Eficacia, eficiencia y espectros. Qué es más importante para un cultivo y su inversión en tecnología?

Generalmente, cuando se va a invertir en la compra de luminarias LED, surgen preguntas como: ¿Qué cobertura en metros cuadrados tiene?, ¿Qué consumo de energía tiene?, ¿Qué espectro es el más adecuado para mi cultivo o fase del cultivo?… y, por lo general, el usuario medio suele guiarse por la cobertura de área más que por otros parámetros pero, eso es correcto? La respuesta en sencillamente no, dependerá del tipo de cultivo, fase específica, tipo de instalación y objetivo.

Por lo general, cualquier cultivo crece con cualquier tipo de luz, pero pasados unos días, se puede ver claramente si a nivel morfológico estamos dando una luz adecuada y si el cultivo está ganando biomasa, se está elongando más de la cuenta, el crecimiento correcto (y natural) de las hojas, el sistema radicular, etc.

En general, los usuarios suelen querer el máximo de eficacia que se mide en micromol por julio (umol/J) ya que teniendo más eficacia, tiene mayor «output» o salida de fotones por watt de consumo (PPF) pero, si el espectro no es el adecuado, por mucho output que tenga la luminaria, a nivel morfológico (y organoléptico) no se conseguirán los efectos deseados. Esto también es debido ya que se tiende a pensar que teniendo mayor output, se podrá cubrir más área con menor número de luminarias LED y, este concepto es erróneo ya que también dependerá de la apertura de ángulo de emisión de los LEDs, la disipación térmica de la luminaria, la reflectividad de la sala, el interface entre LED y cultivo (policarbonato o cristal), si tienen reflectores de luz incorporados o lentes concéntricas y, la estructura de la luminaria.

Para conseguir la máxima eficacia, los fabricantes de luminarias LED suelen poner o todos los LEDs de colores azul y rojo o con muy pocos LEDs blancos. Esto se debe porque teniendo un solo color que reproducir, la energía necesaria para ello suele ser menor pero los valores fotónicos aumentan (umol/J o watt), por lo tanto son más eficientes que los que contienen blancos (cálidos o fríos) que pasa todo lo contrario, se necesita más energía para reproducir todo el rango PAR (varios colores: RGB). Estos espectros que son rojo y azul (R/B) suelen tener una eficacia de entre 2.8 y 3.4umol/J actualmente y, son espectros que complementan, por lo general, a la luz solar en invernaderos o espectros específicos para etapas concretas de la planta, por ejemplo, la etapa de germinación.

Cuando se tienen más LEDs blancos, lo que suele ocurrir es que la energía necesaria aumenta para reproducir los colores dentro del rango PAR por lo que, por lógica, reproducir más colores en un semiconductor, la energía se divide en más partes por lo que la eficacia baja en picado si lo comparamos con un solo color. El tener blancos garantiza tener más longitudes de onda pero también dependerá de la composición de dicho LED, es decir, si es blanco frío, neutro o cálido. Los blancos fríos (5000-6500K) contienen más proporción de azul, los cálidos (2000-3000K) más proporción de rojo y, los neutros, suelen tener más rojos que azules pero en proporción no hay tanta disparidad como pueden ser en los otros dos casos.

La luz solar natural, suele tener unos valores de entre 4000K y 5000K, siendo 4500K una media correcta y generalizada. Por esto mismo, la mayoría de fabricantes de luminarias LED que venden «full spectrum» suelen incorporar una mezcla de LEDs, mayoritariamente blancos con un porcentaje inferior de leds concretos rojos o azules, para que al mezclarse todo en una misma PCB, sea un espectro completo en el rango PAR con picos de rojo o azul ya que está demostrado que los principales fotorreceptores que intervienen en la fotosíntesis son las clorofila A y B.

Valoya, en cambio, es un fabricante que se ha dedicado casi por completo a realizar espectros únicos con mayor cantidad de LEDs específicos y, no solo rojo y azul, si no que también mezclando UV-A (380-390nm), distintos azules (410 y 450nm), rojo (660nm), rojo lejano (730-740nm) y, en su blanco desarrollado por ellos mismos, emiten hasta 820nm que es infrarrojo (calor). Debido a esta mezcla de colores específicos y blancos extensos, la eficacia de Valoya se sitúa actualmente en 2.6-2.5umol/J ya que al final es una media de todos los LEDs que incorpora la luminaria, por lo que se encuentra algo más baja que la media de fabricantes de luminarias LED. Esto no significa que su rendimiento es peor que luminarias que emiten mayor umol/J y, tampoco significa que cubra menos área que otras, simplemente significa que al tener un espectro mucho más completo que otras luminarias que tal vez solo incorporen blancos y rojos específicos, su rendimiento medio baja pero, al tener un espectro más completo en picos de los principales fotorreceptores (Criptocromos, carotenoides, clorofilas A/B, fitocromos), la incidencia del espectro de Valoya será mucho mayor que teniendo algo menos completo pero más eficaz a nivel fotónico.

Por lo tanto, podemos sacar una conclusión clara y, es que no todo se basa en la eficacia de la luminaria para cubrir más y mejor un área específica, si no que la composición de colores interviene directamente en la eficacia, pero eso no significará que sea un rendimiento peor. Aquí hay que recalcar que no todo vale, también hay que saber compensar los ratios de B:G (azul, verde) y R:FR (rojo, rojo lejano) pero eso solo se puede saber realizando estudios continuos con diferentes variedades de plantas y diferentes ratios para llegar a conclusiones de cómo afecta la mezcla de colores en los distintos cultivos. Eso es i+D y, se suele tardar años en llegar a conclusiones concretas y ratios óptimos, por eso en Virex, apostamos por Valoya y su continuo i+D en universidades de prestigio y centros de investigación en diferentes países. Muy pocas empresas fabricantes tienen la capacidad humana y capital de realizar estos estudios continuos a lo largo del tiempo y, eso es un valor añadido que debemos sumar en la ecuación de la elección de un fabricante u otro.

Para finalizar, lo que debemos preguntarnos realmente a la hora de invertir en una luminaria LED sería el espectro principalmente, seguido del consumo energético, capacidad de disipación térmica, huella (cobertura), protección IP, facilidad de instalación y manejo y, garantía ante defectos de fabricación. Todo eso influirá directamente en los costes fijos de una instalación a lo largo del tiempo. Mejor espectro, mejor rendimiento del cultivo, mayor productividad, mayor contenido organoléptico, mayor uniformidad morfológica, menor coste de mantenimiento y, por lo tanto, menos tiempo de amortización de la inversión.

Consúltanos tu proyecto para recomendarte la luminaria con mejor espectro que se adapte a tu cultivo y objetivos.