Relevancia y factores relevantes para el espectro UV

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El empuje de la industria de las luminarias para el cultivo del cannabis está haciendo cambiar muchas costumbres de los jardineros urbanos. Las lámparas LED son la punta de lanza de este cambio. Muchas ya incluyen los espectros de luz UVA, UVB y UVC que tanto provecho pueden presentar para el cultivo de marihuana. Pero hay que aprender a usarlas. Además, hay tubos específicos para sacar la mayor ventaja de estas frecuencias del espectro.

El uso de la luz ultravioleta en el cultivo de interior siempre ha sido controvertido. Afortunadamente, en los últimos años se ha constatado lo que muchos cultivadores sospechaban. La calidad y potencia del producto final se ven incrementadas considerablemente si utilizamos adecuadamente determinadas frecuencias lumínicas de la zona ultravioleta del espectro electromagnético.

En el contexto de un mercado del cannabis cada vez más competitivo, donde los productores buscan un factor que les distinga del resto, el uso de la luz ultravioleta es crucial. Ya que permite a las diferentes genéticas expresar en su totalidad olores, sabores y potencias que parecían exclusivos de cultivos de exterior en determinadas zonas (tropicales y alta montaña).

En el pasado, muy pocos cultivadores de interior añadían luz ultravioleta. Esto era debido a una falta de información sobre sus efectos, el cómo y cuándo aplicarla. Y sobre todo, a la ausencia de lámparas de luz ultravioleta eficaces, económicas y seguras.

Una alternativa era el uso de lámparas de haluro metálico durante, o al final de la floración, aunque solo proporciona un mínimo aumento de luz ultravioleta (UVA). Algunos experimentaban con lámparas de bronceado, lámparas de luz negra (400-410 nm) y también con las utilizadas por los aficionados a los reptiles en cautiverio. Sin embargo, los resultados eran inconsistentes y a veces, incluso negativos.

Con la mejora de la tecnología LED y los avances en el campo de las lámparas fluorescentes, cualquier cultivador puede experimentar los efectos positivos de la luz ultravioleta en el cultivo interior del cannabis de una manera mucho más segura y eficiente.

La zona ultravioleta del espectro, se divide en tres. UVA (320 nm – 400 nm), UVB (280 nm – 320 nm) y UVC (100 nm – 280 nm). Conforme la longitud de onda de los rayos lumínicos va descendiendo. Es necesaria una mayor energía de emisión, es decir, hay menor eficiencia por fotón emitido. Según se aumenta la longitud de onda, se necesita menos energía para producir un fotón y la eficiencia aumenta.

Aproximadamente entre un tres y un seis por ciento de la luz solar llega en forma de UVA y un 1% como UVB. La luz UVC se filtra en la atmósfera y no llega a alcanzar la superficie terrestre. Las zonas de la tierra que reciben mayor radiación ultravioleta son los trópicos, el Ecuador y las zonas de alta montaña. En los años ochenta, el investigador David W. Pate señaló la relación entre variedades con alto contenido de THC y su origen geográfico, coincidiendo econ lugares que reciben una alta irradiación de luz UVB.

Precauciones

Es fundamental recordar que la luz ultravioleta, conocida como UVC, es extremadamente dañina tanto para los humanos como para las plantas. Hay que evitar el uso de lámparas que la produzcan. La radiación UVC se usa en el campo de la desinfección y esterilización gracias a sus propiedades germicidas.

El uso de luz UVB exige extremar las precauciones, evitando la exposición directa de la piel (uso de ropa y guantes) y protegiendo los ojos mediante gafas con filtros adecuados, en concreto el filtro UV400 que bloquea la luz con longitudes de onda inferiores a 400 nanómetros. Una exposición excesiva a la luz UVB puede causar quemaduras, daño celular y cáncer de piel.

Muchos cultivadores simplemente apagan las lámparas ultravioletas mientras trabajan en sus cultivos o las usan con temporizadores mientras están ausentes. Algunos materiales, en especial ciertos tipos de plástico, se degradan más rápidamente bajo intensidades altas de UVB, en ocasiones se aprecia una evidente decoloración de pinturas y plásticos que han estado expuestos a largas sesiones de UVB.

Con respecto a la luz UVA, se aconseja actuar al igual que con las luces con un fuerte componente azul, evitando mirar directamente a la fuente de luz y usar gafas protectoras.

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UVA y UVB en el cannabis

La luz UVA actúa sobre tres fotorreceptores, los criptocromos, fototropinas y el ZTL. Y comparte con la luz azul del espectro una serie
de efectos.

Provoca el aumento de ciertos pigmentos como los carotenos, incrementa los flavonoides y aumenta la apertura de los estomas. Actúa sobre la fotoliasa, una enzima que repara los daños en las secuencias de ADN causados por excesos de radiación UVB.

Produce una inhibición del elongamiento generando plantas más bajas y compactas. Esto es de especial interés en el cultivo de variedades sativas durante el periodo conocido como stretching y es útil para contrarrestar los efectos del uso del rojo lejano (720 nm) que actúa en sentido contrario.La luz UVA no solo actúa sobre la morfología de la planta, al mismo tiempo, tiene una eficiencia fotosintética importante, algo a tener en cuenta a la hora de hacer cálculos lumínicos avanzados.

El contenido en terpenos puede incrementarse hasta un 50% si añadimos UVA, la frecuencia más adecuada para este fin está entorno a los 365 nm. Este incremento no solo es en cantidad. Análisis de los contenidos en terpenos de clones similares han determinado que los cultivados bajo UVA presentaban no solo una mayor concentración de terpenos, frente a los cultivados sin UVA, sino que además, aparecían tipos de terpenos ausentes por completo en las plantas sin tratamiento.

El contenido en THC puede verse aumentado hasta un 30% si añadimos adecuadamente luz UVB. La proteína UVR8 existente en el cannabis y otras especies es sensible a la luz UVB entre 280 nm y 315 nm.

La máxima respuesta del UVR8 se observa entorno a los 285 nm. La presencia de luz en este rango espectral, muy cercano a los rayos UVC que producirían daños en el ADN de las futuras semillas, provoca como respuesta en el cannabis, un aumento en la producción de tricomas, que actuarían como una especie de “crema solar” para protegerlas.

Los rayos UVB, al alcanzar la copa u hojas superiores de la planta, activan el receptor UVR8. Este, manda una señal que activa una serie de respuestas que afectan a toda la planta, no solo a la zona alcanzada por la luz UVB. Esta característica es de especial interés para el cultivador, pues no necesita lámparas con gran penetración, solo iluminando las partes superiores se consigue el efecto deseado. De esta manera se evitan daños producidos por exceso de UVB.

El uso de luz UVB no es recomendable si el cultivo va dirigido a la obtención de un producto final rico en CBD. Parece ser que la luz UVB limita o disminuye la producción de este cannabinoide. La luz UVB añadida con un incremento de rojo profundo (660 nm) provoca igualmente una mayor apertura de los estomas, parece ser que es más eficiente que la luz azul.

Durante el periodo vegetativo, el uso de luz UVB produce plantas más bajas y compactas, ramas más resistentes y hojas un poco más pequeñas de un verde más oscuro debido a la mayor concentración de los cloroplastos. Se observa también una ligera reducción en el tiempo necesario para la formación de las primeras flores. El período de floración puede llegar a acortarse ligeramente.

Otros efectos importantes atribuidos a la luz UVB son la reducción del riesgo de contraer mohos como el mildiu o el oídio, reduciendo el crecimiento del micelio y la germinación de esporas. Las flores tratadas con UVB serán mucho menos susceptibles al moho durante el secado y la curación.

Al mismo tiempo, el UVB actúa como repelente de insectos y arácnidos. Algunas especies como la araña roja son especialmente sensibles al UVB, su ratio de supervivencia y la producción de huevos se ven especialmente afectados. Ante la presencia de esta radiación, las arañas migran hacía zonas de la planta que se encuentran a la sombra y afectan menos a las zonas superiores.

Estas frecuencias lumínicas (UVA y UVB) producen algunos de estos efectos si se usan conjuntamente y en la proporción adecuada. Actúan sinérgicamente, una potencia los efectos de la otra. Esta circunstancia es de vital importancia a la hora de elegir las lámparas adecuadas.

Una buena regla a seguir es observar la proporción, 3 a 6 partes UVA y 1 parte de UVB, de luz ultravioleta con la que la luz solar llega a la superficie. Se podría decir que una mayor proporción de UVA mitiga los posibles efectos negativos de un exceso de UVB.

El exceso de UVB lleva consigo una inhibición del crecimiento con la consiguiente merma en la producción. En ocasiones, el cultivador acepta una ligera disminución de la producción a cambio de un aumento en el contenido de THC del producto final.

La elección de las lámparas ultravioletas con la intensidad adecuada y un ratio UVB/UVA correcto, los tiempos de exposición en los diferentes estadios de crecimiento y el conocimiento de la tolerancia al UVB de las distintas variedades del cannabis que se cultiven, son fundamentales a la hora de minimizar los posibles efectos no deseables de la luz UVB.

Los efectos negativos derivados del uso excesivo de luz UVB son fácilmente observables para el ojo atento. Se manifiestan en principio en las hojas superiores; Éstas aparecen retorcidas y sus márgenes curvados hacia arriba, de forma similar a las deformaciones que produce el exceso de calor. Las semillas igualmente pueden verse afectadas presentando cambios en su morfología.

Tipos de lámparas

Contrariamente a lo que muchos piensan, las lámparas MH y las CMH no producen luz UVB. Solamente generan un poco de UVA, aproximadamente un 1,5 % de la luz emitida. El cristal de estas lámparas absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta.

Las lámparas de plasma emiten cierta cantidad de UVB y UVA que disminuye al filtrarse a través del cristal protector. Para nuestros propósitos, estas lámparas no son adecuadas al no poder aislarse la emisión de luz ultravioleta del conjunto de la
luz emitida.

Los fluorescentes normales de luz fría emiten cierta cantidad de UVA, pero a partir de una distancia de quince centímetros es inapreciable. Lo ideal sería poder aplicar el UVA y el UVB por separado. Esto nos permitiría experimentar con diferentes ratios, seleccionando los adecuados para las diferentes variedades de cannabis.

Hay que tener en cuenta que no hay problema en administrar luz UVA aisladamente con ausencia de UVB. Sin embargo, siempre que se añada luz UVB hay que suplementarla con UVA en una proporción determinada. Como mínimo en un ratio UVB/UVA de ½, siendo posible aumentar la proporción de UVA frente al UVB, pero no al contrario.

Las variedades de origen ecuatorial o tropical, y las provenientes de alta montaña, toleran mejor una mayor proporción de UVB en relación al UVA. Esto tiene sentido si tenemos en cuenta que hay zonas montañosas del trópico con ratios UVB/UVA naturales de hasta 1/2 y zonas del norte de Europa de escasa insolación con ratios de 1/20. Conocer los orígenes geográficos de la variedad que cultivamos nos ayudará a elegir la proporción UVB/UVA más conveniente.

Siempre LED

La tecnología LED está revolucionando el cultivo de interior, mejorando la eficiencia energética de las luminarias, utilizando espectros lumínicos más adecuados. Éstas lámparas poseen muchas ventajas más. En el campo de la luz ultravioleta, los avances han sido sustanciales: mejora de las eficiencias, mayor número de rangos de espectro disponibles y un abaratamiento progresivo de las lámparas.

Si nuestro objetivo es añadir luz UVA a nuestros cultivos con el objetivo de mejorar el perfil y contenido terpénico y no queremos usar UVB, la mejor opción es usar LED UVA centrados en una longitud de onda de 365 nanómetros. Este tipo de LED son fáciles de encontrar en el mercado y no son excesivamente caros. Presentan cierta actividad fotosintética, pero no demasiada. Se puede utilizar la luz UVA unos días antes de iniciar un tratamiento con UVB, para ir acostumbrando a las plantas y reducir el shock inicial.

Lamentablemente, muchos fabricantes de lámparas para cultivo venden luminarias con LED de 385/390/400 nanómetros, mucho más baratas de producir. Y las publicitan como si tuvieran los efectos del UVB. Se trata simplemente de publicidad engañosa.

Estas lámparas solo producirán efectos similares a la luz azul y, además, no muy eficientemente. En cuanto a su eficacia para aumentar los terpenos, es mucho más limitada que con LED de 365 nm, se necesita mucha más intensidad y tiempos de exposición mayores para lograr efectos similares, siendo en este sentido poco eficientes.

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Calcula la intensidad

Para calcular la intensidad necesaria en una determinada superficie hay que tener en cuenta varios factores. Entre ellos la eficiencia de los LED a utilizar o la variedad de cannabis, entre otros. Si tomamos como punto de partida que en un metro cuadrado en latitud media, el sol emite a mediodía ¬¬–con cielo despejado–¬ unos 50 vatios de luz UVA, y considerando que estos niveles de intensidad solo se producen unas pocas horas al día, podremos calcular aproximadamente la potencia necesaria con LED UVA en un cultivo de interior.

La eficiencia actual de los LED de 365 nm alcanza un máximo de un 55% (Seoul Viosys CUN66B1B). Si usamos exclusivamente esta longitud de onda, podemos usar menos vatios de los que necesitaríamos si utilizáramos otros rangos de luz UVA. En la práctica, 20/30 vatios de luz LED de 365 nm por metro cuadrado son suficientes para obtener los efectos deseados.

La manera más sencilla de integrar este tipo de LED en un cultivo es usar tiras LED, flexibles o rígidas. Estas tiras presentan una serie de ventajas. Permiten una distribución de la luz mucho más eficaz que los LED de mayores dimensiones. Además, pueden cortarse, son relativamente baratas, su tiempo de vida útil puede superar las 20.000 horas y muchas de ellas se alimentan con transformadores a 12 DC, los más comunes y económicos. Pueden utilizarse igualmente LED de 1 a 3 vatios, pero exigen cierto trabajo de soldadura, distribuirlos espacialmente y buscar una fuente de alimentación LED (driver) adecuada. Se pueden encontrar tiras LED de 365 nm a un precio de entre cuatro y cinco dólares por vatio.

Un uso interesante para este tipo de LED consistiría en suplementar con su radiación UVA la de un fluorescente UVA/UVB. De este modo, se lograría aumentar la proporción UVA frente al UVB, sin necesidad de cambiar el tipo de lámpara.

La aplicación de luz UVA puede realizarse a lo largo de todo el ciclo vital del cannabis y traerá consigo un considerable incremento de los olores en el cultivo de interior. Así que será necesario estar preparado para esta contingencia.

El proceso a seguir en el caso de suplementación con luz UVB, con el objetivo de incrementar el contenido en THC, es completamente diferente. Existen en el mercado LED de 285 nm. Por desgracia, son muy caros y poseen una vida útil muy reducida.

Parece ser que próximamente aparecerán las primeras lámparas con LED UVB de 285 nm diseñadas especialmente para horticultura. Pero al momento no se encuentran disponibles.

Estas lámparas siempre estarán diseñadas usando una combinación de LED UVA y UVB. Como indicamos anteriormente, si añadimos UVB sin UVA los efectos negativos de la luz UVB aumentan considerablemente.

Si queremos añadir luz UVB, la solución más apropiada será utilizar tubos fluorescentes especializados. En los últimos años se ha producido un gran avance en este sentido. Existen varias empresas que comercializan tubos fluorescentes UVB diseñados especialmente para la horticultura. Con los años, han aumentado su potencia y mejoraron las proporciones UVB/UVA de estos fluorescentes.

Actualidad de las lámparas

En la actualidad, se pueden destacar dos empresas que producen tubos UVB/UVA de alta potencia diseñados para el cultivo: Agromax y Solacure. La primera ha diseñado tubos con una proporción UVB/UVA de 3/1. Esta proporción no es conveniente y ha provocado problemas a muchos cultivadores.

La empresa Solacure, por el contrario, ha diseñado unas lámparas con una emisión UVB centrada en los 285 nm y una ratio UVB/UVA correcto. Son probablemente las mejores del mercado, mucho más eficaces que el resto, unos 40 vatios sirven para iluminar un metro cuadrado y solo es necesario usarlas de una a tres horas diarias.

Su duración es de aproximadamente un año. Al producir una alta cantidad de radiación UVB en los 285 nm, un rango cercano al UVC, es importante extremar las medidas de seguridad durante su uso.

Lamentablemente son lámparas caras, hay que importarlas desde EEUU o adquirirlas en el Reino Unido mediante intermediarios con precios aún mayores. Algunos cultivadores no se sienten cómodos al usarlas debido a la intensidad de sus emisiones, un error del temporizador puede dar lugar a una exposición prolongada y arruinar por completo el cultivo.

Existe una alternativa más sencilla y segura, aunque no tan eficiente como la anterior. Consiste en el uso de lámparas fluorescentes especializadas en el mantenimiento de reptiles en cautiverio. Este tipo de fuente de luz UVB siempre se había utilizado con mayor o menor éxito. En la actualidad, aumentó su variedad y calidad como lámpara. Para el pequeño cultivador son la opción más atractiva y económica.

Estas lámparas son interesantes por varias razones. Hay distintos modelos que se acomodan a los diferentes hábitats de los reptiles dependiendo del tipo de irradiación que reciben, es decir, de las diferentes proporciones UVB/UVA.

De esta manera, podremos elegir una lámpara para reptiles de jungla con una proporción baja como 1/5. Y usarla con plantas con genética originaria de zonas similares. O una con proporciones mucho mayores como ½, que se utiliza para reptiles en zonas desérticas y dedicarla por ejemplo a una sativa ecuatorial de montaña que tolera este tipo de ratios.

Al observar las especificaciones de estas lámparas conviene recordar que si por ejemplo indican un 12% UVB y un 30 % UVA, el restante 58% será luz visible con actividad fotosintética más o menos similar a un fluorescente de luz de día. Hay que tener en cuenta ese aumento emitido de luz PAR.

Estos fluorescentes son más seguros, porque su emisión de UVB es mayor entre los 290 nm y los 320 nm. Y muy pequeña o inexistente en los 285 nm. Esta seguridad se gana a costa de la eficacia. A la hora de inducir una mayor producción de THC es necesaria una exposición de hasta cinco veces más tiempo si usamos lámparas centradas entre los 290 a 300 nm en lugar de una en los 285 nm.

Estas lámparas pueden ser fluorescentes compactas o tubos lineales (T5 y T8). Éstos últimos son los que mejor distribuyen la luz. Las lámparas compactas se averían con frecuencia, necesitan reflectores especiales e incluso crean zonas con exceso de UVB y otras donde apenas llega la luz.

Hay múltiples empresas que suministran este tipo de lámparas (Exoterra, Reptisun, Arcadia, etc.). Destaco especialmente Arcadia y sus tubos fluorescentes T5, modelo D3 Dragon. Tienen una emisión de 14% UVB y 30% UVA.

Son probablemente las lámparas para reptiles más potentes del mercado. Usando dos unidades de 85 o 115 centímetros podremos cubrir apropiadamente 1 o 1,2 metros cuadrados de área de cultivo con un consumo de 78 a 108 vatios. La vida útil de estos tubos es de un año aproximadamente.

La distancia de las plantas a estos tubos deberá ser de unos 30 centímetros. Así el UVB penetrará con eficacia unos 20 centímetros más. Los reflectores tienen que ser metálicos sin ningún tipo de cubierta plástica o cristalina, pues ambos materiales absorben la radiación ultravioleta. Con el material reflector de las tiendas de cultivo ocurre lo mismo. Si el mylar posee un recubrimiento protector plástico no reflejará el UVB.

Para conocer la cantidad de luz UVB y UVA que reciben las plantas, se puede utilizar un medidor de UVB/UVA. La empresa Solarmeter fabrica los más conocidos. Las mediciones se realizan en µW/cm². Son aparatos relativamente caros y no servirán para diferenciar la intensidad de las distintas longitudes de onda en concreto (285nm y 365nm). Solo miden la emisión total, su utilidad es por tanto relativa.

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UVA/UVB en ciclo vital

Uno de los efectos de la radiación UVB sobre el cannabis es una cierta inhibición en la capacidad fotosintética, lo que se traduce en un crecimiento menor de la planta. Algunos cultivadores cifran en alrededor de un 8 % la disminución de la producción final. Estas pérdidas son admisibles para muchos a cambio de una mejora de la calidad, cogollos más compactos, olorosos y un incremento en las proporciones de THC. Sin embargo, una buena estrategia de utilización pasa por minimizar en la medida de lo posible estos efectos negativos.

La clave está en conocer previamente la tolerancia al UVB de la variedad en cuestión. Y en añadir este tipo de radiación poco a poco, dando tiempo a las plantas para adaptarse. Es el mismo proceso que se observa cuando trasladamos una planta de interior al exterior. No se aconseja colocarla al sol directamente, es mejor que previamente pase unos días adaptándose en una zona más sombría.

Durante el periodo vegetativo y con plantas bien enraizadas, un incremento diario de 30 a 60 minutos preparará a las plantas para recibir dosis mayores durante la floración. En el caso de tubos potentes (Solacure), los incrementos han de ser menores, de 10 a 15 minutos. Al cabo de una semana, las plantas se habrán adaptado sin problemas.

Algunos cultivadores prefieren iniciar el tratamiento durante la fase de elongamiento, al comienzo de la floración. Utilizar el efecto del UVB como inhibidor de la fotosíntesis para controlar el stretching e ir aumentando la exposición conforme avanza la floración. Otros comienzan a añadir el UVB cuando las flores están ya formadas, alrededor de la cuarta semana de floración. De esta manera no restringen en ningún momento el crecimiento de las plantas.

Independientemente del momento en que se comiencen a usar las lámparas UVB, siempre tiene que ser aumentando las horas de exposición paulatinamente. Los tubos fluorescentes UVA/UVB de alta potencia, tipo Solacure, requieren una mayor cautela. Con pocas horas al día puede ser suficiente ya que corremos el riesgo de dañar las plantas si los usamos en exceso.

Si se usan tubos menos potentes como los usados por los aficionados a los reptiles (Arcadia, Exoterra, etc.), una vez adaptadas las plantas, podrán utilizarse muchas más horas, con variedades tolerantes incluso durante todo el día.

La luz UVB puede servir igualmente para adaptar clones enraizados o plantas de interior a las condiciones de cultivo en exterior. El UVB las “endurece” y evita el shock del traslado. En cualquier caso, siempre hay que añadir el UVB poco a poco, sobre todo en el caso de plantas jóvenes.

Si de lo que se trata es añadir solamente luz UVA, no es necesario un periodo de adaptación previo. Puede usarse todas las horas del día sin problemas, tanto durante el periodo vegetativo para producir plantas más compactas como en la floración para favorecer el contenido terpénico.

 

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