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Desmistificando a luz

Quando ouvimos falar que os lumens emitidos pelos diodos led e pelas lâmpadas fluorescentes são mais aproveitados pelas plantas que os mesmo lumens emitidos por uma lâmpada de vapor de sódio ou metálico (HPS/HPI), o que realmente isso quer dizer?

As luzes adequadas para cultivo têm diferentes espectros de cor, longitude de onda ou temperatura que são expressos em kelvins (K) ou no caso dos leds em nanômetros (nm). Os espectros denominados “quentes” são mais amarelos – vermelhos (2000k a 4000k ou 570nm a 770nm) e as frias mais brancos – violetas. (5000k a 10.000k ou 490nm a 390nm). As plantas aproveitam quase todos estes espectros de luz (cor) de maneira diferenciada ao longo do seu desenvolvimento, o nome dado a luz que realmente as plantas aproveitam é chamada de luz PAR (fotossintética ativa). O que ocorre é que existem espectros de cor onde as plantas tem um índice de aproveitamento muito maior que em outros, o verde, por exemplo, quase não ativa o metabolismo da fotossíntese nas plantas , por isso e utilizado em luminárias para ver o cultivo em horas de escuro e não afetar o foto período(horas de luz escuro-claro). figura

O maior pico de aproveitamento PAR esta situado em torno de 2800 – 3000k (amarelo-vermelho). Entre 6000 e 6500k(branco-violeta) também existe um alto aproveitamento da luz emitida, isto porque as taxas de absorção e de fotossíntese são maiores nestas cores que simulam o dia ensolarado e a luz do entardecer. Outros comprimentos de onda (cores visíveis ou não/raios uv e infravermelhos proximos) também são aproveitados pelas plantas em menores quantidades, porem são responsáveis por ativar diversos processos metabólicos nas plantas e na produção de carotenoides e outros metabolitos. figura

Portanto, se uma fonte de luz se aproxima ao máximo da luz solar emitindo quantidades adequadas destes diferentes comprimentos de onda/cor/temperatura, ela terá altos índices PAR e será então, mais eficiente para o desenvolvimento de plantas que outras que não atendam a estas características. Isto sempre que a comparação seja feita por lâmpadas/sistemas que possuam o mesmo consumo energético/potencia que são quantificados em watts.

A grande diferença entre as fluorescentes, diodos led e as lâmpadas de alta pressão vapor de sódio (H.P.S.) ocorre neste ponto. As boas e caras luminárias leds e os sistemas fluorescentes T5 podem ser configurados em uma mesma luminária, para terem todos os espectros de cor fotossintéticos ativos para as plantas em suas diversas fases de desenvolvimento (luz PAR). Podem ser configurados facilmente para exibirem varias temperaturas/tonalidades de cores, possibilitando maior proporção de luz branca-azul no crescimento e maior proporção de luz amarela-vermelha na floração/frutificação. Assim como o sol de verão e o de outono/inverno, estas predominâncias de cores nestes sistemas, promovem todos os processos metabólicos foto dependentes das plantas, em suas diversas fases de desenvolvimento.

Por isto, comprovadamente os lumens produzidos por estes sistemas são mais aproveitados pelas plantas que os produzido por lâmpadas de descarga(hps ou mh).

Outra informação dada por fabricantes é chamada índice de reprodução cromática (C.R.A. ou I.R.C.).   CRA >80% fluorescentes   /     CRA >75% LEDS   /     HPS CRA= 45%. Este valor se refere a quanto as cores se observam naturais sob estas fontes de iluminação, portanto quanto maior este valor, mais a luz se parece com a do sol e isto nos leva de novo, a maiores índices PAR.

Quando se analisa a eficiência real de um sistema de iluminação devem-se levar em conta duas coisas: a quantidade de lumens produzidos por watt (gasto energético) e o percentual desta luz que realmente será aproveitada (PAR). ´

E quando se analisa o fator lumens por watts é que as coisas se tornam mais interessantes.

Os melhores sistemas de descarga HPS e MH produzem de 130 a 150 lumens por watt consumido, os bons sistemas flúor t5 produzem de 75 a 110 lumens por watt, já os leds utilizados nas luminárias para cultivo, por não serem extrabrancos , recebem uma camada de material que modifica sua cor e possuem uma baixa produção de lumens, chegando a produzir em media 50 lumens por watt consumido. Oque acontece é que nenhum fabricante descreve ou fornece valores reais de quantos por centos da luz produzida é realmente aproveitada pela planta, e esta medida realmente não é nada simples de ser calculada, até porque, cada espécie e cada fase de desenvolvimento de cada de planta demandara cores/luzes distintas (luz PUR).

Como descrito anteriormente, os comprimentos de ondas/cores conseguidos com flúor e leds geram maiores índices PAR. Mas na verdade, o quanto maior é este índice de aproveitamento, ainda não pude ver em nenhum estudo cientifico imparcial, se alguém tiver, me envie por favor, para que possa melhorar este artigo!

Para o pleno desenvolvimento da maioria das plantas são necessários de 50.000 a 80.000 lumens por metro quadrado de cultivo, sendo que níveis inferiores gerara plantas finas e altas que não darão bons resultados ( O sol pode gerar aprox 150.000 lumens por metro). A medição dos lumens emitidos por lâmpadas é realizada a 30 cm da fonte/lâmpada, se for medida a 10 cm da lâmpada estes valores triplicam, portanto se no sistema flúor as lâmpadas estão a no máximo 10 cm das plantas e no outros sistemas a no mínimo 25 cm distantes, as plantas no sistema flúor recebem muito mais lumens que em qualquer outro.

Portanto, se comparamos uma lâmpada de 100 watts de cada sistema, conclui-se que a eficiência geral de um sistema LED não pode ser superior ao sistema com fluorescentes e nem superior ao sistema de descarga HPS. Isto porque, apesar do sódio produzir mais lumens, o aproveitamento pelas plantas destes lumens (luz par) é 2 ou 3 vezes menor, que nos outros dois sistemas. Watts por watts, sem contar o alto gasto energético com dissipação de calor, o sistema fluorescente t5 parece ser mais eficiente que os outros, porem muito pouco.

Os LEDS devem vir com lentes refletoras muito boas e por isto, ainda são muito caros, duram o dobro ou um pouquinho mais que os outros sistemas sem perder luminosidade significativa, mas, após 5 a 6 anos de uso, se não queimar com as oscilações energéticas frequentes no Brasil, devem ser totalmente trocados por painéis novos. No momento ainda não cumprem todas as expectativas, sendo que, para iluminar satisfatoriamente uma área de 1m2 são necessários aproximadamente 40.000 lumens de bons LEDS, Aprox. 60.000 de fluorescentes t5 e aprox. 60.000 de HPS, tornando os preços dos painéis LED proibitivos e ainda sem um grande custo beneficio em relação a produção luminica. Os fluorescentes têm o incomodo de se precisar muitas lâmpadas para se conseguir os lúmenes necessários, sendo trabalhosos para áreas de mais de 2-3 metros². Em áreas menores, sua eficiência e baixo risco, fazem deste tipo de iluminação uma ótima escolha. Outra grande diferença é que os leds e os fluorescentes produzem luz sem quase gerar calor, isto quer dizer que, não perdem energia elétrica em calor/luz não aproveitada, sendo muito mais frias ( 8 a 10 vezes ) que as lâmpadas HPS/HPI quando em uso, que atingem no bulbo facilmente 400 graus ou mais.

As lâmpadas quentes/descarga tem uma capacidade maior de produzir muita luz em uma só luminária/lâmpada e já estão sendo fabricadas para exibirem o espectro azul, na realidade já existem diversas opções de curva de cor que podem ser utilizadas de forma variada ou trocadas durante as diversas fases da vida das plantas, oque torna estas lâmpadas HPS e MH para cultivo, muito mais eficientes em produzir luz PAR que as antigas.

Estas lâmpadas HPS sim, sem duvida, são muito mais eficientes que as antigas e provavelmente, já que não se quantifica a luz PAR como dito antes, deverão ser mais eficientes que qualquer outro sistema, se comparamos watt gasto x luz PAR produzida. figura

Por isso, apesar de serem mais quentes, são a melhor escolha para iluminar grandes áreas de cultivo, devendo estar posicionadas a uma distancia maior das copas das plantas exigindo uma maior altura do teto do cultivo( >1,5 metros) e um bom sistema de resfriamento / extração de calor. Estes sistemas produzem ruído e tornam-se caros e perigosos quando utilizados em espaços reduzidos de cultivo, principalmente durante dias mais quentes, pois podem causar incêndios facilmente e necessitam de um gasto significativo de eletricidade para manter a temperatura abaixo dos 38 graus no cultivo. Se vive em um país tropical ou se esta no verão, a coisa se complica mais ainda….

Em um sistema de cultivo com luz artificial, quando se calcula a eficiência geral do processo deve-se contabilizar todos estes fatores: qual e o gasto total de energia durante todo o ciclo de vida da colheita a ser analisada (luz,ventiladores,bombas…etc) e a produção em gramas do que se plantou. Divide um pelo outro e saberá quanto produz por watt. Não vale contar os watts da lâmpada e não contabilizar os dias e tempo em que as lâmpadas estiveram acesas, nem o gasto energético com cooltubes, extratores, ar condicionado…..

Cada sistema de iluminação utilizado em jardins interiores tem suas vantagens e deficiências (dificuldade/preço/potência/eficiência), cabe a cada jardineiro, Amador ou não, escolher e testar o que melhor se adapta a seu espaço e expectativas. De modo que, não há sistema melhor, apenas sistemas adequados e bem utilizados de acordo com o clima existente. Se tiver os lumens /luz necessários nas cores certas, o substrato equilibrado, a ventilação, temperatura e umidade controlada, suas sementes fortes… O Sucesso é garantido. E a Tropikali vem comprovando isto na pratica já fazem mais de década.

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