Invernaderos: control de temperatura y humedad

OGlA DE PRODUCCION
,
¤
Invernaderos: Control
de temperatura
y humedad
MANUEL GÓMEZ CARMONA
Ing. Agr.; Dpfo Agronomía PB-Systems
La temperatura es uno de los
factores climáticos que se debe
controlar en un invernadero. Es
un factor fundamental para la actividad metabólica y el crecimiento de los vegetales.
Las plantas que se cultivan
en los invernaderos son originarias de latitudes subtropicales, por
lo que necesitan regímenes térmicos menos variables y más suaves
que los que se dan en España. La
mayoría de estas plantas, cuando
-m
Pantallas
interiores.
El control de la
entrada de luz
juega un papel
fundamental en
mantener
moderada la
temperatura
durante el día y
evitar su descenso
durante la noche.
(Foto PB-Systems)
la temperatura es inferior a 12 "C,
frenan su crecimiento y presentan
síntomas de deterioro más o menos importante. Podríamos decir
lo mismo cuando las temperaturas
son superiores a los 30 "C, ya que
las temperaturas demasiado altas
provocan pérdidas de producción
y calidad.
Temperatura y humedadf
La fuente principal de calor
en un invernadero es el sol y
HORTICULTURA INTERNACIONAL
.
,
I
como complemento a aquella está
la calefacción. La planta de forma
natural baja su temperatura mediante la transpiración, cuando
ésta no es suficiente hay que recurrir a otros sistemas de regulación.
En cuanto a la humedad del
aire, los problemas de exceso provocan graves problemas sanitarios en la planta, mientras que el
defecto de humedad suele causar
el cierre estomático. Se deben te-
INVERNADEROS
I
1
ILas plantas que se
cultivan en invernadero
son originarias de
regiones subtropicales,
por lo que necesitan
regímenes térmicos
más suaves que los
que se encuentran
en España
el aire y la cantidad de vapor de
agua que cabe en el aire. Depende
de la HA y la HS y se mide en %
Nebulización de
alta presión,
ventiladores
interiores y raíles
de calefacción de
agua. (Foto PBSystems)
ner claros ciertos conceptos teóricos para poder controlar la humedad del aire. El aire húmedo es
una mezcla de aire seco y vapor
de agua.
Conceptos básicos
- HA (Humedad del aire): Es
la masa de vapor de agua por unidad de masa de aire. Depende de
muchos factores; por ejemplo,
cuanto mayor sea la densidad de
cultivo y el estado de Cste, más
transpiración se producirá y más
alta será la HA, la cual se mide en
g/kg.
- HS (Humedad de saturación): Es la máxima masa de vapor de agua que cabe en la unidad de masa de aire. Depende exclusivamente de la temperatura: a
mayor temperatura, mayor HS, la
cual se mide en glkg.
- HR (Humedad relativa): Es
la relación existente entre la cantidad de vapor de agua que hay en
- DH (Déficit hídrico): Es la
cantidad de vapor de agua que admite la unidad de masa de aire sin
que se produzca saturación, es decir, la masa de vapor que aún
cabe en el aire. ~ e ~ e ñ de
d ela HA
y la HS y se mide en glkg o g/m3.
DPV = HS - HA.
- Diagrama de Mollier: Es
un diagrama que relaciona la cantidad de vapor de agua que admite
la atmósfera con la temperatura.
A más temperatura, más vapor de
agua cabe en la atmófera. Conociendo dos de los cuatro factores
fundamentales (T, HR, HA y HS)'
podemos saber el valor de los
TECNOLOGIA DE PRODUCCION
-.
S
,
+
otros dos. Este diagrama permite
ver cómo influye cada sistema de
regulación en la humedad.
Si la HR es superior al 100
% o el DH es inferior a cero, significa que la HA es mayor que la
HS, por lo que se produce una
sobresaturación en la astmófera y
se produce la condensación.
Sería interesante reseñar que
la HR y el DH son dos formas de
medir la humedad del aire. La
HR, como concepto relativo que
es, nos puede llevar a error, mientras que esto no ocurre con el DH.
Veamos un ejemplo aclaratorio:
Primer plano de
ventana cenital,
con sensor de
posición de
ventana.
Se aprecia la
nebulización de
alta presión. (Foto
PB-Systems).
Situación A
HA= 5 g/ Kg
Esta situación se daría a una
temperatura de 14 "C .
HS= 10 g/Kg
Situación B
H A = 10gIKg
Esta situación se daría a una
temperatura de 22 "C.
HS= 16,6 g/Kg
Aplicando las fórmulas, calculamos la HR en cada una de las
situaciones:
HR, = (HAIHS) x 100 = ( ( 5
glkg) / (10 glkg)) x 100 = 50 %.
HR, = (HAIHS) x 100 = ((10
g/kg) 1 ( 16,6 glkg)) x 100 = 60 %.
En principio, podríamos pensar que el aire en la situación A
está más seco que en la situación
B, pero eso no es así. Si calculamos el dCficit hídrico, podremos
verlo claramente.
DH, = (HS-HA) = 10 glkg 5 g/kg = 5 glkg.
DH, = (HS-HA) = 16.6 g/kg
- 10 g/kg = 6,6 glkg.
En la situación A, el aire sólo necesita 5 g de vapor de agua
por kg de aire para saturarse,
mientras que en la situación B necesita 6,6 g de vapor de agua por
kg de aire. Por lo que podemos
concluir que en la situación B el
aire está más seco.
Con este ejemplo, vemos que
el valor de la HR no sirve siempre
para comparar situaciones, en
cambio, el DH sí. Podemos afirmar, con la seguridad de no equivocarnos, que cuanto mayor sea el
DH, más seca estará la atmósfera.
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INVERNADEROS
Censor de
temperatura y
humedad tipo
aspirocicrómetro;
s e puede ver
también una
nebulización de
alta presión,
ventiladores
interiores y raíles
de calefacción de
agua. (Foto PB-
Regulación de la temperatura y la humedad
Para evitar el exceso de temperatura hay dos vías: I ) evitar la
entrada d e luz en el invernadero o
2) bajar la temperatura. Para evitar el defecto de temperatura hay
que evitar la pérdida de calor o
calentar.
Exceso
Se puede regular con:
- Ventilación.
- Pantallas.
- Nebulización.
- Ventiladores.
- Pad Fan.
- Cooling.
Defecto.
S e puede regular con:
- Ventilación.
- Calefacción.
- Pantallas.
Exceso y defecto de la humedad.
Para paliar los problemas de
exceso de humedad, o bien baja-
co es simple, es bastante complejo de implimentar en la realidad.
Exceso.
Se puede regular con:
- Ventilación.
- Calefacción.
Defecto.
Se puede regular con:
- Ventilación.
- Nebulización.
- Cooling.
- Pad Fun.
- Pantallas.
- Ventiladores.
Systems).
mos la HA o bien subimos la HS
(calentando el aire). Los problemas de defecto de humedad s e solucionan subiendo la HA o bajando la HS (enfriando el aire). Esto,
que desde el punto de vista teóri-
Transpiración
Hemos hablado d e la transpiración como un proceso que s e da
en todas las plantas, mediante el
cual se disminuye la temperatura
y se incrernenta la HA. En la superficie de las hojas de una planta
hay una gran cantidad de pequeños poros que se llaman estomas,
mediante ellos la planta realiza el
intercambio gaseoso con la at-
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TECNOLOGIA DE PRODUCCION
,
ILos problemas de exceso
o falta de humedad en la
atmósfera del
invernadero se controlan
en parte manipulando la
temperatura del aire
mósfera. La planta abre y cierra
los estomas en función de ciertas
condiciones externas e internas a
la planta, como el nivel de agua
en la planta, la humedad relativa
del aire, la intensidad de la luz y
el nivel de COZen el aire. Cuando
la planta abre los estomas, pierde
agua en forma de vapor, con ello
la planta consigue enfriarse, por
lo que podemos decir que la
transpiración es una forma de refrigeración propia de la planta. Si
la planta pierde más agua por
transpiración que la que toma por
las raíces, la planta empieza a
marchitarse y cierra los estomas.
El agua que pierde la planta a través de la transpiración en forma
de vapor de agua eleva la hurnedad relativa del invernadero; es
por ello que cuando el cultivo
está en una etapa de desarrollo
alta, sube la humedad relativa del
invernadero.
La transpiración del cultivo
se ve influenciada por:
- La diferencia de humedad
relativa entre el estoma y el aire
del invernadero.
En el estoma, la humedad relativa es del 100 % o el DH es
igual a O glkg, mientras que en el
aire del invernadero, la humedad
relativa es inferior al 100 % o el
DH es superior a cero. Debido a
estas diferencias de presión de vapor de agua entre el interior y el
exterior de la planta, saldrá agua
de la planta, es decir, la planta
transpirará.
- La resistencia estomática.
El estoma puede estar más o
menos abierto dependiendo de la
situación del agua en la planta y
de la concentración de COZ en el
aire del invernadero. Con una alta
concentración de CO, en el aire,
el estoma se cierra y disminuye la
1
I
Instalaciones de
calefacción por
agua (Foto PBSystems).
transpiración. Cuando la planta
pierde más agua por transpiración
que la que toma por las raíces,
también cierra sus estomas. El
cierre estomático suscita una parada de la actividad fotosintttica
en la planta.
- La diferencia de temperaturas que existe entre la planta y el
aire del invernadero.
La presión de vapor de agua
depende de la humedad relativa y
de la temperatura, como se puede
ver en el diagrama de Mollier.
El proceso de transpiración
requiere calor para evaporar el
agua que hay dentro de la planta.
Por eso cuando se da la transpiración, la planta toma el calor de su
alrededor y con ello baja la temperatura. Durante los días nublados, la planta recibirá poco calor
procedente del sol. Cuando el aire
del invernadero está insaturado,
es decir, su humedad relativa es
inferior al 100 %, la planta sólo
podrh transpirar si existe diferencia entre la presión de vapor de
agua dentro de la planta y el aire
del invernadero. Como hay poco
calor en el aire, la planta toma el
calor necesario para la transpiración de ella misma, por lo que se
queda la planta más fría que el
aire del invernadero.
La planta puede llegar a perder de 10 a 12 mm de agua, es decir, de 10 a 12 I/m2 en un día soleado de verano. Si disponemos de
agua suficiente, cuando la transpiración es máxima, la producción
tambiCn lo es. Esto es debido a
que la transpiración estimula mucho movimiento de agua en la
planta, que promueve refrigeración y rápido suministro de nutrientes.
Condensación
Otro fenómeno interesante
que se produce en los invernaderos, debido a problemas de temperatura y humedad, es la condensación, tanto sobre el cultivo como
sobre el plástico. A veces esto no
es visible de forma inmediata,
pero el cultivo se siente húmedo.
Este fenómeno se suele dar durante el amanecer. En ese momento
los rayos del sol llegan sobre la
planta y ésta se calienta. La temperatura de la hoja aumenta, por
10 que se eleva la presión de vapor en el estoma, lo que conlleva
que la transpiración se incremente, lo que provoca el crecimiento de la HA y, consecuentemente, el de la temperatura y la
humedad del aire del invernadero.
La temperatura de la planta y del
plástico aumenta más lentamente,
por ello el vapor de agua del aire
del invernadero se condensa en
las partes más frías: en la planta,
especialmente en los frutos y los
brotes, y en el plástico.
La solución a este problema
es compleja, pues que se produzca
condensación no significa que
tengamos niveles de humedad altos, sino que siempre que haya diferencia de temperatura entre el
aire y la planta o el plástico se podrá dar la condensación. Cuanto
mayor sea la humedad del aire,
más elevada será la condensación.
La forma de evitar esto es mantener unos niveles de HR, durante
el amanecer, cercanos al 80%,
cosa que se puede conseguir usando la calefacción y de la ventilación del invernadero.
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