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, que se pueden
emplear como pantalla térmica, 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.
Propio
follaje de las plantas, ya que almacenan radiación.
Sistemas
de calefacción por agua caliente o por aire caliente.
El
calor cedido por la calefacción puede ser aportado al invernadero
básicamente por convección o por conducción. Por convección al calentar el
aire del invernadero y por conducción se 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.
Banquetas.
4.1.1.
Calefacción por agua caliente.
Es
el sistema de calefacción aérea más tradicional y se basa en la
circulación de agua caliente o vapor procedente de un foco calorífico (caldera,
bomba de calor, etc.) por una red de tuberías. En la caldera el agua se
calienta a 80-90º C y las tuberías se colocan a unos 10 cm sobre el suelo,
que pueden ser fijas o móviles. Los sistemas antiguos tenían las tuberías
colgadas del techo lo que incrementaba los costos energéticos.
La
distribución del calor dentro del invernadero por el sistema de calefacción
central por agua caliente se puede hacer de dos formas diferentes:
Por
termofusión, con tubos de diámetro grande, con una ligera pendiente
unidescendiente.
Por
impulsión de bombas o aceleradores con tubería de diámetro menor y una
temperatura en el agua de retorno más elevada que en el caso anterior.
Las
características del sistema de calefacción del suelo por agua caliente que
más destacan, son:
Al
estar el calor aplicado en la base, la temperatura del aire del
invernadero es mucho más uniforme en comparación con la calefacción
tradicional por tubo caliente colgado del techo.
Para
calentar el suelo se puede utilizar agua entre 30 y 40º C y por tanto es
una forma de aplicación de energías alternativas como la geotérmica,
calor residual industrial y solar a baja temperatura.
Los
costos de bombeo de agua son mayores. Debido a que la caída de
temperatura del agua de calefacción en el invernadero es menor en los
sistemas a baja temperatura, se precisa bombera mayor cantidad de agua
para ceder la misma cantidad de calor.
Se
pueden usar materiales económicos como el polietileno en lugar de
tuberías más caras de acero o aluminio.
En
general, los sistemas de calefacción de suelo representan un ahorro de
energía.
Sus
costos de instalación son elevados.
4.1.2.
Calefacción por aire caliente.
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. Existen
dos sistemas:
Generadores
de combustión directa. 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.
Generadores
con intercambiador de calor. 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.
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 es retornado 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.
Se
puede definir una pantalla como un elemento que extendido a modo de cubierta
sobre los cultivos tiene como principal función ser capaz de variar el
balance radiativo tanto desde el punto de vista fotosintético como
calorífico. El uso de pantallas térmicas consigue incrementos productivos de
hasta un 30%, gracias a la capacidad de gestionar el calor recogido durante el
día y esparcirlo y mantenerlo durante la noche, periodo en el que las
temperaturas bajan sobremanera en los invernaderos del sureste español. Las
pantallas también son útiles como doble cubierta que impide el goteo directo
de la condensación de agua sobre las plantas en épocas de excesiva
humedad.
Así
las pantallas térmicas se pueden emplear para distintos fines:
a)
Protección exterior contra:
El
exceso de radiación con acción directa (UV) sobre las plantas,
quemaduras.
El
exceso de temperatura (rojo, IR cercano).
Secundariamente,
viento, granizo, pájaros.
b)
Protección interior:
Protección
térmica, ahorro energético (IR).
Exceso
contra el enfriamiento convectivo del aire a través de la cubierta.
Secundariamente,
humedad ambiental y condensación.
Existen
distintos tipos de pantallas, presentando la mayoría una base tejida con
hilos sintéticos y láminas de aluminio. La composición, disposición y
grosor de los hilos es variable, ofreciendo distintas características.
También
existen pantallas en las que se tejen directamente las láminas del material
reflectante entre sí o con otro tipo de lámina plástica (poliéster,
polipropileno, etc.). Otro tipo es adaptando el sistema de las mallas de
sombreo tradicionales, sustituyendo la llamada rafia de polipropileno o
polietileno por aluminio.
Así
mismo, las pantallas pueden ser abiertas o ventiladas y cerradas o no
ventiladas en lo referente al paso del aire. Las abiertas presentan la ventaja
de ser muy útiles en verano al permitir la evacuación del exceso de
temperatura y ofrecer propiedades térmicas, reflejando gran parte de la
radiación IR durante la noche. Las pantallas cerradas limitan las pérdidas
por convección del calor en el aire y reducen el volumen de aire a calentar
con lo que el ahorro de cara a la calefacción es mayor.
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