¿Qué significan PPF y PPFD? ¿Por qué el PPFD es más importante?
PPF (Photosynthetic Photon Flux / Flujo de Fotones Fotosintéticos): la cantidad total de luz fotosintéticamente activa que emite una lámpara por segundo en todas las direcciones. Se mide en μmol/s.
PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density / Densidad de Flujo de Fotones Fotosintéticos): la densidad del flujo de fotones, es decir, la cantidad de esta luz que incide sobre una superficie específica, generalmente a nivel del dosel de las hojas de la planta. Se mide en μmol/m²/s.
En resumen:
PPF: cuánta luz produce la lámpara.
PPFD: cuánta luz recibe realmente la planta.
Por qué el PPF y el PPFD son cosas diferentes
El PPF es una característica técnica de fábrica de la luminaria. Es un valor fijo y no depende de dónde ni cómo se instale la lámpara. La forma correcta de obtener el PPF de una fuente de luz es colocar la lámpara dentro de una esfera integradora. La forma incorrecta es calcularlo a partir de la documentación de los chips LED: ese resultado siempre será inexacto y exagerado.
El PPFD depende de la geometría: la altura de suspensión, el ángulo del haz, la óptica secundaria y la distancia a la planta, así como de las propiedades reflectantes de las paredes del armario de cultivo (growbox). Una misma lámpara con un PPF fijo puede proporcionar un PPFD de 800 μmol/m²/s suspendida a 30 cm, y solo 300 μmol/m²/s a una altura de 80 cm. El método correcto para conocerlo es realizar una medición física a la distancia deseada utilizando un sensor cuántico (medidor PAR) o un espectrómetro calibrado.
| Parámetro | PPF | PPFD |
|---|---|---|
| ¿Qué mide? | El flujo total de la lámpara | La densidad de la luz en una superficie |
| Unidad de medida | μmol/s | μmol/m²/s |
| ¿Depende de la altura de suspensión? | No | Sí |
| ¿Dónde se mide? | En un laboratorio (esfera integradora) | A nivel de las hojas (canopy) |
| ¿Para qué sirve? | Para comparar la eficiencia de las lámparas | Para ajustar la altura de suspensión y el plan de iluminación |
Al elegir una lámpara LED de cultivo para plantas ↗, le recomendamos familiarizarse con el mapa de iluminación PPFD (PPFD map); es precisamente este el que muestra cómo se distribuye la luz sobre el área, y no solo en el punto más brillante justo debajo del centro de la lámpara. Esta métrica es muy útil, aunque si la lámpara LED tiene prácticamente el mismo tamaño que su armario, se garantiza que no habrá problemas de distribución.
¿Cómo conocer el PPFD si solo tiene un luxómetro a mano? No se puede obtener el PPFD directamente de sus lecturas: el resultado depende del espectro de la lámpara específica. ¡Y esto es muy importante! Cómo se realiza esta conversión y por qué no existe un coeficiente único, se explica en detalle en un artículo aparte: calculadora de conversión de lux a PPFD según el espectro ↗.
La curva de McCree: por qué no todos los fotones son igualmente útiles
En 1972, Keith McCree midió cuán eficientemente la luz de diferentes longitudes de onda impulsa la fotosíntesis, y construyó la curva de eficiencia cuántica relativa (RQE). Tiene dos picos máximos (el azul cerca de los 440 nm y el rojo alrededor de los 660 nm) y una caída notable en la zona del verde.
De aquí se deriva una aclaración importante sobre el concepto de PAR. El rango PAR considera que todos los fotones entre 400 y 700 nm son igualmente útiles, pero la curva de McCree demuestra que esto es una simplificación: un fotón verde contribuye a la fotosíntesis aproximadamente una cuarta parte menos que uno rojo. La conclusión práctica puede no ser obvia, pero es vital: dos lámparas con el mismo PPFD pueden ofrecer resultados distintos si tienen espectros diferentes.
Dicho esto, la curva de McCree no debe tomarse como un dogma inamovible. Se obtuvo midiendo hojas individuales en condiciones de laboratorio, mientras que en un dosel denso, la luz verde funciona mejor de lo que la curva predice: penetra más profundamente a través de las capas superiores de hojas y llega a las inferiores, mientras que la luz roja y azul se absorben casi de inmediato. Por lo tanto, la curva es una referencia útil para evaluar un espectro, no una fórmula matemática exacta para el rendimiento de la cosecha. Además, actualmente hay mucho debate sobre ePAR y PAR: si se deben incluir o no los 380 nm y los 730 nm dentro de PAR. Es un tema complejo.
Puede comparar el espectro de una placa LED específica con la curva de McCree en nuestro simulador de espectro para luces de cultivo ↗.
Cuánto PPFD necesita una planta (promedio para plantas que requieren mucha luz)
| Etapa de crecimiento | PPFD (μmol/m²/s) |
|---|---|
| Plántulas y esquejes | 100–300 |
| Crecimiento vegetativo | 400–600 |
| Floración y fructificación | 600–900 |
| Requisitos máximos (tomates, plantas medicinales) | 800–1200+ (con adición de CO₂) |
Cuánto PPFD proporciona el sol
Para que las cifras de la tabla anterior dejen de ser una abstracción, es útil compararlas con la luz natural.
| Condiciones | PPFD (μmol/m²/s) |
|---|---|
| Mediodía de verano despejado | aprox. 2000 |
| Día de invierno despejado, latitudes medias | 300–600 |
| Clima nublado | 200–400 |
| En interiores junto a la ventana | normalmente menos de 100 |
Nuestra medición del espectro de luz solar: cómo se ve el espectro solar real en un día despejado y en qué se diferencia del espectro de una lámpara LED de cultivo.
Cómo cambian el PPFD y el DLI según la latitud, la estación y la nubosidad, explicado en detalle con un simulador visual en un artículo aparte: cuánta luz proporciona el sol ↗.
A partir de la tabla y las mediciones se desprende que 600–900 μmol/m²/s en un armario de cultivo no es "poco", sino aproximadamente un tercio o la mitad del pico máximo solar en pleno verano. La gran diferencia radica en que el sol mantiene esos 2000 μmol/m²/s por apenas dos o tres horas al día y solo cuando el cielo está despejado, mientras que una lámpara emite su intensidad de manera constante durante 14 a 16 horas seguidas. Por lo tanto, la cantidad total de luz por día (DLI) dentro de un entorno controlado es completamente comparable a la del exterior, e incluso a veces la supera.
Cómo se mide el PPFD en la práctica
El PPFD se mide mediante un sensor cuántico o un espectrómetro a la altura del dosel de las hojas, en el suelo del armario de cultivo, o en la superficie de la mesa de trabajo.
Para crear un mapa de iluminación (PPFD map), la medición se realiza en formato de cuadrícula: el área se divide en celdas iguales, se toma una lectura en cada una, y luego se calcula el promedio y el coeficiente de uniformidad (la relación entre el valor mínimo y el promedio). Cómo funciona este procedimiento con equipos calibrados según los estándares del NIST, se explica en nuestro material sobre cómo medimos el espectro y la iluminación de las lámparas de cultivo ↗. Próximamente publicaremos un artículo más detallado sobre la creación de nuestros mapas de iluminación en 3D.
En conclusión
El PPF indica cuánta luz produce una lámpara o un chip LED. El PPFD muestra cuánta luz recibe realmente la planta. Para obtener buenos resultados (un crecimiento activo y una floración abundante) el PPFD es mucho más importante, ya que este valor depende de las condiciones de instalación y no solo de las características técnicas del dispositivo.
Y una cosa más: un mismo PPFD en dos lámparas distintas no garantiza el mismo efecto, porque la contribución de los fotones de diferentes longitudes de onda al proceso fotosintético no es igual. Observe siempre el espectro junto con el mapa de iluminación PPFD, no se base en un solo número.
Si dispone de las lecturas de un luxómetro y necesita pasarlas a PPFD, utilice nuestra calculadora online de conversión de lux a PPFD ↗: esta herramienta tiene en cuenta el espectro específico del tipo de lámpara.
Comentarios
Publicar un comentario