¿Qué es un medidor PAR “espectral”? (frente al medidor/sensor PAR tradicional)
Los medidores Spectral PAR están incursionando en el mercado de la horticultura de interior, compartiendo espacio con los medidores y sensores Quantum PAR, y los productores quieren saber por qué.
En este artículo, comparamos estos dispositivos y detallamos las distintas ventajas de los dispositivos Spectral para la agricultura de interior. Estos son los temas que cubriremos:
-Antecedentes: ¿Por qué medir la luz? -Sensor PAR cuántico -Medidor PAR cuántico -Medidor PAR espectral -Usos prácticos de un medidor PAR espectral
Foto de Zoe Schaeffer en Unsplash
Antecedentes: ¿Por qué medir la luz en la horticultura de interior?
Medir la luz es esencial en el cultivo de interior para garantizar que las plantas reciban la calidad y cantidad de luz adecuadas. La ubicación geográfica, el sol estacional y las condiciones del invernadero generan incertidumbre sobre si sus plantas reciben la luz adecuada. Este desafío se puede abordar mediante el uso de fotómetros y sensores, que miden la cantidad de luz en fotones mediante una medición llamada PAR (radiación activa fotosintética). Esta información se utiliza con luces artificiales para complementar cualquier deficiencia.
Cámaras de crecimiento Cortesía de Taiwan HiPoint Corporation
Sensores Quantum PAR: un dispositivo básico
El dispositivo de medición de luz más básico en la horticultura de interior es un sensor Quantum PAR, que es un dispositivo cilíndrico del tamaño de un pulgar con un cable. Los productores pueden implementar fácilmente estos sensores en todo un invernadero para recopilar datos de luz, y son relativamente económicos (entre 50 y 100 dólares). Además, están diseñados para ser resistentes y capaces de soportar la humedad en un entorno agrícola húmedo.
Sensor PAR cuántico del tamaño de un pulgar
Sin embargo, los sensores Quantum PAR no tienen una pantalla visual y no pueden operar ni recopilar datos de forma independiente. En cambio, deben estar conectados a un dispositivo central de adquisición de datos que reciba y almacene la información para su análisis. Esta conexión se puede establecer mediante cableado convencional o incluso una LAN Ethernet.
El objetivo de estos sensores es identificar zonas con luz insuficiente. Una vez que se revelan las deficiencias de luz, los productores pueden utilizar iluminación artificial para complementar estas áreas, asegurando una calidad, forma y tamaño constantes de las plantas.
Sensores PAR implementados en la granja
Medidor Quantum PAR: mide, muestra y almacena
Un medidor Quantum PAR es un dispositivo portátil que cuenta fotones (PAR), almacena datos y los muestra en una pantalla monocromática. Puede tener un sensor PAR incorporado o un sensor acoplable. El precio de estos dispositivos puede oscilar entre $150 y $500 o más, dependiendo de su calidad, especificaciones y características. Normalmente, los productores utilizan estos dispositivos para comprobar la iluminación en instalaciones interiores.
Si bien el cuerpo del medidor no es resistente al agua, los medidores equipados con sensores PAR impermeables conectables pueden llegar eficazmente debajo de los estantes verticales o debajo del dosel, donde puede haber humedad o gotas.
Medidor Quantum PAR con sensor PAR acoplable
Medidor PAR espectral: ver colores
Un medidor PAR espectral puede realizar casi todas las funciones de un medidor/sensor Quantum PAR. La distinción clave radica en el hecho de que los dispositivos espectrales pueden generar un espectro (ver Fig. 2).
En términos simples, un medidor 'espectral' tiene la capacidad de tomar una luz blanca y diferenciar todos los colores que contiene. Esta capacidad se logra mediante el uso de ópticas de difracción de precisión, lo que contribuye al costo relativamente más alto de estos medidores, que a menudo alcanza los miles de dólares. Los investigadores agrícolas y los cultivadores de alto nivel consideran que los dispositivos Spectral son indispensables. No solo miden el recuento de fotones, sino que también aprovechan la información sobre el color de la luz, ayudando en varios aspectos del crecimiento de las plantas.
Medidor PAR espectral (Fig.1)
El espectro (Fig.2)
CIE 1976 (Fig.3)
Importancia de los colores en la fotosíntesis
El proceso de fotosíntesis se basa en fotones de diferentes colores de la luz. La tabla de longitudes de onda (colores) para la fotosíntesis (Fig. 4) demuestra que las plantas exhiben una mayor sensibilidad a los colores azul y rojo. Si las fuentes de luz que utilices no emiten intensidades suficientes de estos colores, disminuirá el impacto en tus plantas. Sin embargo, los medidores Quantum PAR no pueden evaluar la alineación del color porque únicamente cuentan fotones sin percibir colores.
(Fig. 4) Cuadro de fotosíntesis y sensibilidad de longitud de onda
(Fig. 5) Alineación de la fotosíntesis con el espectro
Diferentes plantas responden a diferentes colores
El cuadro de la figura 4 proporciona una representación básica de la interacción entre el color de la luz y la fotosíntesis. Sin embargo, los mecanismos fotosintéticos se han desarrollado a lo largo de miles y millones de años, y las plantas han evolucionado de muchas maneras para adaptarse a diferentes colores de luz.
• Hay muchos tipos diferentes de células fotosensibles y todas reaccionan de manera diferente a diferentes colores de luz. • Las plantas bajo un dosel de otra vegetación se han adaptado para aprovechar la luz verde y roja residual (roja lejana) que aún penetra a través de las hojas. • Se sabe que la luz azul provoca el alargamiento del tallo • Se sabe que la luz roja afecta el sabor de las frutas y la germinación de las semillas. • Las plantas reaccionan a diferentes tonos de rojo para desencadenar la floración y fructificación estacionales. Estas son sólo algunas de las razones por las que los productores e investigadores están utilizando dispositivos Spectral para descubrir los secretos de la evolución y obtener una ventaja.
Imagen cortesía de Taiwán HiPoint Corporation
Usos prácticos de un Medidor Espectral PAR
Los investigadores que estudian la interacción de la luz y las plantas están utilizando medidores Spectral PAR para descubrir nuevas estrategias en la horticultura de interior.
Iluminación LED dinámica: ventajas de modificar los colores
En el pasado, la iluminación para la horticultura interior estaba restringida a un perfil de color preestablecido (por ejemplo, 5000K). Sin embargo, las luces LED modernas, equipadas con conjuntos de bombillas rojas, verdes y azules y una placa de circuito, permiten la programación de diferentes perfiles de color.
Este avance, conocido como iluminación LED dinámica, permite el control estratégico del color de la luz en diferentes áreas del invernadero para manipular el crecimiento de las plantas, incluido el alargamiento del tallo, el crecimiento lateral y otras morfologías de las plantas (consulte PSS a continuación). Un medidor espectral se convierte en una herramienta imprescindible para validar la calidad y cantidades entregadas por estas luminarias.
Foto de Anthony Roberts en Unsplash
Fotomorfogénesis – Imagen cortesía de Al Gracian, www.albopepper.com
PSS – Controlando las estaciones con color
Los agricultores en general están a merced de los patrones estacionales de luz solar y clima. Por eso, lograr que sus rosas rojas florezcan a tiempo para el Día de San Valentín puede ser una tarea desafiante y preocupante.
La temperatura y el clima se controlan fácilmente en un ambiente de invernadero, pero el color de la luz también influye en los cambios estacionales de la semilla a la planta y a la flor (fotomorfogénesis).
El Sol emite los colores rojo y rojo lejano en diferentes proporciones a medida que avanzan las estaciones para desencadenar estas transformaciones. Y ahora los productores están utilizando este conocimiento para simular el cambio estacional manipulando los colores rojo y rojo lejano para su beneficio oportuno. Para gestionar esto se utilizan medidores PAR espectrales con la métrica PSS (estado fotoestacionario del fitocromo).
Rojo a rojo lejano y fotomorfogénesis
Espectro completo versus espectro azul-rojo: conservación de energía
El debate entre las luces de cultivo de espectro completo y de espectro azul-rojo aún está en curso. Sin embargo, las estimaciones sugieren que la iluminación de crecimiento de espectro azul-rojo puede ahorrar alrededor del 10 % en costos de energía, lo que tiene un valor significativo para operaciones más grandes.
Los productores utilizan medidores espectrales para garantizar que estas luces de cultivo de espectro reducido estén perfectamente alineadas con las sensibilidades fotosintéticas máximas, optimizando el rendimiento de la potencia utilizada.
Iluminación azul roja
Iluminación de espectro completo
Los colores LED no duran para siempre: el cambio de color
Algunos creen que mientras la luz LED permanezca encendida, estará realizando su trabajo. Sin embargo, las luces LED experimentan una disminución en la calidad del color con el tiempo debido a los efectos de la electricidad y el calor en la integridad de los materiales LED. Los fotones emitidos por el LED pierden energía gradualmente, lo que provoca un cambio hacia longitudes de onda más largas, lo que provoca un cambio de color.
El momento de este cambio depende en gran medida de las tasas de uso y la calidad del LED. Las luces que utilizan materiales de calidad inferior y tienen una disipación de calor deficiente tienden a degradarse a un ritmo más rápido. Sin embargo, es difícil determinar con precisión cuándo comenzará a producirse este cambio. Por lo tanto, se emplea un dispositivo espectral para monitorear cualquier cambio de color en el LED.
Foto de Vlad Chețan: https://www.pexels.com/photo/rainbow-across-the-road-during-daytije-2279334/
Compra de luces: no todos los LED son iguales
Una luz LED de 4000K que posee no es necesariamente la misma que una luz LED de 4000K que compre mañana. El proceso de fabricación de LED es complicado y, aunque las empresas se esfuerzan por lograr la uniformidad en el color, solo pueden proporcionar una temperatura de color correlacionada garantizada, que representa un rango en lugar de un color exacto. Incluso si compra 10 luces LED de un fabricante y luego compra 10 más de las mismas luces seis meses después, es posible que presenten ligeras variaciones de color.
Esto resalta la importancia de tener un dispositivo espectral: puede inspeccionar las luces antes de realizar una compra para asegurarse de que cumplan con sus requisitos.
Foto de Evan Smogor en Unsplash
Los medidores y sensores Quantum PAR no pueden ver los colores. ¡Un medidor PAR espectral puede hacerlo!
Los investigadores han reconocido que cultivar plantas con iluminación artificial implica algo más que contar fotones; abarca todo el espectro de colores. Esta comprensión está ahora impregnando la industria de la horticultura de interior, permitiendo a los productores adquirir experiencia en iluminación. Utilizan medidores Spectral PAR para aprovechar los beneficios de diferentes colores de luz, mejorar el rendimiento de las plantas, conservar recursos y tomar decisiones informadas al comprar iluminación.
Mientras que los medidores/sensores Quantum PAR solo cuentan fotones y no pueden percibir colores, un medidor Spectral PAR realiza ambas funciones.
Medidor PAR espectral PG200N y Capturas de pantalla del PG200N
Leer artículo original en: https://www.uprtek.com/en/blogs/what-is-a-spectral-par-meter
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