Cómo utilizar la iluminación complementaria para mejorar el rendimiento y la calidad del cannabis

La iluminación tradicional en cultivos de interior se basa principalmente en sistemas cenitales, donde las luces se posicionan exclusivamente por encima del dosel de las plantas. Sin embargo, este enfoque presenta limitaciones significativas en términos de penetración lumínica. 

Las hojas superiores del dosel absorben más del 90% de la luz proveniente de arriba, dejando las partes media e inferior de las plantas en condiciones de luz subóptimas. Esta situación se agrava particularmente en cultivos de cannabis debido al rápido crecimiento de las plantas y la formación de estructuras densas que crean zonas de sombra pronunciadas.

La distribución desigual de la luz resulta en un fenómeno conocido como "cogollos de palomita" en las partes inferiores de las plantas, que son significativamente menores en tamaño, densidad y potencia comparados con las colas superiores, lo que representa una pérdida económica considerable para los cultivadores comerciales, quienes buscan maximizar la cantidad de material de alta calidad.

Iluminación complementaria: maximizando la penetración lumínica

El cannabis, como planta C3, tiene la capacidad de absorber y utilizar intensidades lumínicas muy altas, hasta aproximadamente 1.400 μmol/m²/s de radiación fotosintéticamente activa (PAR). Esta característica fisiológica permite que las plantas respondan positivamente a estrategias de iluminación complementaria, siempre que se mantenga dentro de los parámetros óptimos para evitar el estrés lumínico. Estas estrategias pueden ser de dos tipos:

La iluminación lateral intermedia, también conocida como iluminación intradosel (intercanopy), consiste en la colocación estratégica de fuentes lumínicas dentro del dosel de las plantas, generalmente a nivel medio. Esta técnica utiliza barras LED horizontales o en ángulo posicionadas entre las filas de plantas, permitiendo que la luz alcance directamente las áreas sombreadas del interior del follaje.

La iluminación inferior o bajo el dosel (undercanopy) representa un enfoque diferente, donde las fuentes lumínicas se posicionan debajo del follaje (generalmente en el lecho de cultivo o en el suelo), proyectando la luz hacia arriba para iluminar la cara inferior de las hojas y los brotes de floración de las ramas inferiores. Esta técnica se fundamenta en el principio de que las hojas pueden realizar fotosíntesis tanto en su superficie superior como inferior, aunque con diferentes niveles de eficiencia.

Ambos métodos tienen como objetivo reducir las áreas sombreadas, mejorar la penetración de la luz y garantizar que los cogollos inferiores reciban suficiente energía luminosa, mejorando así la calidad y el rendimiento general. Sin embargo, la iluminación inferior presenta ciertas limitaciones, ya que la eficiencia fotosintética de la superficie inferior de las hojas es generalmente menor que la superficie superior, lo que puede resultar en retornos energéticos marginalmente inferiores comparados con la iluminación intermedia. 

Los sistemas LED modernos son particularmente adecuados para esta aplicación debido a su bajo perfil térmico y diseño modular en barras largas, lo que permite su integración en espacios reducidos sin generar estrés térmico adicional en las plantas, un factor crítico considerando la proximidad de las fuentes lumínicas a las hojas y flores. 

La estructura de la planta determina el método de iluminación complementaria

Algunas variedades de cannabis, como las sativas, generan plantas altas y ramificadas con una estructura más abierta, dejando espacios entre las ramas y una copa más suelta. En estos casos, la iluminación lateral intermedia es más adecuada, ya que la luz puede penetrar mejor y alcanzar las partes medias y bajas, lo que crea un potencial significativo de mejora del rendimiento.

Sin embargo, en el caso de las cepas Indica o algunas variedades híbridas cortas y robustas, la estructura de la planta es compacta, con hojas grandes y densas, lo que da como resultado una copa más espesa. En este caso, la iluminación entre copas podría no ser tan efectiva y podría ser más eficiente usar iluminación inferior, lo que ofrece mejores resultados.

Ventajas demostradas en investigación

Estudios realizados en el Cannabis Research Tech Center de Philips en los Países Bajos han demostrado resultados sorprendentes con la implementación de iluminación complementaria. Contrariamente a las expectativas iniciales, donde se esperaba que principalmente las inflorescencias inferiores se beneficiaran de la iluminación adicional, los resultados mostraron que incluso las inflorescencias superiores experimentaron aumentos significativos en rendimiento comparado con grupos de control.

"Toda la planta se beneficia de esto. Después de varios ciclos de cultivo con diferentes variedades, determinamos que se puede lograr un aumento de rendimiento promedio del 30 %. Como resultado del uso de lámparas LED eficientes, el aumento de biomasa por kWh es uniforme y más alto." afirman desde Phillips.

Además de los beneficios cuantitativos, se han observado mejoras cualitativas importantes, incluyendo mayor densidad de cogollos, mejor uniformidad en el desarrollo de tricomas y una distribución más homogénea de cannabinoides y terpenos a lo largo de toda la planta, lo que facilita el procesamiento y mejora la experiencia del consumidor final, factores críticos en mercados competitivos.

La investigación de Philips, con más de cinco años de estudios en estrategias de iluminación para cannabis, también ha confirmado que niveles extremos de luz superior (1.500-2.000 μmol/m²/s) resultan en mayores costes energéticos sin producir los aumentos de rendimiento esperados. En contraste, la iluminación intermedia ha demostrado agregar valor significativo incluso a niveles de luz más moderados.

Otros estudios longitudinales realizados en instalaciones comerciales han proporcionado datos convincentes sobre la efectividad de estas técnicas. Por ejemplo, en las instalaciones de 7.200 pies cuadrados de la distribuidora de cannabis medicinal Texas Original, los estudios de un año completo han examinado diversos aspectos de la iluminación intermedia, incluyendo la colocación de luces y los niveles de intensidad, resultando en aumentos convincentes en la calidad y consistencia del cannabis. 

A partir de esta investigación, descubrieron que la iluminación entre copas puede ayudar a elevar la calidad de la flor en las ramas inferiores, lo que significa que los brotes que se considerarían de clase B o C ahora son de clase B o A.

Consideraciones técnicas para la implementación

La investigación sugiere una distribución aproximada de 60:40 entre iluminación cenital e iluminación complementaria para maximizar la eficiencia. Para lograr la intensidad lumínica óptima de 1.400 μmol/m²/s, la potencia total del sistema de iluminación debe alcanzar al menos 550 vatios por metro cuadrado. Esta distribución permite mantener la productividad de las partes superiores del dosel mientras se optimiza el desarrollo de las áreas media e inferior.

Los cultivadores deben considerar que exceder los 1.400 μmol/m²/s generalmente no produce retornos proporcionales en términos de crecimiento y puede resultar en un uso ineficiente de la energía eléctrica. La clave está en la distribución estratégica de la intensidad lumínica en lugar de simplemente aumentar la producción total de luz.

En términos de espectro lumínico, la investigación indica que la composición específica no es crítica, siempre que se mantenga un espectro completo con una mezcla de LEDs blancos y rojos. Los sistemas modernos de "espectro completo" son generalmente adecuados tanto para aplicaciones laterales como inferiores.

La gestión climática también adquiere mayor complejidad, ya que la colocación de fuentes lumínicas adicionales dentro y debajo del dosel puede crear microclimas con diferentes temperaturas y niveles de humedad, por lo que es esencial mantener un flujo de aire adecuado para prevenir la formación de puntos calientes y la acumulación de humedad que podrían favorecer el desarrollo de patógenos.

Un claro avance en la iluminación del cannabis

La implementación estratégica de sistemas de iluminación complementaria representa una evolución significativa en las técnicas de cultivo de cannabis en interior. Pero la elección entre el tipo de iluminación debe basarse en factores específicos como el tipo de cultivo, las variedades plantadas y los objetivos de cosecha. La evidencia científica respalda firmemente el valor de estas técnicas, con estudios que demuestran aumentos tangibles tanto en rendimiento como en calidad. 

A medida que la industria del cannabis continúa madurando y la competencia se intensifica, la adopción de tecnologías de iluminación avanzadas se convertirá en un factor determinante para el éxito comercial. Y los cultivadores que implementen estas estrategias de manera efectiva estarán mejor posicionados para satisfacer las demandas del mercado de productos de alta calidad y consistencia.