Movimiento del Aire Caliente en el Invernadero

Autor: Ing. Fernando Hernández

 

El movimiento del aire en el invernadero es de vital importancia en las zonas tropicales en especial por debajo de los 1000 metros sobre el nivel del mar, donde la alta radiación solar calienta el aire dentro de las estructuras, produciendo daños a los cultivos, si los mismos no están convenientemente diseñados, en este capitulo se analizará la forma que debe tener un invernadero en las zonas tropicales calidas.

 

La constante solar, dice que en un invernadero, inciden en zonas tropicales casi 2 calorías por centímetro cuadrado por minuto, de esa energía, una muy pequeña parte se convierte en alimento para las plantas a través de la fotosíntesis, el resto se transforma en calor, que debe ser evacuado de alguna manera, de lo contrario las plantas se podrían cocinar vivas.

 

De hecho, el proceso de desinfección por solarización cubre el suelo con un plástico, evitando que el calor salga del mismo y eleva la temperatura a tal magnitud, que mueren todos los patógenos y semillas de malezas, por su puesto que en esas condiciones las plantas no pueden sobrevivir.

 

Cada cultivo tiene una temperatura optima para producir, así como una temperatura máxima y mínima a la cual pueden sobrevivir, si se supera esas temperaturas extremas, es decir por arriba de la máxima y por debajo de la mínima, la planta muestra evidentes daños y se afecta de forma importante el rendimiento del cultivo, a medida que la temperatura se acerca mas a esos límites extremos, el rendimiento se afecta en forma proporcional.

 En este documento se analizará el tema de las altas temperaturas presentes dentro de los invernaderos en zonas tropicales por debajo de 1000 metros sobre el nivel del mar.

 

Efecto de la altura del invernadero sobre el movimiento del aire.

 

A mayor altura del invernadero, mayor será el gradiente térmico adentro, eso quiere decir, que el aire caliente se moverá hacia arriba y el aire en las proximidades del cultivo serán mas frescas, por eso se dice, que en los invernaderos tropicales, se deben tener sus techos a una altura mínima de 4 metros y la altura mayor puede ser de cinco o seis metros, dependiendo de la forma del techo y la pendiente del mismo, que están mas relacionados con el manejo del agua de lluvia y la velocidad con que se evacua el agua del techo.

 

En las zonas tropicales frescas, como la Sabana de Bogotá, esa exigencia de la altura, no es tan marcada, tampoco lo es en invernaderos pequeños, donde exista una buena apertura en las paredes, el intercambio de aire será suficiente para refrescar el invernadero, ahora si el mismo además de largo, es ancho, por ejemplo mas de 20 metros de ancho, esa altura de cuatro metros mínima es imprescindible.

 

Efecto de la forma del invernadero sobre el movimiento del aire:

 

La apretura cenital es ese espacio libre que hay entre techo y techo en la parte superior del invernadero, en la medida que ese espacio sea mas grande, hay mas posibilidad de evacuar el aire caliente y permitir que entre aire fresco por los lados, un buen diseño en el trópico calido, mide muy bien la relación, entre la apertura cenital y las paredes laterales del invernadero.

 

La relación entre el ancho y el largo, también determina que tan caliente  o frío es un invernadero, será mucho mas caliente, una casa de cultivo de una hectárea que mida 100 x 100 metros, que tres invernaderos separados que midan 33 metros de ancho por 100 de largo. No se aconseja que ninguna casa de cultivo, mida mas de 100 metros de largo, ni que tenga mas de 33 metros de ancho.

De hecho los mejores invernaderos tropicalizados que hemos visto, miden 28 metros de ancho. El espacio entre cada casa de cultivo, debe ser tal, que permita el paso del aire y la evacuación del calor. Esta restricción, no aplica en climas frescos, como las inmediaciones de la capital de Colombia.

 

Es de destacar, que mientras mas alto es un invernadero, las columnas deben ser mas fuertes y requieren de tubos mas gruesos. Para que las paredes sean mas largas, sin construir un invernadero mas alto, se construyen esas paredes en forma inclinada, tal como la hipotenusa de un triángulo y la trigonometría dice que ese lado inclinado es mas largo, que si la pared tiene forma vertical, ya que el lado vertical es uno de los catetos de un triángulo rectángulo y la pared inclinada pasa a ser la hipotenusa, que siempre es mas larga que los catetos del triángulo.

 

En el segundo esquema, observamos que pasa con el movimiento del aire dentro de un invernadero de tres naves, en el se observa que la nave central, se calienta mas que las naves laterales, la cantidad de aire que entra es menor, que la que puede entrar, si el invernadero tiene solo una nave, como en el primer esquema. Mientras mas naves se coloquen juntas, mas caliente va a ser la casa de cultivo. Como conclusión no se recomiendan invernaderos de mas de tres naves juntas, si estamos en la zona tropical calida.

 

En el tercer esquema, tratamos de presentar como son los invernaderos en Colombia y se observa que en el centro de la casa de cultivo el techo y las paredes son mucho mas altas que en los extremos, eso crea una corriente de aire en sentido longitudinal, que ayuda de manera decidida a enfriar el invernadero, se posee entonces un refrescamiento transversal y uno longitudinal.

 

Efecto del tipo de paredes del invernadero sobre el movimiento del aire.

 

Las paredes del invernadero nos presentan un conflicto de intereses muy agudo, el control de plagas como trips, áfidos y moscas blancas exigen la presencia de una malla antiáfidos en las paredes que tienen unos huecos muy pequeños que dejan pasar poco aire y calientan el invernadero, por otro lado la termodinámica nos dice que sin mallas y obstáculos en las paredes, el aire fluirá libremente refrescando al invernadero. Hay que decidir que hace mas daño al cultivo si la plaga o el calor, podemos controlar las plagas con agroquímicos y productos biológicos o podemos controlar el calor con sombreamientos, ventiladores y nebulizadores, todas estas estrategias serán analizadas en artículos posteriores.

 

Efecto de los automatismos del invernadero sobre el movimiento del aire.

 

Existen automatismos que permiten abrir y cerrar las paredes y la apertura cenital, movidos por sensores dentro de los invernaderos, en días nublados no hace falta que estén abiertos, durante la lluvia decididamente se encuentran cerrados y cuando hace calor se abren al máximo. A nuestro parecer estos mecanismos, encarecen mucho los invernaderos y su aplicación práctica se encuentra en las zonas templadas donde en invierno están cerrados y en el verano están abiertos, en nuestras zonas tropicales todo el año es verano como en las zonas de clima calido o todo el año es primavera como en la Sabana de Bogotá, por lo que los invernaderos deben tener las ventanas siempre abiertas o siempre semicerradas.

 

En todo caso el diseño del invernadero es clave para su comportamiento termodinámico, en el trópico por lo general no nos interesa subir la temperatura como en las zonas templadas, en nuestro caso lo mas interesante es manejar el calor.

 

Si usted quiere que analicemos el lugar donde piensa construir su invernadero puede visitar nuestro programa de asistencia técnica por Internet, es preferible corregir un invernadero antes de construirlo que remendar los errores de diseño.

También le podemos dar una segunda opinión del invernadero que le está ofreciendo algún vendedor de invernaderos si duda de lo que le está ofreciendo.

Si usted quiere mejorar el desempeño térmico de sus invernadero también le recomendamos el programa de asistencia técnica por Internet, si nos desea hacer alguna observación o aporte que enriquezca esta página web escribanos a nuestro correo electrónico comentarios@agro-tecnologia-tropical.com

Advertencia: este texto ha sido escrito para dar información a los agricultores, por lo tanto  los estudiantes, profesores y científicos deben visitar el artículo sobre extensión agrícola para ver el alcance de nuestra página web