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Lámparas LED y ahorro energético

Futuras tecnologías de iluminación en granjas avícolas

J. Ramón Moreno Chueca, ingeniero agrónomo y consultor de la UPV14/05/2013
Con la problemática actual existente de reducción de márgenes comerciales de los productos producidos en las granjas (huevos y pollo para carne) derivada del incremento de los inputs de producción y la más que probable, no posibilidad de repercutir directamente este incremento de costes al producto final o la no remuneración de estos incrementos de costes, es necesario por parte del productor-granjero intentar reducir estos costes en la proporción que le corresponde a su sistema productivo. Parte de estos inputs de producción que asume directamente el granjero, es el consumo energético derivado de consumo de energía eléctrica por los sistemas de ventilación e iluminación y su continuo incremento de coste y de la energía de calefacción (gas-gasóleo-biomasa y/o subproductos energéticos). Este artículo se centra en considerar el ahorro energético derivado de la sustitución de las lámparas actuales para iluminación existentes en las granjas, por las nuevas tecnologías de lámparas LED.

En la actualidad las lámparas que se utilizan habitualmente en las granjas avícolas son de bajo consumo tipo CFL y tubos de fluorescencia CCF de varias potencias e intensidades luminosas.

No se considera en este artículo las lámparas de incandescencia por lo obsoleto de las mismas, baja eficiencia lumínica y elevado consumo (70-80% se pierde por calor) y actualmente por la falta de producción (producto a extinguir y que ha dejado de fabricarse desde septiembre de 2012).

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Foto: Agrilight.

Las lámparas mencionadas anteriormente del tipo CFL y CCF tienen el inconveniente de que en la composición del tubo es necesario la utilización de mercurio como parte del sistema de funcionamiento (hasta 5 mg las lámparas CFL y 20-25 mg las CCF) por tanto se debe tratar como residuo peligroso cuando se recicla. Tienen otro inconveniente que es la duración expresada en horas de funcionamiento (10.000-15.000 h) frente a otros tipos de lámparas.

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Lámpara tipo CFL.

Recientemente han aparecido en el mercado las lámparas tipo LED, las iniciales eran bastante caras de adquisición y baja eficiencia lumínica. Progresivamente, se ha evolucionado en este tipo de lámparas de tal manera que se han rebajado el coste de adquisición y han aumentado los modelos y mejorado su eficiencia lumínica. Las lámparas LED iniciales tenían una relación de eficiencia lumínica de 1W/40-50 LM. Las lámparas actuales alcanzan ya una relación ≥ 1W/100 LM.

¿Qué es un LED?

LED es una abreviatura en lengua inglesa de ‘light emiting diode’, que, traducido al castellano, sería ‘diodo emisor de luz’. Consiste en un dispositivo que en su interior tiene un material semiconductor encapsulado en material plástico, que al aplicarle una pequeña corriente eléctrica produce luz. El color de la luz emitida dependerá del material semiconductor utilizado en su fabricación.


Las principales ventajas de utilización de lámparas LED y datos necesarios que se deben conocer son las siguientes:
  • Necesario conocer la relación LM/W (cuanto más elevado mejor)
  • Conocer el ángulo de abertura de la lámpara (45-60-120º)
  • Tipo de portalámparas. Casquillo a utilizar
  • IP al agua
  • Precio
  • Duración en horas. Fundamental para su rentabilidad
  • Voltaje de funcionamiento
  • Potencia consumida
  • Posible regulación
  • No genera residuo peligroso.

La tendencia a corto-medio plazo es la sustitución de las lámparas existentes por este nuevo tipo de LED, ya que los precios están bajando y es muy importante conocer la relación LM/W o W/LM. Siempre las lámparas LED han proporcionado una baja intensidad luminosa que se vá mejorando por la incorporación de nuevos materiales al LED que proporcionan mayor cantidad de lúmenes.

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La sustitución de las lámparas convencionales en granjas avícolas por las nuevas tecnologías de lámparas LED puede suponer un gran ahorro energético.

Conceptos técnicos

Gallilux: Término que describe la iluminación percibida por las aves y es sinónimo de Clux. Es diferente del Lux en que es calculado usando la eficiencia luminosa de las aves respecto a los humanos.

Lux: Medida de la iluminación o intensidad luminosa y para visión fotónica es igual lm/m².

Flujo luminoso: Cantidad de luz emitida por una fuente de luz por segundo. La unidad fotométrica de medida es el lumen. Es sinónimo de poder de la luz.

Temperatura de color: Son las distintas tonalidades que puede tener una luz.

Luz cálida. Se trata de luces amarillentas y su temperatura de color está por debajo de los 3.300 K, aunque las más cálidas y habituales están entre 2.700 – 2.800 K. Están asociados a la luz del Sol y al fuego, por eso se le denomina luz cálida. Warm light.

Luz día o neutra. Está en un rango entre los 3.300 K y los 5.000 K. Day light.

Luz fría. Desde 5.000 a 6.500 K, siendo 6.500 K la temperatura de la mayoría de los tubos fluorescentes convencionales. Se trata de una luz más blanca. Cool light.

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Lámpara individual LED estanca 16 W. C asquillo E-27.

Es muy importante conocer el tipo de temperatura de color tanto para granja como para iluminación doméstica. En granjas aparte de la temperatura de color es también muy importante conocer el rango luminoso según el color de la lámpara. En avicultura normalmente, y según criterios varios, se utilizan lámparas monocromáticas con unas longitudes de onda determinadas, según el siguiente cuadro:

Color y longitud de onda
Azul 436-495 nm
Verde 495-56 nm
Rojo 627-770 nm

Lo que se utiliza en avicultura es color rojo para gallinas reproductoras y ponedoras y color azul/verde para pollos de carne. Las lámparas LED y en función de su relación W/LM, pueden suponer hasta un ahorro de consumo de luz estimado entre 20-30%, unido a la mayor duración (hasta 70.000 h), supone un ahorro energético-económico importante a considerar para sustituir progresivamente las lámparas actuales.

Existe la posibilidad de sustituir los tubos fluorescentes actuales por tubos con LED aprovechando la pantalla actual, sin ninguna modificación.

Conclusiones

1. Futuro a medio plazo de sustitución de lámparas por LED.

2. Deben conocerse las características técnicas de las lámparas.

3. Hacer estudio económico de la rentabilidad de la sustitución y retorno de la inversión.

4. Hacer una distribución homogénea de las lámparas para conseguir ‘uniformidad’ en la iluminación.

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