Métricas de iluminação em horticultura

Sistemas de Iluminação de Horticultura: entendendo os números. 

Plantas e pessoas percebem a luz de maneira muito diferente. Humanos e outros animais usam algo chamado visão fotópica em condições bem iluminadas para perceber cor e luz. Os lumens são uma unidade de medida baseada em um modelo de sensibilidade do olho humano em condições bem iluminadas, razão pela qual o modelo é chamado de curva de resposta fotópica. A curva de resposta fotópica é em forma de sino e mostra como os seres humanos são muito mais sensíveis à luz verde do que a luz azul ou vermelha. Os medidores de vela LUX e pé medem a intensidade da luz (usando lúmens) para aplicações de iluminação comercial e residencial, com a única diferença entre os dois sendo a unidade de área em que são medidos (LUX usa lúmen / m2 e a vela do pé usa lúmen / ft2).
Usando LUX ou medidores de vela de pé para medir a intensidade da luz de sistemas de iluminação de horticultura vai dar-lhe medições variadas, dependendo do espectro da fonte de luz, mesmo se você estiver medindo a mesma intensidade de PAR.
O problema fundamental com o uso de LUX ou medidores de vela de pé ao medir a intensidade de luz de sistemas de iluminação de horticultura é a sub-representação de luz azul (400 - 500 nm) e vermelha (600 - 700 nm) no espectro visível. Os seres humanos podem não ser eficientes em perceber a luz nessas regiões, mas as plantas são altamente eficientes no uso de luz vermelha e azul para impulsionar a fotossíntese. É por isso que lumens, LUX e velas de pé nunca devem ser usadas como métricas para iluminação de horticultura.

PAR
PAR é a radiação ativa fotossintética. A luz PAR são os comprimentos de onda da luz dentro da faixa visível de 400 a 700 nanômetros (nm) que impulsionam a fotossíntese. PAR é um termo muito usado (e muitas vezes mal empregado) relacionado à iluminação de horticultura. PAR não é uma medida ou "métrica" como pés, polegadas ou quilos. Em vez disso, define o tipo de luz necessária para suportar a fotossíntese. A quantidade e a qualidade de luz espectral da luz PAR são as métricas importantes a serem focadas. Os sensores quânticos são o principal instrumento usado para quantificar a intensidade da luz dos sistemas de iluminação de horticultura. Esses sensores funcionam usando um filtro óptico para criar uma sensibilidade uniforme à luz PAR e podem ser usados em combinação com um medidor de luz para medir a intensidade de luz instantânea ou um registrador de dados para medir a intensidade de luz cumulativa.

Três questões importantes que você deve procurar para serem respondidas ao pesquisar sistemas de iluminação de horticultura são:

- Quanto PAR o aparelho produz (medido como Photynthetic Photon Flux)?
- Quanto PAR instantâneo do equipamento está disponível para as plantas (medida como Densidade de Fluxo Fotônico)?
- Quanta energia é usada pelo equipamento para disponibilizar o PAR às suas plantas (medida como Eficiência do Fóton)?

As três principais métricas usadas para responder a essas perguntas são:

PPF
PPF é o fluxo de fótons fotossintéticos. O PPF mede a quantidade total de PAR que é produzida por um sistema de iluminação a cada segundo. Esta medição é feita usando um instrumento especializado chamado esfera de integração que captura e mede essencialmente todos os fótons emitidos por um sistema de iluminação. A unidade usada para expressar PPF é micromoles por segundo (μmol / s). Esta é provavelmente a segunda maneira mais importante
de medir um sistema de iluminação de horticultura, mas, por qualquer motivo, a maioria das empresas de iluminação não lista essa métrica. É importante notar que o PPF não informa quanto da luz medida chega às plantas, mas é uma métrica importante se você quiser calcular a eficiência de um sistema de iluminação na criação do PAR.

PPFD
PPFD é densidade de fluxo de fótons fotossintéticos. O PPFD mede a quantidade de PAR que realmente chega à planta, ou como um cientista pode dizer: “o número de fótons fotossinteticamente ativos que caem em uma dada superfície a cada segundo”. O PPFD é uma medida "localizada" de um local específico no dossel da planta e é medida em micromoles por metro quadrado por segundo (μmol / m2 / s). Se você deseja descobrir a intensidade da luz
verdadeira de uma lâmpada sobre uma área de crescimento designada (por exemplo, 4 x 4 cm), é importante que a média de várias medições de PPFD a uma altura definida seja tomada.
As empresas de iluminação que apenas publicam o PPFD no ponto central de uma área de cobertura superestimam a verdadeira intensidade de luz de um equipamento. Uma única medição não diz muito, já que as luzes de horticultura são geralmente mais brilhantes no centro, com os níveis de luz diminuindo à medida que as medições são tomadas em direção às bordas da área de cobertura. (Caveat Emptor: Os fabricantes de iluminação podem facilmente
manipular os dados PPFD. Para garantir que você obtenha valores reais de PPFD em uma área de crescimento definida, o seguinte precisa ser publicado pelo fabricante: distância de medição da fonte de luz (vertical e horizontal), número de medições incluído na média e a relação min / max).

Eficácia do fóton
Photon Efficacy refere-se à eficiência de um sistema de iluminação de horticultura na conversão de energia elétrica em fótons de PAR. Muitos fabricantes de iluminação de horticultura usam watts elétricos totais ou watts por metro quadrado como uma métrica para descrever a intensidade da luz. No entanto, essas métricas realmente não dizem nada, já que os watts são uma medida que descreve a entrada elétrica, não a saída de luz. Se o PPF da luz for conhecido junto com a potência de entrada, você pode calcular a eficiência de um sistema de iluminação de horticultura na conversão de energia elétrica em PAR. Como lembrete, a unidade para PPF é μmol / s, e a unidade para medir watts é Joule por segundo (J / s), portanto, os segundos no numerador e denominador se cancelam e a unidade se torna μmol / J. Quanto maior esse número, mais eficiente é o sistema de iluminação na conversão de energia elétrica em fótons de PAR.
Para investir no sistema adequado de iluminação de horticultura para atender às suas metas de cultivo e negócios, você precisa conhecer a eficiência do PPF, do PPFD e do fóton para tomar decisões de compra informadas. No entanto, essas três métricas não devem ser usadas como variáveis únicas para basear as decisões de compra. Existem várias outras variáveis, como fator de forma e coeficiente de utilização (CU) que precisam ser consideradas também.
Todos os fatores precisam ser usados em combinação para selecionar os sistemas mais apropriados com base em suas metas de cultivo e negócios, e a mensagem de levar para casa é que a eficiência de PPF, PPFD e fóton são as métricas apropriadas usadas por cientistas e empresas de iluminação de horticultura. Se uma empresa não fornecer as métricas corretas usadas para iluminação de horticultura, elas não devem vender sistemas de iluminação para horticultura, e você não poderá verificar a verdadeira eficácia de seu sistema.

EM RESUMO:

LUMEN
• Os lumens são uma unidade de medida baseada em um modelo de sensibilidade do olho humano em condições bem iluminadas.
• Os medidores LUX medem a intensidade da luz (usando lúmens) para aplicações de iluminação comercial e residencial (lux/m2).
• O problema fundamental com o uso de LUX para iluminação de sistemas de horticultura é a sub-representação de luz azul (400 - 500 nm) e vermelha (600 - 700 nm) no espectro visível. É por isso que lumens e LUX nunca devem ser usadas como métricas para iluminação de horticultura.
• LUMEN É A QUANTIDADE DE LUZ EMITIDA PELO SISTEMA.

PAR
• PAR é a radiação ativa fotossintética.
• A luz PAR são os comprimentos de onda da luz dentro da faixa visível de 400 a 700 nanômetros (nm) que impulsionam a fotossíntese.
• PAR não é uma medida ou "métrica" como pés, polegadas ou quilos. Em vez disso, define o tipo de luz necessária para suportar a fotossíntese.
• PAR É A LUZ APROVEITÁVEL PELA PLANTA PARA REALIZAÇÃO DE FOTOSSINTESE EMITIDA PELO SISTEMA.

PPF
• PPF é o fluxo de fótons fotossintéticos.
• O PPF mede a quantidade total de PAR que é produzida por um sistema de iluminação a cada segundo.
• A unidade usada para expressar PPF é micromoles por segundo (μmol/s).
• É importante notar que o PPF não informa quanto da luz medida chega às plantas, mas é uma métrica importante se você quiser calcular a eficiência de um sistema de iluminação na criação do PAR.
• PPF MEDE A QUANTIDADE DE LUZ EMITIDA PELO SISTEMA QUE É UTIL PARA A PLANTA.

PPFD
• PPFD é densidade de fluxo de fótons fotossintéticos.
• PPFD mede a quantidade de PAR que realmente chega à planta.
• PPFD é medido em micromoles por metro quadrado por segundo (μmol/m2/s).
• PPFD MEDE A QUANTIDADE DE LUZ EMITIDA PELO SISTEMA QUE EFETIVAMENTE CHEGA À PLANTA .


Fonte: https://fluence.science/science/par-ppf-ppfd-dli/