Micromoles de fotones, la medida de la luz para las plantas
Las unidades de medida que tradicionalmente utilizamos en el sector de la iluminación dejan de ser útiles cuando hablamos de iluminación para plantas, ¿por qué?
Sencillamente porque los humanos y las plantas no ‘vemos’ de la misma forma, y dicho sea de paso, no estamos interesados en la luz por los mismos motivos. Las medidas tradicionales de iluminación, como lúmenes y luxes, miden la cantidad de flujo luminoso, y cuando utilizamos estas medidas, a efectos prácticos estamos interesados en nuestro confort visual.
Sin embargo, las plantas están interesadas en la luz porque de ella obtienen la energía que necesitan para sobrevivir. Las plantas necesitan producir glucosa con la que fabricar otra serie de moléculas más complejas, la glucosa es en cierta manera el ladrillo del mundo vegetal. La glucosa es un compuesto orgánico, sin embargo para fabricarlo, la planta sólo dispone del oxígeno, hidrógeno y carbono en forma inorgánicas (en la atmósfera y en la solución acuosa disponible en el suelo). Para que la planta pueda fijar el carbono, el hidrógeno y el oxígeno inorgánicos y formar un compuesto orgánico como la glucosa, se necesita energía en forma de calorías. Las plantas disponen de un mecanismo de sobra conocido para lograrlo, la fotosíntesis, mediante el cual con 48 fotones es capaz de obtener la energía suficiente para producir una molécula de glucosa.
Esquema de la fotosíntesis
Los fotones son energéticos y la planta produce un trabajo químico con esa energía, las moléculas de glucosa. Pero no toda la energía recibida del sol o de una fuente de luz artificial puede ser aprovechada para realizar trabajo químico. Cada especie de plantas tiene su óptimo energético más allá del cual o por debajo del cual la planta no se desarrolla adecuadamente. Si una planta recibe más cantidad de fotones de los que necesita, esa energía extra tendrá que ser disipada a través de diferentes mecanismos que infligen daños en sus tejidos, provocando una situación de estrés en la planta. Si ésta recibe menos fotones de su cantidad óptima, ésta no desarrollará el máximo de sus posibilidades. En cualquiera de los dos casos nos hallamos ante una disminución de la calidad de la planta.
Por lo tanto, cuando hablamos de luz y de plantas, lo que nos interesa es saber qué cantidad de fotones les vamos a suministrar para que la planta se halle en sus condiciones energéticas óptimas. Los botánicos han acordado que la medida sea el micromol de fotones.
Un mol de cualquier sustancia equivale a 6.022 x 1023 unidades de esa sustancia. Por ejemplo, un mol de átomos de oxígeno contiene esa cantidad de átomos de oxígeno, y de la misma forma, un mol de fotones contiene esa cantidad de fotones. Esta cantidad es conocida como el número de Avogadro en honor de Amadeo Avogadro, un químico y físico italiano nacido en el siglo XVIII.
De esta forma, un micromol -que es una millonésima parte de un mol- de fotones contiene:
6.022 x 1023 ÷ 106 = 6.022 x 1017 fotones, o lo que es lo mismo: 602 200 000 000 000 000 fotones.
El símbolo del micromol se construye añadiendo la letra griega ‘mu’ (µ) como prefijo de la palabra mol: µmol
Así, cuando decimos que una planta está recibiendo 100 micromoles de fotones en un segundo por metro cuadrado, decimos que está recibiendo la millonésima parte de 100 moles.
Igual que sucede con el flujo luminoso y su medida en lúmenes y luxes, con los micromoles de fotones podemos medir el flujo o su densidad. Para la densidad, al ser una medida que viene dada por metro cuadrado y por segundo, la cantidad dependerá de la distancia a la que se coloque la fuente de luz de la planta y de los grados de apertura de la fuente de luz. En este sentido los micromoles de fotones se comportan como los luxes. Cuanto más cerca de la planta y menor sea el grado de apertura del cono de luz, la planta recibirá más micromoles de fotones por unidad de superficie iluminada. Por el contrario, iluminaremos menos espacio.
Por otra parte, como cada fotón viaja asociado a una longitud de onda determinada y a una energía determinada, no todas los rangos de energía y longitudes de onda asociados a los fotones son válidos para las plantas. Las plantas pueden utilizar fotones que estén dentro del PAR (acrónimo inglés para Photosynthetically Active Radiation / Radiación fotosintética activa) y comprende la región del espectro electromagnético que va de los 400 a los 700 nanómetros de longitud de onda aproximadamente.
Por lo tanto, cuando como agricultores o como horticultores nos preguntamos sobre la conveniencia de una fuente de luz o de otra, nos tenemos que hacer la siguiente pregunta: ¿Qué fuente de luz me proporciona los micromoles de fotones que mi planta necesita? La respuesta es complicada, pues dependerá de ajustar una luminaria de determinados vatios de potencia a una altura determinada para cubrir el mayor número de plantas con el mínimo coste posible y con la mayor uniformidad lumínica posible. Esta labor la deberá de realizar un técnico sobre el terreno, no hay una respuesta estándar. La distribución del espectro será algo fundamental también.
Por último, si la unidad de medida de la luz para las plantas es el micromol de fotones en un segundo por metro cuadrado, el valor que esta unidad mide es el PPFD (acrónimo inglés para Photosynthetically Photon Flux Density / Densidad de flujo de fotones fotosintéticos). Así, cuando decimos que tal o cual planta necesita un PPFD de 140 µmoles s-1 m2, lo que estamos diciendo es que el valor adecuado de la densidad del flujo de fotones fotosintéticos para esa planta es de 140 micromoles de fotones por segundo y metro cuadrado.
Valor que se mide: PPF o PPFD
Unidad de medida del PPF o PPFD: µmol o µmol s-1 m2 respectivamente. Cantidad de fotones en un µmol: 6.022 x 1017 |
Photosystem
Departamento de I + D
Muy bien Post. Me gustaría saber más sobre el tema espero ver próximos capítulos