La evolución de la iluminación LED
Mis primeros recuerdos de los LED son el kit de radio HAM de RadioShack que ensamblé en tercer grado, los pequeños indicadores junto a la ranura de un cuarto en un juego de arcade y la luz roja en el Gameboy que se convirtió en un indicador instintivo de la duración de la batería. Ahora no puedo ver un LED sin tratar de adivinar su longitud de onda dentro de los 10 nanómetros.
Cuando trabajaba en los laboratorios de biorrefinería en el campus sur de la Universidad de Georgia, trabajé con un equipo que utilizó varios insumos para extraer la producción de petróleo del lodo. Montados en una cubeta, golpeamos estos ancestros de plantas microscópicas con luz azul (450 nm), verde (535 nm) y roja (660 nm) para ver diferentes tasas de producción de O2 como resultado de una mayor actividad fotosintética. De hecho, hubo una correlación, particularmente con las longitudes de onda azul y roja. En ese momento, había oído hablar de la curva de McRee en mi clase de fisiología, pero aún no estaba obsesionado con ella. La combinación de electricidad y química en estos chips monocromáticos coincide con los centros de fotorreacción que convierten CO2, agua y luz en biomasa vegetal.
Esta parte no tan nueva de los muchos estudios extraños que ayudé a realizar resultaría ser un punto de inflexión crítico en el centro de mi carrera. Provocar plantas con diferentes longitudes de onda y combinaciones de luz para optimizar la producción de aceite se ha vuelto común en el cultivo de plantas medicinales. Después de mudarme a Denver en 2010, aprender a cultivar plantas hidroeléctricas en interiores y convertirme en un esquiador a tiempo parcial, me encontré en una conversación circular con viejos colegas que estaban interesados en cultivar plantas con tecnología basada en LED.
Cómo empezó todo
Después de algunos años de esquiar en las montañas como un demonio y cultivar verduras en una postal a más de 8000 pies, encendí mi primer prototipo COB (chip on board) junto con un confiable HPS de un solo extremo. El LED era de 900 vatios, usaba chips muy ineficientes (según los estándares actuales) en un dosel Raptor modificado y forzaba el aire sobre todos los conductores calientes y disipadores de calor. Después de casi incendiar mi hermosa casa en Aurora, Colorado (extrayendo decenas de miles de vatios a través de cables de aluminio), mantuve la mayoría de los experimentos relativamente pequeños y enfocados científicamente. Este primer intento demostró dos cosas: es posible cultivar plantas decentes con LED y no sabía mucho sobre los matices del control de parámetros necesarios para aprovechar al máximo un jardín LED. No hubo manejo de VPD, ni sequía ni cambios en la dieta, solo poder puro en la tapa. prueba de principio.
¿Alguna vez has oído hablar de Blurple?
Antes de las luces LED de espectro completo que ahora están disponibles en todo el mundo, existía “Blurple”. Las fichas rojas y azules fueron los vehículos más eficientes para la radiación fotosintéticamente activa (PAR). El rojo es más eficiente que una longitud de onda más larga y puede entregar más energía utilizable por la planta por julio o vatio de la pared. PAR se mide en micromoles. La efectividad (eficiencia) de un sistema de iluminación en horticultura ahora se mide generalmente en umol/J. Los entusiastas serios de la jardinería de interiores han seguido el progreso de ~2.0 para HPS a 3.5+ para LED. Para una inmersión profunda en este tema, mira esto de mi amigo Chris Sloper El libro de cultivo LED versión 3 . O esperar y ver si tengo la oportunidad de aburrir a esta audiencia con tonterías y charlas técnicas.
La fórmula más común para el espectro completo es una variación de LED blancos con un alto índice de reproducción cromática (CRI), algunos chips rojos de 660 nm para impulsar este sistema fotográfico y mejorar las especificaciones debido a su eficiencia cada vez mayor. Las virutas blancas se están acercando a su máximo teórico en eficiencia, pero los científicos siguen dando vueltas y encontrando un poco más de rendimiento y durabilidad. Tenemos una comprensión bastante sólida del significado de Far Red y las indicaciones de UV justo fuera del rango PAR (400-700nm) y sus efectos en las plantas.
Es importante comprender que todos los LED blancos son en realidad chips azules (generalmente de 450 nm, pero las tecnologías emergentes están superando esa marca) con un revestimiento de fósforo único. Esto toma la energía densa emitida por ese rango de longitud de onda y la difunde a lo largo de la línea a formas de energía más bajas, de verde a amarillo, a rojo y termina en rojo lejano. Este cambio se debe a la composición química y el espesor del recubrimiento sobre la base de blue chip. Como resultado, los chips blancos más azules (6500 K) son intrínsecamente más eficientes que los 3000 K. Busque las temperaturas Kelvin o lea las cajas de lámparas LED atornillables para obtener esta referencia visual.
La evolución LED
Las guerras LED PAR se han desatado en las redes sociales desde que salieron por primera vez. El marketing engañoso y las mentiras han cansado a muchos productores de hacer el cambio en el pasado. Hace diez años no había LED de 600W que pudiera reemplazar a un HPS de 600W. La tecnología LED se está desarrollando rápidamente; Sin embargo, HPS no lo hace. Esta vieja afirmación que antes parecía un cuento de hadas ahora es verdad. Pero las diferencias entre estas tecnologías de iluminación van mucho más allá de la eficiencia.
Los productores deben considerar el efecto Emerson, la radiación UV, los metabolitos secundarios y la forma en que las innovaciones técnicas financiadas con agricultura promueven la seguridad alimentaria. La sintonización espectral, la IA, la automatización y la óptica también son factores a tener en cuenta. Tampoco debemos olvidar la tecnología de chip de montaje en superficie sin paquete, la entrega de longitudes de onda de luz específicas y cómo las plantas perciben diferentes combinaciones, tal como percibimos tonos.
mi sufrimiento
He sido invitado a escribir aquí como yo mismo y como propietario de mi empresa, Terrenos Sostenibles, que fundé en 2014 para albergar mis esfuerzos de consultoría en los sectores de agricultura y horticultura. Mi primer amor es la comida cultivada en la tierra bajo el sol. Mi enfermedad LED a veces me ha dejado en la ruina y viviendo en una casa rodante, huyendo de la próxima puesta en marcha tratando de encontrar su camino en el mercado o proxenetismo por el conocimiento adquirido.
Sin embargo, no puedo caminar por un aeropuerto, un concierto, un estacionamiento o una instalación de luces navideñas sin evaluar la longitud de onda o la combinación de longitudes de onda que producen un color o la temperatura de la luz. Sé que estamos solo al comienzo de este emocionante cambio de paradigma en tecnología y, por lo tanto, desbloqueando el potencial de las plantas.