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Con los invernaderos agrícolas se pretende
obtener un alto rendimiento en la producción y calidad de los productos a
desarrollar, aunque las condiciones ambientales exteriores sean desfavorables.
Dentro del invernadero hay que procurar que los factores que intervienen en el
desarrollo de los vegetales sean los adecuados. La Climatización regula la
concentración del anhídrido carbónico CO2 y el
oxígeno, la temperatura, la humedad, la luminosidad, amén de otros
factores que actúan muy relacionados entre sí y que necesitan estar
presentes de forma equilibrada.
Las zonas climáticas en España son muy diversas y las condiciones
favorables durante el invierno pueden resultar problemáticas en verano. En la
zona mediterránea, principalmente hacia el Sur, resulta más difícil
enfriar el invernadero en verano que calefaccionarlo en invierno. Habrá pues que
recurrir a técnicas distintas para alcanzar climas deseables.
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| Temperatura |
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La temperatura actúa sobre las funciones vitales de los vegetales resultando, en general,
crítica por debajo los cero grados o por encima de los 70 ºC. Fuera de estos límites mueren
o se aletargan. Las temperaturas óptimas son las indicadas en la Tabla 1.
| Producto | Temp. óptima | Calefaccionar por debajo de |
| Lechuga | 14-18 °C | 10 °C |
| Espinacas | 15-18 °C | -2 °C |
| Guisantes | 16-20 °C | 3 °C |
| Acelgas | 18-22 °C | -4 °C |
| Apio | 18-25 °C | 5 °C |
| Judías | 18-30 °C | 8 °C |
| Tomates | 20-24 °C | 7 °C |
| Pimiento | 20-25 °C | 8 °C |
| Pepino | 20-25 °C | 10 °C |
| Berenjena | 22-27 °C | 9 °C |
| Sandía | 23-28 °C | 10 °C |
| Melón | 25-30 °C | 9 °C |
| Calabacín | 25-35 °C | 8 °C |
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| Tabla 1. Temperatura |
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| Humedad |
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La humedad del aire interior de un invernadero es muy importante para
la vida de las plantas. Interviene en el crecimiento, en la transpiración, la
fecundación de las flores y en el desarrollo de enfermedades, cuando es excesiva.
La Tabla 2 muestra los valores adecuados a cada tipo de cultivo.
| Producto | Humedad |
| Tomate y pimiento | 50-60% |
| Berenjena | 50-60% |
| Melón y acelga | 60-70% |
| Judías | 60-75% |
| Lechuga | 60-80% |
| Sandía | 65-75% |
| Guisantes | 65-75% |
| Calabacín y apio | 65-80% |
| Fresones | 70-80% |
| Pepino | 70-90% |
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| Tabla 2. Humedad |
Si la humedad es excesiva dificulta la evaporación. Si es escasa aumenta la
transpiración hasta llegar a dificultar la fotosíntesis. La humedad, con la
misma cantidad de agua en el ambiente, varía con la temperatura por lo que debe
controlarse ambos parámetros para dar con las mejores condiciones. Una humedad
excesiva se corrige con ventilación, elevando la temperatura y evitando suelos
húmedos. Y por contra, se beneficia si es escasa, con riego, nebulización
de agua o superficies presentes de agua.
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Si las temperaturas reinantes en el invernadero están por debajo
de las óptimas habrá que recurrir a calefaccionarlo. Prescindiendo de
sistemas rudimentarios, los generadores de aire caliente con quemadores de aceite pesados
suelen resultar los más racionales, siendo prohibitiva la calefacción
eléctrica.
La calefacción debe compensar las pérdidas de calor por radiación,
renovación de aire, conducción, convección y por el suelo. Si se
prescinde de la renovación de aire, que suele ser nula en invierno, puede hacerse
el cálculo aproximadamente por la fórmula:
C = K . S . (ti-te)
- C = Kilocalorías/horas necesarias
- K = Coef. de transmisión de la cubierta (de 2,5 a 7)
- S = Superficie de la cubierta y paredes
- ti-te = Incremento temperatura en el interior respecto al exterior
Aunque se proyecte una calefacción discreta por motivos
económicos y no se pretenda alcanzar las temperaturas óptimas de la
Tabla 1, el importe de la calefacción resulta siempre importante.
Sólo como ejemplo indicativo dejaremos apuntado que para un invernadero de
4.000 m², con un coeficiente de transmisión medio y para un incremento de
temperatura de 10 ºC, de la aplicación de la fórmula indicada resulta
un aporte de calor, más un 10% por pérdidas diversas, de 250.000 kcal/h
equivalente a una potencia eléctrica de 290 kw.
En casos de una emergencia pasajera, puede evitarse la catástrofe, sin aportar
calor artificial, con la producción de humo o vapor de agua dentro del
invernadero.
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Según sea el material de la cubierta del invernadero la
radiación solar, que en la zona mediterránea alcanza hasta 600
W/m², puede determinar un sobrecalentamiento del aire interior muy alto. Esta
sobrecarga de calor hay que eliminarla tratando que la temperatura se acerque a las
óptimas señaladas. La gráfica de la Fig. 1 muestra la
diferencia de temperatura entre la interior y exterior de un invernadero cerrado,
sin aberturas, a lo largo de las horas del día.
Fig. 1. Variación de las temperaturas a lo largo del dia
Recurrir a una refrigeración mecánica a base de
compresor, bomba de calor, etc, es disparatado por el coste que supondría.
Hay que utilizar sistemas más económicos como la ventilación,
los paneles evaporativos, la nebulización y aspersión de agua y el
sombreado.
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La ventilación en un invernadero consiste en sustituir el aire
caliente interior del mismo por otra masa de aire más frío procedente del
exterior. Así puede evacuarse gran parte de la sobrecarga de calor rebajando la
temperatura y, a la vez, modificar la humedad y la concentración de gases.
Dos son los sistemas de ventilación que pueden adoptarse: Ventilación
Natural y Ventilación Mecánica. El sistema de ventilación debe
escogerse de acuerdo con tipo de cultivo y las características del edificio.
La descripción que va a hacerse de ambos sistemas obedece a construcciones
experimentales realizadas, más que a cálculos teóricos pero sí
que pueden señalarse como objetivos comunes el establecer unas renovaciones horarias
entre 45 y 60. La temperatura interior en un día soleado, será de 5,5 a 6,5
ºC por encima de la exterior con 45 renovaciones/hora y de 4,5 a 5,5 ºC con 60
renovaciones/hora.
Y que las entradas de aire se diseñen para que, en invierno, el aire exterior se
mezcle con el interior del local antes de incidir sobre las plantas.
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| 3.1 Ventilación natural |
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La ventilación natural se basa en que el aire caliente interior
del invernadero asciende y sale por aberturas en el techo con entradas laterales por los bajos
Fig. 2. Se establecen unas corrientes de aire que ventilan el espacio cubierto. El
montante de la ventilación lograda por este sistema depende del gradiente de temperatura
interior-exterior, de la intensidad y dirección del viento y de la construcción
del invernadero.

Fig. 2. Ventilación natural
La ventilación natural exige grandes aberturas, del 15% al 25% de la
superficie cubierta y decidir si aberturas centrales o laterales o la combinación de
ambas, Fig. 3. Para obtener una buena distribución del aire deben abarcar toda
la longitud de la nave y, para épocas frías o bien para poder regular la humedad,
es necesario poder cerrar de forma progresiva, parcial o total estas aberturas. La maniobra
puede ser manual o automática pero siempre será conveniente que esté
mecanizada, centralizando su mando. En cambios bruscos de la climatología hay que poder
reaccionar con rapidez y a cualquier hora, por lo que si el sistema es automático se
tendrá que equipar con sensores de lluvia y viento para actuar.
Fig. 3. Ventilación natural
Pero, con este tipo de ventilación es difícil conocer qué
renovación de aire se consigue, es imposible regular la velocidad de incidencia del aire
sobre las plantas, está demasiado condicionado a las condiciones meteorológicas
y en caso de invernaderos calefaccionados es difícil conservar la energía debido
al defectuoso cierre de ventanas o de las muy largas chimeneas centrales, sobre todo cuando las
naves envejecen después de un largo tiempo de uso.
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| 3.2 Ventilación mecánica simple |
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La ventilación mecánica consiste en renovar el aire con la
instalación de ventiladores electromecánicos colocados en la cubierta o bien
en la parte alta de un lateral de la nave, dependiendo de la anchura de la misma. Las entradas
de aire exterior se disponen por la parte baja de la pared opuesta a la de los ventiladores o
por ambas si la descarga es central, Fig. 4.
Fig. 4. Ventilación Mecánica Simple (Naves Anchas)
Fig. 5. Ventilación Mecánica Simple (Naves Estrechas)
Designamos como "simple" el hecho de vehicular aire del exterior,
con su temperatura y humedad y descargarlo, después de barrer el interior, evacuando
humedad, gases y carga de calor hacia el exterior. Es lógico que la temperatura mínima
interior que puede esperarse con este sistema sea a lo sumo la misma que la del aire exterior.
Las renovaciones de aire por hora N que se decidan, entre 40 a 60, indicarán el caudal
de aire necesario
Q (m³/h) = volumen del local x N
Y, el número de ventiladores será:
| N = |
| Q total |
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| q (caudal de un ventilador) |
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Los ventiladores se distribuirán a lo largo de la nave, en la
cubierta o un lateral, distanciados entre 7 a 10 metros uno de otro. En el caso de ventiladores
laterales se colocarán persianas de gravedad para evitar corrientes contrarias cuando
los aparatos estén parados.
Las entradas de aire se protegerán, hacia el exterior con rejas antipájaros o
roedores. Hacia el interior se dispondrán deflectores en caso que el aire exterior
entrante incida directamente sobre las plantas próximas.
La conexión eléctrica de los ventiladores se hará a través de
reguladores de velocidad que permitirán obtener regímenes de ventilación
distintos de acuerdo a las necesidades.
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| 3.3 Ventilación mecánica húmeda |
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Este sistema consiste en saturar de humedad el aire de entrada
haciéndoles atravesar unos paneles de gran superficie construídos
con material fibroso empapado de agua. Unos canales perforados a lo largo de la parte
alta de los paneles suministran agua continuamente que los mantiene mojados. Fig. 6.
Fig. 6. Ventilación Mecánica Húmeda (Sistema por depresión)
Fig. 7. Ventilación Mecánica Húmeda (Sistema por sobrepresión)
El aire exterior impulsado por un ventilador contra los paneles en el caso
de una instalación por sobrepresión o bien succionado por un extractor en la
pared opuesta de la nave, en el caso de depresión, penetra en el invernadero saturado
de humedad y con una temperatura más baja. Dentro del local se mezcla con el aire
ambiente y se evapora rebajando la temperatura y modificando su humedad. El aire a la salida
será la resultante de la mezcla, arrastrando también los gases existentes.
Con este sistema se renueva el aire, se enfría y varía su humedad. El enfriamiento
conseguido será tanto mayor como más seco sea el aire exterior, pudiéndose
alcanzar diferencias de 5 ºC. La eficiencia de la instalación se define como la
relación entre la diferencia de temperaturas entre el aire exterior y el inyectado al
interior y la del aire exterior y la del inyectado en caso de estar saturado al 100%. Pueden
alcanzarse rendimientos del 90%.
El diseño en la disposición de los ventiladores y los paneles deben resolver
los problemas de la velocidad del aire sobre las plantas y los gradientes de temperaturas
dentro del invernadero.
Algunos aspectos que hay que atender son :
La velocidad del aire a través de los paneles húmedos
deben estar entre 1 y 2 m/s.
La pérdida de carga de un panel no debe sobrepasar los 15
Pa con un enfriamiento de 3 ºC. Los paneles, que ocupan todo el largo de un lateral
del invernadero, deben tener una altura entre 0,5 y 2,5 m.
El caudal de agua para mojar los paneles verticales debe oscilar
entre los 4 y 10 l/min. por metro de longitud de los mismos.
Si los locales son muy anchos debe adoptarse la disposición
de ventilador de techo y entradas de aire, con paneles húmedos, en ambos laterales.
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| 3.4 Aspersión y nebulización de agua |
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Consiste en repartir por todo el local unos pulverizadores de agua que
difunden gotas por todo el ambiente. Según sea el tamaño de las gotas, por
encima o por debajo de los 200 µm., resultan gotas que mojan o forman niebla. Estas
gotas de agua se evaporan, absorbiendo gran parte de la energía solar recibida, con
lo que enfrían el ambiente.
Como este sistema no cuenta con ventilación resulta inferior a la ventilación
húmeda por lo que es aconsejable combinarlo con una ventilación simple.
Un inconveniente a señalar es que los equipos pulverizadores son muy delicados por
la facilidad de obstruirse los pequeños orificios de los chiclés con las
sales del agua.
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| 3.5 Sombreado |
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Más que un sistema en sí, el sombreado es un buen complemento
a cualquier sistema de refrigeración que se adopte consistente en colocar unos
parasoles, pantallas de protección, para paliar el exceso de radiación solar
sobre el invernadero. No obstante resulta difícil de instalar por razones de
tamaño, solidez mecánica, resistencia a los elementos meteorológicos
y de orientación exacta en caso de recurrirse al mismo de forma parcial.
También puede reducirse la temperatura de la cubierta, que emite calor hacia el
interior de forma importante, por aspersión de agua sobre la misma, si bien esta
medida requiere un gasto de agua elevado.
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