Sistemas de iluminación: HPS, LED, y LEP

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Las luces de alta presión de sodio (HPS) han sido el campeón de los pesos pesados del mundo de la iluminación desde hace décadas, y su supremacía sólo se ha visto retada por otros sistemas de iluminación de menor importancia. En este artículo, vamos a analizar detenidamente las diferencias que hay entre los diferentes tipos y lo que los cultivadores pueden esperar de cada uno de ellos.

Las luces de alta presión de sodio (HPS) han sido el campeón de los pesos pesados del mundo de la iluminación desde hace décadas, y su supremacía sólo se ha visto retada por otros sistemas de iluminación de menor importancia. En este artículo, vamos a analizar detenidamente las diferencias que hay entre los diferentes tipos y lo que los cultivadores pueden esperar de cada uno de ellos.

¿Qué son las luces HPS, LED y LEP?

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Las luces HPS emiten luz enviando un pulso de energía de alta tensión a través de un tubo de cuarzo presurizado lleno de sodio vaporizado, junto con otros elementos tales como xenón y mercurio. A medida que los gases se calientan, emiten luz. El sodio produce una luz intensa de color amarillo anaranjado, que puede estar mediada por el xenón y el mercurio, los cuales emiten una luz en el extremo azul del espectro visible, para producir un resultado final más blanco.

Las luces LED (diodo emisor de luz)
son semiconductores, que permiten que la energía eléctrica pase con poca resistencia en una dirección y con una resistencia impresionante en la otra, a través de una “unión pn”. En un lado de la unión, hay un material que se ha tratado para proporcionarle electrones extra, mientras que en el otro lado hay un material que se ha tratado para carecer de electrones. Cuando se aplica voltaje, los electrones extra se mueven a través la unión para llenar los “huecos de electrones” en el otro lado. Esto hace que se emita una luz cuyo color varía según el material utilizado. Los materiales más utilizados son los fosfuros y los nitruros de galio, el aluminio, el zinc y el silicio.

Las luces LEP (plasma emisor de luz) funcionan de una forma bastante parecida a las luces HPS, pero en lugar de pasar una descarga de alta tensión a través de una cámara de cuarzo llena de gas, la energía eléctrica es dirigida a través de un magnetrón (el mismo dispositivo que da energía a los microondas) para convertirse en un campo de radiofrecuencia, antes de que pasar a través de la cámara. Se utilizan mezclas de gases parecidas a las de las luces HPS y LEP.

 

 

Eficacia

La eficiencia (o “eficacia luminosa”) de los sistemas de iluminación se pueden expresar en una ecuación básica: salida de luz (lúmenes), dividido por el total de unidades de consumo de energía (vatios). En general, se acepta que los sistemas de iluminación de alta eficiencia emiten por lo menos 90 lm/W, con algunas bombillas que alcanzan una eficacia de 150 lm/W o incluso más alta. Cada vez es más habitual que las luces de cultivo también se clasifiquen en términos de la medida de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) conocida como medida PAR, que se expresa en µmol/s (número de fotones que caen por segundo sobre una superficie de 1m² de plantas).

Esta medida en µmol/s se considera, cada vez más, superior a todos los niveles para las luces hortícolas, ya que es una medida de luz utilizable por las plantas en lugar de visible para el ser humano como es lm/W, por lo que es recomendable conocer los pormenores de la medida PAR. Como es demasiado complicado para explicarlo de forma pormenorizada ahora, aquí puedes encontrar una guía excelente sobre el tema.

Las luces HPS emiten luz enviando un pulso de energía de alta tensión a través de un tubo de cuarzo presurizado lleno de sodio vaporizado, junto con otros elementos tales como xenón y mercurio. A medida que los gases se calientan, emiten luz. El sodio produce una luz intensa de color amarillo anaranjado, que puede estar mediada por el xenón y el mercurio, los cuales emiten una luz en el extremo azul del espectro visible, para producir un resultado final más blanco.

En la actualidad, las bombillas HPS de más alto rendimiento producen alrededor de 150 lm/W. Por ejemplo, las bombillas GE Lucalox de 600W producen 90.000 lúmenes iniciales (“lúmenes iniciales” se refiere a la salida media de luz durante las primeras 100 horas), mientras que las lámparas HPS de alto par de 600W fabricadas por Lumatek producen 92.000. Aunque antes esto ocurría pocas veces, las nuevas luces HPS están empezando a incluir las proporciones de PAR. Por ejemplo, las bombillas de 600W de Lumatek tienen un PAR de 1.030 µmol/s.

En el caso de las luces LED de cultivo, la proporción de lúmenes por vatio generalmente se consideran menos significativa que la PAR. Esto se debe al hecho de que los sistemas de color rojo y azul generalmente tienen mucho menor proporción de lm/W en general , porque al proporcionar sólo las bandas más necesarias para la fotosíntesis, se puede evitar el gasto de energía de la luz “innecesario”.

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Sin embargo, las luces LED más nuevas usan múltiples bandas para crear un espectro completo, más complejo y efectivo, que se cree que es beneficioso para el crecimiento de la planta, y con frecuencia utilizan LEDs individuales blancos junto con algunos rojos y violetas. Estos nuevos LED de espectro completo pueden o no incluir la proporción en lm/W. La mayoría de los proveedores de confianza deberían por lo menos incluir la proporción PAR. Por ejemplo, el sistema LED de espectro completo de 410W fabricado por la compañía británica Budmaster (el “Budmaster II 675 G.O.D”) incluye una proporción PAR a diferentes distancias (a medida que la distancia aumenta, la proporción PAR disminuye porque caerán menos fotones por metro cuadrado). A 1 pie (0,31 m), la proporción PAR se describe como un poco más de 2.000 µmol /s.

En teoría, la eficacia luminosa de los sistemas de iluminación LEP debe superar a una fuente HPS en un 15-20% al no malgastar energía calentando los electrodos. En la práctica, la eficacia de las luces de cultivo LEP (también conocidas como “HEP”, plasma de alta eficiencia, o simplemente “plasma”) oscilan entre 80 y 100 lm/W.

Las luces LEP también puede enumerar su eficacia en mol/s. Por ejemplo, la luz LEP Luxim GRO-75-01 tiene 45.000 lúmenes iniciales y proporciona 500W (lo que supone una eficiencia de 90 lm/W) y tiene una proporción PAR de 550 µmol/s. El sistema de iluminación Stray Light 400W de Greenhouse produce 72 lm/W, y no indica la proporción PAR en µmol/s.

Espectro

Aunque se han realizado mejoras en la tecnología de iluminación HPS, se sigue considerando que, en general, su replica o imitación de la luz diurna es inferior a la de otros sistemas de iluminación modernos. Al no añadir xenón ni mercurio, el vapor de sodio emite una luz intensa de un color amarillo rojizo. Sin embargo, ahora existen nuevas bombillas “de espectro completo”, que en realidad suelen consistir en un sistema de doble arco que comprende tanto un haluro metálico como un componente de HPS. Por ejemplo, la lámpara Hortilux Super Blue HPS/MH comprende un HPS de 600W y un arco de haluro de metal de 400 W, para proporcionar 110.000 lúmenes iniciales y reproducir de una forma mucho más precisa la luz del día que los HPS solos.Lep.jpg

Los LED son probablemente los mejores competidores en términos de espectro en esta etapa, y los modelos de espectro completo más nuevos ofrecen hasta 11 bandas de longitudes de onda de luz tan necesarias para las plantas. Por ejemplo, la luz de cultivo LED Platinum P450 274W de fabricación estadounidense (que está catalogada como equivalente a un HPS de 600W) ofrece 11 bandas que van desde el ultravioleta hasta el infrarrojo.

Los LEP suelen venderse como luces de espectro completo y como la aproximación más cercana a la luz del día de todas las luces de interior, pero el espectro es limitado por la composición de los gases que hay en el interior de la cámara. La tecnología LEP inicial tardó décadas en despegar por la razón precisa de que su reproducción de los colores era muy pobre y con muy poca cobertura del espectro en las áreas rojas. A día de hoy, se han ajustado muy bien las variables, tales como los gases utilizados, los revestimientos (tales como sales de haluro de metal) e incluso la presión de la cámara, para poder crear replicas mucho más precisas de la luz diurna (y también tienen la ventaja de emitir algo de luz en el espectro UV), pero aún sigue abierto el debate sobre sobre si son verdaderamente superiores a los sistemas LED de “espectro completo”.

Vía: Sensi Seeds

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