I vantaggi dell'illuminazione a LED possono aumentare la produzione e le entrate del pollame
La tecnologia di illuminazione è vantaggiosa nelle applicazioni delle scienze della vita poiché le sorgenti LED forniscono luce in uno spettro ristretto con un basso consumo energetico. Al fine di risparmiare sui costi e aumentare la produzione, l'illuminazione a stato solido viene utilizzata nelle applicazioni di allevamento di pollame, secondo.
Entro il 2030, si prevede che la domanda di cibo raddoppierà a livello globale. I produttori stanno utilizzando una tecnologia innovativa per aumentare la produzione a un costo inferiore e con un minore impatto sull'ambiente al fine di soddisfare tale domanda. La maggior parte di queste innovazioni di produzione si concentra sul miglioramento degli input convenzionali tra cui acqua, aria, sostanze nutritive e riparo. La luce è un input industriale per lo più sconosciuto.
Gli agricoltori possono aumentare in modo significativo la produzione di uova, carne e altre fonti proteiche, riducendo al contempo in modo significativo il consumo di energia e altri costi di input utilizzando l'illuminazione a LED e sfruttando le speciali esigenze spettrali di pollame, suini, bovini da latte, pesci o crostacei. Possono anche ridurre lo stress e la mortalità, controllare il ritmo circadiano e ridurre lo stress e la mortalità utilizzando l'illuminazione a LED e altri input.
L'illuminazione specifica per l'agricoltura è una delle applicazioni specializzate rese possibili dall'illuminazione a stato solido (SSL), come menzionato in un articolo di LEDs Magazine del giugno 2013. Tali applicazioni hanno il potenziale per fornire grandi guadagni finanziari. Insieme ad aziende più piccole come Once Innovations, Luma Vue e NextGen Illumination che forniscono luci a LED in particolare per il mercato del pollame, i principali attori SSL come Philips e Osram Sylvania hanno creato lampade a LED con regolazione spettrale per l'agricoltura e l'orticoltura.
Nelle loro stalle, molti allevatori continuano a utilizzare lampade a incandescenza residenziali e commerciali per uso generico da 60 W, 80 W e 100 W. Tuttavia, la luce a incandescenza non è la stessa cosa del sole e la luce migliore per le persone potrebbe non essere sempre la luce migliore per gli animali. Queste lampade sono idealmente adattate alle situazioni umane. Vivere alla luce del sole, che ha uno spettro molto diverso da quello della luce incandescente, ha permesso agli animali di svilupparsi. Tutti i colori sono combinati alla luce del sole. La quantità di ciascuna tonalità nella normale luce solare di mezzogiorno è mostrata in Fig. 1a. A quest'ora del giorno, noterai che i blu e i verdi sono più luminosi dei rossi. La quantità di colore nella normale luce solare pomeridiana è mostrata in Fig. 1b. I rossi ora sono più vividi dei verdi e dei blu, come puoi vedere.
I moderni sistemi di illuminazione del fienile si sforzano di assomigliare allo spettro del sole, che offre uno spettro continuo senza spazi intermedi e contiene tutte le tonalità. Lo spettro continuo della luce a incandescenza (Fig. 2a) produce un colore rosso intenso con una diminuzione del verde e pochissimo blu, simulando con successo la luce solare del tramonto. Il sole di mezzogiorno, che è ricco di blu e verdi e ha meno rosso, non è simulato da questo spettro. Alcuni produttori tentano di modificare lo spettro rivestendo le lampadine, tuttavia questo metodo non si traduce in uno spettro continuo. Inoltre, le luci a incandescenza necessitano di un apparecchio che sia classificato per ambienti umidi, si bruci spesso e sia molto inefficiente (generando più calore che luce). Naturalmente, con il divieto di produzione di lampade a incandescenza, tutto ciò sarà presto irrilevante.
Sebbene le lampade fluorescenti compatte (CFL) siano efficienti e forniscano luce bianca, la loro emissione luminosa è ancora ottimizzata per la visione umana. Per creare luce bianca, vengono create e combinate piccole bande di rosso, verde e blu. Grandi lacune spettrali tra i picchi rossi, blu e verdi provocano la perdita di molte delle lunghezze d'onda rosse, blu e verdi viste alla luce del sole (Fig. 2b). La maggior parte dei rossi più profondi viene persa a causa dell'estrema debolezza della luce blu. In generale, i CFL sono pessimi nell'imitare la luce solare naturale. Hanno anche bisogno di un involucro che sia classificato come umido, sono difficili da oscurare, contengono minuscole quantità di mercurio velenoso all'interno, sono difficili da pulire a causa del loro design riccio, non si oscurano in modo efficace e hanno una durata molto più breve quando sono oscurati.
Lo spettro dei colori delle lampadine al sodio ad alta pressione (HPS) è più brillante nei rossi e nei gialli, conferendo alle lampadine la loro caratteristica tonalità giallo-arancio o ambra. Le luci HPS offrono un'efficienza eccezionale e un'elevata produzione di luce. Tuttavia, la maggior parte dello spettro dei colori, in particolare i verdi e i blu, è assente, proprio come con i CFL. Inoltre, le lampade HPS possono includere mercurio e/o sodio, sono estremamente difficili da regolare, richiedono molto tempo per riscaldarsi, necessitano di un alimentatore per funzionare, sono costose in anticipo.
Tra le soluzioni di illuminazione agricola, i LED sono i più efficaci ed ecologicamente vantaggiosi poiché combinano un LED blu con fosfori rossi e verdi per produrre luce bianca. Lo spettro è quasi continuo (Fig. 3), con abbondanza di verde e rosso e blu molto luminosi. Senza le lacune spettrali di altre tecnologie, lo spettro LED offre un'approssimazione della luce diurna dal punto di vista umano, anche se non è proprio luce diurna. Inoltre, sono i più durevoli, molto robusti, resistenti agli urti e alle vibrazioni e consentono il cambio colore e la gestione del colore. La loro durata può raggiungere i 10 anni con un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il più alto investimento iniziale nei LED viene presto recuperato grazie al risparmio energetico, rendendoli l'alternativa più conveniente per l'illuminazione agricola.
