Todo lo que necesitas saber sobre los diodos LED y cómo compararlos

En el mundo del cultivo de cannabis en interior, la elección de la iluminación adecuada puede marcar la diferencia entre un rendimiento mediocre y una cosecha de campeonato. Los diodos LED se han convertido en una opción muy popular gracias a su eficiencia energética, larga vida útil y capacidad para ofrecer un espectro de luz ajustable. En este artículo, exploraremos todo lo que necesitas saber sobre este tipo de diodos, desde su funcionamiento y los diferentes tipos disponibles, hasta cómo compararlos en términos de eficiencia, espectro de luz y costes operativos.

Un diodo LED, cuyo acrónimo en inglés significa «Light Emitting Diode» (diodo emisor de luz), es un dispositivo semiconductor que convierte la energía eléctrica en luz cuando la electricidad fluye en una dirección específica, desde el ánodo (lado positivo) al cátodo (lado negativo). Básicamente, los diodos LED son como pequeñas bombillas, solo que son capaces de producir una alta emisión de luz con un consumo de energía significativamente menor, lo que les hace tener una vida útil mucho más larga. Además, al no tener filamentos que puedan quemarse, son más resistentes a golpes y vibraciones, lo que aumenta aún más su durabilidad.

¿Cómo emite luz un diodo LED?

Los diodos emisores de luz funcionan gracias a las propiedades de electroluminiscencia de los materiales semiconductores, el fenómeno mediante el cual un material emite luz en respuesta a una corriente eléctrica. Los materiales semiconductores en los LEDs pueden estar «dopados», lo que se refiere al proceso de agregar pequeñas cantidades de impurezas a un material semiconductor puro para modificar sus propiedades eléctricas, como su conductividad.

Por tanto, un diodo LED está compuesto por una capa muy delgada de material semiconductor dopado. Dependiendo del tipo de material semiconductor utilizado y de la cantidad de dopaje, cuando el diodo se polariza directamente (es decir, cuando se aplica una corriente eléctrica en la dirección correcta), los electrones y los huecos en el semiconductor se recombinan. Esta recombinación libera energía en forma de fotones, que son las partículas elementales de la luz. La longitud de onda de la luz emitida, y, por lo tanto, su color, depende del material semiconductor específico y del nivel de dopado.

Por ejemplo, materiales como el nitruro de galio (GaN) emiten luz azul, mientras que el fosfuro de galio (GaP) puede emitir luz verde o roja, dependiendo de cómo esté dopado. La capacidad de ajustar el color de la luz mediante la selección de diferentes materiales y niveles de dopado hace que los diodos LED sean extremadamente versátiles y útiles en una amplia gama de aplicaciones, desde la iluminación general hasta el cultivo de plantas como el cannabis.

Componentes básicos de los diodos LED

Un diodo LED está compuesto por varios componentes ensamblados para garantizar su funcionamiento eficiente y duradero. El corazón del LED es el chip semiconductor, generalmente hecho de materiales como el arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de indio (InP) o carburo de silicio (SiC). En este chip es donde se produce la emisión de luz cuando se aplica una corriente eléctrica.

La carcasa es la estructura exterior que protege el chip semiconductor. Puede estar hecha de plástico o metal y proporciona soporte mecánico y protección contra daños físicos y ambientales, además de ayudar en la disipación del calor generado por el LED.

Sobre el chip semiconductor se coloca una cúpula o lente transparente o translúcida, hecha de plástico (epoxi) o silicona. Esta cúpula no solo protege el chip, sino que también puede enfocar y dirigir la luz emitida en una dirección específica. Alrededor del chip semiconductor se encuentra el reflector, un componente que también ayuda a dirigir y enfocar la luz emitida por el chip, aumentando la eficiencia lumínica del LED.

El chip semiconductor se monta sobre un sustrato, que puede ser de cerámica, metal o plástico. Este sustrato proporciona soporte estructural y ayuda en la disipación del calor generado por el chip. Finalmente, finos cables de metal, conocidos como cables de unión, conectan el chip semiconductor a las terminales externas (ánodo y cátodo), permitiendo la conducción eléctrica desde las terminales hasta el chip.

Tipos de diodos LED para el cultivo de cannabis

Existen varios tipos de diodos LED, cada uno diseñado para aplicaciones específicas y con características distintivas. Pero es crucial entender las distintas opciones que se utilizan en las luminarias para cultivo de cannabis:

LEDs SMD (Surface-Mounted Device) son una de las opciones más populares en la iluminación de cultivo. Estos diodos se montan directamente sobre la superficie de una placa de circuito impreso. Los LEDs SMD vienen en varios tamaños, siendo los más comunes los SMD 3528 y SMD 5050. Para iluminación del cannabis también se utilizan mucho los LEDS SMD 2835. El número 2835 indica las dimensiones del LED: 2,8 mm de ancho por 3,5 mm de largo.

Estos LEDs son conocidos por su alta eficiencia y capacidad de emitir luz brillante en un formato compacto con buena gestión del calor, permitiendo mucha flexibilidad en el diseño de luminarias. Si entre las especificaciones de productos (por ejemplo en la gama Lazerlite de The Pure Factory) ves que la cantidad de LED que indica es…

1680 X SMD2835, 240 X SMD2835

… Esto significa que hay 1680 diodos LED montados en superficie, más 240 adicionales, todos de unas dimensiones de 2,8 mm x 3,5 mm.

LEDs COB (Chip on Board) representan una tecnología avanzada donde múltiples chips LED se montan directamente sobre un único sustrato. Esto crea un solo módulo de alta intensidad luminosa. En el cultivo de cannabis, estos LEDs son ideales para áreas que requieren una alta penetración de luz, como en plantas densamente tupidas. Además, su diseño compacto facilita la gestión del calor, lo que es crucial para mantener un entorno de cultivo óptimo.

LEDs de Alta Potencia son diodos individuales que pueden manejar corrientes más altas y, por lo tanto, emitir más luz que los LEDs tradicionales. Estos diodos son adecuados para aplicaciones que requieren una gran intensidad de luz en un área específica. Sin embargo, suelen generar más calor, lo que requiere un sistema de disipación eficiente. En el cultivo de cannabis, se utilizan para proporcionar luz suplementaria en áreas de cultivo que necesitan un impulso adicional de luz intensa.

LEDs Multiespectro combinan varios tipos de diodos en una sola luminaria para cubrir un amplio espectro de luz. Estos LEDs pueden incluir chips que emiten luz en las longitudes de onda azul, roja, blanca, e incluso infrarroja y ultravioleta. Los LEDs multiespectro permiten ajustar el espectro de luz según la fase de crecimiento de las plantas, optimizando así el rendimiento y la calidad del cultivo.

LEDs UV e IR (ultravioleta e infrarrojo) también se utilizan en sistemas de iluminación de cultivo para ofrecer beneficios específicos. Los LEDs UV pueden ayudar a inducir la producción de resinas y aceites esenciales en las plantas de cannabis, mientras que los LEDs IR pueden mejorar la penetración de luz y estimular el crecimiento de las raíces y el tallo. Estos diodos se utilizan en combinación con otros tipos de diodos para proporcionar un espectro de luz completo que maximice el desarrollo de las plantas.

Cómo comparar los distintos tipos de diodos LED

Al comparar los distintos tipos de diodos LED, es importante considerar factores como la eficiencia lumínica, la distribución de la luz, o la posibilidad de ajustar el espectro. Cada tipo de diodo tiene sus ventajas dependiendo de las necesidades específicas del cultivador.

Cuando en Pure Factory hablamos de los diodos LED que forman parte de una luminaria, como las de nuestra nueva gama Fission, puedes encontrar términos como Sanan, 3000K, 5000K, 660 nm, 395 nm… Se refieren a diferentes características y especificaciones técnicas de los diodos, que afectan cómo y qué tipo de luz emiten. Algunos de estos términos son:

En función de la eficiencia

Diodos Sanan- Sanan es una marca de fabricantes de diodos (Sanan Optoelectronics) conocida por producir LEDs de alta calidad y eficiencia. Cuando se menciona que una luminaria utiliza diodos Sanan, estamos indicando la procedencia y la calidad de los LEDs. Comparado con otras marcas, los LEDs de Sanan son muy competitivos en términos de eficiencia energética y durabilidad.

Diodos Samsung LM281B+Pro- Algunas de las luminarias de The Pure Factory también pueden incorporar diodos Samsung LMB281B+Pro, que son un tipo específico de diodo LED montado en superficie (SMD) fabricado por Samsung. Estos diodos son conocidos por producir una gran cantidad de luz por cada vatio de energía consumida, lo que permite maximizar la producción de luz mientras se minimiza el consumo de energía, reduciendo así los costes operativos.

En función de la temperatura de color

3000K y 5000K- Estas cifras representan la temperatura de color de los LEDs, que se mide en grados Kelvin (K) y describe el color de la luz emitida. Por ejemplo, 3000K es una luz cálida, con tonos amarillos y naranjas, similar a la luz que se obtiene durante el atardecer. Mientras tanto, 5000K es una luz blanca neutra, que se asemeja a la luz del día a pleno sol.

Los LEDs de 3000K son ideales para la fase de floración del cannabis, ya que los tonos cálidos promueven el desarrollo de flores y frutos. Por otro lado, los LEDs de 5000K son más adecuados para la fase vegetativa, proporcionando una luz más similar a la del día que ayuda en el crecimiento general.

Según la longitud de onda

660 nm- Este valor se refiere a la longitud de onda de la luz roja profunda emitida por el LED, medida en nanómetros (nm). La luz roja a 660 nm es crucial para la fotosíntesis y la floración de las plantas, haciendo que este tipo de LED sea esencial durante la fase de floración.

395 nm- En cambio, esta longitud de onda corresponde a la luz ultravioleta (UV) cercana. Los LEDs que emiten luz a 395 nm son útiles para inducir la producción de resinas y aceites esenciales en las plantas de cannabis. La exposición a la luz UV puede aumentar la producción de tricomas, mejorando la potencia y calidad del cultivo.

Según el número de diodos

Las especificaciones proporcionadas para una luminaria pueden incluir varios tipos de diodos LED, pero también en distintas cantidades, que vienen especificados con el término «PCS». PCS» es una abreviatura de «pieces» (piezas), que  indica la cantidad de diodos montados en el dispositivo.

Así, por ejemplo, si la fuente de luz lleva…

…lo que indica es el número de diodos en las distintas temperaturas de color y longitudes de onda que están presentes en la luminaria. Esta distribución de tipos de diodos LED y la cantidad de cada uno de ellos crea un espectro de luz que combina luz blanca, luz roja y luz UV,

La combinación de LED blancos y rojos resulta en una proporción relativamente alta de luz azulada. Esta luz azul es fundamental durante la etapa vegetativa, ya que promueve la morfogénesis, que es el desarrollo de la estructura de la planta, asegurando que el crecimiento sea apretado y compacto. Además, la luz azul mejora la absorción de luz por parte de la planta, optimizando la fotosíntesis y fomentando un crecimiento saludable y vigoroso.

Sistemas de iluminación LED en The Pure Factory

Dado que la industria de los LEDs está creciendo a un ritmo acelerado, es crucial comprender las diferencias entre los distintos tipos de diodos disponibles en el mercado, para que los cultivadores pueden tomar decisiones informadas que beneficiarán tanto a sus plantas como a sus bolsillos a largo plazo.

Esta comprensión es especialmente importante en el cultivo de cannabis, donde la elección de la iluminación puede afectar significativamente la calidad y cantidad de la cosecha. Los LEDs varían en precio, y aunque puede ser tentador optar por opciones más baratas, es importante recordar que «obtienes lo que pagas». Por eso la relación calidad/precio debe ser una consideración clave en esta decisión.

En nuestro catálogo de productos LED, no solo ofrecemos las mejores marcas de diodos y temperaturas de color, seleccionadas cuidadosamente para garantizar la máxima eficiencia y durabilidad, sino también los precios más competitivos del mercado. Nuestra amplia experiencia nos ha enseñado la importancia de la fabricación de calidad y la combinación adecuada de LEDs para satisfacer las necesidades específicas de todo tipo de cultivadores.