Calefacción con rayos infrarrojos

El reciente incremento en los precios del petróleo — que en tan sólo dos años ha pasado de $35 a $90 dólares por barril — ha sido generado principalmente por el aumento en el consumo del crudo, el cual se ha duplicado, al pasar de 207 quatrillones de BTU (Brithish Termal Units) a más de 450 quatrillones de BTU en 2005.

Según las expectativas de los especialistas en medicion de los consumos de energía, la tendencia indica que hacia el año 2025, el consumo de BTU podría alcanzar los 623 quatrillones.

El incremento en los precios del petróleo se ha reflejado también en los precios del gas natural y el gas licuado del petróleo (GLP), los cuales fluctúan entre $6 USD por millón de BTU en el caso del gas natural (cuyo consumo se cuantifica en metros cúbicos), y de .50 a .60 centavos de USD por cada litro de GLP. 

Como sabemos, este incremento de los precios del gas, ha impactado a los productores de invernadero en los países del hemisferio Norte, en los cuales el consumo de gas medido en dólares por metro cuadrado (USD/ m2), ha llegado a ser de hasta $25 USD/m2, para incrementar la temperatura del invernadero en 20˚C.

 

Rentabilidad

En los países más templados, como es el caso de México, el consumo de gas en los invernaderos representa un costo que va desde $12 USD/m2 en las zonas más frías, hasta $5 USD/m2 en zonas templadas, cuyo delta térmico (diferencial entre la temperatura exterior nocturna y la temperatura requerida en el invernadero) es aproximadamente de 10º C. 

Ante el incremento de los costos de producción, los productores de invernadero se ven en la necesidad de aumentar los rendimientos para obtener un margen de utilidad razonable.

No obstante, para lograr un incremento en los rendimientos, se requiere de una mayor inversión (de $80 a $120 USD/m2), la cual no estaría plenamente justificada, cuando en México existen zonas donde es posible obtener altos rendimientos con una inversión mucho menor.

Sin embargo, pensando que las zonas frías y templadas presentan mejores condiciones para la producción intensiva, los productores están buscando alternativas para calentar los invernaderos, ya sea mediante sistemas de calefacción solar, mediante circulación de agua caliente, o bien con los nuevos sistemas de rayos infrarrojos.

En este último caso, existe un antecedente en las tiendas departamentales, bodegas, fábricas de automóviles y en hospitales o aeropuertos, en los cuales la calefacción se hace regularmente con la aplicación de rayos infrarrojos.

De acuerdo con la empresa norteamericana Roberts-Gordon, este sistema avalado por la Asociación Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE, por sus siglas en inglés), simula la acción de los rayos infrarrojos provenientes del sol, los cuales calientan la atmósfera a pesar de la enorme distancia que los separa.

 

Espectro electromagnético

El sistema de calefacción de rayos infrarrojos, utiliza el espectro electromagnético que se caracteriza por emitir ondas de energía con diferentes longitudes. Las más cortas son las de color violeta y azul claro, mientras que las ondas de mayor longitud son verdes, amarillas, naranja, y finalmente rojo. Las ondas con una longitud superior son llamadas “infrarrojas.”

Los calentadores que utilizan los rayos infrarrojos se clasifican de acuerdo con la longitud de onda, siendo los de gran intensidad aquellos que utilizan ondas de 2,000 a 6,000 nanómetros y alcanzan temperaturas que van de 870ºC a 980ºC. Los calentadores de gran intensidad, emiten una luz anaranjada y generan un calor localizado de gran intensidad que no se adapta a los requerimientos de los invernaderos.

En cambio, los calentadores de baja intensidad, utilizan ondas electromagnéticas que van de 6,000 a 10,000 nanómetros y alcanzan temperaturas de 480ºC a 595ºC.

Otra diferencia con los calentadores de gran intensidad, es que la combustión de los calentadores de baja intensidad se realiza dentro de un conducto que facilita el intercambio de calor y lo distribuye a lo largo de una mayor superficie. Estas características lo hacen apropiado para calentar los invernaderos con un ahorro significativo en el consumo de gas, que puede ser hasta de 50%, comparado con los calentadores tradicionales de aire forzado.

 

Mayor eficiencia

Eli Sypos, representante de Roberts-Gordon, indica que en realidad la tecnología de los calentadores de rayos infrarrojos no es nueva, pero se han diseñado nuevos equipos que se adaptan a los requerimientos de los invernaderos. Uno de los cambios más importantes, tiene que ver con la falsa idea acerca del movimiento del calor, el cual se considera que presenta un movimiento ascendente, cuando en realidad lo que sucede es que el aire caliente en la presencia de aire frío tiende a subir.

Después de realizar varias pruebas, Roberts-Gordon encontró que, al calentar el aire en los invernaderos, en los sistemas tradicionales de calefacción se reduce la eficiencia y se emplea una mayor cantidad de energía. Por ello, los calentadores de rayos infrarrojos no calientan el aire, sino que emiten ondas electromagnéticas que calientan la planta, obteniendo una mayor eficiencia en el empleo de combustibles.

El sistema CORAYVAC®, diseñado por Roberts- Gordon, no requiere mover el aire para transferir la energía, y de esta forma se obtiene un ahorro adicional.

Otra ventaja del calentador de rayos infrarrojos, es que no se requiere de calentar el ambiente (el aire del invernadero), sino que al encenderse, las ondas electromagnéticas transfieren directamente la energía sobre las plantas y ello se traduce en un sistema de gran eficiencia.

Actualmente, los calentadores de rayos infrarrojos se están aplicando principalmente en invernaderos dedicados a la producción de trasplantes y plantas ornamentales, pero muy pronto podríamos ver este tipo de tecnología en invernaderos de tomate o pimientos.

 

 

 

Referencias: Serviagrícola del Bajío (SABSA) www.sabsa.com.mx

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