Jorge Cervantes

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Leds y calor

Todos los aparatos eléctricos generan calor, y los leds no son una excepción. Una de las dificultades que planteó el diseño de los primeros diodos emisores de luz de alta potencia era evitar que el chip se derritiera. Toda la energía que consume un led se convierte en luz o en calor. Cuanto más eficiente es un led, mayor es la cantidad de luz que se produce, y menor la cantidad de calor. Por ejemplo, un led de alta calidad azul o blanco que consume 2,4 vatios aproximadamente, y que convierte el 50% de la energía en luz, produce alrededor de 1,2 vatios de calor. Puede que no parezca mucho, pero el led se concentra en un chip muy fino de 1 x 1 mm. Si el chip midiera 30 x 30 mm, generaría más de 1.000 vatios de calor. Un led de baja calidad que sólo convierte el 20% de la electricidad en luz genera una cantidad de calor cercana a 2 vatios. El calor debe ser eliminado o el chip se recalentará y fallará. Cuanto más fresco se mantiene el led, más eficientemente funciona leds está montado sobre una base de una cerámica especial que conduce el calor. Los leds más asequibles emplean una pequeña pieza de metal conocida como “slug”. A continuación, el led se suelda a una placa especial de circuito que está diseñada para transferir el calor. La placa impresa de circuito con núcleo de metal se fabrica con una lámina de aluminio, la cual se cubre con una capa fina de material que conduce bien el calor, pero no conduce la electricidad. Se trata de la capa dieléctrica. Cuanto mayor sea la conductividad tér [W/K]), mejor. Las placas baratas tienen una conductividad de 0,5 W/K aproximadamente; las placas de mejor calidad tienen un índice de 1 W/K; y las placas de máxima calidad tienen un índice de 2,2 W/K. Sobre la capa dieléctrica, se añade un poco de cobre para conducir la electricidad y proporcionar una base de soldadura para montar los leds, y también se pone una capa protectora. Estas placas de circuito suelen estar montadas en un disipador que puede incluir un ventilador.

Hay lámparas que llevan los leds montados sobre placas de circuito convencionales, hechas de plástico, para ahorrar costes. Estas placas de plástico no conducen bien el calor y hacen que los leds se sobrecalienten y fallen en muy poco tiempo.

Clasificación de la potencia LED

Existe mucha confusión sobre la potencia LED. Los leds se clasifican por vatios. Sin embargo, esto no indica el consumo real de energía en vatios por parte de los leds. La clasificación por vataje de los agrupación por clase o familia en realidad, y no indica la energía que consume el led.

Los leds de 1 vatio funcionan a 350 mA Los leds de 3 vatios funcionan a 700 mA Los leds de 5 vatios funcionan a 1000 mA Los leds de 10 vatios funcionan a 1500 mA

Nota: Los leds más grandes requieren más voltaje, y son menos eficientes.

Las “clasificaciones por vataje” fue-

Los leds de alta calidad de estas luminarias EVO LED 70 son fabricados por Cree. Cada luminaria de 70 cm contiene cuatro grupos de leds. Cada grupo de 9 leds aporta 15 vatios para sumar un total de 60 vatios.

Esta foto fue tomada pocos minutos después que la anterior. Toni (véase El caso de Toni, en los números 1 y 2 de 2015 de Soft Secrets), el fotógrafo, cambió el ajuste de luz de su cámara para mostrar un espectro diferente de luz.

ron establecidas para estandarizar las fuentes de alimentación, de manera que los leds de distintos fabricantes pudieran combinarse

en la misma luminaria. Los estándares estaban previstos únicamente para los leds blancos y azules. El nombre de cada clase era bastante preciso: un led de 3 vatios consumía 3 vatios más o menos. Pero la eficiencia de los leds ha aumentado drásticamente, y el voltaje necesario para alimentar un led a 700 mA se ha reducido. Hoy en día, un led medio de 3 vatios blanco o azul consume unos 2,4 vatios. Los

diferentes colores de leds de la misma clase consumen cantidades distintas de energía, ya que los distintos colores utilizan materiales diferentes y requieren voltajes diferentes. El vataje se calcula con la ley de Ohm. La fórmula es: vatios continuación, se detalla la energía real consumida por leds de 3 vatios de distintos colores. Rojo/hiperrojo a 2,4 voltios: el vataje real a 700 mA es 2,4 voltios x 0,7 vatios = 1,68 vatios. Azul/azul royal/blanco a 3,4 voltios: el vataje real a 700 mA es 3,4 voltios x 0,7 vatios = 2,38 vatios.

Mantén los leds tan cerca de las plantas como sea posible, ya que la luz disminuye al cuadrado de la distancia. Independientemente de los beneficios de la iluminación LED –muchos puntos de luz y frecuencias luminosas específicas- la luz es luz, y todas las leyes naturales siguen vigentes.

Brillo

Cuando se agrupan conjuntos de leds, pueden producir luz suficiente para cultivar cannabis. Las luminarias LED han de mantenerse a 30 cm o menos de las plantas para ser una fuente eficaz de luz para el cultivo de cannabis. Dependiendo del fabricante, los leds modernos producen entre 40 y 70 lúmenes vos y experimentales producen más de 200 lm/W. En 2014, Cree que producían 152 lm/W. No obstante, más adelante puede verse que los lúmenes por vatio son sólo uno de los factores a considerar. El brillo de los leds se clasifica de dos formas distintas en función de la longitud de onda. Los leds que están entre 640 y 460 nm se clasifican según los lúmenes. Los leds con longitudes de onda más largas de 640 nm o más cortas de 460 nm se clasifican según su no son un buen sistema de medida para evaluar la potencia de los leds. No es un sistema lineal, lo cual significa que no se miden

igual todas las longitudes de onda o colores. Fue desarrollado como una medida para la luz visible y mide el brillo aparente; lo brillante que parece una luz al ojo humano. El sistema de lúmenes fue desarrollado para clasificar fuentes de luz blanca, no para medir fuentes de luz LED monocromáticas. Además, la respuesta del ojo humano a la luz es extremadamente irregular. Los colores del centro del espectro visible, como el verde, parecen mucho más brillantes que una luz roja o azul de igual brillo. Los lúmenes sólo sirven para compa misma longitud de onda exactamente. Esto explica por qué hay leds con hiperlongitudes de onda de 660 nm, cercanas a los extremos de la visión humana, que son clasificados como “longitud de onda dominante 640 nm”.

Espectro

Nota: El espectro de cada led puede también determinar el brillo y la potencia luminosa. Los leds son monocromáticos, a diferencia de los fluorescentes y otras lámparas. Los leds producen un único color en una gama estrecha de longitudes de onda. Los leds blancos son azules en realidad; a veces, son ultravioletas. Hay leds que tienen un recubrimiento de fósforo, este absorbe la luz azul y la emite de nuevo con una longitud de onda más larga. El recubrimiento de fósforo contiene una mezcla de distintos tipos de fósforo que se combinan para crear luz blanca, aunque cada tipo emite un color diferente. Más rojo y menos azul produce un blanco más cálido. Más azul y menos rojo produce un blanco más frío.

LA MAYORÍA DE LÁMPARAS LED DE CULTIVO CONSISTEN EN LEDS CON LAS SIGUIENTES LONGITUDES DE ONDA:

hiperrojo 660 nm rojo 630 nm azul 470 nm azul royal 450 nm

TAMBIÉN PUEDEN INCLUIR LOS SIGUIENTES:

Rojo lejano 740 nm naranja (ámbar) 617 nm amarillo 590 nm verde 530 nm UV (técnicamente, cercano a UV) 390 nm

Nota: El ojo humano percibe los blancos fríos como si fueran más brillantes que los blancos cálidos. Por este motivo, tienen valores lumínicos más altos, aunque puede que realmente no produzcan más fotones.

La luz blanca se clasifica según su temperatura de color. Este valor equivale a la temperatura de un refleja ninguna luz) que ha sido calentado hasta que la luz que emite iguala el tono de la fuente de luz blanca. La temperatura de color de la luz blanca es igual a la temperatura en kelvins de la superficie del cuerpo negro resplandeciente.

Las lámparas LED de cultivo aprovechan la disponibilidad de leds de distintas longitudes de onda para generar únicamente luz con las longitudes de onda que las plantas pueden usar con mayor eficiencia. En otras palabras, las longitudes de onda corresponden a los picos de absorción fotosintética de las plantas.

La tecnología LED permite a los fabricantes ajustar literalmente el espectro de las luminarias para producir unos valores PAR increíblemente altos. Este factor aislado ya hace que sean más eficientes vatio a vatio.

Bombillas y tubos LED

Existe una amplia gama de leds modernos que pueden ser montados en una bombilla más grande, con el fin de utilizar los casquillos domésticos para bombillas incandescentes. Estas bombillas cuestan entre 15 y 30 euros, no suelen ser lo bastante brillantes para cultivar plantas. Están clasificadas en términos de sustitución respecto a las bombillas incandescentes. Por ejemplo, una bombilla LED de 15,5 vatios sustituye a una incandescente de 75 vatios.

Los tubos LED tienen la misma forma que los fluorescentes T12, T8 y T5, pero los tubos están llenos de leds. En un tubo T12 de 120 cm caben más de 200 leds. Pero no todos los leds están fabricados igual. Los tubos están llenos de leds pequeños. Un tubo LED T8 de 120 cm y 22 vatios de potencia produce 1.248 lúmenes. No encajan en las luminarias anteriores de tubos fluorescentes T8. Estos tubos sin parpadeo tienen una vida útil de más de 50.000 horas.

Los tubos rojos T8 producen luz a 660 nm y contienen 288 leds. El espectro también puede dividirse en azul y blanco empleando una mitad para montar 144 leds de 420 nm/5.500 K, y la otra mitad para albergar 144 leds blancos. Hay

La luz LED puede configurarse con muchas combinaciones diferentes de color. Esta foto muestra una luz morada menos intensa, hace que las hojas bajas se vean verdes.

Los leds emiten el característico resplandor morado que hace que todas las fotografías salgan moradas.

luminarias que permiten mezclar tubos LED y tubos fluorescentes T8 para mejorar el espectro. Los tubos funcionan a baja temperatura y pueden mantenerse a pocos centímetros de las plantas.

Lámparas LED

Por lo general, se combinan leds diferentes en una misma luminaria para lograr un espectro de luz específico. Los leds individuales pueden montarse y conectarse en una luminaria cuadrada, rectangular o circular. O la luminaria puede contener tubos T12 y T8 de vidrio cargados de leds.

Las lámparas más prácticas permiten sustituir con sencillez conjuntos individuales de leds agrupados en bombillas. Estas luminarias también hacen que resulte económico cambiar los leds por otros mejores.

Lámparas LED y lámparas DAI

vataje, producción de lúmenes y lúmenes por vatio. Sin embargo, la com la que mide realmente la luz que necesitan las plantas para la fotosíntesis. Comparar los vatios PAR es lo más adecuado. No obstante, los leds tienen muy poco calor y pueden situarse más cerca de la canopia del jardín, proporcionando a las plantas una luz más brillante. La luz LED también puede ser enfocada y dirigida a través de una lente, lo que intensifica la luz. Este factor puede compararse cuando nos fijamos exclusivamente en el brillo total de la lámpara.

Hay algunos detalles sobre el espectro lumínico que deben ser tratados. Las lámparas LED pueden contener desde unos pocos leds hasta cientos de ellos. Los leds pueden ser de muchos espectros distintos. Las luminarias se fabrican de forma que incluyan leds de diferentes espectros para proporcionar los índices más altos de crecimiento vegetal. Sin embargo, he tenido dificultades para encontrar pruebas de brillo precisas para lámparas LED.

*Véase la ley de la inversa del cuadrado.

Vida útil

Los leds tienen una vida útil de 25.000 a 30.000 horas, e incluso más. Con el tiempo, van apagándose hasta fallar. Los leds son tan nuevos para los jardineros que no existe información específica sobre cuándo cambiarlos.

Las luminarias albergan muchos leds con una gama de espectros. Un led que falla o no brilla tanto como otros puede no afectar a la potencia total de la luminaria lo bastante como para sustituirla. En general, puedo recomendar cambiar la luminaria cuando luz. No tienes que preocuparte por sustancias peligrosas cuando tires leds. No contienen mercurio que contamine el medio ambiente. Los leds y las luminarias pueden ser reciclados.

Este artículo es un extracto del capítulo 17, “Luz, lámparas y electricidad”, de The Cannabis Encyclopedia (596 páginas, más de 2.000 imágenes en color, gran formato A4), por Jorge Cervantes, que está disponible en inglés. La edición en español estará disponible en enero de 2017. Más información en el sitio web de Jorge, www.marijuanagrowing.com.