más corta, lo que las hace más caras a largo plazo. El calor emitido por las lámparas HPS a veces es bueno y efectivo en entornos de invernadero, pero las hace prácticamente inútiles para granjas verticales o cámaras de crecimiento. Los LED se encienden más rápido, son más compactos (de menor tamaño) y se perciben como más beneficiosos para el medio ambiente. Además, las luces de crecimiento LED liberan menos calor incandescente que afecta los requisitos de humedad y nutrición de las plantas. La pequeña cantidad de calor que se emite se emite hacia arriba y lejos de las plantas, a diferencia del HPS, donde el calor va directamente sobre ellas, lo que aumenta la temperatura de la superficie de la hoja y, a veces, quema las plantas.

En esencia, las ventajas revolucionarias de los LED en comparación con las luces HPS convencionales son:

• Consumo económico de electricidad: las luces LED de crecimiento utilizan hasta el 50% de la energía que usan los sistemas HPS y algunos expertos anticipan incluso una mayor eficiencia de los LED en un futuro próximo.
• Mayor vida útil / durabilidad de la lámpara: los LED tienen una vida útil más larga en comparación con las luces HPS; por ejemplo, las lámparas HPS pueden durar 1 año, mientras que los LED pueden durar hasta 8 años (lo que se traduce en 50.000 horas de uso).
• Espacios más pequeños: como las lámparas de cultivo LED se pueden colocar más cerca de las plantas, el espacio de cultivo no necesita ser extremadamente alto o ancho
• Eficiencia energética: con las luces de crecimiento LED es posible optimizar el espectro al concentrar la energía en las longitudes de onda (colores) que son más beneficiosas para cada aplicación y planta. Además, la producción de calor reducida permite colocar los accesorios LED más cerca de las plantas, lo que garantiza que se pierda menos luz en otros lugares.
• Seguridad contra incendios: como los LED no se calientan mucho en comparación con las lámparas HPS convencionales, son más seguros de usar.
• Atenuación: mientras que la mayoría de las lámparas HPS utilizan la intensidad de luz completa, las luces LED de crecimiento pueden atenuarse incluso con un control remoto o mediante una aplicación y, por lo tanto, son más fáciles de manejar, además de consumir menos energía.
• Mejores cultivos: varios ensayos han demostrado que las luces de cultivo LED producen mejores cultivos en términos de plantas que se hacen más grandes y crecen más rápido, en comparación con las luces HPS. Además, los LED se pueden fabricar con un espectro dirigido a un objetivo específico, como la acumulación de antocianinas, la floración o la inhibición de la misma, el enraizamiento, etc.
• Más seguridad ambiental: debido al hecho de que se emite menos calor y que se puede agregar luz ultravioleta a las lámparas LED, hay menos posibilidades de que se formen bacterias y moho, lo que posteriormente significa menos pesticidas y menos contaminación ambiental.