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miércoles, 3 de febrero de 2016

CONTROL DE BAJAS TEMPERATURAS EN INVERNADEROS-PRIMERA PARTE

             1.- IMPORTANCIA.      
            El control de las bajas temperaturas, es un aspecto que cada vez se le está dando más importancia en los cultivos de invernadero, ya que se ha comprobado que eleva la calidad y la cantidad de producción.


        El manejo de la temperatura de calefacción debe ser cuidadoso, debido a los altos costes de combustible. Lo importante es que la planta tenga esta temperatura óptima cuando
amanece, así la planta cuando reciba el primer rayo de sol, empezará hacer su actividad fotosintética. Se utilizará la calefacción durante la noche, pero se emplearán las temperaturas más elevadas,  a altas horas de la madrugada y primeras horas del día.

El control de las bajas temperaturas, es un aspecto que cada vez se le está dando más importancia en los cultivos de invernadero, ya que se ha comprobado que eleva la calidad y la cantidad de producción.

No nos podemos olvidar por otra parte, que el objetivo del cultivo de plantas en un invernadero es adelantar las producciones, y esto se consigue de mejor forma en las épocas frías, aumentando la temperatura del invernadero.

Por otro lado, debido a las bajas temperaturas y las altas humedades, aparecen gran cantidad de enfermedades que podríamos evitar haciendo un buen control del clima del invernadero.
 
 Siempre que hablamos de elevar la temperatura del invernadero, el primer pensamiento que aparece en el productor, son los altos costes de cualquier instalación de este tipo.
  
Con la calefacción no solo aumentamos la temperatura, sino que bajamos la humedad con lo que evitamos enfermedades en épocas de frío y altas humedades relativas, lo que redunda en una mayor calidad del producto. 
         También en los años fríos al haber menor producción los agricultores que tienen calefacción, obtienen mayor producción y calidad, y obtienen mayores beneficios.

         Todas las especies hortícolas que se cultivan en el sureste español tienen un origen subtropical, luego la calefacción afecta a todas por igual.

         La temperatura mínima que se va buscando, es de unos 12 ºC, y esto en muchas zonas de las que estamos hablando, por la noche se
alcanzan temperaturas de 0, 5,6ºC, etc.

         Por la mañana, abrimos ventanas cenitales y subimos la temperatura de calefacción no más de 2ºC por hora, ya que dañaría a la planta. Por ejemplo si queremos subir 4ºC antes del amanecer, deberíamos de hacerlo dos horas antes. Esto se debe hacerse así, porque las plantas que están acostumbradas a la calefacción siguen trabajando de esta manera, ya que están acostumbradas a no hacer ninguna parada. En cambio las que no tienen calefacción, si están acostumbradas a hacer una pequeña parada fisiológica.
        
     De esta forma se favorece una menor condensación en la planta y menor rajado de fruto.

      Además, el controlador climático va haciendo una apertura progresiva de la ventana, para que no se escape de golpe todo el calor del invernadero.

         Pero claro, cuando hablamos de calefacción debemos de hablar de dos aspectos:

Ø Temperatura Óptima biológica para la planta.
Ø Temperatura Óptima económica económica para el agricultor.

Lo cual, prácticamente nunca coinciden. Por eso se utiliza en momentos muy puntuales del año, debido principalmente a los costes del combustible.

  2.- OTROS SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN DE INVERNADEROS DURANTE PERÍODOS FRÍOS.

Existen distintos sistemas para calentar y mantener la temperatura, en el interior de un invernadero, como son:
• Empleo adecuado de los materiales de cubierta.
• Hermetismo del invernadero, evitando pérdidas de calor.
• Empleo de pantallas térmicas, cuyo uso permite mantener entre 2 y 4º C más en el interior del invernadero, con el consiguiente ahorro de energía. Dichas pantallas están justificadas en el caso de utilización de sistemas de calefacción.
• Condensación que evita la pérdida de radiación de longitud de onda larga, aunque tiene el inconveniente del goteo sobre la planta.
• Capas dobles de polietileno de 150 galgas o de polipropileno, para evitar condensaciones sobre cubierta, con el inconveniente de pérdida de luminosidad en el interior. Se emplea mucho en invernaderos sin calefacción.
• Invernaderos más voluminosos que permiten mayor captación de la luz y al mismo tiempo mayor pérdida de calor por conducción. La mayor inercia térmica de volúmenes grandes, permite un mejor control del clima.
• La propia masa foliar de las plantas, ya que almacenan radiación.

Actualmente, en la agricultura se emplean dos tipos de calefacción: por aire y por agua.


        3.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN
 El calor cedido por la calefacción puede ser aportado al invernadero básicamente por convección (transferencia de calor a través de un fluido) o por conducción (trasmisión de calor por contacto directo entre dos cuerpos). Por convección al calentar el aire del invernadero y por conducción se localiza la distribución del calor a nivel del cultivo.


Los diferentes sistemas de calefacción aérea o de convección más utilizados se pueden clasificar en:
• Tuberías aéreas de agua caliente.
• Aerotermos.
• Generadores de aire caliente.
• Generadores y distribución del aire en mangas de polietileno.

Los sistemas de distribución de calor por conducción se basan en tuberías de agua caliente, las diferencias entre ellos se encuentran en la temperatura del agua y su localización:
• Suelo a nivel de cultivo.
• Tuberías enterradas.


4.- CALEFACCIÓN POR AIRE.
En este caso se emplea aire para elevar la temperatura de los invernaderos. La calefacción por aire caliente, consiste en hacer pasar aire a través de focos caloríficos y luego impulsarlo dentro de la atmósfera del invernadero. 

La calefacción por aire se caracteriza por tener una baja inercia térmica, es decir,  calienta muy rápido cuando se pone en funcionamiento y baja la temperatura muy rápidamente cuando se desactiva.

                  La distribución del calor generado por una calefacción de aire caliente,  suele ser menos homogénea que el generado por una calefacción de agua, por ello es conveniente canalizar el aire caliente que generan los quemadores,  mediante tuberías flexibles de plástico perforado; con ello la distribución del calor es más homogénea en todo el invernadero.

                  La calefacción por aire es más económica que la calefacción
por agua, aunque no es tan estable como la calefacción por agua, ya que tiene menos inercia térmica; se calienta muy rápido, pero se enfría muy rápido también.

                  El sistema consiste en un ventilador por la parte trasera que expulsa aire, y esta corriente de aire pasa por el interior del calefactor donde hay un quemador que calienta el aire.                 
Mediante el controlador de clima se establece una temperatura mínima a la que se quiere mantener el invernadero, a partir de las cual si baja esta, empieza a funcionar el calefactor.

                  En este tipo de calefacciones hay que tener mucho cuidado con los gases que se expulsan: etileno, nitroso y nítrico y hacer revisiones periódicas.

                  En cualquier tipo de calefacción hay una serie de sensores de
temperatura y humedad, al mismo nivel de la planta.

                  Se recomienda acoplar unas bolsas de plástico perforadas a la salida del aire caliente del calefactor, ya que la distribución del aire del calefactor no es homogéneo.

Con estos tubos de plástico se evita también la acumulación de aire caliente, que se produce junto al calefactor y que afecta a la planta.

                  Tanto en la calefacción por agua como por agua, se busca un salto térmico (temperatura a elevar) de 10-12 grados centígrados. Luego la calefacción debe aportar unas 120 kilocalorías por metro cuadrado.

                  Es muy importante la distribución de la calefacción. En el caso de aire es más fácil de arreglarlo, que el caso de agua.

                  Cuando los quemadores se colocan en el interior del
invernadero, hay que tener mucho cuidado con los gases que expulsan al realizar la combustión, cuando estos no se canalizan al exterior. Un quemador en mal estado, o una combustión incorrecta debido a la falta de oxígeno, puede resultar muy peligroso,  tanto para el cultivo como para las personas que estén en el invernadero. Por ello a veces es conveniente,  abrir las ventanas para renovar y limpiar el aire del invernadero. 
        
Por todas estas razones,  existen dos tipos de generadores de aire caliente: los de combustión directa y los de combustión indirecta.

Los generadores de aire caliente por combustión indirecta, llevan los gases que se producen en la combustión al exterior del invernadero,  mediante una chimenea.
  
         Están formados por tres unidades: una cámara de combustión
alimentada por algún combustible, un cambiador de calor con una red de finos tubos metálicos,  y un ventilador para impulsar el aire del invernadero entre los tubos del cambiador. El cambiador de calor lo que hace es separar el aire caliente de los gases de combustión. Los derivados de azufre son fitotóxicos y no pueden inyectarse directamente en el invernadero, por lo que deber extraerse y sacar al exterior del invernadero.
        
Los generadores de aire caliente por combustión directa, no realizan esta separación entre el aire caliente y los gases de combustión, y utilizan combustibles tipo gas natural o propano, cuyo contenido de azufre es muy bajo.

         El mecanismo de funcionamiento de los generadores de aire caliente por combustión directa, es más sencillo que en el caso de los de combustión indirecta. Un ventilador extrae el aire, que se mezcla con un gas inflamable. Mediante
un electrodo producimos una llama,  que calienta el interior del invernadero.

Estos tipos de generadores de aire caliente,  suelen llevar  una serie de rejillas metálicas en la parte en la que se produce la combustión. Los productos que se derivan de la combustión,  son esencialmente vapor de agua y dióxido de carbono, siendo este tipo de calefacción un enriquecimiento de CO2 extra, para las plantas.

         Los generadores de aire caliente, sean del tipo que sean, se suelen
colocar a cierta altura, aunque pierden efectividad ya que el aire caliente tiende a ir hacia arriba.
  
            Un ventilador lanza una corriente de aire al interior de la cámara de combustión del generador, con lo que en su salida el aire ya caliente arrastra consigo gases de la combustión, que pueden crear problemas de fitotoxicidad debido a sus componentes azufrados.

   No realizan esta separación entre el aire caliente y los gases de combustión, y utilizan combustibles tipo gas natural o propano, cuyo contenido de azufre es muy bajo.

·             El mecanismo de funcionamiento de los generadores de aire caliente por combustión directa, es más sencillo que en el caso de los de
combustión indirecta. Un ventilador extrae el aire, que se mezcla con un gas inflamable. Mediante un electrodo producimos una llama, que calienta el interior del invernadero.

         En estos tipos de generadores de aire caliente, suelen llevar una serie de rejillas metálicas en la parte en la que se produce la combustión. Los productos que se derivan de la combustión, son esencialmente vapor de agua y dióxido de carbono, siendo este tipo de calefacción un enriquecimiento de CO2 extra, para las plantas. Los generadores de aire caliente, sean del tipo que sean, se suelen colocar a cierta altura.

En los generadores con intercambiador de calor o de combustión indirecta, la corriente de aire “no pasa” directamente a través de la cámara de combustión, sino que se calienta atravesando una cámara de intercambio. Por otra parte, la cámara de combustión elimina los gases que se producen en ella a través de una chimenea. 

      Están formados por tres unidades:

v Una cámara de combustión alimentada por algún combustible.
v Un cambiador de calor con una red de finos tubos metálicos.
v Y un ventilador para impulsar el aire caliente al invernadero entre los
tubos del cambiador.

El cambiador de calor lo que hace es separar el aire caliente de los gases de combustión. Los derivados de azufre son fitotóxicos y no pueden inyectarse directamente en el invernadero, por lo que deben extraerse y sacar al exterior del invernadero.

Los generadores de aire caliente pueden instalarse dentro o fuera del invernadero. Si están fuera el aire caliente se lleva hasta
intercambiadores que están establecidos dentro del invernadero.

 Cuando los generadores están colocados dentro del invernadero, los ventiladores aspiran el aire del invernadero por una parte del aparato, donde se calienta y es expulsado directamente a la atmósfera del invernadero.

También puede distribuirse por medio de tubos de plástico perforado, que recorren en todas las direcciones el invernadero.

En el caso de que el generador de calor esté en el exterior, el aire del invernadero retorna al generador con la ayuda de unos conductos termoaislantes, donde se calienta y es impulsado de nuevo por medio de otros conductos.

Normalmente el combustible empleado es gasoil o propano, y los

equipos están dotados de un sistema eléctrico de encendido con accionamiento a través de un termostato.


            Los sistemas de calefacción por aire caliente tienen la ventaja de su menor inversión económica y mayor versatilidad al poder usarse como sistema de ventilación, con el consiguiente beneficio para el control de enfermedades. Como inconvenientes pueden citarse los siguientes:

*      Proporcionan una deficiente distribución del calor, creando a veces turbulencias internas que ocasionan pérdidas caloríficas (menor inercia térmica y uniformidad).
*      Su costo de funcionamiento es elevado y si se averían, la temperatura desciende rápidamente.

La calefacción por aire se caracteriza por tener una baja inercia térmica, es decir, calienta muy rápido cuando se pone en funcionamiento, y baja la temperatura muy rápidamente cuando se
desactiva.
 
           Debemos colocar diversos sensores en el interior del invernadero, que nos revelen diversos parámetros medioambientales de este, ya que debemos tener especial cuidado con los niveles de dióxido de carbono que se generan tras la combustión, y que podrían perjudicar a las plantas así como a las personas que se encuentren en el invernadero.

Un quemador en mal estado, o una combustión incorrecta debido a la falta de oxígeno, puede resultar muy peligroso, tanto para el cultivo como para las personas que estén en el invernadero. Por ello a veces es conveniente, abrir las ventanas para renovar y limpiar el aire del invernadero.


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