Estructuras de invernadero

Estructuras de invernadero

Para los que se dedican a la producción de invernadero, el análisis de las estructuras y la cubierta debe ser un tema constante. La razón de ello es que la eficiencia de éstas radica en su adaptación a las condiciones climatológicas para lograr el máximo rendimiento.

La mayoría de los productores se pregunta acerca de la apertura de las ventilas, la capacidad de carga, la altura a la canaleta y otras cuestiones relacionadas con el diseño del invernadero. Sin embargo, a pesar de su gran influencia, muy pocos se detienen a pensar en las condiciones del clima y la necesidad de contar con una u otra característica en el invernadero, y sobre todo en su versatilidad de adaptación a las cambiantes condiciones del clima. .

Por ello, antes de analizar los componentes de una estructura de invernadero, me gustaría recordar que hace aproximadamente 350 años, nació en Londres Edmon Halley quien es considerado el fundador de la geofísica científica por su análisis de los monzones, que le permitió crear hipótesis sobre el movimiemto del aire y las mareas. Cabe mencionar que el astrónomo real fue contemporaneo de Isacc Newton y Blaise Pascal. Estos temas a propósito del cambio climático pueden ser del interés de nuestros lectores.

 

Sal y jabón 

Halley era hijo de un próspero agricultor que como un complemento a sus actividades tenía intereses en el comercio de la sal y los jabones en Londres. Gracias a ello, Halley estudió en el Queen’s College de Oxford astronomía, geología, física y matemáticas. Posteriormente ingresó a la Royal Society en 1678, donde publicó la mayoría de sus importantes trabajos de investigación sobre el comportamiento del clima.

Parte de los estudios realizados por el astrónomo nos permiten ahora saber que, si bien medimos la temperatura con termómetros de mercurio, existen otras variables no menos importantes, como es la humedad relativa, que no es otra cosa que la cantidad de vapor de agua que se encuentra en cada metro cúbico de aire, y sobre todo el mayor o menor acercamiento con el máximo valor que puede contener el aire a cada cambio de temperatura. Por encima de ese valor máximo, el agua ya no puede existir en forma de vapor y se condensa en gotitas de agua líquida que se precipitan.

Casi todos sabemos que la condensación es un problema que debemos evitar a toda costa en el interior de un invernadero, y para ello es necesario adentrarnos en los estudios de Halley. 

De tal forma, cuando baja la temperatura, la presión del aire es baja (es decir, con muy poco vapor de agua) y esto nos lleva a la condensación; o cuando es muy baja, al granizo o la nieve. Por el contrario, cuando la temperatura es alta, aumenta la presión y el volumen de vapor de agua.

En conclusión, tenemos que la presión y la temperatura varían en la misma forma y al mismo tiempo. 

 

Energía y calor

Otro aspecto importante tiene que ver con la radiación y la emisión de ondas infrarrojas, ya que sabemos que la luz al penetrar en la cubierta del invernadero genera energía, que se mide en watts por metro cuadrado. Generalmente en México disfrutamos de 800 a 1,200 W/m2 en días soleados, y de 600 W/m2 en los días nublados. La cantidad de energía que podamos capturar en el invernadero dependerá de las características de la estructura, pero con ocho horas de sol, un invernadero podría captar de 0.8 a 2.5 kWh/m2, o sea, desde 8,000 hasta 25,000 kWh/ha.

La captación de energía dependerá de la eficiencia de la estructura. Igualmente habrá que considerar que al calentarse el invernadero, en su interior se generaran ondas electromagnéticas un poco más largas que las ondas de luz, llamadas radiación infrarroja, las cuales dependen en gran medida de la temperatura de los cuerpos que la emiten y resultan nocivas para el desarrollo del cultivo.

Por ello, en un invernadero además de cuidar la altura y la ventilación, es importante considerar el grosor y volumen de las estructuras, ya que a mayor volumen tendremos más radiación infrarroja.

Por lo tanto, las estructuras más eficientes serán aquellas que, aunque ligeras, proporcionen la mayor resistencia.

Eso se llama un buen diseño y se puede constatar al observar el tramado de la estructura, observando la cantidad de sombra que generan (es decir menos luz), o bien midiendo la temperatura que generan a través de la refracción del calor.

 

Vientos dominantes

Sin querer estamos llegando a uno de los temas de mayor controversia, como es la ventilación del invernadero.

En este punto, los estudios de Halley nos indican algo importante sobre los llamados vientos dominantes o vientos del Norte. Resulta que, mientras en los Polos la velocidad del viento es casi nula, en el Ecuador puede alcanzar 166 km/h de Oeste a Este, debido a la rotación de la tierra.

La diferencia entre estas porciones de la Tierra nos indica la existencia de las llamadas celdas del movimiento del aire, que fueron determinadas no por Halley, sino por George Hadley, quien puso de manifiesto la hipótesis sobre los vientos dominantes. De acuerdo con sus estudios, sin considerar el movimiento de rotación de la tierra, el aire se dirigiría siempre desde el Norte y el Sur hacia el Ecuador, y no se produciría entonces el movimiento de los vientos alisios de Este a Oeste; mientras que al considerar el movimiento de rotación de la Tierra se encuentran tres celdas de aire en el sentido Ecuador-Norte y así se explican claramente los vientos de Este a Oeste y no sólo los vientos dominantes del Norte. 

Para los invernaderos, la importancia de los vientos dominantes estriba en que, mientras una sola ventila cenital puede ayudar a captar la energía de los vientos en una sola dirección, con dos ventilas se tiene la opción de abrir aquella que permita el uso adecuado de la ventilación natural. Debe procurarse que la ventila abierta esté contra la dirección del viento dominante, para evitar corrientes nocivas dentro del invernadero.

 

Condiciones ideales

Para terminar esta revisión sobre las estructuras de invernaderos y su relación con el clima, es importante mencionar que, muy al contrario de la idea de mantener el invernadero con ventilación natural, lo ideal es tratar no sólo de que exista una correcta ventilación, sino que el conjunto de valores de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y radiación, sean adecuados para el cultivo. Eso se logra cuando los invernaderos están bien diseñados y se convierten es estructuras activas donde se controlan todas las variables.

Los invernaderos que registran mayores rendimientos suelen estar herméticamente cerrados, cuentan con estructuras que permiten el mayor paso de luz y poseen mayor flexibilidad en el sistema de ventilación.

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3 comentarios en “Estructuras de invernadero

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