Apunte Iluminación

Ing. Fernanda Bernal Floricultura

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Apunte Iluminación

En muchos casos, cuando se esta produciendo especies vegetales en

invernadero, puede ocurrir que las intensidades luminosas o los fotoperíodos

naturales no cumplan con los requerimientos de las plantas. Esto genera la

necesidad de integrar la irradiación solar natural con la iluminación artificial

Existen diferentes tipos de regulación de la luz posibles en un invernadero:

-Aumentar la duración del día

-Disminuir la duración del fía

-Aumentar la intensidad suplementando la luz natural para aumentar la

fotosíntesis

-Disminuir la intensidad de luz.

Recordemos que según la respuesta de las plantas a la alternancia día (luz) y

noche (oscuridad) las podíamos clasificar en plantas de día largo, plantas de

día corto o plantas indiferentes al fotoperíodo (neutras).

Una deficiente irradiación solar natural puede provocar:

- Bajas tasas de crecimiento

- Aborto y Abscisión de yemas florales

- Menor pigmentación de flores

- Escasa coagulación


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Factores a considerar en un esquema de iluminación artificial.

Requerimientos cualitativos de la especie: tipo de luz que necesita.

Requerimientos cuantitativos de la especie: irradiancia y duración del

periodo luminoso.

Costos operativos.

Aspectos de la instalación.

Automatización del sistema.

TÉCNICAS DE ILUMINACIÓN ARTIFICIAL EN INVERNADEROS

-Iluminación fotoperiódica

-Iluminación suplementaria

Iluminación Fotoperiódica

Este tipo de iluminación utiliza la luz artificial para modificar el fotoperíodo.

La eficacia de la irradiación va a depender de la intensidad, de la

distribución espectral y del momento en que se aplica.

Se pueden distinguir dos técnicas de iluminación fotoperiódica:

– Ampliación de la duración del día.

– Interrupción del periodo oscuro (noche).

Ampliación de la duración del día

Esta técnica implica que se van a producir dos periodos luminosos, uno

inmediatamente seguido al otro.

Primer periodo: es de iluminación natural de alta intensidad luminosa.

Segundo periodo: es de ampliación y se necesitan niveles

relativamente bajos de radiación suministrados por fuentes artificiales.

Generalmente este tratamiento se lo utiliza para inducción. Por ejemplo

floración de plantas de días largos (Gypsophilla).

Al encender el sistema de iluminación se puede prolongar el día hasta un

total de 12 horas, sin exceder de 16 horas, pues es perjudicial para la mayoría

de los cultivos. Debemos considerar que la iluminación permanente puede

provocar caída de hojas en muchas especies.


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Interrupción del periodo oscuro

Esta técnica implica que se van a producir dos periodos luminosos pero No

de forma continua. También vamos a tener dos periodos luminosos: el de

iluminación natural a alta intensidad y la fase luminosa a baja intensidad.

Pero el ciclo luminoso de baja intensidad interrumpe la fase oscura.

En general este tratamiento lumínico se lo utiliza para inhibir. Por ejemplo

floración en plantas de días cortos (Chrisantemun).

Las exigencias espectrales de las plantas de días cortos son mucho menores

por lo cual para inhibir su respuesta fotoperiódica es suficiente con

interrumpir la noche.

Esta interrupción puede ser cíclica o continua:

- Iluminación Continua

El tratamiento luminoso que interrumpe la noche se aplica en un pulso

continuo de luz. Por ejemplo se aplica luz de forma continua de 22: 00 pm

hasta 2:00 am

- Iluminación Cíclica

El tratamiento luminoso que interrumpe la noche combina luz –oscuridad. En

vez de un pulso continuo de luz, se aplican pulsos cortos de luz, seguidos por

pulsos más largos de oscuridad de forma intercalada.

Por ejemplo un período de interrupción de la noche desde las 22:00 pm

hasta las 3:00 am en donde se aplican ciclos de 10 min de luz – 20 min de

oscuridad.

Iluminación suplementaria

Cuando la iluminación solar es insuficiente se puede aplicar conjuntamente

luz artificial para elevar los niveles de radiación PAR. Por lo tanto su finalidad

principal es el aumento de fotosíntesis.

La iluminación suplementaria se diferencia de la fotoperiódica por:

– el momento de su aplicación: se aplica al mismo tiempo que la

iluminación natural

– las fuentes luminosas empleadas: ej: lámpara de vapor de sodio +

tubo fluorescente.

– Por la potencia necesaria: lámparas de vapor de sodio de alta

presión.

Generalmente se la suele utilizar más en los meses invernales, cuando el nivel

de iluminación es menor.


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Requerimientos de intensidad de luz

Las especies ornamentales deben manejarse lo más cerca posible del punto

de saturación lumínica, el que es específico de cada cultivo.

El punto de saturación lumínica es aquel nivel de intensidad (W/m2) en el

que ya no existe mayor crecimiento o desarrollo del vegetal, porque su

potencial se desarrolló al punto óptimo.

El exceso de irradiación produce síntomas negativos que se manifiestan en

daños mecánicos y fisiológicos. Entre los daños mecánicos, se produce el

quemado de las hojas ante un exceso de Tº por el contacto directo con las

lámparas. La fisiología también se ve alterada con alta irradiancia. La planta

sufre un desequilibrio aumentando el mecanismo de transpiración, que

puede no llegar a compensarse con el agua absorbida por las raíces. Esto

conduce a un cierre de los estomas, y puede afectar seriamente el ritmo

fotosintético. Además con altas intensidades de irradiancia, el crecimiento

de la parte aérea es mucho mayor que el de las raíces, por este motivo la

planta está más expuesta a sufrir déficits hídricos Si la intensidad de luz

suministrada excede la necesidad del cultivo, sólo se incrementará el costo

de lámparas, consumo de energía, etc., sin un aumento de producción.


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OSCURECIMIENTO

Cuando se cultiva especies vegetales de días cortos puede ser necesario

aplicar oscurecimiento para inducir a floración (ej: chrysantemun).

Para conseguir noches largas se emplean pantallas de oscurecimiento

que rodean los cultivos.

Para limitar el calentamiento de estas pantallas (y del entorno del cultivo)

deben emplearse:

– materiales ligeramente permeables al aire

– refractantes en su parte exterior.

Estas pantallas se extienden después del medio día, por la tarde.

INTENSIDADES DE LUZ

La intensidad de luz depende del tipo de producción, pero podemos

diferenciar categorías productivas que requieren diferentes intensidades de

luz:

Subsistencia (0,3 W/m2). Se aplica cuando las plantas no presentan

crecimiento o el mismo es muy pequeño.

Fotoperíodo (0,9 W/m2). Para inhibir o producir la floración de las plantas

según el objetivo del cultivo.

Supervivencia (3W/m2). Esta irradiación crea un medio ambiente en el

cual muchas plantas mantienen su color verde, se produce sin embargo, un

alargamiento del tallo y disminución del tamaño y espesor de hojas.

Mantenimiento (9W/m2). La mayor parte de las especies desarrollan follaje

verde oscuro, hojas grandes y se acelera la transferencia de nutrientes y

materiales almacenados desde las hojas viejas a las jóvenes en rápido

desarrollo. Las plantas eventualmente comienzan a perder una hoja vieja por

cada hoja nueva que desarrolla.

Propagación (18W/m2). La duración del fotoperíodo mínimo es de 6-8

horas para el enraizamiento de renuevos vegetales que a esta intensidad de

luz mantienen una tasa de crecimiento similar a sus pares que permanecen

en la planta madre.

Invernáculos (24W/m2). Esta irradiación provista por un amplio rango de

fuentes de luz artificial, combinada con un bajo nivel de luz solar en invierno

es suficiente para elevar las tasas de crecimiento y crear un medio ambiente

apto para el desarrollo acelerado y temprana floración.

Cámaras de crecimiento (50W/m2). Esta es la mínima intensidad de luz

requerida para un normal crecimiento y desarrollo de las plantas sin luz

natural, si es que el resto de las condiciones (longitud del día, Tº, H.R.,

movimiento del aire y concentración de CO2) se encuentran en niveles que

no influyen negativamente.


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Tipos de lámparas

Entre los tipos de lámparas disponibles para la iluminación artificial con fines

fotosintéticos tenemos:

Lámparas incandescentes: Ya no se utilizan más.

Lámparas Fluorescentes: Son

particularmente preferidas para usar

en áreas donde sólo es posible una

altura de montaje restringida. Son

utilizadas en germinación y en las fases

iniciales de crecimiento. Una

desventaja de este tipo de fuente

luminosa es que debido a su gran

superficie puede proyectar mucho

sombreo interceptando una

considerable cantidad de luz natural.

Lámparas de mercurio de alta presión: La luz proveniente de la lámpara

de mercurio es producida por el paso de la corriente eléctrica por medio

de los vapores de mercurio. Los vapores

son de mayor presión respecto a los de

las lámparas fluorescentes con el fin de

aumentar la emisión d luz visible y

disminuir los ultravioletas. Su eficiencia

de radiación es levemente menor que

las fluorescentes. Son usadas para

fotosíntesis y se utilizan en iluminación

suplementaria cuando es necesarios

suministrar a las plantas elevadas

intensidades luminosas; con la ventaja

que se necesitan menos focos

luminosos siempre que lo permita la

altura máxima del invernáculo (relacionada con la homogeneidad de la

irradiación). Sin embargo, tienen la desventaja que si se rompe la

envoltura externa de la lámpara, el tubo de descarga puede continuar

operando normalmente y la radiación ultravioleta emitida, al no poder ser

convertida en radiación visible o absorbida por el vidrio, puede dañar.

Provee radiación adicional en la porción roja lejana del espectro, lo que

puede producir un alargamiento de pecíolos sin llegar a ser perjudicial

para la planta.

Lámparas a vapor de sodio de baja presión: Aproximadamente una

tercera parte de energía consumida por la lámpara convertida en

radiación en la banda de 600-700nm lo que la hace la lámpara mas


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eficiente en convertir la energía

eléctrica en luz. Emite radiación en

dos longitudes de onda (589,0 y

589,6 nm) por lo que es considerada

monocromática. Debido a que el

normal crecimiento vegetal requiere

pequeñas cantidades de luz en

otras longitudes de ondas y que esta

determinado por la relación entre

las zonas azul/roja/roja lejana del

espectro, no es apta para el cultivo de plantas sin luz natural al menos

que se agregue alguna lámpara de mercurio. Es una de las más usadas

para iluminación suplementaria en invernáculo.

Lámparas a vapor de sodio de alta presión: Combinan la alta eficiencia

de radiación de las lámparas de sodio

con un espectro de emisión que se

extiendo (550 - 625 nm) por lo que son

las más utilizadas actualmente para

incrementar el nivel fotosintético de

plantas que requieren elevados niveles

de irradiancia. Normalmente se

considera la mínima intensidad de luz

necesaria para un adecuado

crecimiento de las plantas

ornamentales.

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