Artículo Técnico Hy-Line
Guía del uso de las luces LED y de otras fuentes de luz para ayudar a los productores de huevo.
RESUMEN
La luz es un aspecto esencial en la producción avícola. En la mayoría de los sistemas de alojamiento, se utiliza la luz artificial para maximizar el crecimiento de las pollonas y la producción de las ponedoras y reproductoras. Hoy en día, existe una gran variedad de bombillos disponibles para iluminar el interior de un galpón avícola, los cuáles cuentan con ventajas y desventajas. Para lograr una mejor producción, es importante entender las diferentes opciones de las luces disponibles para la avicultura al igual que comprender la terminología y el manejo de la luz.
ENTENDIENDO LA BIOLOGÍA DE LAS AVES Y EL AMBIENTE
La iluminación es muy importante para el crecimiento de las pollonas y la producción de huevo. Ese debe ser el orden, primero crecen y luego producen. Las aves domésticas ven y responden a un rango diferente del espectro del color de la luz y responden a la intensidad espectral de una manera diferente que los seres humanos. Mientras que los humanos responden a una luz de aproximadamente 400–750 nm, los pollos pueden ver una luz UV-A (315–400 nm) además de la luz de 400–750 nm. Adicionalmente, la magnitud de la sensibilidad de los espectros del color rojo y azul es mucho mayor para los pollos con alta sensibilidad a la luz de aproximadamente de 480 nm y 630 nm.
TERMINOLOGÍA DE LA LUZ
Fotoperíodo: Es la duración de la luz en un período de 24 horas.
Flux o flujo luminoso: Es el poder total percibido de la luz producida por una fuente de luz. La unidad es el lumen (lm). El prefijo “luminoso” siempre indica que la unidad de medición se ajusta por la función de luminosidad o sensibilidad del ojo humano. El prefijo “Visible Radiante” o “Radiante” indica que la unidad de medición es en una forma “cruda” (por ejemplo – fotón total) independiente de un sistema visual particular.
Intensidad luminosa: Es el poder emitido por una fuente de luz en un ángulo direccional sólido. La unidad es Candela (cd).
Luminancia: Es el flujo total luminoso sobre una superficie. La unidad es el lux (lx) y la unidad no-métrica es el pie-candela (fc).
Clux o Galliux: Es el flujo total radiante incidente sobre una superficie ajustado por el color (se mide en nanómetros [nm] la curva de sensibilidad de los pollos (gallus domesticus). La unidad es el clux (clx).
Espectro de luz visible: Es la porción del espectro electromagnético visible al ojo humano o animal. La longitud de onda del espectro determina el color de la luz (430 nm a 490 nm es de color azul).
Ultravioleta (UV): Es la radiación electro- magnética de 10 nm a 400 nm.
Luz infrarroja (IR): Es la radiación electro- magnética de 700 nm a 1’000,000 nm (1 mm).
Sensibilidad espectral fotópica: Es la sensibilidad del color o sensibilidad a la luz bajo condiciones brillosas.
Índice de interpretación del color: Es una medida de la capacidad de una fuente de luz para revelar los colores de un objeto comparados con una fuente de luz ideal. La luz incandescente puede considerarse como una fuente de luz ideal.
Cromaticidad: Es la medición objetiva del color de una fuente de luz independiente de la luminancia.
Entendiendo la Diferencia entre Lux y Clux
Mientras que el pico de lux se puede valorar en cualquier longitud de onda, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) ha fijado los estándares para medir la intensidad de la luz de acuerdo a la respuesta humana de 550–560 nm. Las aves tienen tres picos foto espectrales, por lo tanto para poder medir el clux es necesario hacer cálculos adicionales utilizando los picos específicos para aves. Dependiendo de la fuente de luz y del pico del espectro, la intensidad de la luz del clux puede ser de hasta 50% o más que la del lux.
Es importante entender la diferencia entre el lux y el clux para que el productor pueda seleccionar los bombillos adecuados y reconocer las limitaciones que tienen los medidores de luz tradicionales. El uso de los medidores de luz tradicionales puede indicar la intensidad de luz en un galpón, pero siempre va a haber una diferencia entre el lux y el clux.
La Biología de las Aves y el uso de la Luz
Las aves detectan la luz no solamente a través de los receptores del cono de la retina del ojo, sino también a través de los foto-receptores retinales en la glándula pineal y glándula hipotalámica. La respuesta a la luz controla el ritmo circadiano en un ciclo de 24 horas, en los aspectos hormonales y de comportamiento del ave. Los humanos son tricromáticos y tienen conos retínales que pueden determinar el color rojo, verde y azul. Las aves son tetracromáticas, con un cono doble adicional cuya función puede estar relacionada con el movimiento(1).
En la avicultura, la luz roja es muy importante para la estimulación sexual y para la producción de huevo. Las aves expuestas a la luz roja constantemente producen más huevos que los grupos de aves expuestas a otros colores de luz tales como azul, verde o blanca. La luz roja puede penetrar al cráneo para estimular los foto receptores retínales. La luz roja (aprox. de 650 nm) penetra al cráneo y al cerebro (hipotálamo) de cuatro a 50 veces más eficientemente que las luces(2) de color azul, verde, amarilla-naranja. El hipotálamo es importante para regular la producción de las hormonas importantes para la producción de huevo.
Ambientes de Luz
La duración, intensidad y espectro de luz afecta a las aves. La luz puede utilizarse como una herramienta de manejo para ayudar a optimizar el crecimiento de la pollona, la edad de la madurez sexual, el peso y la producción de huevo en las aves ponedoras bajo una variedad de ambientes.
Duración. Como regla general, la disminución de la duración de la luz se utiliza durante el crecimiento de las pollonas y el aumento de la duración de la luz se utiliza para estimular a las ponedoras. La estimulación con luz (generalmente un aumento tan pequeño como de una hora) tiene un efecto inmediato en la producción de las hormonas reproductivas. El nivel estándar de luz para una producción máxima es de 16 horas. Lo ideal es alcanzar 16 horas de luz a las 30-35 semanas de edad para ayudar a prolongar el pico de producción.
Espectro. Hay que entender el color del espectro que tiene una fuente de luz para que los productores puedan seleccionar el bombillo que provea la cantidad apropiada de luz roja, verde y azul. El color del bombillo puede estar expresado en grados Kelvin (K) y el índice de rendimiento del color (CRI).
Sin embargo, ninguna de estas medidas expresa la intensidad del pico espectral en el espectro rojo, verde y azul que son importantes para el crecimiento y la producción. Las investigaciones en los pollos de engorde han demostrado que las luces LED de color azul y verde ayudan al crecimiento(4). Las investigaciones en las aves ponedoras indican que las luces LED con una mayor porción de espectro azul y verde resultan en un mejor peso corporal y mejor uniformidad comparado con los bombillos de luz incandescente, aunque se necesitan más datos (Settar, datos no publicados). En general, las pollonas pueden criarse creciendo con luz cálida o fría, pero las ponedoras deben tener luz con un suficiente espectro rojo(3) (2700 K–3000 K). Los fabricantes de bombillos generalmente proporcionan la información en grados Kelvin, o se puede utilizar un espectrómetro.
Intensidad. La intensidad de la luz, medida en lux, clux, o pies candela, también es importante para la producción avícola. En general, la intensidad de la luz menor a 5 luxes es demasiado oscura para estimular el crecimiento y la producción apropiada mientras que una intensidad de luz mayor (arriba de 50 lux) puede causar nerviosismo y un comportamiento anormal. La recomendación estándar para pollonas en crecimiento en crianza es de 2 a 3 semanas a 30-50 lux, y después disminuir a 10-15 lux hasta las 14 semanas. Dos semanas antes del traslado, aumente gradualmente la intensidad de la luz para alcanzar los niveles en el galpón de postura. Las aves ponedoras deben mantener un promedio de 30 lux al nivel del canal de alimento.
Puede ser difícil mantener una intensidad de luz uniforme en una instalación avícola moderna. Para medir la distribución de luz en alojamientos con jaulas convencionales o galpones automáticos enriquecidos con bandas para gallinaza, es ideal tomar la medida sobre el canal de alimento cada 25 cm (o 1 pie) entre las luces en cada nivel. Comúnmente se requieren entre 30 y 100 lecturas para evaluar con precisión la distribución de la luz. En los galpones en piso, mida las luces en la pared, abajo de las líneas de los comederos y bebederos y 2-3 veces entre las luces con un total de 10 a 50 mediciones.
En los galpones abiertos, utilice cortinas o aleros en las ventanas para prevenir la entrada de la luz directa del sol al galpón. Aun con estas intervenciones, en los galpones abiertos la intensidad de la luz puede alcanzar fácilmente arriba de 1000 lux.
ENTENDIENDO EL ESPECTRO DE LUZ, LA CROMATICIDAD Y EL ÍNDICE DE RENDIMIENTO DEL COLOR
La luz es la parte visible del espectro electromagnético. Para seleccionar el bombillo apropiado es muy importante entender el impacto que tiene el espectro de luz en la producción avícola.
Cromaticidad o Temperatura Correlacionada del Color (CCT)
La cromaticidad mide el calor o el frío relativo de la luz y se expresa en grados Kelvin (K). Mientras que originalmente fue desarrollada para las luces incandescentes, la cromaticidad proporciona un estimado del espectro dominante dado por una fuente de luz; sin embargo, la cromaticidad no nos da información sobre los picos relativos del color o del balance del espectro.
Índice de Rendimiento del Color (CRI)
Esta medición es muy importante para la percepción y comodidad humana en un medio ambiente con luz. El índice de rendimiento del color (CRI), se mide en una escala de 0-100, siendo 100 lo más cercano a la luz natural. Cuanto mayor sea el CRI, la fuente de luz artificial muestra los colores con mayor precisión. En general las diferencias de CRI menores de 5 (por ejemplo, de 80 a 84) no las nota el ojo humano. El sistema CRI originalmente fue desarrollado para las luces incandescentes y no correlacionan tan bien con la luz compacta fluorescente (CFL) o con las luces LED.
Una escala general para evaluar el uso de luces utilizando los valores CRI es(5):
• < 50: Mala.
• 50–70: Regular.
• 70–80: Buena.
• 80–100: Mejor.
FUENTES DE LUZ DISPONIBLES
En la industria avícola se utilizan muchos tipos de fuentes de luz, desde galpones abiertos bajo la influencia del sol hasta los galpones con la tecnología más avanzada con el equipo más nuevo sin la influencia de la luz exterior. Es importante entender la composición espectral de las diferentes fuentes de luz para seleccionar entre los múltiples tipos de luz.
Luz Solar
Ventajas
• En las regiones ecuatoriales, la luz del sol es constante en todas las estaciones del año.
• El espectro total de luz va desde UV a IR.
• Tanto las aves domésticas como las silvestres responden de una manera natural a los cambios de la luz del sol de día a día y de estación a estación.
• En los galpones de aves diseñados para utilizar la luz natural del día puede que no sea necesario el uso de la luz artificial o pueden necesitar muy poca, lo cual ahorra en los costos de energía.
Desventajas
• La composición del espectro y la intensidad de la luz del sol cambian del amanecer al medio día, al anochecer, de estación a estación, de la salida a la puesta del sol y en los días nublados.
• La intensidad de la luz va a cambiar durante el día ya que la luz entra al galpón por diferentes áreas.
• La intensidad de la luz del sol es mucho mayor comparada con la luz artificial, y puede ser difícil superar los cambios en la duración de la luz del día durante las diferentes estaciones del año. Un día soleado puede tener de 60,000 a 100,000 lux.
• La alta intensidad de la luz puede causar comportamientos anormales como nerviosismo, arrancarse las plumas y canibalismo.
Luces Incandescentes (INC)
Ventajas
• Baratas.
• Tienen buena salida de espectro rojo.
• Tienen excelente dispersión de la luz.
• Prenden rápido.
• No hay diferencia en el rendimiento cuando se utilizan en climas fríos.
Desventajas
• Duran poco y deben reemplazarse frecuentemente.
• Generalmente son de metal y vidrio y se rompen con facilidad.
• Más del 90% de la energía utilizada por un bombillo se convierte en calor en lugar de luz.
• Muchos tipos de bombillos incandescentes no cumplen con los nuevos estándares de energía eficiente.
Luz Fluorescente Compacta (CFL)
Ventajas
• Eficientes en energía.
• Relativamente baratos.
• El espectro del color de la luz es similar al de los bombillos incandescentes.
• Disponibles en espectros cálidos y fríos (K).
• Éxito comprobado en la industria de aves ponedoras y reproductoras.
Desventajas
• Contienen mercurio.
• Tubos espirales descubiertos que son difíciles de limpiar.
• Hechos de metal y vidrio, y se rompen con facilidad.
• Los bombillos no atenúan bien la luz, potencialmente pueden fundirse más rápido al atenuarlos.
• Aunque parezcan ser de luz blanca, el espectro del color de las luces CFL puede variar dependiendo del fósforo utilizado en el bombillo.
• Los bombillos requieren varios minutos para alcanzar su máxima intensidad después de encenderlos.
• No rinden bien en climas fríos.
• No son ideales en situaciones donde la luz debe encenderse y apagarse varias veces durante el día.
• Requieren un balastro electrónico para regular la intensidad y la corriente a la lámpara.
Luz Fluorescente Lineal (LFL)
Ventajas y problemas similares a los bombillos de luz CFL con alguna información adicional.
Ventajas
• Los tubos desplegables de luz permiten una mejor distribución de la luz en los niveles verticales en un sistema de colonias o de jaulas en varios niveles.
• Proyectan una luz amplia, incluso en los galpones con sistemas de piso y requieren un menor número de lámparas debido a la mayor salida de luz de un tubo más grande.
Desventajas
• Son más caros que las luces CFL.
• Tienen altos niveles de vidrio y son peligrosos si se rompen.
• Difícil de almacenar y trasportar con seguridad. Sodio de Alta Presión (HPS)
Beneficio
• Pueden ser más eficientes en energía que los bombillos de luz incandescente.
Desventajas
• No tienen suficiente espectro de luz azul y verde.
• Son caros.
• Toman mucho tiempo en calentarse.
• Es difícil atenuarlos.
• Requieren de un balastro.
Diodo Emisor de Luz (LED)
Ventajas
• Proporcionan un espectro total de luz.
• Típicamente son los bombillos de luz más eficientes medidos en lúmenes por watts.
• Debido a que las luces LED no emiten radiación infrarroja (calor), pueden ser hechos de materiales que no son de vidrio y son impermeables e inastillables.
• Comúnmente están fabricados con materiales que no son tóxicos.
• Pueden ser diseñados para enfocar la luz en las áreas deseadas.
• El espectro del color de la luz puede ser ajustado dependiendo del fósforo utilizado.
• Son más fáciles de atenuar que los bombillos de luz CFL.
• La atenuación puede extender la duración de vida del bombillo.
• Tienen una larga vida – de hasta 10 años a 16 horas por día (50,000–60,000 horas).
• Alcanzan rápidamente el pico de intensidad de la luz después de prenderlos.
• Ideales en las áreas donde la luz se prende y se apaga frecuentemente.
• Eficientes en clima frío sin cambios en el rendimiento.
Desventajas
• Son caros.
• Se debe utilizar un control apropiado para disminuir la luz, de otra manera el bombillo parpadea y se funde más rápido.
• La luz LED es direccional y requiere de un lente apropiado para enfocar la luz o de difusores adecuados para cubrir un área más amplia.
• Puede ser necesario cambiar el cableado eléctrico en un galpón ya existente para poder cumplir con las especificaciones de las luces LED.
• La eficiencia de los filamentos de calor se reduce con la acumulación de polvo, mala ventilación alrededor del bombillo o al ponerlo en un “frasco” para protegerlos contra el agua.
• Puede que las luces no se fundan después de la vida útil esperada, pero la luz será 70% más tenue del flujo luminoso inicial. Como resultado, es necesario hacer pruebas básicas de lux en el galpón para determinar cuándo deben cambiarse los bombillos.
• Las luces LED más baratas pueden no tener el calor, espectro o garantías adecuadas para utilizarse en un ambiente avícola.
Artículo publicado en “Los Avicultores y su Entorno”
