Con los avances tecnológicos de las últimas dos décadas se ha identificado que es posible, rentable y saludable usar la luz como medio de desarrollo en cultivos; por ello, la agricultura de precisión busca aplicar nuevas tecnologías para investigar el comportamiento de la luz y su repercusión.

Granja subterránea cultiva 500 tipos de plantas en Manhattan.
En el marco de la búsqueda en el 2016 durante el GreenTech en Amsterdam, los productores e investigadores que buscaban una mayor flexibilidad y precisión en sus sistemas de iluminación LED para el crecimiento de las plantas, probaron el módulo de producción de Philips GreenPower LED “Dynamic”. Con este módulo, se pueden ajustar de forma individual, tanto los colores de los LED en el espectro (rojo lejano, rojo, blanco y azul) como las intensidades de luz, mediante un software especializado que se les suministra, creando fórmulas específicas para cada necesidad de cultivo.

Esa fue la pauta de desarrollo para NYMPHA,  su proyecto referente dado que era el único proyecto que involucraba base de datos y métricas que pudieran ajustarse perfectamente al método cientifico de iteración para concluir en las huellas espectrales con las cuales determinada genética tiene un mejor estímulo fotosintético.

Por parte de la calibración de los sensores de NYMPHA y con el apoyo del laboratorio de ensayos eléctricos e industriales de la Universidad Nacional de Colombia, se generaron diversas mediciones de calibración para asegurar la calidad del dispositivo. El laboratorio cuenta con las condiciones necesarias para realizar pruebas, ya que se encuentra aislado de ruido e interferencias, adicional el sitio presenta condiciones de ausencia total de luz, lo que garantiza calidad en las mediciones. Para ello, se utilizó un espectrorradiómetro SP-200 para determinar la longitud de onda irradiada por un LED RGB y de forma paralela se realizaron las mismas mediciones con nuestro sistema de medición basado en la familia de sensores TCS32xx.

El espectrorradiómetro multifuncional SP-200 cuenta con un versátil diseño que utiliza accesorios intercambiables para permitir la medición del resplandor espectral, la irradiancia y el flujo luminoso de una fuente de luz. El SP-200 detecta qué cabezal de medición está conectado y cambia automáticamente las unidades de medida y los archivos de calibración, lo que lo convierte en el espectrorradiómetro más versátil y rentable disponible en el mercado. Su usabilidad se ve reforzada por las características únicas que incluyen un láser de punto blanco interno para mediciones de radiancia que proyecta una imagen circular en el dispositivo bajo prueba. Esto muestra al usuario la región que se va a medir y elimina las molestias de un visor. El SP-200 también tiene la capacidad de ejecutar simultáneamente hasta 16 instrumentos en una sola computadora, lo que permite la captura de muchos puntos de prueba para tareas de alto rendimiento.

Básicamente, se tomaron datos variando intensidad de voltaje en alimentación y distancia, para lograr mayor homogeneidad en los datos obtenidos, a continuación se muestran datos relevantes y gráficos generados por el espectroscopio óptico. El software además de indicarnos la longitud de onda medida, nos muestra la tendencia del color, tornando la curva obtenida del color al cual tiende.

Una vez realizado un barrido en frecuencia con la toma de diferentes muestras del color en el espectro de radiación fotosinteticamente activa, se establece la respuesta de la familia de sensores TCS32xx para cada uno de los filtros rojo, verde, azul y sin filtro, con el fin de establecer un modelo matemático que permita describir el comportamiento del sensor.

Referencias:

LED Engine. LuxiGen Horticulture Emitter Series, datasheet LZP Multi-Wavelength Horticulture LED Emitter.2018. 🔗

Figuras:

Figura 1 🔗
Figura 2 🔗