Instalaciones, su acondicionamiento, limpieza y desinfección. AGAH0108

8.3. Variaciones de los factores ambientales: temperatura, luz y humedad

En un invernadero lo que se busca es que las condiciones interiores sean mejores para una planta que las exteriores. Estas condiciones están influidas por las condiciones climáticas exteriores, el material de cobertura y el material de estructura, siendo la temperatura y la iluminación las dos condicionantes más importantes.

Temperatura

La temperatura de un invernadero está condicionada al balance de radiación que ocurre en su interior y que es el principal elemento transmisor de calor. El material de cobertura (plástico o vidrio) de un invernadero se comporta de manera similar a la atmósfera, deja pasar la radiación solar y tiene cierta impermeabilidad a la radiación de onda larga o radiación terrestre, lo que produce el llamado efecto invernadero, que aumenta la temperatura en el interior del invernadero.

Pero también hay que tener en cuenta otros tipos de transmisión de calor en un invernadero, como la conducción y la convección. Según Hermida Bun (2000), el mecanismo de transmisión de calor por conducción es un transporte de energía a nivel molecular originado por una diferencia de temperatura. Y el mecanismo de transmisión de calor por convección es el transporte turbulento de calor debido al movimiento de masas de moléculas.

Con respecto a estos fenómenos de transmisión de calor, ¿qué ocurre dentro de un invernadero?

Conducción

Los materiales de la estructura tienen más temperatura en su cara interna que la externa. Al producirse esto, el calor se transmite desde dentro hacia fuera, luego existirá una pérdida de calor hacia el exterior. Cuanto mayor sea el viento exterior mayor será la pérdida.

Convección

Las plantas emiten calor producido por la evaporación de agua a nivel de las hojas. Este calor está en contacto con el aire, provocando un calentamiento de este aire. El aire, una vez calentado, al ser menos denso, asciende y desplaza el aire frío hacia abajo, de tal manera que genera un movimiento cíclico de aire continuo. Pero como los invernaderos no son totalmente herméticos, el aire caliente se pierde por las aperturas de ventilación, que normalmente se sitúan en la parte superior. Y el aire frío entra por otras aperturas de ventilación que se sitúan en la parte baja de estos.

En resumen, son dos mecanismos de pérdida de calor de un invernadero debido al balance de radiación que ocurre dentro de este.

Existe otra pérdida de calor dentro de un invernadero, las pérdidas por el suelo, ya que este absorbe, refleja y transmite calor. Los suelos arenosos absorben más calor que los arcillosos y los húmedos más que los secos, con lo cual un suelo arenoso y húmedo transmite más calor.

Nota

Si las pérdidas de calor totales son elevadas, puede ser que la planta no crezca y sea necesario el apoyo de calefacción.

Luz

La iluminación interior en también de gran importancia porque de ella depende la fotosíntesis. Las variables que afectan a la cantidad de luz de un invernadero son:

El conocimiento de la luminosidad potencial se utiliza para modelizar invernaderos.

Las cubiertas circulares son las que mejor captan la luminosidad; las planas, las que menos. La orientación este-oeste es la mejor, sobre todo en invierno y otoño.

El ángulo de la cubierta también afecta a la luz. A mayor inclinación, mayor captación de luminosidad. En verano, el ángulo de inclinación de la cubierta no afecta a la iluminación, ya que el sol incide perpendicularmente en la cubierta.

Con respecto al material de la cobertura, el PE de baja densidad es el material que mejor transmite la luz, después del vidrio. Pero esta cantidad de luz puede ser reducida en función del tipo de estructura fija que se utilice para construir el invernadero.

Humedad

Conforme penetra la radiación solar dentro de un invernadero, la temperatura aumenta, el aire del interior se calienta y, al calentarse, tiene más capacidad de retener humedad del ambiente. Al incrementar la humedad del ambiente, la planta retiene más agua y transpira más, con lo que es capaz de crecer más y formar más materia seca.

Pero cuando la cantidad de agua en el suelo es excesiva, el aire que hay dentro del invernadero puede llegar a saturarse, y la planta deja de crecer ya que se produce el cierre de los estomas, y con ello el intercambio gaseoso y la fotosíntesis. Además, aumenta la probabilidad de una propagación de enfermedades.

Llegados a este puntos de humedad alta y temperatura alta, es necesario ventilar los invernaderos, para que el ambiente húmedo y cálido se renueve.

Otro problema de los ambientes húmedos y cálidos en el interior de los invernaderos es la condensación del aire en las paredes, produciendo “gotitas” de agua que al caer dañan el cultivo además de propagar enfermedades. Para evitar la condensación del aire es necesario ventilar y usar calefacción.

Nota

También se pueden usar plásticos “antigoteo”, que no evitan la condensación pero sí el “goteo”.

8.4. Instalaciones y montaje

Los invernaderos están constituidos por:

1 Material de cobertura: responsable del mayor o menor efecto invernadero.

2 Material de estructura: responsable de darle forma al invernadero, soporta las cargas.

Nota

Para el diseño de un invernadero tendremos que tener en cuenta tanto la ubicación, el cultivo, la mano de obra y la comercialización.

Ubicación

En cuanto al punto de ubicación de nuestro invernadero, debemos tener en cuenta ciertos aspectos:

1 Conocer las condiciones climáticas de temperaturas máx. y min., heladas y luminosidad potencial. Con esto estaremos a disposición de elegir especies, tipo de estructuras, etc.

2 Conocer el régimen de viento para saber la altura de los invernaderos y el diseño de la ventilación.

3 La orientación tiene que ser aquella que en los meses de mínima luminosidad permita captar la máxima luminosidad. En el hemisferio Norte es recomendable la orientación E-O.

4 Características fisiológicas del suelo, pudiendo optar por el uso del suelo natural o “cultivos en sustratos”.

5 El relieve, para las obras de preparación del suelo.

6 Servicios, como la electrificación, líneas de comunicación, agua, etc.

Cultivo

Hay que ver si los requerimientos de temperatura, luz y agua se aportan con el clima de la zona o hay que apoyarlos con algún dispositivo de control.

Mano de obra

Hay que saber si se dispone de la mano de obra, tanto en calidad como en cantidad.

Comercialización

Conocer las posibles salidas del producto en la zona, mercados accesibles y la mano de obra de se dispone para manufacturar el producto (etiquetado, envasado, etc.).

Recuerde

La orientación tiene que ser aquella que en los meses de mínima luminosidad permita captar la máxima luminosidad.

Normativa

Construcción de invernaderos. UNE 76-208/92

Es una norma creada por AENOR para la realización de invernaderos. Los aspectos más destacados son:

1 La altura en hombrera (pilares) no debe ser inferior a 2,5 m.

2 La altura en cumbrera debe ser inferior a 3,8 m.

3 Puertas de una hoja (1,5 × 2,4 m).

4 Puertas de dos hojas (3 × 2,4 m).

5 Los canalones de recogida de agua deben soportar en el punto medio entre dos apoyos una fuerza máxima de 980N, tienen que ser accesibles para una fase de limpieza y cada 50 m hay que colocar un bajante intermedio.

6 Las normas que regulan los plásticos son:PE: UNE 53-328.PVC: UNE 53-324.Placas rígidas: UNE 53-301.

7 Las cargas pueden ser:Permanentes (peso del material de cobertura y de la estructura, elementos colgantes como ventiladores y calefactores, etc.).Accidentales (nieve, viento y sísmicas).

8 Las aperturas de ventilación deben ser uniformes y estar situadas tanto en los laterales como en el techo (cenitales). La disposición debe ser tal que cuando estén abiertas el aire no incida directamente en el cultivo. En general, se debe cumplir lo siguiente:

9 En cuanto a la hermeticidad, un invernadero con la superficie de ventilación cerrada, debe permitir tres ciclos de renovación de aire natural a la hora, calculados en ausencia de viento y una diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de 10 ºC.

8.5. Dispositivos de control y automatización

Las componentes climáticas son los elementos más importantes en el funcionamiento de los invernaderos. Es por ello que es necesaria la regulación correcta de todas ellas.

Del conjunto de variables climáticas que puedan regularse dentro de un invernadero, la temperatura es la más importante, pero hay otras como la humedad, luz, CO2, etc., que en determinados lugares es necesario regularlos.

Temperaturas bajas (calefacción)

La regulación de las temperaturas frías en el interior de un invernadero la podemos hacer a través de:

La atmósfera

1 Mediante agua caliente. Con un sistema formado por una caldera de combustible fósil que calienta agua y un sistema de tuberías de acero galvanizado (2”) o paneles que transportan el agua calentada. La temperatura de salida oscila entre 80-85 ºC y la de retorno tiene que ser superior a 55 ºC. Es un sistema que mantiene bien la temperatura pero su instalación y mantenimiento lo encarecen. A veces, es necesario introducir ventiladores para que homogenicen el aire, ya que el calor suele concentrarse más en las zonas cercanas a las tuberías y los paneles.

2 Mediante aire caliente. Se calienta una masa de aire por medio de una resistencia eléctrica que la introduce dentro del invernadero mediante:Sistemas aerotérmicos: expulsan aire caliente humedecido, no desecan el ambiente.Sistema aereotérmicoGeneradores: calientan directamente el aire, desecan el ambiente.

El suelo

Se utilizan tuberías de acero galvanizado, que se colocan directamente en el suelo o enterradas. Calientan el suelo por conducción de manera muy efectiva, mejor que si se calienta directamente el ambiente, pero presenta algunos inconvenientes, ya que dificultan las labores. Al calentar el suelo, puede interferir en las propiedades físicos-químicas del suelo y crea un desequilibrio de temperatura entre la raíz y la parte aérea que aún no está muy claro si afecta negativamente a la producción de materia seca.

Recuerde

En los invernaderos lo que se busca es que las condiciones interiores sean mejores para una planta que las exteriores. Estas condiciones están influidas por las condiciones climáticas exteriores, el material de cobertura y el material de estructura, siendo la temperatura y la iluminación las dos condicionantes más importantes.

Temperaturas altas (refrigeración)

Hay épocas del año en el que las temperaturas son excesivas, sobre todo en zonas del Mediterráneo, así que es muy importante reducir la temperatura de los invernaderos:

1 Encalando o blanqueando las cubiertas.

2 Creando sombras artificiales.

3 Creando una convección (movimiento de aire).

4 Evaporando agua dentro del invernadero.

Encalando o blanqueando las cubiertas

Consiste en pulverizar a presión los techos y las paredes con cal o pintura. Lo que se consigue con esto es que se refleje la radiación solar incidente y reducir así la penetrada reduciendo la temperatura interior. Es un sistema barato, sencillo de realizar y aplicable en muchos tipos de invernaderos, pero tiene algunos inconvenientes, ya que su aplicación no es homogénea. Cuando llueve, se elimina parte, se deteriora el plástico y durante los días nublados la fotosíntesis se reduce bruscamente.

Creando sombras artificiales

La mejor forma de crearlas es mediante la colocación de mallas, que sombrean parte del invernadero. Hay que intentar que las mallas permitan el paso de una determinada cantidad de radiación solar al medio día para asegurar la fotosíntesis. Se colocan tanto en el interior como en el exterior del invernadero. En verano se colocan durante el día para evitar las altas temperaturas, pero en invierno se colocan por la noche porque evitan la pérdida de radiación de onda larga, reduciendo así las pérdidas de calor.

Mallas para producir sombras en invernaderos

Creando una convección

La convección la podemos crear de manera natural o artificial (forzada).

Convección natural

Consiste en abrir una superficie de ventilación, que puede ser lateral o cenital (en la parte superior de la cubierta), para renovar el aire caliente interior. Lo más efectivo es utilizar las dos combinadas.

Ventilación natural

Esta apertura y cierre puede ser mecanizado mediante un dispositivo de seguridad con un termostato y un anemómetro.

Nota

El aerostato predomina sobre el termostato, para evitar que se abra si existen fuertes rachas de viento, aunque la temperatura sea alta.

Dispositivo “aerostato”

Convección artificial (forzada)

Consiste en colocar ventiladores y extractores para que potencien la entrada y salida del aire, y así renovar mejor el aire más cálido interior. Es un sistema totalmente controlable y reduce la humedad en el interior. Su instalación es cara y consumen mucha energía, con lo cual no es muy utilizado.

Evaporando agua

Al evaporar agua en el interior de un invernadero, se produce una reducción de la temperatura por refrigeración del ambiente. Existen varios sistemas:

1 Sistema cooling. Consiste en colocar en una de las paredes del invernadero una pared porosa humedecida permanentemente y, en la pared opuesta, un extractor. El objetivo es crear una “depresión” y forzar que entre aire en el interior del invernadero por la pared porosa. Este aire, al estar caliente y pasar por la pared porosa humedecida, produce una evaporación que consigue reducir la temperatura en el interior.Sistema “cooling”

2 Sistema fogs (nebulizadores). Consiste en pulverizar agua a presión mediante boquillas con turbinas. El agua se nebuliza en pequeñas “gotitas”, que producen una evaporación de estas y consiguen reducir la temperatura en el interior.Sistema de nebulizadores

Sabía que...

Cooling es una palabra inglesa que significa “refrescante”.

Iluminación artificial

Las plantas tienen unos mecanismos que detectan la duración y la intensidad. Podemos interferir en estas dos variables de la siguiente manera:

1 Duración de luz. Mediante focos con efecto fotoperiódico (bombillas de wolframio y tubos fluorescentes). Se modifican procesos fisiológicos de las plantas adelantándolos o atrasándolos.

Ejemplo

Retrasando la floración en plantas ornamentales con focos de baja potencia (60-70 W).

Iluminación artificial

1 Intensidad de luz. Mediante focos de gran potencia (lámparas de sodio, vapor de mercurio, etc.) de 250-1000 W. También se pueden utilizar mallas opacas para reducir la intensidad de luz.

Aplicación práctica

Un agricultor compra una pequeña parcela de regadío cerca de la Vega del Genil, en la provincia de Granada, y está decidido a instalar en ella un sistema hortícola bajo plástico de tomates. ¿Qué sistema le recomendaría y cómo podría llevarlo a cabo, teniendo en cuenta que sus recursos económicos son limitados?

SOLUCIÓN

El sistema más económico del cultivo bajo plástico es el acolchado, ya que consiste directamente en “echar” en el suelo un plástico. Necesita poca mano de obra, y como la parcela es pequeña se puede hacer manualmente.

El plástico que utilizaría sería un PVC flexible, ya que es más económico y, como en la Vega de Granada se pueden registrar temperaturas bajo cero, es importante que el plástico sea transparente para que deje pasar la radiación solar y produzca por la noche radiación terrestre, y así calentar más el suelo donde germinará el cultivo.

Aplicación práctica

Se quiere construir un invernadero tipo “capilla” en la provincia de Almería. Describa cuáles son los principales dispositivos para el control de la temperatura a tener en cuenta.

SOLUCIÓN

En todas las zonas donde se construyen invernaderos en la provincia de Almería se registran temperaturas muy altas en verano. Durante el invierno, las temperaturas no son excesivamente bajas, con lo cual, los dispositivos de control serían para controlar las altas temperaturas dentro del invernadero:

1 Encalado de cubiertas, solo si fuese necesario.

2 Colocación de mallas opacas en el interior del invernadero para crear sombras artificiales.

3 Creando una convección, mediante la apertura lateral de ventanas y aperturas cenitales.

4 Evaporando agua dentro del invernadero mediante un sistema de pulverización de agua con nebulizadores.

9. Resumen

La horticultura forzada es aquella que modifica principalmente los condicionantes climáticos (luz, temperatura, agua, viento, etc.) que afectan al crecimiento normal de un cultivo para intentar sacarlo al mercado de manera extratemprana o extratardía, creando así más competitividad.

Básicamente, consiste en colocar “encima del cultivo” un plástico, haciendo que por sus características se comporte de manera similar a la atmósfera (permeable a la radiación solar e impermeable a la radiación terrestre), produciendo que la temperatura sea mayor debajo de él, y así favorecer algunos de los condicionantes más importantes.