De camino a las huertas de muchos pisos con LEDs | Revista Española de Electrónica
jueves , octubre 1 2020
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De camino a las huertas de muchos pisos con LEDs

La agricultura vertical seguirá ganando protagonismo en el sector agrícola. Con el respaldo de la última tecnología LED, es posible cultivar una amplísima variedad de plantas, ahorrando espacio y afectando positivamente a su crecimiento, todo ello sin la luz del sol. Hay que recordar que aquí resulta necesario contar con las soluciones de iluminación más eficientes.

El mundo se enfrenta a dos grandes desafíos: el crecimiento demográfico y el cambio climático. Si no se encuentran las soluciones apropiadas, provocarán una escasez de alimentos. Una respuesta a estos retos está en la agricultura vertical en el sector hortícola. Con la última tecnología LED, que emite muy poco calor, las fuentes de luz se pueden instalar muy cerca de las plantas cultivadas sin quemarlas. Esto permite un cultivo multinivel y, en comparación con granjas convencionales o invernaderos estándares, el espacio y el uso de agua son mucho más eficientes con la agricultura vertical. Por si fuera poco, se puede llevar a cabo en áreas urbanas. También resulta interesante para el cultivo de plantas comerciales con gran demanda, como es el caso del cánnabis para uso medicinal. La eficiencia y la fiabilidad de la iluminación tienen un papel crucial en todos estos campos.

Fotosíntesis óptima con el espectro de luz apropiado

Para promover óptimamente la fotosíntesis de las plantas con la luz artificial, se requiere la combinación correcta de un amplio espectro de longitud de onda. Sólo las longitudes de onda de 450, 660 y 730 nm y algunas luces verdes en el rango de 520 a 550 nm afectan al proceso. Dependiendo de la fase – si las plantas se encuentran en los ciclos de germinación, vegetación o fertilización – resulta ideal una composición de luz diferente. Este el caso particular de la agricultura vertical, donde hay ausencia de luz solar natural. Además, las longitudes de onda se deben adaptar para el propósito del cultivo: si las plantas necesitan crecer lenta o rápidamente, si las flores son el foco o si se requiere un fruto abundante o grande. Cuando se aplica de manera individual mucho espectro cromático, no existe una proporción particularmente alta de ondas de luz fotosintetizadoras. Pero combinado en las proporciones correctas con otras longitudes de onda, la ratio de fotosíntesis sube. La proporción de la mezcla debe contar con las longitudes de onda encontradas en la luz natural durante el día.

Por ejemplo, cuando se acerca el atardecer, la longitud de onda óptima es 730 nm (rojo lejano) con la intención de preparar a las plantas para el resto de la noche, mientras que las longitudes de 450 nm (azul profundo) y 660 nm (hiperrojo) son las demandadas para el proceso de fotosíntesis. WWEs posible lograr las diferentes composiciones del espectro de luz mediante la variación del número de ledes en las longitudes de onda relevantes, sin cambiar el diseño de la PCB o las luminarias. Sin embargo, se requiere un controlador para poder gestionar los ledes con precisión, alterando la ratio de mezcla según va avanzando el día.

LEDs para una iluminación eficiente en horticultura

Existe una gran variedad de ledes con muy diversas longitudes de onda que se pueden combinar en función de las necesidades y así crear una tarjeta de horticultura individual. Los ledes de elevada potencia ofrecen la máxima luminosidad. La gama de productos Oslon de Osram se compone de ledes de alta potencia con varios ángulos de iluminación (80, 120 y 150 °) y una amplia selección de espectro cromático. Pensando en el uso para el sector de la iluminación para la horticultura, Osram ha desarrollado los Oslon-SSL-Color LEDs en longitudes de onda de 450 nm (azul profundo), 660 nm (hiperrojo) y 730 nm (rojo lejano) junto a Oslon Square en longitudes de onda de 450 nm (azul profundo) y 660 nm (hiperrojo). La familia SSL también proporciona un espectro cromático como azul, verde (true green) y rojo para combinaciones de luz especiales. El Oslon Square, con su ángulo de apertura de 120° alcanza una eficiencia de hasta 3.779 μmol/J, mientras que la gama Oslon SSL llega incluso a los 3.91 μmol/J. Rutronik también posee un amplio catálogo de ledes de media potencia. No tienen tanta luminosidad como las versiones de elevada potencia, pero por esto mismo, son más económicos.

Esto hace que resulten atractivos para las aplicaciones de consumo. Los valores de eficiencia son más que suficientes para promover la fotosíntesis necesaria. La serie Duris-S5 de Osram y los modelos 2835 y 3030 de Everlight son componentes de media potencia idóneos a la hora de cumplir los requisitos de iluminación. La serie Duris S5 también resulta adecuada para aplicaciones de horticultura en entornos domésticos. El led morado Duris S5 ayuda a ahorrar espacio en el proceso de fotosíntesis con longitudes de onda de 450 y 650 nm. Aparte de los ledes que emiten luz visible, también existen componentes de Stanley que proporcionan longitudes de onda ultravioletas en UV-B (280 – 315 nm) y UV-A (315 – 400 nm). Estos modelos matan los gérmenes y, por lo tanto, extienden el tiempo de almacenamiento. Además, pueden mejorar el sabor y el color de la fruta.

Aumento de eficiencia con las soluciones de potencia correctas

Una vez que se han seleccionado los ledes óptimos para la aplicación en cuestión, el siguiente paso es poner a punto los controladores de led. Como hay un gran número de ledes en las lámparas de horticultura, se requiere un suministro de energía eficiente. El OT FIT 380/230-400/1A4 de Osram, con su amplio rango de tensión de 200 a 400 V y una gran amplitud de intensidad de corriente de 400 a 1400 mA, permite una distribución flexible del diseño de la placa, con diferentes números de ledes. También integra funciones de intensidad de corriente ajustable NFC y protección ante sobretensión y explosión de 4 kV. Si los ledes también trabajan con una óptica secundaria, tanto el espectro cromático como el ángulo de iluminación de la luz se pueden controlar mejor. Dependiendo de la densidad de los propios ledes, la luz se puede focalizar o dispersar. Esto se logra mediante diferentes intensidades de luz que cumplen los requisitos específicos de cada planta. Sin ir más lejos, Ledil dispone de una amplia oferta de lentes con diversas características de iluminación, que son compatibles con muchos de los encapsulados de led estándares, como los de la familia Osram Oslon.



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