La iluminación LED suplementaria en invernadero existe para cubrir la distancia entre la luz que aporta la naturaleza y la que necesita el cultivo. En invierno, con cielo cubierto o en latitudes altas, el DLI natural puede quedar muy por debajo del objetivo del cultivo, y es entonces cuando la suplementación se justifica. La pregunta nunca es si conviene añadir luz en abstracto, sino cuánta y cuándo, para cerrar la brecha concreta de este cultivo en esta ubicación. Este artículo aborda la decisión y los cálculos de dimensionamiento. Consulte la página del sector de invernadero para ver el método de planificación completo.
Empiece por el déficit de luz natural
El único número que indica cuánto hay que añadir es el déficit: el DLI objetivo menos el DLI que el invernadero ya entrega. El DLI natural varía enormemente según la ubicación, la estación y la estructura (acristalamiento, sombreo, orientación), así que el primer paso es medir o modelizar su emplazamiento en lugar de suponerlo. Una vez conocido el déficit, la iluminación suplementaria se dimensiona para entregar ese resto durante el fotoperiodo.
| DLI natural | Déficit | PPFD suplementario necesario |
|---|---|---|
| 10 mol/m²/day | 10 | 154 µmol/m²/s |
| 14 mol/m²/day | 6 | 93 µmol/m²/s |
| 17 mol/m²/day | 3 | 46 µmol/m²/s |
| 20 mol/m²/day | 0 | 0 (no hace falta suplementar) |
Cuándo suele compensar suplementar
La suplementación se justifica sobre todo cuando el cultivo responde económicamente a la luz de forma clara: acabado más rápido, mayor categoría o producción todo el año que obtiene un precio superior. Los cultivos de fruto de alto valor, la fresa y la flor cortada son candidatos habituales. En verano o en latitudes soleadas el déficit puede ser casi nulo durante buena parte del año, de modo que un sistema regulable y gobernado por la demanda evita gastar energía cuando la naturaleza ya entrega lo suficiente.
Dos errores: quedarse corto y pasarse
Un aporte insuficiente deja un déficit residual por el que ya pagó los controles. Un aporte excesivo desperdicia energía y puede sobrecalentar o iluminar en exceso el cultivo. Dimensione según el déficit medido, hágalo regulable y vuelva a comprobarlo en cada estación.
Iluminación superior frente a la estructura
La mayor parte de la suplementación en invernadero es iluminación superior montada sobre la estructura o sobre las cerchas, que entrega luz desde por encima del dosel. La alternativa, la interiluminación entre filas, se trata en un artículo complementario. Para la iluminación superior se aplica la misma lógica de uniformidad y separación que en las disposiciones de interior, pero aquí se superpone a una luz natural desigual, por lo que vale la pena un modelo de disposición que incluya la sombra de la estructura.
- Mida o modelice el DLI natural de su ubicación y su estación.
- Fije un DLI objetivo para el cultivo a partir de las orientaciones de extensión.
- Dimensione el PPFD suplementario según el déficit, no según una cifra redonda.
- Hágalo regulable y sensible a la estación para evitar desperdicio.
- Valídelo con mediciones dentro del dosel, no solo con la ficha técnica.
Referencias
- MSU Extension / e-GRO: iluminación de invernadero
- University of Arizona CEAC: agricultura en ambiente controlado
- University of Florida IFAS: horticultura de invernadero
| Situación | Acción |
|---|---|
| El DLI natural ya alcanza el objetivo | Sin suplemento; deje el sistema inactivo |
| Déficit pequeño y estacional | Aporte regulable y sensible a la estación |
| Déficit grande en invierno | Dimensione el PPFD suplementario completo |
| Cultivo de alto valor, la categoría importa | Priorice cerrar la brecha |
Ejemplo resuelto: cuánta luz suplementaria necesita realmente un invernadero
Se trata de un cálculo ilustrativo con datos de luz natural que debe sustituir por sus propias cifras locales. Suponga un bloque de tomate de 500 m2 en un clima templado de invierno que recibe en diciembre un promedio de 8 mol/m2/day de DLI solar, y que su objetivo de planificación para el cultivo es de 20 mol/m2/day. La brecha es de 12 mol/m2/day que deben aportar los LED.
- Paso 1: convertir la brecha de DLI en emisión de luminarias. Con 16 horas de funcionamiento, PPFD necesario = 12 / (16 x 0,0036) = 208 umol/m2/s.
- Paso 2: dimensionar para la superficie del dosel con uniformidad. 208 x 500 x 1,2 = 124800 umol/s de PPF necesario (un factor de uniformidad más alto es habitual en condiciones de sol y sombra mezclados).
- Paso 3: con luminarias superiores de 2000 PPF, número de luminarias = 124800 / 2000 = 62,4, redondeado a 64 para una malla limpia.
- Paso 4: carga eléctrica con 2,6 umol/J. 64 x 769 W = unos 49 kW. Confirme la capacidad de acometida y si el invernadero puede reducir esta carga ante límites de demanda de la compañía eléctrica.
- Paso 5: repita la misma aritmética para cada mes del año; el número necesario suele desplomarse hacia marzo, y por eso la regulación y la programación estacional importan más que el número de luminarias por sí solo.
El perfil mensual es el objetivo de este ejercicio. Dimensionar para la semana más oscura y hacer funcionar todas las luminarias a plena potencia todo el año es la respuesta más cara posible. Dimensionar para el mes más oscuro y regular el resto del año suele costar menos y entrega el mismo DLI.
Controles: la diferencia entre un plan y una factura
Lógica de control basada en la luz solar
La iluminación suplementaria debe responder al sol, no al reloj. El enfoque habitual utiliza un sensor PAR a la altura del dosel: las luminarias funcionan solo cuando el PPFD solar está por debajo del nivel necesario para alcanzar el objetivo diario, y el controlador sigue el DLI acumulado para apagarlas una vez alcanzado. Sin un seguimiento del DLI acumulado, un día luminoso seguido de un programa de tarde desperdicia exactamente la energía que el cultivo ya no necesita.
Tarifas por tramos horarios y términos de potencia
Donde el precio de la electricidad varía por horas, desplace tanta iluminación suplementaria como sea posible a las ventanas de valle respetando el fotoperiodo del cultivo. Los términos de potencia también importan: escalonar el arranque de las luminarias en bloques evita un pico único de demanda, y algunos productores aceptan un PPFD instantáneo algo menor para aplanar el perfil de carga. Ambas estrategias cambian la economía sin cambiar el número de luminarias.
Preguntas que conviene hacer antes de comprar
- ¿Está la luminaria preparada para la humedad del invernadero, la exposición al agua y el rango de temperatura de su estructura?
- ¿Qué grado de protección IP y qué protección anticorrosión se ofrecen, y qué excluye la garantía en un entorno de invernadero?
- ¿La luminaria o el controlador admiten entrada de sensor PAR y control por DLI acumulado, o eso es una compra aparte?
- ¿Cuál es el peso de la luminaria y su sistema de montaje, y está su estructura calculada para la carga añadida?
- ¿Se pueden regular las luminarias para los meses de transición, de modo que la misma instalación sirva para todas las estaciones?
Errores habituales en la iluminación suplementaria
Los proyectos de suplementación en invernadero fallan de formas previsibles. Estos son los casos recurrentes:
- Dimensionar con la media anual de luz solar en lugar de con datos mensuales, lo que lleva a quedarse corto en invierno y a sobredimensionar el resto del año.
- Control por reloj sin sensor PAR, de modo que las luminarias funcionan durante mañanas luminosas y gastan dinero que el cultivo no necesitaba.
- Olvidar los términos de potencia: todas las luminarias arrancan a la vez, el pico de demanda cae en la ventana punta y la factura lo refleja durante un año.
- Ignorar la carga estructural: luminarias, pantallas y tuberías añaden peso, y una cubierta no estudiada es un hallazgo de seguridad en potencia.
- Comprar solo por eficacia aceptando una disposición con mala uniformidad, de modo que la mitad del dosel nunca alcanza el PPFD objetivo.
- No prever regulación, lo que hace derrochadores los meses de transición; luminarias pensadas para la oscuridad de diciembre funcionan a plena potencia con el sol de octubre.
- Leer la letra pequeña de la garantía después de la instalación, cuando las exclusiones por humedad ya se han activado.
Integración con pantallas térmicas, CO2 y balance de calor
Pantallas e interacciones con la luz
Las pantallas térmicas interactúan con la iluminación suplementaria en ambos sentidos: durante el fotoperiodo una pantalla cerrada puede desperdiciar parte de la emisión de las luminarias al reflejarla o absorberla, y por la noche retiene el calor que estas aportaron. Si el telón se cierra durante las horas de luz, la disposición y el patrón de la pantalla deben diseñarse juntos; algunos productores aceptan una pequeña pérdida térmica para mantener la pantalla abierta bajo las luminarias, y otros eligen patrones de pantalla que transmiten la luz de las luminarias. Cualquiera de las dos decisiones conviene tomarla con el proveedor de la pantalla presente, no después de la instalación.
CO2 y la ventana de luz invernal
En un invernadero invernal bien sellado, el enriquecimiento con CO2 eleva el valor de cada fotón suplementario, y el sistema de enriquecimiento debe dimensionarse para los mismos meses que los objetivos de iluminación. Cuando se abren las ventilaciones en una tarde cálida de invierno, el enriquecimiento se detiene y el valor marginal de la luz cae con él; un controlador que regula las luminarias durante los periodos de ventilación captura ese cambio de forma automática. Lo importante no es la lógica de control concreta, sino el acoplamiento: las decisiones sobre luz, CO2 y ventilación pertenecen a un mismo plan.
| Mes | DLI solar (mol/m2/day) | Necesidad suplementaria | Emisión típica de las luminarias |
|---|---|---|---|
| Diciembre | 6-9 | Brecha completa hasta el objetivo | 100 % |
| Febrero | 10-14 | Brecha grande | 70-90 % |
| Abril | 18-22 | Brecha pequeña | 20-40 % |
| Junio | 26-30 | Ninguna | Apagado |
| Octubre | 12-16 | Brecha moderada | 50-70 % |
Preguntas frecuentes
¿Necesito luz suplementaria en verano?+
A menudo no. Si el DLI natural medido ya alcanza el objetivo del cultivo, añadir luz desperdicia energía. Un sistema regulable debe quedar inactivo cuando el sol cubre el déficit.
¿Cómo sé cuál es mi DLI natural?+
Mídalo con un sensor cuántico registrando durante días o semanas, o utilice un modelo local de luz solar. No lo suponga: varía según la latitud, la estación, el acristalamiento y el sombreo.
¿Es mejor el LED que el HPS para suplementar en invernadero?+
El LED suele ser más eficiente y más frío, lo que importa bajo cubierta, donde la carga térmica ya es un problema. La elección correcta depende de su economía y de sus necesidades de espectro.
¿Deben ser regulables las luminarias de invernadero?+
Claramente sí. La luz natural cambia a lo largo del día y de la estación; la regulación ajusta la entrega al déficit real en lugar de iluminar en exceso.
¿Qué DLI objetivo debo utilizar?+
Depende del cultivo y de la fase. Utilice las orientaciones de extensión como punto de partida y confírmelas con sus propios ensayos; son cifras de planificación, no garantías.
¿Puedo limitarme a copiar la instalación de un vecino?+
Solo si su latitud, su estructura y su cultivo coinciden. El cálculo del déficit es específico de cada ubicación; copiar una instalación de otro clima suele quedarse corto o pasarse.
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