AUTOR

Gonzalo Arellano Peche

Diamond V

Contenido disponible en: English (Inglés)

A la hora de elegir un sistema de iluminación o un tipo de lámpara en concreto, se deben tener en cuenta una serie de factores como los que se describen en este artículo.

Tipos de lámpara de iluminación

Las lámparas que siempre se han usado para iluminación han sido desde final del siglo XIX las incandescentes, que, con motivo del aumento de los costes de producción y de la sostenibilidad energética se han ido sustituyendo por diferentes

  • Tubos de luz fluorescentes
  • Lámparas halógenas
  • Lámparas de presión de mercurio y de sodio
  • Lámparas LED, que son ya el presente y representan el futuro inmediato en la iluminación en las granjas de pollos

La razón del cambio de un sistema de iluminación por otro no es solo de eficiencia energética, sino es multifactorial

Veamos entonces los diferentes tipos de lámparas, su funcionamiento y sus principales características tanto positivas como negativas, que nos ayudarán a no errar en la decisión a tomar.

Lámparas incandescentes

Su funcionamiento se basa en hacer pasar una corriente eléctrica a través de un filamento de tungsteno o wolframio que al alcanzar miles de grados Celsius se pone incandescente y produce luz.

Este filamento se encuentra dentro de un bulbo de cristal donde se hace el vacío o contiene un gas inerte (bombilla incandescente estándar) o se añade además un compuesto halogenado (de cromo, yodo, cloro, etc.) y con una cierta variación de su estructura física (lámpara halógena) que puede ir a 220 v o a 12-24 v con transformador (de alto o bajo voltaje) y que puede llevar una base reflectora para distribuir la luz mejor focalmente (lámpara halógena dicroica).

Las lámparas incandescentes estándar ya no se fabrican y tienen prohibida su comercialización desde septiembre de 2012. Los tipos de lámparas halógenas (también incandescentes) destinadas a comercios ya no se comercializan desde septiembre de 2016, y los tipos restantes, destinados a los hogares, tendrán prohibida su comercialización a partir de septiembre de 2018.

En cuanto a sus características: bajo costo de producción e implantación, pueden regularse en intensidad, 11 lumen/w, durabilidad 1.500 horas, 90% energía infrarroja (calorífica) y solo 10% energía lumínica, funcionamiento instantáneo, no le afectan las bajas temperaturas, fácilmente rompibles y un alto índice de cromaticidad (ICR), 100%, debido a que su luz contiene todas las longitudes de onda del espectro visible.

sistemas para dar luz a los pollos

Lámparas de descarga

Su funcionamiento se basa en una descarga eléctrica que se realiza en una columna de gas, que puede ser de mercurio a baja presión -lámparas fluorescentes- o alta presión -lámparas de vapor de mercurio a alta presión, lámparas de luz de mezcla o lámparas con halogenuros metálicos, MH- o de sodio -lámparas de vapor de sodio a alta o a baja presión-.

lámpara de descarga iluminación granjas

Las lámparas fluorescentes de mercurio, tienen en este elemento su principal inconveniente: necesitan utilizar mercurio -5 mgr. en lámparas CFL y 20-25 mgr. en lámparas LF- para su funcionamiento, en cantidades variables según tipo de lámpara, pero su bioacumulación y toxicidad lo hacen peligroso.

Las lámparas de sodio (HPS) tienen el inconveniente de que reproducen las ondas amarillas y rojizas del espectro, presentando su luz un color amarillo intenso -debido a la falta de mercurio y xenón-. Su índice de cromaticidad es muy bajo.

Son muy utilizadas en iluminación exterior -las lámparas de baja presión producen una luz monocromática de 589.0 – 589.6 nm, con IRC muy bajo, y las lámparas de alta presión producen luz de tonos amarillentos y rojizos, de entre 560-630 nm, con IRC bajo de 20-65-.

espectro de luz lámpara

Lámparas LED

lamparas LEDTiene mayor eficiencia lumínica, durabilidad (vida útil > 50.000 horas = 5 años y 9 meses de emisión continua), control de distribución de luz (luz direccional, apertura 120 grados), control cromático (95), rapidez en apagado, encendido y atenuación total (0-100); además tienen un bajo coste de mantenimiento, es resistente a impactos y vibraciones, funciona bien a bajas temperaturas, genera poco calor, funciona a gran variedad de temperaturas de color (2.700-6.500 Kelvin), no es tóxico al no contener mercurio, y no emite radiaciones ultravioleta ni infrarrojas no controladas, ni produce parpadeos en su emisión de luz. Cumple la norma de protección IP67.

Las lámparas LED -inglés: Light Emiting Diode; español: Diodo Emisor de Luzfuncionan haciendo pasar una pequeña corriente eléctrica continua por dos capas de un material semiconductor encapsulado en material plástico, que genera fotones, emitiendo luz. Al tratarse de un elemento sólido no se puede romper.

El color emitido es creado por el propio material semiconductor utilizado, sin usar filtros, por lo que la luz que produce es monocromática, variando la longitud de onda según la composición química del semiconductor utilizado en su fabricación. Las combinaciones químicas más comunes son arseniuros y fosfuros de indio, galio y/o aluminio.

Se pueden encontrar en el mercado para uso en granjas avícolas tanto LEDs blancos (a distintas temperaturas de color) como LEDs monocromáticos -RGB, rojo -625- 770-, verde -495-565- y azul -435-495-, o incluso lámparas LED especiales que pueden adoptar diferentes temperaturas de color -potenciando o atenuando determinadas longitudes de onda, a voluntad-.

La investigación que se realiza en este campo hoy día es importante para determinar el tipo de luz más adecuado a cada edad del pollo, utilizando tanto parámetros productivos como de bienestar animal.

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visión de los broilersLo cierto es que hoy día es posible fabricar lámparas LEDs con el espectro de onda deseado. Actualmente hay en marcha numerosas investigaciones al respecto. La fabricación actual ya produce LEDs con diferente temperatura de color. Una gran parte de granjas que incorporan lámparas LED instalan luz cálida blanca (cercana a la luz producida por lámparas incandescentes) de unos 2.700 Kelvin.

Las longitudes de onda verdes y azules parecen promover el crecimiento de las miofibrillas musculares, por estimulación de secreción de testosterona.

Asimismo las longitudes de onda azules son necesarias para la estimulación de la melanopsina y la producción de melatonina: Se produce una estimulación de la opsina melanopsina, fotopigmento que se encuentra en células ganglionares de la retina que (además de los conos y bastones) también son fotosensibles y que está involucrado en la regulación de los ciclos circadianos y en el control pupilar.

Dicha regulación se realiza en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, que interpreta la información enviada por las células ganglionares, la envía al ganglio cervical superior, desde donde es redirigida a la glándula pineal (epífisis), que es el lugar donde se secreta la hormona melatonina como respuesta.

Además de verse afectada por la luz azul, dicha hormona es secretada fundamentalmente durante la noche, siendo su secreción baja durante el día.

Para producir una estimulación suficiente usando luz producida por lámparas incandescentes necesitamos una intensidad alta para que se emita suficiente luz de onda baja y se restablezcan los ciclos circadianos vigilia-sueño. Con luz producida por lámparas de sodio el equilibrio se encuentra alterado.

espectro lámparas LEDinstalaciones avícolasFactores a tener en cuenta para elegir el sistema de iluminación

A la hora de elegir un sistema de iluminación o un tipo de lámpara en concreto, se deben tener en cuenta una serie de factores, los cuales se enumeran a continuación:

Flujo luminoso (lúmenes) & rendimiento luminoso (lúmenes/w)

Hace referencia a la emitancia de lúmenes totales de una lámpara y el ratio por w, lo que nos da idea de su eficiencia energética.

Índice de Reproducción Cromática (IRC)

Desde una nula cromaticidad (Lámpara de Baja Presión de Sodio) hasta una cromaticidad como la luz solar (Lámpara Incandescente y LED).

Temperatura de color

Medida en Kelvin. Nos indica el color de la luz emitida, cálida o fría, con mayor preponderancia en longitudes de onda altas (amarillos y rojos) o en longitudes de onda bajas (verdes y azules) respectivamente.

Duración de las lámparas

Las lámparas incandescentes, halógenas y fluorescentes simplemente se funden, se rompen. Sin embargo las lámparas LED no lo hacen, pero sí van perdiendo intensidad. Cuando hablamos de la vida media nos referimos al tiempo que tarda una lámpara en dejar de dar luz (en LEDs es superior a las 100.000 horas; cuando hablamos de vida útil nos referimos al tiempo que tarda la lámpara en perder parte de su rendimiento luminoso, que sería de unas 50.000 horas; sería por tanto el tiempo en el que al menos el 50% de las lámparas mantienen por lo menos el 70% del flujo luminoso -L70B50- o al menos el 90% -L70B10-).

Regulador (atenuador) de intensidad

Se debe tener en cuenta esta característica. Las lámparas fluorescentes o no son regulables o bien éste es un procedimiento que afecta muy negativamente a su durabilidad. La luz de las lámparas LED puede ser atenuada totalmente sin ningún tipo de problemas.

Utilización de gases tóxicos

Como el mercurio en la mayoría de las lámparas de descarga.

Instantaneidad de la respuesta lumínica de la lámpara

Por ejemplo las lámparas de baja presión de sodio necesitan 10 minutos para encenderse, las lámparas LEDs y las incandescentes tienen un encendido instantáneo

Parpadeo de la lámpara

Los humanos ven parpaderos por debajo de 50 Hz y por encima ven en continuo, sin embargo las aves ven los parpadeos hasta 100 Hz. Las lámparas de descarga (fluorescentes) producen siempre un parpadeo, imperceptible para los humanos, pero dependiendo de su frecuencia, puede ser percibido por los pollos, produciendo efectos adversos.

Durabilidad de los materiales empleados en su construcción

Desde muy frágil (cristal en incandescentes y fluorescentes) hasta irrompible (plástico y materiales sólidos como el LED).

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Funcionamiento a bajas temperaturas

Las lámparas de descarga, en general, funcionan peor a bajas temperaturas (por variación de presión del gas interior) y su nivel de deterioro es mayor, por lo que en los periodos de vacío sanitario (durante los que también se utiliza el sistema de iluminación) hay que controlar la temperatura ambiente de la nave, teniendo mayor cuidado en las zonas climáticas más frías.

Reposición de iluminación en granja en uso

Hay que comprobar si el sistema empleado con anterioridad se puede reutilizar (por ejemplo, si hay luminarias de tubos fluorescentes lineales –LF- o casquillos estándar –E27 y E14- de lámparas fluorescentes compactas –CFCo incandescentes) cuando se instala iluminación LED. Hay que comprobar el exceso de zonas muy iluminadas, debido a la mayor potencia lumínica de los LEDs.

Ángulo de apertura de la luz

Las lámparas LED, al emitir luz focal o direccional pueden tener una apertura de 40, 80 y 120 grados. Debemos saber cuál es la apertura de la lámpara que adquirimos y como queda de homogénea la iluminación de la nave a nivel general. Lo usual es adquirir lámparas con un ángulo de 120 grados o mayor.

instalaciones avícolas

Debemos comprobar la correcta instalación de lámparas LED

Si es eficaz la instalación en una sola línea a nivel central o dos líneas laterales, la distancia entre los puntos de luz, la potencia máxima y mínima a instalar y la homogeneidad de la iluminancia en la nave. A este respecto es muy importante tener claro la altura de instalación de la línea LED, ya que sabiendo el flujo de iluminación (lúmenes), la distancia a la superficie a iluminar y el radio del haz de luz que se refleja, sabremos los lux/m2.

Mantenimiento de los equipos de iluminación instalados

Se debe realizar limpieza periódica de polvo y agua, que ayuda a su mayor durabilidad. A este respecto muchas lámparas fluorescentes compactas (CFC) son muy difíciles de limpiar por las circunvoluciones propias de la lámpara.

Cumplimiento de la normativa europea de protección del equipo

Protección frente a agresiones externas por sólidos y líquidos (polvo y agua). Lo ideal es que la protección sea del orden de IP-67. IP significa International Protection, y de los 2 dígitos, el primero marca el nivel de protección frente a objetos sólidos y el segundo el nivel de protección frente al agua.

El nivel 6 frente a sólidos, el máximo, protección fuerte frente al polvo, significa que «El polvo no debe entrar bajo ninguna circunstancia» en el sistema o la lámpara.

El nivel 7 frente a líquidos, significa que «El objeto debe resistir (sin filtración alguna) la inmersión completa a 1 metro durante 30 minutos.» Y que por tanto no debe entrar agua.

El nivel 8 , y último, es también la inmersión en agua pero de forma continua.

Ambas tablas muestran los parámetros indicados a lo largo del artículo para la mayoría de tipos de lámparas que podemos encontrar en el mercado

lámparas granjas de broilers
lámparas granjas de pollosPor último presentamos una gráfica comparativa del espectro de la luz de mediodía, y de 3 lámparas: fluorescente fría, incandescente halógena y LED. Las tres con el espectro de luz solar de mediodía dibujado de fondo, donde apreciamos las diferencias entre las distintas lámparas

 



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