¿Qué es más importante para la planta? ¿La cantidad o la calidad de la luz? Buena pregunta, aparentemente sencilla de contestar, pero que no lo es tanto. Hemos podido comprobar como realmente, en el cultivo de cannabis narcótico, se precisa de un equilibrio entre ambos factores. Ni mucha luz de baja calidad, ni poca aunque muy específica permiten un desarrollo adecuado del cannabis a lo largo de todo su ciclo vital. Sin embargo, desde hace algún tiempo se viene estudiando y testando la posibilidad de utilizar una fuente de luz muy ajustada en el espectro que deseamos, aunque poco potente. Hablamos de los Diodos Emisores de Luz, o LED's.
Imaginemos una fuente lumínica ajustable en espectro y sin emisión de calor residual. Existe. Son los Light Emissor Diod, o Diodo Emisor de Luz. Son unos semiconductores que producen luz al hacer pasar a través de ellos una corriente continua de una determinada intensidad y voltaje. Hasta hace unos años, la potencia o intensidad de emisión era extremadamente baja, lo que unido su alto coste de fabricación, y por lo tanto de venta, hizo que ni siquiera se considerara la posibilidad de su uso en sistemas de iluminación artificial para el cultivo de vegetales.
Sin embargo, en los últimos años, el desarrollo de estos semiconductores ha aumentadovertiginosamente al tiempo que su precio se ha ido haciendo más o menos accesible para el usuario con capacidad económica medio - alta.
La posibilidad de ajustar con relativa finura la frecuencia de la luz emitida convierte a esta tecnología en muy interesante, pues si utilizamos las frecuencias correctas toda la luz será aprovechada por la planta en procesos como la fotosíntesis y otros, al contrario que los sistemas actuales basados en alta presión o fluorescentes en los que se desperdicia gran parte del espectro emitido.
Mientras que el Sodio de Alta Presión (HPS), el sistema más eficiente actualmente para la cannabicultura, emite gran parte de su espectro en la franja amarilla y roja, muy aprovechable para la función clorofílica, se podría mejorar el aporte de luz azul para completar el rango adecuado. Esto es posible utilizando fósforos o Halogenúros Metálicos (MH), pero aún así existen limitaciones físicas que impiden la emisión de luz de las frecuencias más altas y bajas (cercanas a los IR y UV)
y el calor residual producido es considerable, impidiendo su uso en espacios pequeños o mal ventilados.
Tecnología LED
Si los comparamos con los sistemas HPS, los Leds utilizan la energía de manera mucho más eficiente y su vida útil es también mayor, además de dañar menos el medio ambiente.
Además se pueden conseguir frecuencias cercanas al infrarrojo y al ultravioleta sin limitaciones físicas, lo que permitiría en teoría llegar a un 100% de eficacia en una determinada frecuencia. De hecho, Krames M R et al 1999(High-power truncated-inverted-pyramid P/GaP light-emitting diodes Appl. Phys. Lett. 75 2365-7) demuestra que existe una eficiencia cuántica superior al 50%.
Además, esta tecnología permitiría por ejemplo, la adaptación del espectro al ritmo
circadiano de una determinada especie vegetal, y el uso de iluminación por pulsos a
diferentes frecuencias. De cualquier forma, hemos de decir que el coste de los actuales desarrollos impiden aún su uso a nivel industrial, aunque los resultados de su aplicación en gravedad cero así como en sistemas hidropónicos de cultivos de alta densidad que podrían aplicarse al cultivo casero de cannabis son esperanzadores
(Shotipruk A, Kaufman P B and Wang H Y 1999 Conceptual design of LEDbased
hydroponic photobioreactor for highdensity plant cultivation Biotechnol. Prog. 15
1058-64).
Hasta hace poco, la baja potencia de emisión de cada led hacía que además subiera el coste de montaje al tener que crear enormes matrices muy densas para conseguir resultados apreciables. Según ha ido pasado el tiempo, según la Ley de Haitz, la potencia de salida se ha multiplicado por veinte y su precio se ha dividido entre diez en cada década desde su descubrimiento. Esta Ley continúa vigente actualmente y predice que en los próximos decenios su uso será habitual en fitotrones e
invernaderos. Visto lo anterior, en esta serie de artículos vamos a intentar comprobar la eficiencia de estos sistemas para el cultivo de cannabis narcótico para autoconsumo considerando el estado actual y estimando el desarrollo futuro
de esta tecnología y fundamentaremos el uso de una luminaria basada en Leds que hará uso de las cuatro frecuencias críticas para el cannabis basada en experimentos de cultivo de lechuga con comparación de concentraciones hormonales y respuesta fotosintética a partir del uso de luz con diferente composición espectral como las HPS y una matriz de leds de alta intensidad con un flujo de fotones muy similar.
La elección correcta
Existen tres rangos básicos de frecuencias en las que moverse para el buen desarrollo de un cannabis productor de resinas y aromas:
El primero se encuentra entre los 642 - 662 nanómetros, justo en el pico de absorción de los cloropastos a y b, principales responsables del sistema fotosintético. El control de influencia sobre los procesos fototrópicos se encuentra entre los 400 - 500 nanómetros, e incide sobre el desarrollo y crecimiento organular en respuesta a la luz, optimizando la respuesta a nivel
biofísico y bioquímico.
Por último, la pinza entre los 730 - 735 nanómetros es responsable de procesos tan
sutiles como la morfogénesis, la síntesis de pigmentos o el estado general de salud de la planta, todos ellos dependientes de las frecuencias en el rojo lejano.
Por suerte para nosotros, existen ciertos tipos de leds que se ajustan a estas especificaciones.
En concreto hay tres grupos que se denominan AlGaAs, AlGaInP and AlInGaN (Zukauskas A,Shur M S and Gaska R 2002 Introduction-toSolid-State Lighting (New York: Wiley)).
Estas denominaciones se refieren a la composición del semiconductor (Arsenio, Galio...) de la que depende la frecuencia de la luz emitida, así como a la composición del encapsulado. Por otro lado, cuestiones que nos pueden parecer
banales como por ejemplo, el encapsulado, también limita su uso, pues hemos de tener en cuenta que seguramente van a soportar temperaturas y humedades fuera o muy al extremo de su rango de funcionamiento. Esto sucede con los del tipo AlGaAs de 660 nm, con los que se comenzó a trabajar en su momento descubriendo que hacía falta una alternativa, pues la frecuencia se veía alterada por las variaciones
medioambientales del entorno, por lo que se sustituyen por los AlGaInP (AlxGa1-x)0 .5In0.5P Variando el valor de x de 0 a 0,4 conseguimos frecuencias entre los 580 y los 652 nanómetros, que se acercan mucho a los 660 nm ideales para la función clorofílica.