El cultivo del tomate bajo iluminación LED se está alejando de las recetas simples basadas en “más luz” o en combinaciones genéricas de rojo y azul. La investigación reciente apunta hacia un escenario mucho más sofisticado, donde la luz se entiende como una variable agronómica de precisión capaz de modular el crecimiento, la arquitectura de la planta, la calidad nutricional del fruto, la resistencia frente a enfermedades e incluso la vida útil poscosecha.
Un nuevo artículo científico publicado en Scientia Horticulturae revisa los principales avances publicados entre 2000 y 2025 sobre el uso de LED en tomate, uno de los cultivos hortícolas más relevantes a escala mundial. El trabajo no se limita a recopilar ensayos sobre luz roja y azul, sino que plantea una visión mucho más amplia: cómo la intensidad, el espectro, el fotoperiodo, la geometría de instalación, la medición, la sensorización y los sistemas IoT están cambiando la forma de producir tomate en entornos controlados.
El cultivo de tomate en entornos controlados
El tomate es un caso especialmente complejo dentro de la agricultura en ambiente controlado. A diferencia de cultivos de ciclo corto y estructura compacta, como lechugas, microgreens o hierbas aromáticas, presenta un ciclo más largo, una arquitectura vegetal más exigente y una relación delicada entre crecimiento vegetativo, floración, fructificación y calidad del fruto.
Por eso, su producción en plant factories o sistemas completamente artificiales ha sido tradicionalmente menos eficiente desde el punto de vista económico y energético. Sin embargo, la combinación de LED regulables, sensores, sistemas IoT, visión artificial e inteligencia artificial podría estar cambiando este escenario.
Esta es una de las ideas centrales de la investigación, que revisa los últimos avances en iluminación LED aplicada al tomate a partir de tres variables principales: la calidad de la luz, entendida como composición espectral; la cantidad de luz, medida a través de la intensidad; y la sincronización de la exposición, definida por el fotoperiodo. El estudio analiza cómo estos parámetros influyen en los procesos fisiológicos de la planta, en la acumulación de fitonutrientes y en la respuesta del cultivo frente a determinadas enfermedades y plagas.
La revisión también aborda aspectos clave para el diseño, la medición y el seguimiento de la luz en la producción de tomate fresco. En este sentido, identifica los factores lumínicos más relevantes en cada etapa de crecimiento y relaciona variables como espectro, intensidad, duración, geometría de instalación y homogeneidad con distintos rasgos productivos y biológicos observados en experimentos de agricultura en ambiente controlado.
Intensidad, espectro y fotoperiodo: la receta lumínica empieza en la plántula
Uno de los puntos centrales del estudio es que el diseño de iluminación para tomate no puede basarse únicamente en la cantidad de luz. La magnitud más utilizada en horticultura es la densidad de flujo de fotones fotosintéticos, o PPFD, expresada en µmol·m⁻²·s⁻¹. Este parámetro indica cuántos fotones útiles para la fotosíntesis llegan a la superficie de cultivo por unidad de tiempo, pero no describe por sí solo la calidad ni la distribución de esa luz.
En los ensayos revisados, la producción de plántulas y las primeras fases de desarrollo suelen trabajar con intensidades de entre 200 y 400 µmol·m⁻²·s⁻¹, combinadas con fotoperiodos de 16 a 20 horas diarias. En fases más sensibles, como el injerto, intensidades más bajas, de 100 a 150 µmol·m⁻²·s⁻¹, pueden ser suficientes para mantener la fotosíntesis y favorecer una respuesta equilibrada.
Estos datos desmontan una idea demasiado simplificada: más luz no siempre significa mejor cultivo. Una intensidad elevada puede mejorar la acumulación de biomasa y la fotosíntesis neta, pero también incrementar el consumo energético o provocar estrés si no se ajustan el espectro, la duración y el resto de condiciones ambientales.
El fotoperiodo también tiene un papel decisivo. Muchos estudios trabajan con unas 18 horas de luz al día, pero la revisión recoge ensayos en los que añadir dos horas de iluminación nocturna mejoró la salud de la plántula, la biomasa y la actividad radicular. Aun así, cada hora adicional de encendido debe evaluarse por su coste energético y por su efecto sobre el equilibrio fisiológico de la planta.
El espectro es el segundo gran eje. En producción de plántulas, una proporción elevada de rojo acompañada de una fracción moderada de azul suele favorecer el crecimiento vegetativo. Algunos estudios apuntan a relaciones rojo-azul próximas a 70:30, con el azul por debajo del 30%, para mejorar biomasa y actividad fotosintética. Pero el azul no actúa solo como complemento: influye en la morfología, la compactación de la planta, la actividad antioxidante y la calidad nutricional posterior.
El problema aparece cuando la proporción de azul supera determinados umbrales. En esos casos puede reducirse el crecimiento, disminuir el área foliar y limitar la altura de la planta. Ese límite depende de la intensidad total, la variedad y el contexto de cultivo: a bajas intensidades puede ser conveniente aumentar algo la proporción de azul, mientras que a intensidades medias o altas una presencia excesiva puede resultar negativa.
El rojo continúa siendo esencial para el crecimiento y la eficiencia fotosintética, pero la revisión destaca el interés de incorporar otras bandas, como verde, amarillo, blanco o rojo lejano. La luz verde puede mejorar la penetración dentro del dosel vegetal y favorecer una distribución más equilibrada de la energía lumínica. El rojo lejano, situado aproximadamente entre 700 y 750 nm, puede influir en la elongación, la arquitectura, la floración y la distribución de biomasa, aunque su uso debe controlarse para evitar respuestas no deseadas.
La geometría de la instalación es otro factor clave. La distancia entre luminaria y planta, el ángulo de apertura, la disposición de los módulos y el solapamiento de haces determinan no solo cuánta luz llega, sino cómo se distribuye. En horticultura no basta con garantizar una PPFD media adecuada: también hay que asegurar uniformidad espacial y espectral para evitar crecimientos desiguales y problemas de reproducibilidad.
Más allá del crecimiento: calidad nutricional, defensa vegetal y poscosecha
La revisión muestra que la iluminación LED no solo permite dirigir el crecimiento del tomate. También puede modificar la composición del fruto, especialmente en lo relativo a carotenoides, vitaminas y polifenoles.
El compuesto más destacado es el licopeno, responsable del color rojo característico y asociado al valor nutricional del fruto. Su acumulación depende de la variedad, la temperatura, la madurez y la radiación recibida. La luz roja puede favorecer su síntesis mediante rutas reguladas por fitocromos, mientras que la azul actúa sobre procesos relacionados con señalización hormonal, estrés oxidativo y metabolismo secundario.
La respuesta, sin embargo, no es lineal. Un exceso de radiación puede reducir el licopeno si genera sobrecalentamiento o estrés, y una proporción inadecuada de azul también puede limitar su acumulación. La luz debe funcionar como estímulo controlado, no como presión indiscriminada sobre la planta.
Uno de los resultados más interesantes recopilados por la revisión es que los mayores niveles de licopeno y β-caroteno se obtuvieron bajo una proporción azul:verde:rojo de 58:30:12, con picos en 460, 525 y 630 nm, una PPFD de 150 µmol·m⁻²·s⁻¹ y un fotoperiodo de 12 horas diarias. Para la luteína, el mejor resultado se asoció a una proporción distinta, 21:31:48, con las mismas bandas principales. Esto sugiere que una receta dominada por el rojo no siempre es la más adecuada para mejorar carotenoides.
La vitamina C sigue otra lógica. Según los estudios revisados, la luz azul parece especialmente útil para estimular la acumulación de ácido ascórbico. El mayor contenido de vitamina C se registró bajo luz azul monocromática de 430 nm, con una PPFD de 100 µmol·m⁻²·s⁻¹, durante 46 días y con un fotoperiodo de 12 horas diarias. Los polifenoles también responden de forma favorable a la luz azul, aunque las combinaciones con rojo y blanco pueden generar perfiles antioxidantes más equilibrados.
Desde el punto de vista productivo, esto implica que la iluminación LED puede utilizarse como elicitor abiótico: una señal ambiental capaz de activar rutas metabólicas de interés sin recurrir necesariamente a tratamientos químicos. La estrategia puede orientarse a mejorar color, incrementar antioxidantes, reforzar vitamina C, favorecer compuestos funcionales o alargar la vida poscosecha.
La revisión también analiza el uso de la luz en sanidad vegetal. Determinadas longitudes de onda pueden actuar directamente sobre patógenos o activar mecanismos de defensa de la propia planta. La luz azul entre 405 y 462 nm destaca por su capacidad para limitar el deterioro asociado a Botrytis cinerea. La luz verde ha mostrado efectos inhibidores frente a Botrytis en ensayos in vitro y poscosecha, mientras que la roja puede contribuir a la activación de defensas frente a bacterias como Pseudomonas cichorii y Pseudomonas syringae pv. tomato.
Las radiaciones UV-A y UV-C aparecen como herramientas potentes, pero delicadas. Pueden suprimir patógenos como Fusarium oxysporum, Oidium neolycopersicon o Penicillium expansum, además de activar enzimas relacionadas con la defensa vegetal. Sin embargo, exigen dosis cortas, controladas y medidas de seguridad para evitar daños en el cultivo y proteger a los trabajadores.
En plagas, la evidencia disponible es menor, aunque ya apunta a aplicaciones interesantes. La luz azul y la radiación UV pueden repeler la mosca blanca de invernadero (Trialeurodes vaporariorum), utilizarse en sistemas de monitorización y trampeo, o activar mecanismos de resistencia frente a trips. Este enfoque sitúa a la iluminación dentro de la gestión integrada de plagas y enfermedades, no como sustituto de otras medidas, sino como herramienta complementaria.
Sensores, IoT e inteligencia artificial: hacia una iluminación hortícola adaptativa
La digitalización es otro de los grandes ejes de la revisión. La iluminación LED para tomate alcanza su verdadero potencial cuando se integra con sensores, sistemas IoT, visión artificial, control remoto e inteligencia artificial. En ese contexto, la luz deja de responder a un programa fijo y pasa a formar parte de un sistema adaptativo, capaz de ajustarse al estado real del cultivo.
Para ello, la medición resulta fundamental. En horticultura no bastan métricas visuales como lux o lúmenes, pensadas para el ojo humano. El diseño debe apoyarse en parámetros como PPF, PPFD, DLI, PAR, ePAR y PBAR, junto con mediciones espectrales detalladas. Sensores PAR, medidores de DLI, espectrorradiómetros, cámaras RGB o hiperespectrales y fluorómetros de clorofila permiten conocer tanto el entorno lumínico como la respuesta fisiológica de la planta.
Esta información facilita la detección temprana de deficiencias nutricionales, estrés hídrico, enfermedades incipientes, variaciones de pigmentación o problemas de uniformidad. Integrada en arquitecturas IoT, puede alimentar sistemas con sensores y actuadores, comunicación inalámbrica o cableada, almacenamiento en la nube, paneles de control, alertas y gestión remota.
La incorporación de edge computing e inteligencia artificial refuerza esta capacidad de respuesta, al permitir análisis locales y decisiones más rápidas. En un invernadero de tomate, un sistema de este tipo podría ajustar la iluminación según la radiación solar prevista, la fase fenológica, la actividad fotosintética, la pigmentación del fruto o el riesgo de enfermedad.
El principal reto sigue siendo la estandarización. Muchos estudios y soluciones comerciales no documentan con suficiente detalle curvas espectrales, picos de emisión, distribución de PPFD, distancia entre luminaria y planta, uniformidad o duración de los tratamientos. Sin estos datos, los resultados son difíciles de comparar, reproducir e integrar. Para avanzar, la iluminación hortícola necesita una cultura de medición y documentación mucho más rigurosa.
Conclusión
El trabajo muestra que la iluminación LED está cambiando la producción de tomate en entornos controlados. Ya no se trata solo de aportar energía lumínica para sostener la fotosíntesis. La luz puede dirigir la arquitectura de la planta, mejorar la calidad nutricional del fruto, estimular compuestos bioactivos, reducir la presión de patógenos, apoyar estrategias poscosecha y alimentar sistemas digitales de control.
Pero también deja claro que no existen recetas universales. La respuesta del tomate depende de la variedad, la fase de desarrollo, la intensidad, el espectro, el fotoperiodo, la geometría, la uniformidad, la temperatura y el resto de condiciones de cultivo. Una solución válida para producir plántulas compactas puede no ser adecuada para aumentar licopeno. Un tratamiento útil frente a un patógeno puede resultar ineficiente o contraproducente si se aplica fuera de contexto.
La tendencia apunta hacia sistemas híbridos y adaptativos: invernaderos que aprovechen al máximo la luz solar, LED regulables, sombreado selectivo, sensores espectrales, visión artificial, IoT, modelos predictivos e inteligencia artificial. En ese escenario, la iluminación se integra dentro de una plataforma agronómica completa, donde cada fotón tiene una función productiva, fisiológica o sanitaria.
Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423826001019
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Fuente de imágenes: Magnific, ChatGPT* Imágenes procedentes de bancos de recurso gráficos o generadas por IA que no pertenecen a la investigación |
