La radiación que impulsa la fotosíntesis se llama radiación fotosintéticamente activa (PAR) y se suele definir como la radiación comprendida entre el intervalo de 400 a 700 nm. El PAR acostumbra a expresarse cómo Flujo de Fotones Fotosintéticos (PPF): flujo de fotones en μmolm-2s-1 entre 400 a 700 nm (número total de fotones de 400 a 700 nm).
Los sensores que miden el PPF acostumbran a denominarse sensores cuánticos debido a la naturaleza cuantizada de la radiación. Un cuanto se refiere a la cantidad mínima de radiación, un fotón, que interviene en las interacciones físicas (por ejemplo, la absorción por los pigmentos fotosintéticos). En otras palabras, un fotón es un único cuanto de radiación.
Las aplicaciones habituales incluyen: medir la entrada del PPF sobre el dosel vegetal en ambientes al aire libre o en invernaderos o en cámaras de crecimiento; y medir el PPF reflejado o transmitido en los mismos ambientes comentados.
Los sensores de radiación PAR, ePAR, PPF y PPFD de Apogee Instruments con sensores de calidad científica (grado de investigación). Estos sensores cuánticos son una referencia para la medición de la radiación PAR por profesionales de la agricultura en todo el mundo.
Apogee Instruments fabrica cuatro tipos de sensores cuánticos: espectro completo, Original X, ePAR y de contaminación lumínica.
Los sensores cuánticos de espectro completo corresponden a la gama más alta e incorporan un detector óptico avanzado que proporciona medidas de PAR de mayor precisión y bajo todas las fuentes de luz, incluidos todos los LED modernos de banda estrecha.
La serie Original X incorpora un detector óptico menos preciso y más económico. Se emplean mucho para medir fuentes de luz de banda ancha, como el sol, y muchas luces eléctricas, aunque su precisión es menor en ciertos colores LED de banda estrecha.
Los ePAR, sensores de radiación fotosintéticamente activa ampliada, están diseñados para realizar medidas precisas del PPF en intervalos más amplios que los sensores PAR tradicionales. Los ePAR miden en 400 – 750 nm, ya que estudios recientes muestran que fotones del rojo lejano también pueden contribuir a la fotosíntesis e influir en las respuestas de las plantas (por ejemplo, la floración). El sol, muchas luminarias LED de nueva generación y otras fuentes de luz emiten estas longitudes de onda del rojo lejano, aunque hasta ahora no eran medibles por los medidores PAR tradicionales.
Los sensores cuánticos de contaminación lumínica están diseñados para ser altamente sensibles a la luz y detectar pequeñas fugas en el intervalo de 340 – 1040 nm, que pueden interrumpir los periodos de oscuridad en plantas sensibles. Son sensores muy especializados, que sobrepasan los niveles normales de luz, ya que su detector es sensible a la radiación hasta aproximadamente 1100 nm, mucho más allá del intervalo de radiación que influyen en la fotosíntesis y la respuesta vegetal. Estos sensores solo deben utilizarse para medir densidad de flujo fotónico bajo LEDs.
Todos los sensores cuánticos de Apogee Instruments constan de un difusor (filtro) acrílico fundido, un fotodiodo y un circuito de procesamiento de señales montados en una carcasa de aluminio anodizado, y un cable para conectar el sensor a un dispositivo de medición.
Los sensores están encapsulados sin espacio de aire interno, y están diseñados para medir en continuo el PPF, en ambientes interiores o al aire libre, dependiendo de los modelos.
La salida de los sensores es una señal (analógica o digital según el modelo) que es directamente proporcional al PPF bajo la radiación (solar o de otra fuente de luz) incidente sobre una superficie plana (no tiene que ser horizontal), donde la radiación emana de todos los ángulos de una semiesfera.
Todos los sensores cuánticos requieren de la placa niveladora con abrazadera a mástil AL-120
Los sensores cuánticos se utilizan cada vez más para medir la PPFD (µmol m-2 s-1) bajo el agua, lo que es importante para los procesos biológicos, químicos y físicos en aguas naturales y en acuarios. Ya que hay que garantizar niveles de luz adecuados para la fotosíntesis bajo el agua.
Cuando un sensor cuántico calibrado en el aire se utiliza para medir bajo el agua, la lectura del sensor acostumbra a ser baja. Este fenómeno se denomina efecto de inmersión y se produce porque el índice de refracción del agua (1,33) es mayor que el del aire (1,00).
El mayor índice de refracción del agua hace que en el agua se retrodisperse más luz que en el aire. Al reflejarse más luz, se transmite menos a través del difusor hasta el detector, por lo que el sensor da una lectura baja. Si este efecto no se corrige, las medidas bajo el agua son solo relativas, lo que dificulta la comparación de la luz en diferentes entornos.
Por ejemplo, el sensor SQ-500 es más preciso espectralmente que el sensor Original X modelo SQ-100X, pero la óptica única (principalmente la forma) hace que el efecto de inmersión sea mayor para el nuevo sensor. Las mediciones PAR subacuáticas recogidas con un sensor de espectro completo pueden corregirse multiplicando por 1,25; las mediciones recogidas con un sensor X Apogee original deben multiplicarse por 1,15*.
Los sensores de Apogee Instruments que se pueden utilizar en acuarios son los modelos:
En el caso de los corales, la radiación PAR puede medirse tanto a partir de la luz solar como de fuentes de luz eléctrica para garantizar que estos organismos reciben la luz o los fotones adecuados para una salud óptima. Pero hay que comentar, que los requisitos de PAR de los corales varían enormemente debido a las diferentes profundidades y condiciones del agua en las que se encuentran de forma natural.
