Qualcosa in più sulle lampade a LED:
PAR, spettrometro e lenti ottiche

Quando si tratta di misurare la quantità di luce che una lampada a LED, HPS o HID (gas) emette, al fine di utilizzarla in un impianto di coltivazione indoor, ci sono due misure primarie che devono essere lette, esaminate attentamente e congiuntamente. La prima che deve essere misurata è la PAR (Photosynthetic Active Radiation) o radiazione fotosintetica attiva.

Quando si tratta di misurare la quantità di luce che una lampada a LED, HPS o HID (gas) emette, al fine di utilizzarla in un impianto di coltivazione indoor, ci sono due misure primarie che devono essere lette, esaminate attentamente e congiuntamente. La prima che deve essere misurata è la PAR (Photosynthetic Active Radiation) o radiazione fotosintetica attiva. 

PAR measurament

L’occhio umano percepisce soltanto una frazione dello spettro visibile e questa quantità è misurata in lumen, un’unità di misura spesso indicata nelle lampade utilizzate per la coltivazione. Le piante richiedono luce ad una lunghezza d’onda tra 400 e 700 nm per una fotosintesi ed una crescita di successo. Circa il 45% della radiazione complessiva prodotta dalla luce del giorno è compresa tra 400 e 700 nm e quindi, circa il 45% della radiazione globale è PAR.

Sebbene questa sia una misura fondamentale, ci dice solamente una parte della storia: ci sono molte zone all’interno della scala PAR di cui le piante assorbono solo una piccola quantità, come ad esempio l’intervallo verde (560nm).

Compreso questo, è necessaria oltre la lettura della PAR anche quella dello spettro di luce, per determinare a che banda queste micromoli appartengono e in che quantità.

Lo spettro viene analizzato mediante un apparecchio differente da quello con cui si misura la PAR, ovvero lo “spettrometro”. Queste due misure insieme ci forniscono un quadro completo dell’efficacia della una luce emessa da una lampada per coltivazione; utilizzandole congiuntamente otterremo che la PAR mostrerà l’intensità, e lo spettrometro dimostrerà che questa intensità si trova nella porzione di lunghezza d’onda adeguata per ciò che la pianta può effettivamente utilizzare e quanto spreco di energia c’è. Questi due strumenti di misurazione forniscono una lettura che mostra non solo che colore o lunghezza d’onda viene emessa dalla lampada, ma anche il valore di assorbimento per quella particolare lunghezza d’onda.

Se dobbiamo acquistare una lampada LED, occorre avere un quadro completo delle caratteristiche che essa è in grado di offrire, questo quadro lo possiamo avere combinando queste due tipologie di misurazione insieme agli altri dati tecnici forniti dai produttori quali wattaggio dei diodi, marca di questi, ventilazione impiegata ecc.

Le lampade HID sono il classico esempio del perché sia necessario considerare congiuntamente PAR e spettro: queste sono lampade tradizionali con una PAR sufficiente, ma quando utilizzando lo spettrometro andiamo a vedere di che lunghezze d’onda viene emessa la luce, diventa evidente che emettono la maggior parte delle radiazioni dell’intervallo di lunghezza d’onda errato, rendendole così una scelta di illuminazione inefficiente.

Nelle lampade HPS generalmente il valore dei PAR per W è piuttosto basso, circa 6 – 7 , questo perché è un tipo di illuminazione fortemente inefficiente che produce tonnellate di radiazioni infrarosse e di altri tipi che non vengono utilizzate dalle piante per svolgere la fotosintesi e che perciò rendono necessario un più alto wattaggio con conseguente dispendio di energia.

Scelta delle lenti ottiche nelle lampade a LED

lenti ottiche led

 

C’è una grande confusione riguardo l’utilizzo delle lenti ottiche per le lampade a LED, qualcuno sostiene che queste riducano la penetrazione e qualcun altro no. Hanno ragione entrambi, poiché se è vero che qualsiasi materiale posto tra il diodo e la superfice da illuminare ne riduce la luminosità in uscita, è anche vero che l’utilizzo di lenti secondarie studiate appositamente, aumentano tantissimo la PAR per quella superfice sebbene sia più ristretta, ma più concentrata.

Le lenti montate di fabbrica sui LED possono variare moltissimo l’una dall’altra, cambiando fortemente il risultato dell’emissione luminosa a seconda dei gradi e dei materiali di cui sono composte. Come vediamo nell’immagine, l’angolo formato dalla luce sull’area da illuminare, che è suddivisa in quadrati da 30cm l’uno, è molto ampio; misurando la PAR con lo strumento apposito ponendo il sensore nel punto centrale di questo quadrato 90x90cm avremo risultati differenti a seconda della lente ottica montata sui LED.

Come mostrato nel disegno fatto sulla lavagna col pennarello, l’angolo di luce emesso dai LED con una lente da 120° è piuttosto ampio e permette di coprire un’area maggiore rispetto alle lenti da 90° che vengono impiegate per aumentare la concentrazione su un’area minore: nella parte bassa dell’immagine si può osservare il risultato della PAR su un’area irradiata da LED che montano le lenti da 90° (sx) e una in cui non vengono montate (dx) in cui il valore è nettamente inferiore.

Questo articolo ci è servito a comprendere cosa sia la PAR, cosa sia uno spettrometro e quanto questi valori possano essere variabili e altamente suscettibili alle diversità tecniche e tecnologiche applicate alle lampade a LED. Una volta compreso questo, diventa più semplice giudicare i dati che ci vengono forniti dalle case produttrici, oltre a rendere possibile un’interpretazione di questi a seconda della distanza a cui vengono prese le misurazioni e in base a quale area di spettro viene utilizzata per creare la lampada LED da coltivazione.

Area da illuminare e wattaggio consigliato per lampade a LED

Molti produttori forniscono indicazioni sull’area coperta dalle proprie lampade, in generale è consigliabile seguire queste linee guida compatibilmente con la potenza dei diodi montati sul pannello:

*Questi dati vanno elaborati in base alle proporzioni che dovete coprire, ricordando che generalmente si dovrebbe cercare di avere non meno di 30-35W ogni 30cm da illuminare a LED.

LED con lenti secondarie misurazione PAR

 

– 60×60 cm : una lampada da 180W fino ai 240W

– 60×90 cm : una lampada da 300W fino ai 400W

– 60×120 cm: due lampade da 180w fino a 240W

 

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Davide Maas – GiardinaggioIndoor.it