Produttori di lampade e coltivatori: un protocollo unificato per la misurazione dell’emissione luminosa nell’orticoltura indoor

Produttori di lampade e coltivatori: un protocollo unificato per la misurazione dell’emissione luminosa nell’orticoltura indoor

Ecco un esempio di una scheda di report per le misurazioni effettuate in orticoltura indoor a livello professionale, seguendo un protocollo unificato di test.

L’acquisto di lampade per coltivazione a tecnologia LED da parte di un’azienda operante nel settore dell’orticoltura è generalmente preceduto da una prima fase in cui, il produttore sottopone una proposta o un preventivo corredato delle specifiche tecniche del prodotto. Più in generale, i fornitori di cui parliamo sono da intendersi come produttori di apparecchiature elettriche e specialisti di illuminazione per orticoltura indoor.

misurazione in serra

Dati tecnici e misurazioni riguardo emissione luminosa vengono condotti al fine di asserire se la pratica incontra quanto affermato nella scheda relativa al prodotto. A causa dei numerosi aspetti che influenzano l’installazione e l’emissione luminosa, sia il cliente che il fornitore traggono beneficio dall’applicazione di un protocollo unico e unificato, in grado di fornire misurazioni chiare e definite.

Solo le misurazioni che vengono condotte seguendo un protocollo portano ad un risultato utile e a dati realmente comparabili.

Alla stesura e realizzazione di tale protocollo hanno collaborato diversi gruppi di professionisti del settore:

DLV Adviesgroup di Aalsmeer –Hortilux Schréder di Monster – Philips Olanda di Eindhoven –PPO ad AaLsmeer – Raymax b.v. di Monster e la WLTO Advies di Naaldwijk

  1. Standards qualitativi di illuminazione

Le misurazioni dell’emissione luminosa dovrebbero essere condotte in un’area campione in grado di rappresentare la serra nella sua interezza. Durante la realizzazione di tali misurazioni è opportuno assicurarsi che le strumentazioni che contribuiscono all’illuminazione del locale possano raggiungere la fotocellula senza ostruzioni.

  1. Luce e Misurazione dell’Emissione Luminosa nella Pratica

I coltivatori spesso commissionano test sulle lampade al fine di determinare se il funzionamento effettivo si trova in accordo con le specifiche tecniche dichiarate. Tali test vengono eseguiti subito dopo la consegna delle apparecchiature, negli impianti di più vecchia installazione le misurazioni sono più orientate alla manutenzione e alla verifica della perdita di emissione luminosa causata dal declino delle apparecchiature, dallo sporco accumulato sui riflettori e alle alterazioni imputabili all’usura. Inoltre, i test dovrebbero sempre essere eseguiti in almeno due aree campione selezionate per essere rappresentative dell’intera struttura.

Questo protocollo di misurazione è stato concordato specificatamente per i test post consegna delle strumentazioni.

2.1 Il campione rappresentativo delle misurazioni

L’area di misurazione dovrebbe consistere di una sezione in grado di rappresentare l’intera area illuminata della serra, per tutta la sua altezza e fino al tetto. In linea di principio, dovrebbe coprire due lampade consecutive, o quando le lampade sono densamente spaziate, (<2 metri) tre lampade consecutive. Inoltre, l’area utilizzata nella misurazione di comparazione dovrebbe rispecchiare la teoria dei calcoli impiegati dai fornitori nella scheda tecnica prospettata all’acquisto.

Se non fosse possibile per motivi pratici, è necessario riformulare i calcoli e prevenire tutti gli effetti limite. Come regola, dovrebbero essere posizionate alla destra ed alla sinistra dell’area di misurazione almeno tre serie lampade e almeno quattro accese nella zona anteriore e in quella posteriore. Nel caso in cui non fosse possibile prendere questa serie di accorgimenti e prendere nota delle variazioni. Una griglia di misurazione è da utilizzarsi sull’area di misurazione, tale griglia è costituita da un insieme di punti definiti dall’incrocio di linee guida che si diramano su tutta l’area.

  1. Valutazione dell’installazione delle lampade

Bisogna tenere conto di alcuni aspetti tecnici quando si effettuano rilevamenti in serra: 1. Geometria 2. Emissione luminosa in relazione alle caratteristiche tecniche dell’installazione 3. Alimentazione e consumi 4. Fattori esterni

Il punto 3 relativo ai dati su alimentazione e consumi è particolarmente rilevante a causa della stretta correlazione tra potenza dell’alimentazione elettrica ed emissione luminosa. Sia bassi, che alti voltaggi causano effetti negativi sull’emissione luminosa. I parametri da misurare in questo ambito sono: il potenziale elettrico nell’alimentazione – la percentuale di distorsione THD (Total Harmonic Distortion) espressa in voltaggio.

3.4 Fattori esterni

Questi fattori possono influenzare i risultati o persino compromettere l’intero calcolo. In molti casi è necessario correggerli e tenere conto delle seguenti problematiche:

– Intensità della luce nelle vicinanze (la luce esterna non deve superare l’1% del flusso luminoso misurato all’interno)

– All’interno della serra sono presenti dispositivi per la produzione di vapore e umidità? In questo caso i rilevamenti ne sarebbero notevolmente influenzati, inficiando il calcolo.

– Ci sono strutture o apparecchi tra le strumentazioni di rilevazione e la coltivazione, come irrigatori, impianti di riscaldamento ecc.? Se si, determinare la posizione degli angoli in ombra nel campo di misurazione e minimizzare l’inclusione di tali punti dei relativi spazi utilizzando superfici riflettenti come teli di colore bianco o per schermatura.

  1. Condizioni necessarie per la rilevazione dell’emissione luminosa

4.1 Ci sono alcune pre-condizioni da soddisfare per condurre una corretta rilevazione, il sistema di illuminazione dovrebbe essere messo in funzione parecchio tempo prima così da permettere alle lampade di stabilizzare la propria intensità che generalmente si aggira intorno ai 30 min. I fattori esterni (3.4) devono essere contenuti o inclusi in una postilla all’interno del report.

4.2 Misurazione dell’intensità luminosa

I dati devono essere presi secondo l’unità di misura definita all’inizio. È necessario correggere il coseno del sensore. Utilizzare un sensore in grado di registrare la PAR (radiazione fotosintetica attiva) e quindi il numero di fotoni compreso nell’intervallo di lunghezze d’onda tra i 400 – 700 nm, questo perché sarà possibile comparare differenti dati su diverse fonti di illuminazione (è possibile utilizzare anche dei luxometri). Per queste rilevazioni della PAR è consigliato utilizzare fotocellule connesse allo strumento con un cavo della lunghezza di circa 2m.

L’esperienza ci dice che bisogna far caso anche ai vestiti che si indossano al momento delle rilevazioni, è consigliabile vestirsi di colore neutro per prevenire il riflesso, così da non influenzare i dati (NO bianco).

La fotocellula per la misurazione deve essere posta sempre alla medesima altezza per ciascun punto di rilevazione. Si consiglia di usare un tre piedi come appoggio.

* PAR: è espressa nella misura di µMol/m2.s o PPFD.

PAR Meter protocollo unificato misurazione LED giardinaggioindoor
Grafico risultante dalla misurazione di PAR e lux

4.3 Tenere conto dei fattori descritti nel 3 “Valutazione dell’installazione delle lampade” poiché ognuna di queste evenienze potrebbe influenzare i dati.

4.4 Precondizioni sulle attrezzature e controller delle lampade

I dati presi su lampade HPS di recente installazione, devono essere condotte dopo almeno 100 ore di accensione e non oltre le 500. L’emissione luminosa delle lampade in questi intervalli potrebbe risultare diversa.

4.5 Altre misurazioni

È anche importante determinare il voltaggio prima e immediatamente dopo il test, vicino l’alimentazione e in prossimità delle lampade. Misurare tutte e tre le fasi dei voltaggi, inclusa la THD (in percentuale).

  1. Misurazione Pratica

Nell’introduzione alla rilevazione dei dati occorre annotare almeno lo scopo delle rilevazioni e le specifiche tecniche delle lampade.

Redigere una tabella il più accuratamente possibile anche relativamente all’approssimazione dei dati dell’emissione luminosa e della distribuzione di luce (min./max. in %).

NOTA: ricordate che queste rilevazioni hanno lo scopo di controllare se l’attrezzatura installata rispecchia il piano/proposte del fornitore. Condurre almeno 2 volte i test – In caso di variazione dei dati maggiori del 5% eseguire una terza rilevazione.

  1. Strumenti per la misurazione

6.1 Strumentazione e attrezzi

Per una buona e completa misurazione, c’è bisogno di molte e diverse apparecchiature. Una corretta calibrazione degli strumenti, secondo l’impostazione del fornitore, è fondamentale. Eventuali variazioni dovrebbero essere riportate nella relativa sezione del report insieme alla scheda dello strumento impiegato.

6.2 Risorse umane

Tutte le operazioni di misurazione degli impianti elettrici con flusso di corrente, devono essere condotte seguendo le norme di sicurezza e gli standard operativi di riduzione dei rischi sul lavoro della nazione nella quale si opera. Per intendersi, le risorse umane impiegate dovranno conoscere sia in teoria, che in pratica, le linee guida e le misure di sicurezza.

IMG: Esempio di una scheda report di applicazione del protocollo per le rilevazioni in serra

PAR Meter protocollo  LED giardinaggioindoor 16.4 Strumenti per la misurazione della PAR

Gli accorgimenti da applicare durante le misurazioni sopra, sono gli stessi sia che si parli di luxometri, sia di misuratori di PAR. L’unica differenza tra i due è che l’area dello spettro sensibile nel misuratore della PAR è stato modificato per relazionarsi con la crescita delle piante. Il modello migliore di misuratore della PAR è quello a quanti (vedi appendice 2).

6.4 Voltaggio

Un altro strumento importante è quello che serve per misurare le principali classi di voltaggio da 0.5 in su, adattabile anche per determinare il valore della THD dell’impianto di alimentazione.

NOTA: tutti gli strumenti necessari alle misurazioni non devono essere esposti ad estremi shock termici e di umidità durante il loro utilizzo, conservazione o trasporto, perciò controllate sempre durante le rilevazioni che non abbiano sviluppato della condensa interna e che siano al massimo a temperatura ambiente.

*Lo spettro PAR è compreso tra le lunghezze d’onda 400-700 nm. La fotosintesi è determinata dalla quantità di fotoni che vengono assorbiti in quella fascia di lunghezza d’onda. La misurazione dei fotoni è l’operazione più adatta per misurare quanta luce viene impiegata nel processo fotochimico. Un sensore quantico misurerà il numero di fotoni per µMol/m2s mentre, l’emissione luminosa misurata in lux pone il problema della difficile conversione del numero di fotoni in µMol/m2s.

Il fattore di conversione dipenderà comunque dal tipo di sorgente luminosa/ore di accensione; nell’immagine qui riportata è possibile vedere un grafico che rappresenta la misurazione della PAR.

————————————————————————————————————–

Davide Mas – Giardinaggio Indoor.it

 

Dì la tua!