Invernaderos - Estructuras - Funamentos de Prod. Invernaderos p INTA

Módulo Optativo:

“Cultivos protegidos

de especies hortícolas”

Ing. Agr. Ms. Sc. Jorge C. Martínez Novillo

Tema 1: Situación actual de los cultivos protegidos en el NOA y en Argentina. Importancia económica de los cultivos protegidos. Cultivos protegidos. Objetivos de la construcción de los sistemas protegidos. Semiforzados; Bordo tucumano. Barandillas. Acolchados. Mallas. Microtúneles. Barraca cubierta. Forzados: Macrotúneles. Invernaderos Usos. Materiales de construcción.

Tema 2 - Distintos tipos de estructuras. Dimensiones. Formas. Material de las estructuras: madera, aluminio, caña. - Material de cobertura. Materiales plásticos. Ventajas y desventajas. Ubicación. Dimensiones. Orientación. Bajantes de agua. Tensores. Tema 3 - Balance energético. Radiación. Factores que modifican la captación de energía: material de cubierta; ángulo de incidencia; orientación. Efecto invernadero. CO2. Humedad. Temperatura.

PRODUCCIÓN DE HORTALIZAS BAJO INVERNADEROS Tipos de estructuras Balance energético Climatización

Ing. Agr. Ms. Sc. Jorge C. Martínez Novillo

Superficie de invernaderos con cobertura de P.E. (ha) Europa del Norte Zona Mediterránea América Chile Argentina Brasil Asia

16.700 95.300 15.600 3.000 5.000 3.000 138.200

Total Mundial

266.800

Tapia Figueras. Ma. L. 2009

Tapia Figueras, Ma. L. 2009

Buenos Aires.

Has

Cultivos

3.200 (total)

hortalizas, flores, viveros y aromáticas.

Gran Buenos 250 Aires, al Oeste (8%) y Noroeste de la Capital Federal. Mar del Plata.

tomate pimiento, apio, lechuga, espinaca,

450 crisantemo, (14%) clavel y

Gran La Plata. 2.500 (78%)

rosas

Estructuras de madera, del tipo capilla

Problemas Varios cultivos obligan

al uso de simétrica, con o calefacción por las bajas sin abertura temp.; lo que cenital aumenta el costo y dificulta algunas producciones

Has Cultivos Corrientes: 900 Tomate (60%) Bella Vista,

150 tn/ha.

Lavalle,

Pimiento

Goya

(40%) 8 tn/ha

Estructuras Problemas Arco rebajado. diente de sierra. Dos aguas, con ventilación cenital. Estructuras parabólicas con arcos de caño galvanizado

Eliminación de las altas temperaturas durante los meses de primavera y otoño

Has Cultivos Salta y Jujuy: Güemes, Perico, Santa Rosa,

Orán, Embarcaciones, Apolinario Saravia.

500

Estructuras Problemas

Pimiento (59%), Parral Tomate (33%), Zapallito (8%), Berenjena, Chaucha.

modificado y

Elevada temperatura

tipo capilla

Estructuras con apertura altas y de cenital. gran Rtos: Media sombra superficie individual y 120 – 150 tn/ha 35% con en tomate; pendientes 80 tn/ha en pimiento acentuadas por las lluvias.

Tapia Figueras, Ma. L. 2009

INVERNADEROS: Porque se usan? Debido a que no todas las especies vegetales pueden ser cultivadas en todas

las zonas de la tierra, surgió la metodología del cultivo forzado; se hace

necesario pues definir que entendemos por un cultivo forzado, para efectos de

este curso podemos entender este concepto de la siguiente manera:

“El forzado de un cultivo se realiza en estructuras productivas capaces de

crear un microclima favorable para el desarrollo de las plantas de forma

artificial para que exprese su potencial genético, que en la

condición normal de la zona no podría expresar."

Métodos de forzar los cultivos: Camas calientes. Conos. Pantallas. Barandillas. Tapaderas. Bordo tucumano. Mulching. Media sombra. Manta térmica. Túneles. Invernaderos. Luz. CO2

Los objetivos que se persiguen son los siguientes: 

Producir plantas con exigencias climáticas diferentes a las existentes en ambientes natural



Proporcionar protección de bajas temperaturas y en ocasiones de temperaturas excesivas, además de protección frente a vientos fuertes.



Disminuir el consumo de agua



Mejorar el ambiente protegiendo la planta de las plagas y enfermedades.



Aumentar la producción



Mejorar calidad y precocidad

¿Por qué forzar?  Estrategia empresarial. 

Optimización del recurso humano.



Maximizar ingresos por unidad de superficie.

¿Qué especie forzar? Especies de oferta estacional (en las que no existe exceso de producción).  Especies con fluctuaciones de precios estacionales.  Especies que respondan al forzado. 

Barandilla

Francescangeli, Nora. 1994

La luz solar es un factor primordial en la vida de las plantas ya que sin ella éstas no pueden realizar la fotosíntesis. Son radiaciones electromagnéticas de longitud de onda entre los 4000 a 8000 ángstrom, como sabemos esta luz proviene del sol, y sabemos además que la luz blanca al pasar por un prisma genera los colores que conocemos.

Se ha calculado que la radiación global extraterrestre (300 a 2600 nm) puede calcularse a partir de la constante solar (valor promedio de 1,39 Kw. /m2) y de la duración media del tiempo solar (inclinación y duración del día). Al atravesar la atmósfera es modificada por su interacción con diferentes moléculas, dispersada y absorbida por aerosoles, el vapor de agua, ozono y oxígeno. Se ha estimado que en zonas ecuatoriales cerca el 80 % de la radiación extraterrestre alcanza la superficie terrestre y que estos valores decrecen hacia los polos, por ejemplo a 60° al norte se estima en 70 a 75%.

La utilización de la energía por parte de los cultivos para la fotosíntesis es la parte del flujo incidente de la radiación global absorbida por las moléculas de clorofila (400 a 700 nm) y se ha denominado radiación fotosinteticamente activa (PAR) y representa el 44% de la luz recibida, esta es muy difícil de cuantificar, en general depende de los siguientes factores:

• La radiación diurna que llega a la cúpula del cultivo. • La superficie de absorción (IAF) y su arquitectura.

Sin embargo la radiación solar está compuesta además de otro tipo de radiaciones, como son los rayos ultravioleta, que son radiaciones de longitud de onda comprendidas entre 0,3 a 0,4 micras, estos rayos influyen en el crecimiento normal de las plantas y son los causantes de la degradación de los plásticos, presentan el 6% de toda la energía recibida del sol. Además existen los rayos infrarrojos cortos, que son radiaciones comprendidas entre 0,76 y 2,5 micras, y de ella depende el calentamiento del suelo y de las plantas, representa el 42% de la radiación recibida. Las radiaciones infrarrojas de onda larga son radiaciones superiores a 2,5 micras y son emitidas por la tierra y todos lo cuerpos fríos, corresponden a aquellas que idealmente deben retener en el invernadero o túnel y no dejarles escapar al exterior.

Características de la radiación solar: Radiación global. Luz ultravioleta, visible e infrarroja. Radiación recibida.

Rayos infrarrojos de onda larga:

(ondas de más de 2000 nanómetros a mas de 2,00 micras) 

Emitidos por la tierra y todos los cuerpos, incluidas las hojas, durante la noche, por su calentamiento durante el día.



Aquellos que deben retener los materiales de cubierta (vidrio o plástico) y no dejarlos escapar al exterior, para no enfriar el ambiente y afecta la precocidad de la producción vegetal.



La propiedad de los plásticos de ser, más o menos, termoaislantes está en la función de la mayor o menor transmitancia hacia el exterior de esta radiación (efecto invernadero).

La temperatura: una medida cuantitativa de la sensación de calor o de frío y afecta el desarrollo, crecimiento y producción de las plantas, mediante el control de la actividad metabólica celular y de los procesos de absorción y transporte de agua, fotoasimilados y nutrientes a través de los vasos xilemáticos y tubos cribosos del floema. Influye en la regulación de los intercambios

gaseosos en el ámbito foliar relacionados con la transpiración.

Exigencias de temperatura de algunos cultivos. Cultivo

Mínima

Óptima

Máxima Germinación

Letal

Biológica

Noche

Día

Biológica Mínima Máxima

Tomate

0-2

8 - 18

13 - 16

22 - 26

26 - 30

9 - 10

Melón

0–2

10 - 13

18 - 21

24 - 23

30 - 34

10 - 13 20 - 30

Pimiento

0-4

10 - 12

16 - 18

22 - 28

28 - 32

12 - 15 20 -3 0

20 - 30

Humedad relativa Indica el vapor de agua en la atmósfera proveniente de la evaporación del agua. Es la relación en % entre el peso de vapor de agua que contiene un volumen de agua y el que tendría si estuviese saturado a la misma temperatura y presión.

HR % =

Cant. de agua en el ambiente tº “x”(gr) x 100 Cant. Max. de agua en el ambiente tº “x”(gr)

Afecta el crecimiento al influenciar la velocidad de transpiración, la turgencia de las hojas y la intensidad de desordenes fisiológicos relacionados con ellas como las quemaduras apicales por las concentración de sales excesivas.

También afecta el crecimiento en forma directa al promover enfermedades y desarrollo de ciertos insectos e incluso incrementar el aborto de flores y deprimir la viabilidad del polen en algunas especies. Rangos Óptimos de Humedad para algunas especies cultivadas en condición de forzado

Cultivo

Humedad Relativa % Óptima

Tomate

55 – 65

Pimiento

70 – 75

Pepino

70 - 80

Efecto de la radiación solar en el invernadero

Balance energético de un sistema cubierto Un elemento que recibe energía, la almacena, aumentando su energía interna, y en parte es disipada. La energía acumulada es la suma de los flujos energéticos que entran y salen del elemento y tienden a compensar la variación energía almacenada: lo almacenado, los aportes y las pérdidas se expresan:

Qta = Qtin – Qtout Qta = Calor almacenado; Qtin = Calor ingresado; Qtout = Calor perdido

La temperatura del elemento es la resultante de la energía ganada y la perdida. Durante el día, la energía del sol es la principal fuente de energía que es absorbida por las plantas y una pequeña parte es tomada por el suelo y las estructuras del invernadero

Las pérdidas de calor de un invernadero se resumen en la formula:

Q = q + q’ + q’’ + q’’’ donde: q = Pérdidas por conducción y convección, q’ = Pérdidas por renovación de aire, q’’ = Pérdidas por el suelo del invernadero,

q’’’ = Pérdidas por radiación a la atmósfera. (Serrano Cermeño,1979),

Pérdidas por conducción y convección:

q = K * S * ∆T, donde: S

= superficie de cubierta

∆T = salto térmico (diferencia de temperatura entre interior y exterior de invernadero) K

= coeficiente de trasmisión de calor del material de cubierta (kcal/m2/h/ºC)

Ejemplo de valores de K:

(Serrano Cermeño,1979),

Vidrio de 3 mm = 5,00 kcal/m2/h/ºC (aire calmo) Polietileno 0,08 mm = 5,50 “ “ Idem doble pared = 2,60 “ “

Las pérdidas por renovación del aire:

q’ = N * V * 0,307∆T donde: N

= número de renovaciones de aire del invernadero por hora.

0,307 = calor específico del aire (kcal/m3). V

= volumen del invernadero en m3.

∆T

= salto térmico (diferencia de temperatura entre interior y exterior de invernadero)

El número de renovaciones horarias depende del diseño del invernadero, del material de cubierta, del método de sujeción y de la velocidad (m/s) y dirección del viento.

Montero Camacho et al, 1993

Las pérdidas de renovación de aire, dependen, como se dijo, del sistema de construcción y la influencia del viento. Los sistemas de “técnicas de ahorro energético” mas importantes son: •Pantallas térmicas •Doble techo •Cortavientos

•Energía solar pasivas Las pantallas térmicas reducen el coeficiente de pérdida de calor al aumentar la retención de las ondas largas (las aluminizadas pierden un 50% menos que el polietileno). No deben ser rígidas para permitir su plegado; permeables al agua para evitar bolsones con agua condensada; resistir la tracción y roce con alambre.

El doble techo es otra película de polietileno de 50-100 micrones, separadas de 2 a 10 cm de la cubierta principal. El ahorro es de un 30% y la pérdida de luz de un 10%.

Los cortavientos disminuyen la velocidad el viento.

La energía solar pasiva es la conversión de energía solar en energía térmica a través de: • Paneles solares en el exterior del invernadero • Colectores solares dentro del invernadero.

Los colectores solares:

Los mas simples, son mangas de polietileno transparente llenas de agua, colocadas en suelo entre las líneas de cultivo (sobre un plástico negro), de 30 cm de diámetro y 200250 micrones, conteniendo de 80 a 100 m3 por 1000 m2, cubriendo de 35 a 40% de la superficie. Se puede lograr de 3 a 4 ºC, pero lo normal es 1ºC. Al crecer el cultivo, pierde efectividad por sombreado. La energía solar pasiva no es un ahorro energético, sino energía de costo cero.

Colectores solares

1 - El generador fotovoltaico es el encargado de transformar la energía del Sol en energía eléctrica. Está formado por un número de paneles fotovoltaicos conectados que nos proporcionan la demanda de energía requerida por la explotación. 2 - La energía producida se acumula en un sistema de baterías, de este modo la energía producida durante las horas de sol se puede utilizar durante la noche o en momentos en los que no se disponga de la suficiente radiación solar para generar la energía necesaria. 3 - El diseño de la instalación fotovoltaica se basa en la realización de balances de energía consumida y energía generada cada día del año.

En cuanto a la pérdida por el suelo del invernadero, (Montero Camacho et al. 1993, plantea que, generalmente, no son tenidas en cuenta). Pero Serrano Cermeño, 1979,

dice que:

q’’ =

ρ * S * ∆t’

donde: ρ

= coeficiente de conductividad térmica del suelo (media = 1,8 kcal/m2/h/ºC)

S

= superficie del suelo

∆t’ = salto térmico entre el suelo y aire del invernadero.

Las pérdidas por radiación a la atmósfera:

q’’’ = 4,4*10-8 * Ag * P (Ti4 - Te4) donde: Ag = superficie radiante (suelo invernadero en m2)

P

= coeficiente de permeabilidad a las radiaciones: •Polietileno….……………. 0,80 •Cloruro de polivinilo……..0,30 •Vidrio.……………………..0,04

Ti = temperatura interna en valor absoluto Te = temperatura externa en valor absoluto

El conocimiento de todas éstas pérdidas (balance energético o térmico), importan, fundamentalmente, para la climatización de los invernaderos durante los periodos fríos, o sea, necesidades de calor o calefacción El total de pérdidas de calor del invernadero por unidad de suelo cubierto (q), puede ser expresado, de forma reducida, como:

q = qc + qr

(en Watios/m2)

donde:

qc = pérdidas de calor a través del material de cubierta (W/m2) qr = pérdidas de calor por renovación de aire (W/m2).

Luz, materia orgánica y cosecha Si están satisfechos otros requerimientos de las plantas (agua, CO2, temperatura, nutrientes) la cantidad de materia orgánica formada dependerá de la luz fotosintéticamente activa que recibe la planta.

Así a mayor cantidad de luz, mas cosecha; Hasta un límite que dependerá de la especie y la variedad. La radiación visible (380 – 760 nm) coincide con la fotosintéticamente activa (PAR, 400 – 700 nm) es imprescindible para crear materia orgánica y dar una abundante cosecha.

Dióxido de carbono y luz

Efecto de dióxido de carbono en los espacios intercelulares sobre la fotosíntesis neta de dos plantas creciendo a 27º C y saturadas de luz

Un adecuado entendimiento de los factores como temperatura, humedad, luz y concentración de O2 nos permitirá un buen uso de la técnica de forzado y del potencial genético de la planta en cuestión

HUMEDAD RELATIVA La humedad relativa es importante en la fotosíntesis, ya que de la apertura de los estomas dependerán los niveles de CO2

y oxígeno que la planta intercambie con la atmósfera. Además, del flujo de agua que la planta tenga también

dependerá la absorción de nutrientes, sobre todos los que son absorbidos por el flujo ascendente. También tiene una gran incidencia en la aparición de enfermedades, tales como Botrytis; además de algunas enfermedades bacterianas, sobre todo si tenemos un cultivo con alta densidad.





Módulo 3.- UBICACIÓN DE INVERNADEROS Condiciones del invernadero  Eficiencia  Funcionalidad  Ventajas y limitaciones del cultivo en invernaderos  Factores críticos: Naturales, humanos, técnicos, económicos. Ubicación del invernadero  Cercanías de servicios  Pendiente (2 a 4%)  Agua  Tipos de suelo  Dirección y velocidad de los vientos. Cortinas rompevientos:

Condiciones del Invernadero Los invernaderos se pueden clasificar de distintas formas, según se atienda a determinadas características de sus elementos constructivos:  por su perfil externo,

según su fijación o movilidad,  por el material de cubierta,  según el material de la estructura,  por el aislamiento y/o seguridad,  por los métodos de ventilación, calefacción, refrigeración, etc. 

La elección de un tipo de invernadero está en función de una serie de factores o aspectos técnicos: 

Disponibilidad de riego



Tipo de suelo. Se deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas modernos de fertirriego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o sustratos artificiales.



Topografía. Son preferibles lugares con pequeña pendiente orientados de norte a sur.

Vientos. Se deben tomar en cuenta los vientos dominantes; dirección, intensidad y velocidad Exigencias bioclimática de la especie en cultivo.

Características climáticas de la zona o del área geográfica donde vaya a construirse el invernadero. Tomar en cuenta las zonas con neblinas. Disponibilidad de mano de obra (factor humano).

Imperativos económicos locales (mercado y comercialización).

Dirección y velocidad del viento: 

Las cortinas o barreras rompevientos son obstáculos naturales o artificiales destinados a reducir la velocidad del viento en los cultivos. Su objetivo más visible es evitar los daños mecánicos generados por ese factor climático .



No son menos importantes las modificaciones microclimáticas originadas por este tipo de barreras, que optimizan el aprovechamiento de factores como la radiación, la temperatura, la humedad ambiental, y permiten mejorar el crecimiento y el desarrollo del cultivo protegido.



Tipos de cortinas:  Vivas  Inertes  Artificiales



Factores a tener en cuenta: 

Permeabilidad



Altura



Homogeneidad

Los cortavientos se usaron por primera vez en regiones barridas por vientos frecuentes y violentos de dirección predominante bien definida. Se construyeron con la intención de proteger los cultivos de los efectos mecánicos del viento y de los elementos por él arrastrados, como por ejemplo la arena.

Los contravientos también influyen en el microclima del cultivo puesto que reducen la velocidad del viento, siendo este un factor que afecta al comportamiento de las plantas.

Puesto que el cortavientos es un obstáculo modifica el flujo de aire en su alrededor y como resultado la velocidad del viento disminuye una vez que ha atravesado la barrera. El efecto del cortavientos es función de su permeabilidad, su altura y su distancia a los cultivos.

Los cortavientos impermeables como los muros o los cipreses densamente plantados Estos generan remolinos que pueden causar serios daños.

Cortavientos vivos  Están

formados por árboles adaptados a las condiciones normales (eucaliptos, álamos, ciprés, casuarinas, tamarindos, acacias, opuntias, etc.) que alcanzan más de 5 m de altura y protegen una zona de 30 a 80 m.

 Los

contravientos secundarios usados en cultivo de hortalizas.

Cortavientos vivos



Las barreras tienen la dirección principal según el eje E-O, solamente la zona, S, más frías puede usarse para la producción precoz, mientras la zona N se usa para cultivos estacionales o para caminos o zonas de tránsito.



Los cortavientos vivos necesitan manejo agronómicos; en particular el riego y la fertilización para no competir con los cultivos que deben proteger.



Es necesario controlar el crecimiento de su raíz por medio del subsolado y las partes aéreas deben podarse con asiduidad

Cortavientos vivos



Debe puntualizarse que los cortavientos sirven de abrigos y protección de algunos animales, insectos, plagas y enfermedades.



También se utilizan a veces cortavientos anuales, hechos de una asociación temporal de cultivos, por ejemplo la asociación de cultivos de invierno de melones- guisantes, plantados en hileras alternativas y perpendicular a la dirección predominante del viento.

Cortavientos inertes 

Están hechos de elementos naturales como ramas o tallos de gramíneas (cañas, palmeras). Tanto su altura como su acción protectora son limitadas, sus ventajas principales son la utilización de materiales locales, la facilidad de instalación, el grado de permeabilidad en función de lo que el agricultor pida.



La ausencia de competición por nutrientes o agua con las plantas cultivadas...



Los elementos constitutivos de la barrera se clavan en el suelo a una profundidad suficiente para aguantar la presión del viento, pero es necesario reforzar la empalizada con estacas, utilizándose alambre de hierro para atar y sujetar las partes del cortavientos

Cortavientos artificiales 

Están formados por redes de material extrusionado o por tejidos, con una vida garantizada de 4 a 5 años.



La mayor dificultad es la del anclaje al terreno. Puesto que las redes no están clavadas en el suelo, las estacas tienen que aguantar toda la presión del viento.



El anclado no puede hacerse si la altura del cortavientos es de 2 m.



Por lo tanto los cortavientos artificiales se utilizan a menudo para reforzar la acción protectora de cultivos bajos ya protegidos por cortavientos naturales más espaciados

Barreras artificiales

Efecto de la porosidad de un cortavientos en la velocidad del viento.

Barreras permeables 

Una barrera permeable o porosa al viento puede ser una alameda de fila única. A la izquierda se observa el viento que llega (a barlovento) a la barrera, donde parte de éste la atraviesa con menor velocidad hacia la zona de sotavento.

El viento que pasó por encima, en altura, vuelve a direccionarse hacia el suelo a una distancia de la barrera que está en función de la porosidad y altura de ésta.

Esa distancia señala el alcance de la zona "protegida" por la barrera y se expresa en múltiplos de su altura (nh). 

En las barreras permeables se logra reducir la velocidad

del viento en un porcentaje que es función de la porosidad, y los efectos pueden alcanzar las 15 h de distancia.

Barrera impermeable 

En una barrera impermeable (muy baja porosidad, del orden del 20 al 30%), se nota el viento incidente y los efectos de ésta sobre el aire. Puede asimilarse a una pared o cualquier otro material que no deje pasar el aire.



El viento prácticamente no pasa a través de la barrera. Cerca de ésta se forma un colchón de aire que provoca un desvío del viento hacia arriba, comprimiéndose, con mayor presión hacia el tope de la barrera.

Detrás, se forma una depresión o vacío que hace descender nuevamente el aire desde lo alto. Se puede lograr mayores reducciones de la velocidad del viento, pero los efectos de reducción tienen incidencia hasta distancias de 6-10 m.

La porosidad debe considerarse en toda la barrera, en la altura y en el ancho.

Efecto de la porosidad de un cortavientos en la velocidad del viento. Los contravientos permeables protegen a una zona mayor que los no permeables. Su eficacia cubre una distancia de 10 a 12 veces su altura. Los impermeables protegen a una distancia de 7 a 8 veces su altura.

La porosidad óptima de los cortavientos artificiales es del 50% (30 % si el régimen del viento es turbulento.)

Orientación del invernadero.

M.C. Policarpo Espinosa Robles y Ing. Luis Manuel Espinosa Mendoza

Esta depende de la luz y los vientos, por lo que se recomienda que se oriente de Norte a Sur para aprovechar con mayor eficiencia la luminosidad y la radiación solar para el desarrollo de las plantas. Que la orientación se combine con la dirección de los vientos de tal manera que los invernaderos que den en el sentido de los vientos dominantes y laterales como se muestra en la figura.

AA A B

• En la orientación “A” el invernadero recibe la mayor luminosidad que en ninguna otra orientación.

• En el caso “B” la luz se reparte de manera mas uniforme dentro del invernadero

PROBLEMAS DE LOS INVERNADEROS FRÍOS 

En invierno: La bajas temperaturas limitan el crecimiento y desarrollo de las especies de “estación cálida”, no se logran los rendimientos potenciales y disminuye la calidad de los productos cosechados. – Disminución de la concentración de anhídrido carbónico durante el día en los invernaderos cerrados y el nivel de humedad nocturna es alto.



En verano: La temperatura del invernadero puede mantenerse con dificultad dentro de los límites aceptables para la especie. Es uno de los problemas más serios del uso de este tipo de infraestructuras.

Dimensiones:

(7 – 10 – 25 – 30 x 30 – 50 – 100 – 150 m)

Altura: como mínimo, 3 m3 por m2 de superficie

Formas: Las formas son variables. Dependen de las necesidades del usuario y de los materiales que se disponga. Los hay con techos de dos aguas, con estructuras semicirculares. Puede considerarse una sola nave o juntar varias para ahorrar el polietileno en los costados y aprovechar mejor el espacio interior. La forma del techo influye en la cantidad de luz que entra al invernadero. La redonda es la más efectiva.

Material de las estructuras: Madera, Aluminio, Cañas, postes y alambres, hierros, cemento

MARÍA LUISA TAPIA FIGUERAS

Distintos tipos de estructuras 

Planos o tipo parral.



Tipo raspa y amagado.



Asimétricos.



Capilla (a dos aguas, a un agua)



Doble capilla



Tipo túnel o semicilíndrico.



De cristal o tipo Venlo.

Planos o tipo parral.

Tipo raspa y amagado.

(Parral de Almería)

Esquema frontal y en planta de un tipo parral

Parral de Almería con ventilación cenital

Es importante conocer cómo se mueve el agua en el suelo, esto depende de:

•Tipos de suelo 1.Suelo Pesado ( Arcilloso – Tierra Bermeja) 2.Suelo Mediano ( Arcilloso-Arenoso ).

3.Suelo Ligero (Arenoso ).

INVERNADERO ASIMÉTRICO 

Difiere de los tipo raspa y amagado en el aumento de la superficie en la cara expuesta al sur (Europa), con objeto de aumentar su capacidad de captación de la radiación solar.



Ideal ángulo de 60º, pero es muy inestable. 8º y 11º en la cara sur y entre los 18º y 30º en la cara norte.



El invernadero se orienta en sentido E - O,

paralelo al recorrido aparente del sol.

Asimétrico

La inclinación de la cubierta debe ser aquella que permita que el sol incida perpendicularmente sobre la cubierta al mediodía solar durante el invierno.

La altura máxima de la cumbrera varía entre 3 y 5 m, y su altura mínima de 2,3 a 3 m. La altura de las bandas oscila entre 2,15 y 3 m.

Capilla

Capilla

Diente de sierra

Tipo túnel o semicilíndrico

Túnel de cañas

Parábolicos

Invernadero tipo chileno

Fijación del plástico

De cristal o tipo Venlo 

También llamado holandés, es de estructura metálica prefabricada con cubierta de vidrio y se emplean generalmente en el Norte de Europa.



Ventajas: Buena estanqueidad lo que facilita una mejor climatización de los invernaderos.



Inconvenientes: Su elevado coste. Naves muy pequeñas debido a la complejidad de su estructura.

Material de cobertura  Materiales

plásticos

 Ventajas  Desventajas

PLÁSTICOS FLEXIBLES 





POLIETILENO (PE). 

Polietileno Normal.



Polietileno Normal De Larga Duración.



Polietileno Térmico De Larga Duración

POLICLORURO DE VINILO (PVC). Transmite la luz visible en porcentajes elevados, pero con baja dispersión. El PVC envejece más lentamente que el PE que se traduce en pérdidas de transparencia, coloración de la lámina y fragilidad a la rotura..

COPOLÍMERO ETIL-ACETATO DE VINILO (EVA). Resulta más caro que el polietileno térmico. Es el que presenta una mayor resistencia a los UV y por el acetato de vinilo tiene mejor

resistencia a altas temperaturas.

Duración de plásticos normalizados para invernaderos Fuente: SERRANO, 1994 Duración (en Almería)

Radiación solar recibida

Tipo de plástico

Espesor

Polietileno “normal” (sin aditivos)

150 micras (600 6-8 meses galgas)

< 148 kcal/cm2

Polietileno “larga duración”

180 micras (720 2 años galgas)

296 kcal/cm2

Polietileno “Térmico larga duración”

200 micras (800 2 años galgas)

296 kcal/cm2

Copolímero EVA (12 % AV)

200 micras (800 2 años galgas)

296 kcal/cm2

Copolímero EVA (6 % AV)

100 micras (400 1 año galgas)

148 kcal/cm2

PLÁSTICOS RÍGIDOS 

POLIMETACRILATO DE METILO (PMM). Material acrílico su transparencia está comprendida entre el 85 y el 92%, por lo que deja pasar casi todos los rayos UV y su poder de difusión es casi nulo.



POLICARBONATO (PC). El policarbonato es un polímero termoplástico con buena resistencia al impacto y más ligero que el PMM.



POLIESTER CON FIBRA DE VIDRIO. Proporcionan resistencia mecánica y mejoran la difusión de la luz.



POLICLORURO DE VINILO (PVC). Su principal ventaja es una opacidad a la radiación térmica menor del 40%, y una alta transmitancia a la radiación visible, aproximadamente del 90%.

Características comparadas de los principales materiales plásticos utilizados en cubierta de invernadero (SERRANO, 1994) FLEXIBLES

RÍGIDOS

Polietileno

PVC

PVC ondulado

Polimetacrilato de metilo

Poliéster estratificado

Cristal

Características (mm)

0,08

0,1

1-2

4

1-2

2,7

Densidad

0,92

1,3

1,4

1,18

1,5

2,40

Índice de refracción

1,512

1,538

-

1,489

1,549

1,516

% de dilatación antes de que se rompa

400-500

200250

50-100

escasa

escasa

nula

Resistencia al frío y calor

- 40 a + 50º C

-10 a -20+70º C + 50º C

-70+80º C

-70+100º C

muy elev.

Duración

2 años

2-3 años elevada

elevada

elevada

Elev.

Transparencia % (0,38-0,76 micrones)

70-75

80-87

77

85-93

70-80

87-90

Transmisión % (-0,24-2,1 micrones)

80

82

82

73

60-70

85

Transmisión % (7-35 micrones)

80

30

0

0

0

0



Ubicación



Dimensiones



Orientación



Bajantes de agua



Tensores

Balance energético El balance energético o térmico de un invernadero depende de las aportaciones y pérdidas de calor que tenga. Las pérdidas de calor de un invernadero se resumen en la formula:

Q = q + q’ + q’’ + q’’’ q q’ q’’ q’’’

= Pérdidas por conducción y convección, = Pérdidas por renovación de aire, = Pérdidas por el suelo del invernadero, = Pérdidas por radiación a la atmósfera.

Serrano Cermeño (1979)

Factores que modifican la captación de energía

 Material de cubierta 

Ángulo de incidencia: forma del techo



Orientación: (N – S

vs. E – O); Dependiente del

tamaño, longitud, altura de cumbrera y de laterales.

 Efecto

invernadero

 CO2  Humedad  Temperatura

Automatización del clima 

Regulaciones programadas en computadoras que regulan:



Apertura y cierre de laterales y cenitales.



Circulación del aire.



Luz: intensidad y duración.



Temperatura.



Humedad.



CO2



Corrimiento de media sombras, aluminizados, etc

Climatización del invernadero 

Calefacción



Ventilación natural y forzada



Refrigeración



Automatización.

Calefacción 

Distribución del calor mediante mangas perforadas de polietileno para un sistema de combustión indirecto.

Sistema con combustión directa (cañón).

Equipo de aire caliente de combustión directa (cañón)

Calefacción de aire caliente de generación indirecta

Detalle de las salidas de aire caliente donde se acoplan las tuberías de distribución

Calefacción por generación indirecta

Sistema por agua caliente en tubería de hierro

Ventilación Natural

Ventilación natural y forzada 





Ventilación natural se realiza con la apertura y cierre de las cortinas laterales y la aberturas cenitales. La forzada se realiza con ventiladores que hacen circular el aire. Es importante la separación entre los módulos: ¾ a ½ del ancho.

Calles entre naves lo suficientemente amplias

Refrigeración

 

Ventilación Sombreo: con mallas media sombra; blanqueo con cal. Con 25 kg de cal en 100 lt de agua hay una disminución de la radiación solar del 30%; con 40 kg el 60% y con 100, eñ 90% (INRA Seminaire AGROUETP. 1988)

• Evaporación: • Con pantallas húmedas y forzado de aire. • Nebulizadores que dispersan agua desde la parte superior y al evaporarse bajan la temperatura Paneles evaporantes Cooling por sobrepresión

Cooling por depresión

Aspersión de agua  Se basa en la transformación de la energía radiante incidente en calor latente, por evaporación de microgotas de agua emitidas por aparatos de aspersión.  Se habla de brumización cuando las microgotas tienen un tamaño superior a los 200 micrones.  Estas gotas caen sobre el suelo y el cultivo, de donde se evaporan más o menos rápidamente según las temperaturas de estas superficies.

Aspersión de agua  Se habla de "fog-system" cuando las microgotas tienen menos de 100 micrones y quedan en suspensión en el aire hasta su completa evaporación.  A medida que disminuye el tamaño de la gota de

agua aumenta el costo de los equipos de aspersión.  Para tener en cuenta: la aspersión de agua sobre el techo del invernáculo no ha demostrado efecto en reducir la temperatura del ambiente, plantas y suelo.

Sistemas pasivos

Los sistemas pasivos son: • Ventilación natural. • Sombreado. • Pantallas aluminizadas.

• Dobles techos

Pantallas térmicas

Mallas de sombreado

Pantallas aluminizadas

Pantallas aluminizadas

Es un tejido aluminizado que evita el enfriamiento por radiación terrestre, repelente de plagas, debido a su alta reflexión, provee en adición a la luz solar, una considerable cantidad de luz difusa que aumenta la fotosíntesis en forma significativa.

Doble techo

Bibliografía - Fuentes 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

17.

Aljaro, Agustín 1993. Alpi, A y Totogni, F .1984 Bouzo, C.A.; Gariglio ,N.F. 2005. Climatización de invernaderos.Doc.de extensión Nº 31. UNL- F. Ciencias Agrarias. Cultivos intensivos. Colombo, María del Huerto; Obregón, Verónica. 2008. HORTICULTURA GENERAL: Consideraciones de cultivo y manejo. Serie Técnica Nº 24. Publicación de la EEA Bella Vista. ISSN 1515-9299 Dasasso et al. 1995. FAO. Horticultural Crpos Group of the Plants Producción and Protección Division 1990. Chapter 1 and 3. Francescangeli, Nora. 1994 López, J.C. et al. 2000. Calefacción de invernaderos en el sudeste español. Montero Camacho J.I y Antón i Vallejo, 1993 Puche López, J.F. 2007. Automatización del control climáticos de invernaderos. Dpto Técnico, Priva Nutrición Ibérica S.L. Robledo de Pedro, F et al, 1981. Sánchez Manero, I. 2003. Aplicación de energías renovables a invernaderos. Serrano Cermeño, Zoilo. 1979 (p 11-24); 1990. Tapia Figueras, María Luisa. 2009. Sistemas de crecimiento controlado. Invernaderos. w.sap.uchile.cl/descargas/prod_cultivos/FPC_Invernaderospdf. www.InfoAgro.com; Los plásticos en la agricultura. Materiales de cubierta para invernaderos