Principios básicos para construcción de un invernadero (Parte 2)

Sistemas ambientales

Los sistemas ambientales del invernadero proporcionan un refugio en el cual se mantiene un ambiente adecuado para las plantas. La energía solar proporciona luz y calor pero se debe complementar mediante otros sistemas para regular el medio ambiente  en el interior del invernadero, mediante el uso de sistemas de calefacción, ventiladores, termostatos y otros equipamientos.

Calefacción

Los requerimientos de calefacción de un invernadero dependen de la temperatura deseada para las plantas cultivadas, la ubicación y construcción de invernadero y el  área  total expuesta de la estructura. El 25 % de los requerimientos suelen provenir del sol, pero una estructura poco aislada va a necesitar una gran cantidad de calor en las frías noches invernales. El sistema de calefacción debe ser el adecuado para mantener la temperatura tanto durante el día como por la noche.

Los sistemas de calefacción pueden ser por medio de electricidad, gas, petróleo, biomasa  y se empieza a utiliza la energía geotérmica de forma experimental. El calor obtenido deberá ser distribuido mediante aire caliente forzado, calor radiante, agua caliente o vapor. La elección del sistema de calefacción y combustible dependerá de lo que esté disponible localmente, los requisitos de producción de las plantas, coste y por último la elección individual. Por motivos de seguridad y para evitar que los gases nocivos en contacto con las plantas, todos los sistemas de gas, petróleo y leña deberán ventilarse adecuadamente al exterior. Se deben utilizar ventiladores de aire fresco para suministrar oxígeno a los quemadores con el objeto de obtener  una combustión completa. Se precisarán controles de seguridad, como pilotos de seguridad y un interruptor de cierre de gas cuando sea necesario.

Circulación del aire

La instalación de ventiladores circulares en el invernadero es una buena inversión. En invierno cuando esté caliente se precisa mantener una circulación de aire en el interior del mismo para que la temperatura se mantenga uniforme. Sin ventiladores el aire caliente se eleva al techo y el aire frío baja a las plantas. Los ventiladores no excesivamente grandes que permitan el movimiento del 25% del aire del interior del invernadero son suficientes para esta función. El objetivo es desarrollar un patrón circular (oval) de movimiento de aire. Se debe operar con los ventiladores continuamente durante el invierno y apagarlos en verano cuando el invernadero deberá ventilarse. Los ventiladores en un sistema de calefacción de aire forzado se pueden utilizar para proporcionar una circulación continua de aire. El  ventilador debe disponer de un control de encendido / apagado para poder funcionar continuamente y debidamente debe estar separado del quemador controlado termostáticamente.

Ventilación

La ventilación es el intercambio de aire de aire exterior con el del interior para controlar la temperatura, quitar humedad o reponer dióxido de carbono (CO2). Se pueden utilizar varios sistemas de ventilación.  Ha que tener cuidado con mezclar los componentes de los dos sistemas.

La ventilación natural utiliza los respiraderos del techo en la línea de cumbrera con los respiraderos laterales entrada (Lumbreras). El aire caliente se eleva por medio de las corrientes convectivas para escapar por la parte superior, entrando el aire fresco por las lumbreras laterales.

La ventilación mecánica utiliza un extractor mecánico para mover el aire hacia fuera por uno de los extremos del invernadero mientras que el aire exterior entra por el otro extremo a través de rejillas de entrada. Los ventiladores de escape deben dimensionarse para intercambiar el volumen total de aire en el invernadero cada minuto.

El volumen total de aire que se debe mover desde un invernadero mediano a uno grande se puede calcular multiplicando su superficie por 8.  En un invernadero pequeño (menos de 142 m3 en volumen de aire)  el coeficiente multiplicador es de 12.

Los requisitos de ventilación varían según el tiempo y la temporada.  En verano se precisa sustituir la totalidad de aire cada minuto en invernaderos medianos y grandes, mientras que en invernaderos pequeños se precisa una mayor frecuencia. En invierno,  entre un 20 a un 30 por ciento de sustitución de volumen de aire por minuto es suficiente para la mezcla de aire fresco sin los sistemas de refrigeración.

Una sola velocidad de ventilador no puede satisfacer este criterio. Dos ventiladores de velocidad única son mejores. Una combinación de un ventilador de una sola velocidad y un ventilador de dos velocidades permiten tres tipos de ventilación que satisfagan mejor las necesidades durante todo el año. Una sola etapa y un termostato de dos etapas son necesarios para controlar la operación. Un motor de dos velocidades en baja velocidad proporciona alrededor del 70% de su capacidad máxima. Si los dos ventiladores tienen la misma clasificación de capacidad, entonces el ventilador de baja velocidad suministra alrededor del 35 por ciento del total combinado. Esta tasa de ventilación es razonable para el invierno. En la primavera, el ventilador funciona a velocidad alta. En verano, ambos ventiladores funcionan en alta velocidad. Algunos invernaderos de vidrio se venden con un sistema de alta presión, incluso cuando se especifica un sistema mecánico. El sistema manual puede ser un sistema de respaldo, pero suple el lugar de las lumbreras motorizadas.

Refrigeración

El movimiento del aire de ventilación puede no ser suficientemente adecuado en pleno verano por lo que la temperatura del aire deberá reducirse mediante enfriamiento evaporativo. Asimismo la intensidad de la luz puede ser demasiada para las plantas. Durante el verano, enfriamiento, sistemas de sombreado pueden ser necesarios. Los materiales de pantalla deben ser malla tejidos de vinilo.

Los enfriadores evaporativos se componen de un conjunto de ventilador y uan almohadilla evaporativa dentro de una caja para evaporar el agua, la cual enfría el aire y aumenta la humedad por evaporación. El  aire más fresco y húmedo entra en el invernadero mientras el aire caliente  escapa hacia fuera a través de los respiraderos del techo o las lumbreras de escape. Un enfriador evaporativo funciona mejor cuando la humedad del aire exterior es baja.  Del mismo modo el sistema puede utilizarse sin la evaporación del agua para proporcionar ventilación al invernadero. La capacidad del refrigerador evaporativo debe de 1.0 a 1.5 veces el volumen del invernadero. Un sistema alternativo, utilizado en invernaderos comerciales, coloca las almohadillas en las entradas de aire en un extremo del invernadero y utiliza los extractores de aire en el otro extremo del invernadero para sacar el aire a través del edificio.

Automatización

El control automático es esencial para mantener un ambiente adecuado en el interior  del invernadero. En invierno con días con cantidades variables de luz de sol y  nubes, la temperatura puede variar de forma importante y una supervisión cercana sería obligatoria en el supuesto de que un sistema de ventilación manual está en uso. Por ello cuanta menos supervisión cercana sea posible es la mejor solución. Es importante la utilización de sistemas automatizados mediante termostatos y otros sensores. Los termostatos pueden utilizarse para controlar unidades individuales o pueden utilizar un controlador central con un sensor de temperatura. En cualquier caso, el sensor o sensores deben estar fuera de alcance de los rayos solares, situados en la planta baja, lejos de los cerramientos y con una ventilación constante. Es deseable un cuadro con aspiración que deberá estar pintado de blanco para que pueda reflejar la luz solar de forma que pueda dar unos datos correctos de temperatura.

Sistemas de riego

El suministro de agua es esencial. El riego manual puede ser aceptable para la mayoría de los cultivos siempre y cuando exista personal disponible en el momento adecuado. Una variedad de sistemas de riego automáticos está disponible en el mercado para ayudar a hacer esta tarea durante cortos períodos de tiempo.

Temporizadores o sensores mecánicos de evaporación se pueden utilizar para controlar sistemas de riego automáticos. Se pueden utilizar sistemas de nebulización para crear humedad o para humedecer las plantas de semilleros. Kits de riego puede obtenerse para regar las plantas en macetas, bancales o pisos.

CO2 e iluminación

El dióxido de carbono (CO2) y la luz son esenciales para el crecimiento vegetal.  El sol se levanta por la mañana y produce lo luz por ello las plantas comienzan a producir la energía del alimento denominada fotosíntesis. El nivel de CO2 cae en el interior del invernadero debido a que  es utilizado por las plantas en dicho proceso. La ventilación repone el CO2 en el invernadero.  Debido a que la luz y el CO2 se complementan mutuamente en dicho proceso, la iluminación combinada con la inyección dee CO” se utilizan para aumentar la producción de hortalizas y cultivos de flores. Tanques de CO2, hielo seco o la combustión de combustibles libres de azufre pueden utilizarse como fuentes de CO2.

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