USO DE LAS FIBRAS ÓPTICAS DIFUSAS PARA LA ILUMINACIÓN DE LAS PLANTAS
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Introducción
La luz es uno de los aspectos más críticos en la producción de las plantas. Se han realizado muchas investigaciones acerca de como la intensidad de la luz afecta a las plantas, pero muy poco se ha investigado sobre el efecto de la dirección de la iluminación en el crecimiento de las mismas.
En los experimentos realizados en lo que es iluminación a base de lámparas fluorescentes, ya sea iluminando la planta desde arriba o desde abajo, se ha llegado a la conclusión de que no existe gran diferencia en el crecimiento, desarrollo y morfología de la planta.
El presente estudio está basado en la iluminación lateral usando cintas de fibras ópticas difusas. Con esto se prevé mejorar la calidad de los cultivos y aumentar la producción en espacios reducidos.
A continuación se va a hablar sobre las ventajas y desventajas del uso de las fibras ópticas difusas y la iluminación lateral en el cultivo de plantas.
Fibras normales, difusas y “cintas” de fibras ópticas difusas
Fibras ópticas normales.- es una guía de onda óptica hecha a base de un material dieléctrico, como plástico o vidrio. Consiste en un núcleo y en una envoltura, donde el índice de refracción del núcleo debe de ser mayor que el de la envoltura para que así, la onda se propague en la fibra.
Fibras ópticas difusas.- normalmente es usada como una fuente de luz de línea fina, para esto se usa la fibra normal, pero aquí la envoltura es rayada químicamente a cierto ángulo, para que así los fotones puedan salir gradualmente a lo largo de la fibra.
Cintas de fibras ópticas difusas.- es básicamente una cinta plana compuesta de 90 fibras ópticas difusas adjuntadas y fijadas con una película blanca reflexiva en un lado y con ambos extremos de todas las fibras agrupadas muy juntas para hacer una sección circular. Cuando la luz emitida por las lámparas se envía a través de los dos extremos de la cinta, este conjunto de fibras actúan como una fuente de luz.
Sistemas de iluminación lateral
· Usando lámparas fluorescentes
Se han hecho pruebas con cultivos de papa usando la iluminación hacia abajo y la lateral y, se ha comprobado que con la iluminación lateral se obtienen mejores resultados en lo que a calidad del cultivo se refiere.
Fig. 1 Iluminación lateral y hacia abajo usando lámparas fluorescentes
· Usando cintas de fibra óptica
El montaje principal del sistema consta de dos lámparas de halogenuros metálicos, cada uno con un reflector y un filtro térmico y un par de cintas de fibra óptica que favorecen su dispersión (90 mm de ancho, 1,3 mm de espesor y 2,3 m de longitud cada uno). En este sistema, una "fuente de luz verdadera" es la de las lámparas de halogenuros metálicos, pero la «fuente de luz aparente" es la cinta.
Con este sistema, el espacio para la "fuente de luz aparente" puede ser muy reducido en comparación con el sistema de alumbrado lateral, utilizando lámparas fluorescentes.
Como en el caso anterior, se han hecho pruebas con el cultivo de papas usando iluminación lateral y hacia abajo, pero en este caso no se notaron diferencias significantes.
Ventajas y Desventajas
· Ventajas de la iluminación lateral
1. La utilización del espacio aumenta debido al apilamiento vertical de los recipientes del cultivo sin una reducción significativa en la cantidad de luz recibida por las plantas.
2. Mayor es la proporción de la luz es recibida por las plantas que la luz liberada por la fuente de luz, ya que las plantas se colocan junto a la fuente de luz.
3. Se aumenta el área de exposición de las hojas a la luz, ya sea que este en la parte más “oscura” de la planta.
· Ventajas de las cintas de fibras ópticas difusas en la iluminación lateral
1. Una fuente de luz óptima, como la de los LEDs, puede ser usada fácilmente con un filtro térmico para obtener una mejor distribución espectral de luz.
2. Se reduce la carga de enfriamiento en el cuarto de cultivo, ya que sólo la radiación fotosintética activa se libera en el cuarto de cultivo.
· Desventajas y sus posibles soluciones
1. En los sistemas de iluminación lateral usando fibras ópticas difusas, la relación de energía de radiación activa emitida por la lámpara con la que entra a la sección cruzada del ramo de fibras ópticas es baja. Esto se puede solucionar usando una fuente de luz puntual.
2. Los métodos de diseño de sistemas de iluminación lateral usando fibras ópticas no han sido adecuadamente desarrollados. Hoy en día existen muchos diseños geométricos de lámparas, reflectores, filtros térmicos y fibras. Hay muchos problemas de diseño que hay que resolver para un mayor desarrollo.
