Lampade per coltivazione indoor (a cura di Marco Boccellato, con aggiunte di Jonni Bongallino)

La coltivazione indoor consiste nel far vivere e crescere in un ambiente chiuso, come può essere una casa, delle piante. La coltivazione indoor si divide in tre diverse scuole: Coltivazione in Terra, Idroponica e Aeroponica; nelle quali cambia sostanzialmente la base dalla quale la piante attinge i propri nutrimenti.

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L’elemento che accomuna tutte le coltivazioni indoor è l’illuminazione, costituito da lampade studiate appositamente per emettere raggi luminosi favorevoli allo sviluppo della vegetazione.

Queste lampade hanno il difetto di consumare notevoli quantità di energia e per questo motivo consiglio di rivolgersi alla generazione di lampade per coltivazione a risparmio energetico.

Le lampade da coltivazione standard (NON a risparmio energetico) sono le lampade HPS (High Pressure Sodium) appartengono alla categoria delle lampade a scarica, o lampade a luminescenza ad alta intensità (HID).

Queste lampade si basano sull’emissione di radiazioni elettromagnetiche da parte di un gas ionizzato. Questo processo avviene attraverso la produzione di una scarica elettrica.
Sono formate da un’ampolla di quarzo nel quale è contenuto il gas, che in realtà è il vapore di un elemento solido o liquido (come il sodio nel caso dell’HPS). La luce prodotta da questo tipo di lampade è di colore chiaro, ma tendente al giallo con elevati valori di rosso (circa 2500 gradi kelvin) ed hanno una vita di oltre 1500 ore.

Le lampade CFL invece, sono fluorescenti esattamente come quelle non specifiche per coltivazione.

La lampada fluorescente è una lampada a scarica in cui l’emissione luminosa è indiretta, perché l’emittente non è il gas ionizzato, ma un materiale fluorescente.

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A differenza di una lampada a incandescenza, quella a fluorescenza non può essere collegata direttamente alla rete, perché la lampada deve essere alimentata in limitazione di corrente e occorre una sovratensione che agevoli l’innesco. Per questo motivo si pone in serie alla lampada un dispositivo ad hoc, di norma un induttore (chiamato anche reattore).

Pro e contro

Le lampade fluorescenti hanno una vita media maggiore rispetto a quelle a incandescenza, ma la loro durata può essere fortemente influenzata dal numero di accensioni e spegnimenti, a meno che non si usi un pilotaggio elettronico: ognuna di queste operazioni, infatti, riduce la vita della lampada, a causa dell’usura subita dagli elettrodi per il maggior numero di preriscaldamenti richiesti. Il valore fornito dalle aziende produttrici è generalmente calcolato con cicli di accensione di 8 ore e va dalle 12-15.000 ore delle lampade tubolari alle 5-6.000 ore delle lampade compatte.
Il pilotaggio elettronico, invece, grazie al preriscaldo controllato dei catodi (elettrodi), ne ritarda il danneggiamento, consentendo un numero di accensioni praticamente infinito (oltre 60.000) e la precisione del controllo ne estende la vita ad almeno 10.000 ore. A differenza delle lampade a incandescenza, queste lampade perdono leggermente in quantità di flusso luminoso emesso nel corso del tempo, inoltre per i modelli meno recenti (con il preriscaldo non controllato, ad esempio quello a risonanza capacitiva) di lampade compatte possono impiegare generalmente qualche minuto per arrivare al massimo di emissione possibile dopo l’accensione.

Le lampade CFL sono adatte per piccoli spazi in quanto emettono luce non troppo intensa. Queste lampade non producono troppo calore quandi normalmente si installano a pochi centimetri sopra la cima delle piante in modo da limitare al massimo la dissipazione luminosa (ovvero che l’intensità luminosa si attenui a causa del percorso che deve fare prima di arrivare alle foglie). Queste lampade sono ideali per spazi inferiori a 0,8 metri quadri per le fasi di germinazione e di crescita vegetativa, momenti in cui le piante non richiedono particolari intensità luminose e in cui normalmente si usano vasi più piccoli che permettono di raggruppare più piante in uno spazio limitato.

Tuttavia quando si passa in fioritura, si usano vasi più grossi, le piante hanno bisogno di molta più luce per fare fioriture complete e profuse e hanno bisogno di essere spaziate di più tra loro. In questo caso si possono usare lampade a scarica di tipo HPS (temperatura di colore a circa 2700K°, luce giallognola, ideale per la fioritura) e MH (a 4000K°, luce bianca fredda, ideale per la vegetativa). Queste lampade emettono quantità di luce molto maggiori rispetto alle CFL ma anche calore. Per questo motivo bisogna ricordarsi di mantenere una distanza minima tra la lampada e le piante in modo che queste non vengano bruciate nelle parti alte. Se si usano lampade a scarica è sempre importante considerare l’altezza del proprio spazio di coltivazione in modo da essere sicuri che ci sia abbastanza spazio verticale per farci stare tutto.

LAMPADE LED : per la coltivazione in door

Jonni Bongallino APLIMENTO DELL ARGOMENTO lampade per la coltivazione indoor

Usare lampade a LED per far crescere le piante quando la luce solare non è disponibile? Questa tecnologia di illuminazione può rivelarsi molto vantaggiosa: i led sono efficienti, a basso consumo energetico, scaldano poco e durano moltissimo.

Come funzionano?
Ogni pigmento delle piante assorbe alcuni colori di luce meglio di altri. La clorofilla assorbe molto bene la luce rossa e quella blu, ma non quella verde; dato che la pianta utilizza la clorofilla per la fotosintesi, questo processo risulta più efficiente con luce rossa e blu che con l’equivalente di luce verde. 

 

Spetro di assorbimento della luce e fotosintesi clorofiliana

Le classiche lampade di crescita (HID, incandescenza, fluorescenza), utilizzate per coltivazioni indoor, producono una luce con lunghezza d’onda da 380 nm (lampade UV) a circa 880 nm (lampade a infrarossi). Le piante utilizzano lunghezze d’onda da 400 nm (luce blu) a 700 nm (luce rossa) dunque tutte le normali lampade di  crescita emettono una buona parte di luce che le piante non sfruttano efficacemente.

 

 

 

Vi sono inoltre altri svantaggi nell’uso di lampade normali:
– il calore emesso che impedisce di collocare la fonte di luce troppo vicino alle piante
– l’elevato consumo energetico
– la durata della fonte di luce ( i neon andrebbero sostituiti ogni anno perchè perdono la loro luminosità)

Da pochi anni si stanno sperimentando coltivazioni indoor con lampade a LED (Light Emitting Diode), li ha utilizzati anche la NASA per illuminare colture idroponiche nello spazio!

Non presentano tutti gli svantaggi delle tradizionali lampade, ma molti benefici:
consumi bassissimi di energia ( si può risparmiare fino al 90% rispetto ad una normale lampada a incandescenza o fluorescenza)
durata elevata (dagli 8 ai 15 anni di vita)
poco calore emesso ( si evitano così problemi di surriscaldamento, consentendo di posizionare le luci vicino alle piante)
basse tensioni di alimentazione, come 12 Volt
copertura uniforme delle superfici illuminate, grazie all’angolo di proiezione della luce
– possibilità di sperimentare differenti combinazioni di colori (proporzione variabile fra luci rosse e blu)

Il pannello di LED autocostruito in funzione

In vendita si possono trovare pannelli di LED costruiti a questo scopo, relativamente economici (un pannello da 900 LED misti circa 120 euro). Basta una semplice ricerca in internet (cercando “LED grow lamp”).

E POSSIBILE RIPRODURNE UNA VERSIONE CASALINGA

 SI utilizzando piccoli pannelli a LED, in modo da poter sperimentare questa innovativa tecnologia di illuminazione sulle mie piante carnivore.

Ecco quello che si potrebbe utilizzare per  la realizzazione di un pannello luminoso di 48 LED alimentato a 12 Volt: una basetta preforata per circuiti, 12 LED blu ad alta luminosità (3.3V) con lunghezza d’onda di 465nm (nanometer), 36 LED rossi ad alta luminosità (2 V) con lunghezza d’onda di 650nm (nanometer), 4 resistenze da 120 ohms, 6 resistenze da 1 ohms, un alimentatore 12 V DC, un timer meccanico per gestire accensione e spegnimento delle luci, saldatore, filo e stagno.

Per calcolare il circuito e le resistenze ho utilizzato un comodo tool online con il quale si possono progettare altre varianti.

Circuito elettrico del pannello LED

Qui a destra il  circuito che in totale dissipa circa 2,5 W.

Come supporto per i pannelli luminosi ho riciclato un lampadario Ikea, che ha il vantaggio di essere dotato di due porta lampade orientabili in ogni direzione e movibili sulle guide di supporto, le quali servono anche per portare l’ alimentazione. La sicurezza dell’impianto è garantita dalla bassa tensione utilizzata, 12 Volt, che otteniamo dal trasformatore  la cui accensione è regolata dal semplice ed economico timer meccanico.

Dopo poco più di una settimana dalla realizzazione del terrario e dalla messa in funzione dell’illuminazione le piante carnivore sembrano gradire molto le luci.

Qui sotto potete vedere l’ impianto di illuminazione completo in funzione.

Impianto di illuminazione completo

Fonti: 

http://coltivazioneindoor.info

http://www.idroponica.it/

http://www.botanicaurbana.com/

http://it.wikipedia.org/wiki/Pagina_principale

http://www.enjoint.info/?p=249

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