Iluminación

Si hablamos de iluminación en el cultivo de cannabis, hay que decir que probablemente es lo más importante del cultivo indoor y aquí te voy a contar todo lo que yo se sobre iluminación.

Los Balastros

El fin de estos es regular la cantidad de corriente eléctrica que entra en un sistema de iluminación.

Las lámparas de haluros metálicos y sodio de alta presión producen luz por medio de un arco eléctrico que conecta dos electrodos de tungsteno. Para que funcionen, es necesario que reciban un alto suministro inicial de energía. Una vez encendidas, estas lámparas, solo necesitan un voltaje bajo y estable. Los balastros se utilizan para mantener el voltaje necesario para producir una iluminación efectiva, y al mismo tiempo protegen las ampolletas de un exceso de corriente capaz de romperlas o reducir notablemente su vida útil.

Existen dos tipos de balastros:

Balastros magnéticos

Los Balastros magnéticos son más antiguos y más sencillos que los electrónicos. Estos dispositivos utilizan la inducción electromagnética para controlar la corriente que fluye hacia la bombilla.

Balastros electrónicos

Las lámparas HID (descarga de alta intensidad) para cultivar hierba son los balastros electrónicos, y son la opción más avanzada y eficiente. También conocidos como balastros digitales, contienen microprocesadores que regulan y controlan el voltaje que llega a la bombilla. 

Estos balastros se conectan a unos reflectores para que mediante estos se pueda producir la iluminación.

Sin embargo, esta tecnología casi ni se usa ya que los avances de la tecnología la han dejado atrás y hoy en día la luz led no tiene nada que envidiarle a la de sodio y haluro, pero si todavía la usas recuerda bien que a las semillas autoflorecientes les va bien la luz de sodio de principio a fin, en cambio a las fotodependientes les va bien con sodio y haluro al mismo tiempo.

LEDs y funciones adicionales

Los paneles LED tienen múltiples ventajas, aunque es posible que el costo de adquisición sea mayor que el de un equipo convencional HPS o CMH ( balastro, reflector y ampolleta). Su mantenimiento es mucho más económico, cada dos o tres cultivos como máximo hay que cambiar la ampolleta del equipo convencional por una nueva debido a su pérdida de eficiencia (menos producción y mismo consumo eléctrico); así que podríamos considerar el LED como una inversión a largo plazo, además permite ahorrar dinero en ampolletas y aumentar la eficiencia energética. Ofrece más cosecha con un menor costo en la factura de la luz (un panel LED puede funcionar sin perder eficiencia unas 50.000 horas aproximadamente).

Y gracias a la menor emisión de calor del LED, se puede alargar la temporada de cultivo de interior, por lo que en muchas zonas podrá realizarlo durante todo el año, algo inviable con los equipos convencionales HID sin el uso de aire acondicionado. Los LEDs para horticultura profesional pretenden imitar la luz natural procedente del sol, tanto en intensidad como en espectro, para el óptimo desarrollo de las plantas (crecimiento y floración), y este espectro (luz asimilable por las plantas) es mucho más completo en un LED que en lámparas de descarga convencionales,

Características de un LED de cultivo

Área de cobertura

Se debe tener claro, además del presupuesto, el espacio que se quiere cubrir; esto viene especificado en la descripción de cualquier LED.

Existen equipos en el mercado válidos para  armarios de cultivo o superficies de 60 x 60 cm, 80 x 80 cm, 1 x 1 m, 1,20 x 1,20 m y 1,5 x 1,5 m.

PAR

El PAR (Radiación Fotosintéticamente Activa) es la luz asimilable por las plantas para realizar la fotosíntesis de forma correcta (longitudes de onda de 400 a 700 nm); no sirve cualquier LED, sino sólo los que están destinados a horticultura. Un LED de elevada potencia sin el correspondiente PAR para plantas no ofrecerá buenos resultados en tu indoor.

La mayoría de LEDs para marihuana tienen un PAR correcto para todo el ciclo de las plantas, y algunos incluyen – además de diodos rojos para la floración – rojos lejanos (Efecto Emerson) o incluso UV para finalizar la cosecha con un extra en resina.

El Efecto Emerson es cuando las plantas se exponen a luz con una longitud de onda superior a 680 nm, activando el fotosistema PS700, que forma ATP únicamente (Energía para la plantita). Igualmente más abajo te lo explicamos más en detalle.

Eficiencia

PE/Eficiencia (Eficiencia Fotosintética) es la cantidad de luz útil para la fotosíntesis por unidad de energía que consume el LED, y se expresa en micromol por joules (µmol/J). A mayor capacidad de producir luz asimilable por las plantas (PAR), mayor eficiencia tendrá el panel LED.

Podemos considerar un LED eficiente a partir de 1.5 µmol/J.

PPF y PPFD

El PPF y el PPFD son términos que se utilizan especialmente en horticultura para describir la luz que las plantas reciben y cómo puede afectar a su desarrollo (crecimiento y floración).

El PPF (Photosynthetic Photon Flux o flujo de fotones fotosintético) mide la cantidad total de fotones útiles para la fotosíntesis que el LED emite por segundo, y se expresa en micromoles por segundo (µmol/s). Esta medida nos indica la cantidad total de luz fotosintéticamente activa (absorbible por las plantas), pero no indica cómo se distribuye esa luz en el espacio o si está llegando efectivamente a la totalidad de las plantas.

Los valores mínimos aceptables son de 400 a 600 µmol/s.

Por su parte, el PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density o Densidad de Flujo de Fotones Fotosintéticos) mide cuántos de esos fotones útiles para la fotosíntesis llegan a una superficie específica por segundo, expresado en micromoles por m² por segundo (µmol/m²/s). Esta medida es esencial porque indica la cantidad de luz que una planta realmente está recibiendo para llevar a cabo la fotosíntesis, lo que afecta directamente a su crecimiento y floración.

Un PPFD aceptable sería a partir de 200 y hasta 400 µmol/m²/s (crecimiento) y de 600 a 1000 µmol/m²/s en floración.

Diferencias clave:

• PPF mide la cantidad total de luz útil emitida por el LED (bruto)
• PPFD mide la cantidad de esa luz en una superficie determinada (la que llega a las plantas)

Ambos parámetros son importantes en horticultura, ya que optimizar la luz para el crecimiento vegetal depende no solo de la cantidad de luz emitida, sino de cuánta de esa luz es aprovechada por las plantas. ¡De nada servirá una lámpara que produzca mucha luz si ésta apenas llega a las plantas!

– Para plántulas de semilla (recién germinadas), esquejes y plantas madre (mantenimiento de genéticas) necesitas un PPFD entre 200 y 400 µmol/s/m²

– Para plantas madre y fase de crecimiento requieres un PPFD de 400 a 600 µmol/s/m²

– Y para la Floración; de 600 a 1000 µmol/s/m².

Lámparas de cultivo y emisión de calor

Otro de los puntos a tener en cuenta es el diseño de construcción del LED y la disipación de calor. Existen LEDs integrados en una placa metálica o en disposición de «barras», y no todos disipan el calor de la misma manera; los de estructura de barras suelen tener mejor disipación del calor, sobre todo si cuentan con un sistema de disipación fabricado en aluminio. Es un tema a tener en cuenta en función de la ubicación del cultivo; el cultivo con LED agradece temperaturas a partir de 25°C, difíciles de alcanzar en invierno en muchas zonas.

Gracias a la evolución de la tecnología, el driver (alimentación del LED) puede venir integrado en la estructura del LED de forma oculta, mientras que otros vienen atornillados al esqueleto del panel, lo que permite en ocasiones mediante un cable más largo, instalarlo fuera del armario y bajar unos grados la temperatura del cultivo si así se requiere.

Un LED regulable y con gran PPFD también permite trabajar a una potencia inferior al 100%, aumentando así su vida útil y con una menor emisión de calor.

Luz roja (Efecto Emerson en las plantas)

El Efecto Emerson es un fenómeno biológico observado en las plantas cuando reciben luz con una longitud de onda de unos 660-670 nm (rojo profundo) junto con luz roja a 700-7300 nm (rojo lejano).

Fue descubierto por el científico norteamericano Robert Emerson en la década de 1950 mientras investigaba la fotosíntesis en algas verdes; en 1957, Emerson reportó los resultados de sus investigaciones: un fenómeno por el cual se aumenta la fotosíntesis en las plantas al exponer a los cloroplastos a luces con longitudes de onda de 670 nm (luz roja o roja profunda) y 700 nm (luz roja lejana) simultáneamente. Estos experimentos demostraron, con el tiempo, que existen dos centros de reacción fotosintética en las plantas.

Ventajas del efecto Emerson en el cultivo

Resumamos a continuación algunas de las ventajas que presenta el uso de estos tipos de luz para el desarrollo y crecimiento de las plantas:

• Mayor tasa de fotosíntesis: el efecto Emerson aumenta la eficiencia fotosintética de las plantas al permitirles realizar una mayor cantidad de fotosíntesis en presencia de luz roja profunda y luz roja lejana. Esto se traduce en una mayor producción de carbohidratos y oxígeno, esenciales para el correcto desarrollo de la planta.
• Protección contra daños oxidativos: Aunque la luz UV puede ser dañina para las células vegetales debido a su capacidad para causar daño oxidativo, cuando se combina con la luz visible, el efecto Emerson puede ayudar a mitigar estos efectos negativos. La exposición controlada a la luz UV puede inducir la síntesis de compuestos antioxidantes y proteínas de defensa en las plantas, lo que las hace más resistentes al estrés oxidativo.
• Estimulación del metabolismo secundario: La luz, en determinadas longitudes de onda, puede activar la producción de metabolitos secundarios en las plantas, como flavonoides, terpenos y cannabinoides, que tienen diversas funciones, El efecto Emerson puede promover la biosíntesis de estos compuestos beneficiosos, lo que aumenta la resistencia de las plantas a plagas, enfermedades y condiciones ambientales adversas mientras, en el caso del cannabis, acentúa su aroma y sabor y proporciona mayor potencia.

Uso del efecto Emerson en el cultivo

• Selección de fuentes de luz adecuadas: Utilizar lámparas de cultivo que emitan luz ultravioleta (UV) junto con luz visible es fundamental para inducir el efecto Emerson. Se pueden emplear lámparas específicamente diseñadas para proporcionar espectros de luz que incluyan rangos de UV, como algunas lámparas de descarga de alta intensidad (HID) o las luces led diseñadas para el cultivo, las cuales son la mejor opción hoy en día. ¡ Usa luces LED de la longitud de onda necesaria para que se dé el efecto Emerson!.
• Control de la exposición a la luz UV: Es importante proporcionar una exposición controlada a la luz UV para evitar daños en las plantas. Esto se puede lograr ajustando la intensidad y la duración de la exposición a la luz UV según las necesidades de las plantas y el ciclo de crecimiento en particular.
• Optimización de la distribución de la luz: Distribuir uniformemente la luz en el área de cultivo garantiza que todas las plantas se expongan adecuadamente a la luz UV y visible.
• Monitoreo y ajuste constante: Es fundamental monitorear regularmente la salud y el crecimiento de las plantas para asegurarse de que estén respondiendo de manera positiva al efecto Emerson. Si es necesario, se pueden realizar ajustes en la intensidad, duración o distribución de la luz para optimizar los resultados.

Encendido y apagado de lámparas:

El uso de lámparas con ambos tipos de luz roja (roja profunda y roja lejana) consiste en que se enciendan un poco antes que la lámpara de cultivo principal y se apaguen un poco después que ésta. Así, una buena estrategia es encender tu lámpara de rojos 15 minutos antes que el panel LED, y apagarla unos 15 minutos después de que que lo haga tu equipo de iluminación principal.

De esta forma se consigue un efecto muy parecido al del amanecer y el atarceder en la Naturaleza, aportando más luz en la longitud de onda necesaria para que las plantas aumenten su metabolismo y se desarrollen mucho mejor, siendo más resistentes, rápidas y productivas.

La luz verde en el cultivo

Durante la noche, cuando las lámparas se apagan, las plantas deben gozar de una completa e ininterrumpida oscuridad, especialmente durante el periodo de floración.

En caso de que exista alguna fuente de contaminación lumínica en el cultivo durante el periodo nocturno de las plantas, éstas pueden reaccionar de varias formas, todas ellas indeseables: alargamiento del periodo de pre-floración y floración, aparición de flores macho o revegetación de las plantas son las más comunes.

¿Qué suele hacerse para no tener que molestar a las plantas durante su periodo nocturno? la mejor solución es trabajar en el cultivo sólo cuando las lámparas están encendidas.

Esta solución puede no ser la manera más cómoda para el que este cultivando, ya que los equipos de iluminación utilizados en interior producen un calor considerable, por lo tanto, es común optar por conseguir un mejor control de clima en el jardín y tener las luces apagadas durante el día (cuando hace más calor) y encenderlas por la noche, cuando las temperaturas bajan. Si tienes en cuenta que necesitas un mínimo de 12 horas diarias de oscuridad total para una correcta floración, podrías encender las luces a las 8:00 PM y apagarlas a las 8:00 AM. Esto, nos deja con un margen de horario algo incómodo para trabajar en el jardín.

Por este motivo se utiliza luz verde para poder iluminar las plantas durante su periodo nocturno sin que éstas sufran ninguna consecuencia negativa en su floración. Las plantas parecen no tener fotoreceptores para la luz verde, no pueden absorberla, por lo que una iluminación de éste color no perturba su periodo nocturno y no estresa a las plantas causando los síntomas indeseables.

OJO: NUNCA cultives de con esta luz porque solo sirve para poder mirar las plantas de noche. Si crecen con luz verde pronto verás que éstas son casi incapaces de desarrollarse, y acabarán muriendo pronto.