Aumenta la eficiencia de las luces LED para el cultivo con el PAR, los fotones y la luz UV

Este mes, los expertos en LED, Grow Lights Australia, nos explican cómo aumentar la eficiencia de las luces LED para el cultivo con el PAR, los fotones y los rayos UV.

Hoy en día, muchos cultivadores conocen los beneficios de emplear lámparas LED (Light Emitting Diode) en lugar de HIDs (lámparas de descarga de alta intensidad), ya que los mejores LEDs son, al menos, un 50% más eficientes que las mejores bombillas HPS de doble terminación o que las bombillas CMH.

Los LEDs convierten en luz un 50% más de electricidad. Pero no todos los LEDs para horticultura poseen la misma eficiencia, así que es de gran utilidad entender cómo se clasifican los distintos tipos de LEDs y qué trucos usan los fabricantes para que sus luminarias parezcan más eficientes.

Los índices de eficiencia energética de los LEDs para horticultura suelen medirse en umol/j, número de fotones por unidad de energía (un julio equivale a un vatio de energía por segundo). El problema es que no todos los fotones son iguales.

Fotones y eficiencia de las luces LED para el cultivo

La luz ultravioleta viene en paquetes de energía llamados fotones. Un fotón azul de 440 nm requiere un 50% más de energía para crearse que un fotón rojo de 660 nm, aunque ambos tengan el mismo valor fotosintético (un fotón, independientemente del color, impulsa una unidad de fotosíntesis). Por eso, dos diodos que tienen la misma eficiencia radiante (cantidad de electricidad convertida en luz) pueden tener una eficiencia cuántica muy diferente (cantidad de electricidad convertida en fotones).

Ésta es una de las razones por las que los diodos rojos monocromáticos de 660 nm son uno de los LEDs más eficientes del mercado: porque la luz de 660 nm tiene una alta eficiencia cuántica, de alrededor de 5,5 umol/j (número máximo teórico de fotones que un diodo de 660 nm puede producir por julio de energía). Otra razón se debe a la arquitectura del LED de 660 nm, que da lugar a una eficiencia radiante de hasta el 75% o más.

Si esto parece complicado, lo único que tienes que recordar es que la eficiencia global de un LED en umol/j es la eficiencia radiante multiplicada por la eficiencia cuántica. Por ejemplo, si se multiplica el máximo teórico de 5,5 umol/j por la eficiencia radiante del 75%, se obtiene una eficiencia global de 4,125 umol/j.

Pero, ¿y si queremos crear un fotón UVA (Ultravioleta A) para aumentar la producción de cannabinoides y terpenos? Algunos diodos UVA de 405nm también tienen una eficiencia de hasta el 75%. Sin embargo, la luz UVA de 405nm posee una eficiencia cuántica mucho menor que la luz roja de 660nm (“nm” se refiere a los nanómetros, la longitud de cada onda de luz. Las ondas más cortas poseen números más bajos, pero transportan mayor energía).

Un diodo de 405nm posee una eficiencia cuántica de alrededor de 3,36 umol/j, así que cuando multiplicamos esto por el 75%, obtenemos una eficiencia global de sólo 2,52 umol/j. Muchos cultivadores de semillas de cannabis de interior pensarán que el diodo de 660nm con 4,125 umol/j es mucho más eficiente que los diodos de 405nm con 2,52 umol/j, ¡pero son igual de eficientes en términos de consumo de energía!

Entender el PAR en el empleo de luces LED para el cultivo

Ahora ampliemos esto a todo el rango PAR de 400-700nm. Cuando se utilizan luces LED para el cultivo de semillas de cannabis en interior, las siglas PAR significan “radiación fotosintéticamente activa”, que es el rango de luz utilizado para la fotosíntesis. Este rango también se encuentra en el rango visual de los humanos. La luz UVB y la luz infrarroja quedan fuera de este rango, por lo que no podemos verlas.

Recuerda: una luz LED hortícola de espectro completo “real” que contenga longitudes de onda de todo el rango PAR de 400-700nm tendrá una eficiencia umol/j más baja, que una luz que contenga más color rojo sin violeta o UV. Por eso, una mezcla de LEDs blancos y de 660nm tendrá un mayor índice de umol/j que una luz que contenga UVA y violeta.

Así que, si quieres aumentar la eficiencia de las lámparas LED (y, por tanto, el rendimiento de la cosecha), cuando compres una luz para el cultivo interior de cannabis no te fijes sólo en los umol/j, pregunta al fabricante si la luz tiene luz UVA o rojo lejano, y cuál será el total de umol/j una vez que añadas esa luz suplementaria.

La importancia de la luz UV en las luces LED para el cultivo 

La luz UV en las luces LED para el cultivo es importante para la producción de cannabinoides y terpenos, ya que estresa a la planta moderadamente para que produzca más de estos metabolitos secundarios con tal de proteger su ADN. El rojo lejano o Far Red, puede acelerar la floración y aumentar la producción de biomasa, pero los diodos de rojo lejano no son muy eficientes (alrededor de un 55%). ¡Además, el rojo lejano queda fuera del rango PAR, que llega hasta los 700nm, así que no está incluido en la mayoría de valores de umol/j!

Esto significa que un LED cuya luz posee más del 10% fuera del rango PAR de 400-700 nm (cómo las luces High Light 420 de Grow Lights Australia, que cuentan con un 1% de UVA y 10% de rojo lejano) contará con 1000 PFD (densidad de flujo de fotones) incluso si el medidor de luz indica 900 PPFD (densidad del flujo de fotones fotosintéticos, “photosynthetic” photon flux density en inglés). Cuando hablamos de eficiencia de las luces LED para el cultivo, no todos los LED son iguales.