Climatización en períodos fríos

Durante el invierno, la temperatura nocturna que se registra en el interior de los invernáculos puede bajar hasta límites peligrosos para las especies en cultivo.

Para evitar estos descensos nocturnos de temperatura, se pueden aplicar sistemas de climatización. Estos sistemas se clasifican en activos y pasivos.

Sistemas activos

Los sistemas activos son:

• Sistemas por agua caliente
  • calefacción aérea
  • calefacción del suelo
  • acolchado radiante
• Sistemas por aire caliente

Son los que hacen intervenir importantes cantidades de energía, tanto para su instalación como para su funcionamiento.

Los más difundidos  pueden clasificarse de la siguiente manera:

Sistemas por agua caliente

Calefacción aérea
Tuberías de hierro distribuidas a lo largo de las paredes laterales del invernáculo, en la parte aérea y a nivel de la cubierta vegetal.
El agua caliente que circula por las tuberías proviene de una caldera y quemador, y los combustibles más usados son: fuel-oil, gas-oil y gas natural. La temperatura del agua alcanza los 60º C a lo largo de las tuberías.
Es un sistema bastante costoso, que se limita a producciones muy rentables.

Calefacción de suelo
Tuberías radiantes enterradas o sobre el suelo por las que circula el agua caliente.
Si bien está más difundido que la calefacción de aire, debe manejarse con precaución, pues el calor puede modificar las propiedades físico-químicas del suelo.

Se prefiere la tubería no enterrada para aprovechar mejor la emisión de calor hacia el ambiente. El material más corrientes el plástico, tanto en tubos lisos como corrugados o anillados (mayor superficie de emisión).

Acolchado radiante
Mangas de plástico flexibles dispuestas entre las líneas del cultivo por cuyo interior se hace circular agua de origen variable (solar, geotérmicas, centrales térmicas) entre 20 y 40º C. En estas mangas se han hecho unas soldaduras circulares dispuestas a determinadas distancias, en las que se depositan las plantas. 

Sistemas por aire caliente

Las partes fundamentales de estos equipos son

• Un ventilador que hace circular el aire, extrayéndolo del exterior o del interior del invernáculo.
• Un quemador preparado para quemar combustible.
• Un intercambiador de calor que tiene una serie de aletas que se calientan por la combustión y entre las que circula aire.

La salida de aire caliente se realiza a través de deflectores direccionales o bien de mangas de polietileno, provistos de una serie de orificios.

|--> Para tener en cuenta: Las ventajas de estos sistemas son: menor costo que los de calefacción por agua caliente.
Las corrientes de aire eliminan las condensaciones de la cara interior de los materiales de cobertura y el ventilador puede ser usado en verano para bajar las temperaturas excesivas.
Los inconvenientes más importantes son que se producen gradientes de temperatura en el interior tanto en el plano horizontal como vertical.

Por tener poca inercia térmica, en caso de avería se produce un enfriamiento rápido del invernáculo; y en caso de funcionamiento prolongado, puede disminuir la humedad relativa del aire del invernáculo hasta niveles perjudiciales para algunos cultivos.

Sistemas pasivos

Los sistemas pasivos son

• Doble techo y/o doble pared
• Pantalla térmica
• Aprovechamiento de la energía solar o geotérmica para calefaccionar
• Aspersión de agua sobre la cubierta

Son técnicas simples, más o menos costosas según los materiales que se utilicen, que hacen intervenir muy poca cantidad de energía, tanto para su instalación como para su funcionamiento.

Doble techo y/o doble pared
Consiste en colocar una doble cobertura en techo y/o paredes. la capa interior es de un polietileno de muy poco espesor y ubicado a muy corta distancia de la externa. El aire encerrado entre capaz actúa como barrera aislante; frenando el escape de calor desde el interior. Aumenta la eficiencia de este sistema, el insuflado de aire entre las capas, lo que sólo es posible en estructuras estancas.

Pantalla térmica
Es una cobertura de polietileno o de materiales aluminizados. Tienen por objeto impedir el escape de la radiación infrarroja larga emitida durante las noches por suelo y plantas, al mismo tiempo que reducen el volumen de aire en el interior del invernadero.

Las pantallas debe estar provistas de algún sistema de montaje que permita su corrimiento durante el día, a fin de no restar luminosidad a los cultivos.

Aprovechamiento de la energía solar o geotérmica para calefaccionar
Aunque de instalación costosa, el funcionamiento de estos equipos resulta económico. Su uso está limitado a regiones donde el recurso solar o geotérmico está disponible en abundancia.

En el caso de los paneles solares, su uso no se ha generalizado pues, muchas veces las dimensiones necesarias de éstos para captar la energía suficiente para calefaccionar, exceden las del propio invernadero.

Aspersión de agua sobre la cubierta
Técnica simple, utilizada en el sur de Italia, consiste en asperjar agua sobre la cubierta del invernadero durante las horas que se producen las heladas. Se forma una capa de hielo de un par de cm. de espesor que actúa como aislante al escape de calor del interior.

Aunque muy económico y sobre todo muy efectivo, tiene el inconveniente de utilizar un gran volumen de agua por noche, que debe ser canalizada o reciclada para evitar encharcamientos en los alrededores de las estructuras. Además, es importante utilizar agua con bajo contenido de sales, para evitar depósitos sobre la cubierta.

En nuestro país todavía todavía no se ha generalizado  el uso de sistemas de calefacción, fundamentalmente por problemas de costos.

En la región pampeana se recurre al encendido de carbón en tambores o latas para "salvar" un cultivo durante las noches de heladas, pero esta práctica no es en absoluto recomendable por los depósitos de combustión que quedan sobre los cultivos y en la cara interior de la cobertura, además de la concentración de humo que afecta el accionar de los operarios.

También suelen utilizarse hornillos donde se queman distintos combustibles de los que sale una tubería hacia el exterior, que recorre un sector del invernáculo.

Climatización en períodos cálidos

La climatización de invernáculos en períodos cálidos es, en la opinión de la mayoría de los especialistas, más difícil que en períodos fríos.

En esta situación, también se cuenta con sistemas pasivos y activos que tienden a mejorar las excesivas temperaturas y a evitar los descensos peligrosos de humedad relativa, los dos principales problemas que sufren los cultivos estivales bajo invernáculo.

Sistemas activos

Los sistemas activos son

• Paneles evaporantes.
• Aspersión de agua.

Paneles evaporantes o "cooling pad"
Enfrían y saturan de humedad el aire exterior que se introduce en el invernadero en su paso a través de los paneles. El enfriamiento es mayor cuanto más seco sea el aire exterior.

Los paneles alveolares se presentan en dos tipos: por sobrepresión y por depresión, tal como ilustran las figuras 1 y 2.

La elección entre los dos sistemas está determinada por la hermeticidad del invernáculo. El tipo depresión es el más simple y económico pero resulta poco eficaz en invernáculos con entrada de aire no enfriado.

Fig. 1 
Cooling por sobrepresión

Fig. 2
Cooling por depresión

Aspersión de agua
Se basa en la transformación de la energía radiante incidente en calor latente, por evaporación de microgotas de agua emitidas por aparatos de aspersión.

Se habla de brumización cuando las microgotas tienen un tamaño superior a los 200 micrones. Estas gotas caen sobre el suelo y el cultivo, de donde se evaporan más o menos rápidamente según las temperaturas de estas superficies.

Se habla de "fog-system" cuando las microgotas tienen menos de 100 micrones y quedan en suspensión en el aire hasta su completa evaporación.

A medida que disminuye el tamaño de la gota de agua aumenta el costo de los equipos de aspersión.

|--> Para tener en cuenta: la aspersión de agua sobre el techo del invernáculo no ha demostrado efecto en reducir la temperatura del ambiente, plantas y suelo.

Sistemas pasivos

Los sistemas pasivos son

• Ventilación natural.

• Sombreado.

• Pantallas aluminizadas.

Ventilación natural
Los intercambios de aire entre el interior de un invernáculo y el exterior constituyen un proceso que afecta considerablemente el clima del mismo. La renovación de aire tiene un impacto, no solamente sobre la temperatura del aire, sino también sobre el vapor de agua y el CO 2.

La ventilación de un invernáculo se caracteriza por la tasa de renovación horaria, número de veces en que el volumen de aire de un invernáculo se renueva en una hora.

De una correcta ventilación puede depender el éxito de un cultivo, por eso la importancia de su manejo de acuerdo con las condiciones del clima exterior y con las necesidades de los cultivos.

Sombreado

Se basa en la posibilidad de bajar la temperatura de un invernáculo disminuyendo la cantidad de energía radiante que penetra.

Los dos tipos de sombreado son:

El blanqueado con cal
Se recubre con cal y algún adhesivo las paredes y techo del invernáculo durante el período estival. La aplicación se hace generalmente con mochila. Es una práctica económica y eficaz. La concentración a usar depende de las necesidades del cultivo. Debe retocarse después de las lluvias y lavarse completamente a comienzo del otoño.

Sombreado con tejido agrícola
Mallas de polipropileno negro de distintas densidades de sombreado se tienden sobre el techo del invernáculo para disminuir la luminosidad incidente. Aunque más costosas que la práctica del encalado, tiene la ventaja de su rápida eliminación cuando ya no se necesitan.

Pantallas aluminizadas
Son telas con fibras metálicas que se colocan en el interior de las estructuras (como las pantallas térmicas en invierno). Los materiales metálicos o aluminizados reflejan la luz incidente. 

En la región pampeana, en invernáculos de plástico destinados a hortalizas, recién se están difundiendo en forma generalizada las prácticas del sombreado en verano. El encalado y el "embarrado" (barro + adhesivo) son las técnicas más utilizadas por su bajo costo.