Sistemas de Climatización en Invernaderos

Debido a la gran demanda de alimentos entre la población y la necesidad de mantener bajo control la calidad y la cantidad de la producción, el desarrollo de invernaderos ha cobrado un auge significativo en México desde hace algunos años. Construir uno que presente las características adecuadas para propiciar el crecimiento de los cultivos requiere cálculos de humedad, temperatura, ventilación y filtración, posibles mediante diversos esquemas. “Existen dos sistemas de ventilación en los invernaderos: ventilación dinámica y ventilación forzada. Principalmente, el factor que determina la instalación de éstos es la luminosidad”: José Pacheco. Eréndira Reyes. Según la Norma Mexicana para el Diseño y Construcción de

Invernaderos, estos lugares se definen como construcciones metálicas usadas para el cultivo y la protección de plantas o cultivos, cuentan con una cubierta de película plástica traslúcida que no permite el paso de la lluvia hacia el interior y cuyo objetivo es reproducir o simular las condiciones climáticas más adecuadas que permitan un mayor crecimiento de las plantas cultivadas en su interior. Pueden estar hechos con varios materiales que lo hagan completamente hermético o contar con espacios abiertos; todo depende del tipo de cultivo que resguarden. Los cultivos bajo invernadero permiten una mayor producción y calidad en cualquier momento del año; además, alargan el ciclo de cultivo, lo que ayuda a obtener productos en las épocas más difíciles con una menor inversión. Su clasificación está definida por diversos criterios, como los materiales usados en su construcción y en su cobertura; el tipo de techumbre que tienen, sus dimensiones, entre otros, aunque existen algunos tipos principales: • Invernadero capilla

• Invernadero de doble capilla • Invernadero tipo parral • Invernadero de túnel o semicilíndrico

• Invernadero en raspa y amagado • Invernadero asimétrico • Invernadero tipo venlo Invernaderos de capilla Su techumbre forma uno o dos planos inclinados, según sean a una o a dos aguas. Se utilizan bastante, pues resultan de fácil construcción y conservación, permiten la colocación de cualquier tipo de plástico en la cubierta, la ventilación vertical en paredes es muy sencilla y se pueden edificar en grandes superficies sin requerir instalaciones mecánicas espaciosas; también resulta fácil instalar ventanas cenitales. En cuanto a sus dimensiones, normalmente tienen un ancho de entre 12 y 16 metros con una altura de entre 3.25 y 4 metros. Si la inclinación de los planos de la techumbre es mayor a 25 grados, no ofrece inconvenientes en la salida de agua de lluvia. La ventilación se realiza por ventanas frontales y laterales, y cuando están unidas diversas naves, se recomienda instalar ventanas cenitales, pues la ventilación se dificulta. Invernaderos de doble capilla Están compuestos por dos naves yuxtapuestas, y gracias a que en su cumbrera cuenta con ventilación cenital, sus características de ventilación son mejores que en otros invernaderos. Estas aberturas suelen permanecer abiertas constantemente y suelen colocárseles mallas mosquiteras; además, cuentan con ventilación vertical en las paredes frontales y laterales. No tienen mucha popularidad porque su construcción es más difícil y cara que el invernadero de capilla simple o a dos aguas. Invernadero tipo parral Están construidos principalmente por dos partes: una estructura vertical y otra horizontal. La primera debe tener soportes rígidos que se puedan diferenciar en perimetrales (situados en las bandas y los esquineros) e interiores (pies derechos). Los pies derechos intermedios suelen estar separados unos 2 metros en sentido longitudinal y 4 metros en dirección transversal, aunque también presentan combinaciones de 2×2 y 3×4. En cuanto a los soportes perimetrales, deben tener una inclinación hacia el exterior de 30 grados, aproximadamente, respecto de la vertical y junto con los vientos que sujetan su extremo superior sirven para tensar las cordadas de alambre de la cubierta. Su separación puede diseñarse de 1.5 a 2 metros. Tanto los apoyos exteriores como interiores pueden ser rollizos de pino o eucalipto, y tubos de acero galvanizado. La estructura horizontal está constituida por dos mallas de alambre galvanizado superpuestas, implantadas manualmente de forma simultánea a la construcción del invernadero y que sirven para portar y sujetar la lámina de plástico. Las ventajas principales que presenta son el bajo costo de construcción, la adaptabilidad en la geometría del terreno, la resistencia al viento, la captación de agua de lluvia y la uniformidad luminosa; pero suelen generar problemas por el poco volumen de aire que conservan, además de dificultar las labores de cultivo, principalmente las mecanizadas, por el exceso de postes. Invernadero túnel o semicilíndrico La popularidad de este tipo de invernadero se ha extendido, ya que tienen una mayor capacidad para el control de los factores climáticos, una elevada resistencia a los vientos y es rápida su instalación, pues están constituidos con estructuras prefabricadas. Su característica principal es la forma de su cubierta y su estructura totalmente metálica. Sus soportes son tubos de hierro galvanizado y tienen una separación interior de 5×8 o 3×5 metros; la altura máxima que presentan va de los 3.5 a los 5 metros. En las bandas laterales se adoptan alturas de 2.5 a 4 metros. En

cuanto al ancho, permite el adosamiento de diversas naves, lo que puede representar dimensiones de hasta 9 metros. La ventilación se realiza mediante ventanas cenitales que se abren hacia el exterior del invernadero. Sus principales ventajas son la casi nula generación de obstáculos, su buena estanqueidad de lluvia y aire, la facilidad de instalar ventilación cenital a sotavento con accionamiento mecanizado y buen reparto de la luminosidad en el interior del invernadero, aunque todo esto requiere una gran inversión económica. Invernadero en raspa y amagado La estructura de este tipo de invernaderos es similar a la del tipo parral, aunque tiene distinta forma de cubierta. En esta clase de invernaderos aumenta su altura máxima en la cumbrera, la cual oscila entre 3 y 4.2 metros, formando lo que se conoce como raspa. En la parte más baja se unen las mallas de la cubierta al suelo mediante vientos y horquillas de hierro, lo que permite colocar canalones para el desagüe de aguas pluviales. Esta parte se denomina amagado, y su altura oscila entre 2 y 2.8 metros, y en las bandas alcanza hasta 2.5 metros. El espacio que existe entre apoyos y vientos es de 2×4, y el ángulo de la cubierta contempla entre 6 y 20 grados, éste último es el que más se recomienda; la orientación ideal en la instalación es de Este a Oeste. Entre las ventajas que posee se encuentran su coste económico, su buena estanqueidad a la lluvia y al aire, no presenta obstáculos para que los técnicos y agrónomos lo operen y tiene un mayor volumen unitario, por lo que su inercia térmica es mayor y aumenta por las noches. Sus desventajas son la diferencia de luminosidad entre Sur y Norte y la dificultad al cambiar el plástico de la cubierta. Invernadero asimétrico o inacral Presenta varias ventajas como el aprovechamiento de luz en época invernal: su bajo costo, su elevada inercia térmica debido a su gran volumen unitario, la captación de agua y aire que posee, buena ventilación y además permite la instalación de ventilación cenital a sotavento. Este tipo de invernadero tiene un aumento de la superficie en la cara expuesta al Sur, pues su objetivo es aumentar la captación de luz solar, y su instalación se orienta de Este a Oeste, paralelamente al recorrido del Sol. En cuanto a la inclinación de la cubierta, debe ser tanta que permita que la radiación solar incida perpendicularmente sobre la cubierta al mediodía solar durante el solsticio de invierno. El ángulo debe ser de 60 grados, aproximadamente, por lo que ocasiona inestabilidad de la estructura ante vientos intensos. Por esta razón, es usual encontrar instalaciones con ángulos de 8 a 11 grados en la cara sur y de 18 a 30 grados en la cara norte. A pesar de que tiene mucha luminosidad en invierno, registra pérdidas térmicas. Invernadero tipo venlo En cuestiones de ventilación implican problemas, pues no cuentan con ventanas laterales, pero tienen ventanas cenitales que se alternan en su apertura (una abre a un lado y la siguiente al lado opuesto) con una dimensión de 1.5 por 0.8 metros. Este tipo de invernaderos están hechos de vidrio y los paneles descansan sobre canales de recogida de agua de lluvia. Desde los canales hasta la cumbrera tienen un único panel de vidrio que mide 1.65 x 1.6 metros. La separación entre columnas es de 3 metros, si se construye en algún tipo de viga en celosía la separación es de 6.4 metros.

Favorece una mejor climatización al presentar buena estanqueidad, aunque no tiene buena captación de luz, suele ser caro y no adapta naves, lo que no lo hace muy popular. En Holanda se emplean con frecuencia. Climatización en invernaderos El ingeniero agrónomo Heriberto Torres Navarro, catedrático de la Universidad Autónoma Chapingo y especialista en diseño y construcción de invernaderos, comenta que climatizar cultivos protegidos resulta de suma importancia, pues “la radiación infrarroja o térmica y la temperatura son factores clave en la producción; por esta razón, se deben tomar las medidas Clave. La radiación necesarias para que crezcan y se desarrollen de forma efectiva. También se requiere regular cada fase de crecimiento, porque no infrarroja y la temperatura será el mismo rendimiento cuando las plantas estén en procesos inciden de manera significativa en la de desarrollo que cuando se encuentren en fase reproductiva”. Para evaluar el tipo de equipos y sistemas que pueden usarse en producción. Es preciso los invernaderos, se debe considerar que el desarrollo de cultivos tomar medidas necesarias para garantizar el tiene varias fases y, por lo tanto, influyen diversos factores desarrollo y crecimiento importantes como la temperatura, la humedad relativa, la efectivo de los cultivos captación de luz y la producción de CO2. Para que las plantas realicen sus funciones será necesario que se conjunten estos factores dentro de límites mínimos y máximos. El especialista en Fitotecnia y diseño de invernaderos, advierte que “hay varias fórmulas que ayudarán a determinar los parámetros necesarios para cada cultivo y, aunque ya existen tablas de consulta, será necesario adaptar las instalaciones y hacer un estudio para evitar gastos innecesarios y la muerte de plantas por no hacer bien esta labor preventiva”. La temperatura óptima para las plantas oscila entre 10 y 20 grados centígrados, pero se deben conocer las necesidades y limitaciones de cada especie. Existen temperaturas mínimas letales, máximas y mínimas biológicas (que son las que determinan la floración o fructificación), y las nocturnas y diurnas (que ayudan al desarrollo de la planta). Este factor estará supeditado a la radiación solar, comprendida en una banda de entre 200 y 4 mil milímetros. La misión principal del invernadero será acumular calor durante el Ventilación. La renovación del invierno que normalmente se produce cuando el infrarrojo largo se transforma en calor. Esta radiación la absorben las plantas, los aire en el interior de un materiales de la estructura y el suelo; ésta se emite a lo largo de la invernadero depende de la cubierta hacia el interior y calientan el invernadero. temperatura, la humedad relativa y la concentración de El calor dentro de la instalación se transmite por diversos oxígeno y CO2 movimientos. El primero, que es el de radiación, se produce en el espacio transparente; el segundo, en los materiales que cubren el invernadero y se denomina de conducción; el tercero, se origina cuando existe un intercambio del calor interior con el frío exterior,

denominado infiltración, y por último el que producen la plantas, el suelo y la estructura, que es el de convección. La humedad relativa (HR) es un factor climático que puede modificar el rendimiento final de los cultivos. Cuando es excesiva, las plantas no transpiran y reducen su crecimiento; si es muy baja, pueden deshidratarse. El exceso puede reducirse mediante ventilado, aumento de la temperatura y al evitar el exceso de humedad en el suelo. La falta puede evitarse con riegos, canaletas de agua de lluvia, pulverizando agua en el ambiente, ventilando y proporcionando sombra. La ventilación cenital en invernaderos con anchura superior a 40 metros es muy recomendable, tanto para controlar la humedad como para el control de la HR. En el caso de la luz, si existe mucha se debe de aumentar la temperatura, la HR y el CO2, pues hay que propiciar la fotosíntesis de los cultivos; en cambio, si es escasa, se deben disminuir estos factores. Para aumentar la luminosidad se usan materiales de cubierta con buena transparencia y que reduzcan la sombra; se orienta la instalación del invernadero, así como el ángulo donde incide la radiación solar y, finalmente, se usan acolchados con plástico blanco para que reflejen la luz. Cuando se busca reducir su entrada, se blanquean las cubiertas y se instalan mallas de sombreo y acolchados color negro. En cuanto al CO2, su concentración es imprescindible, pues es la que regula la función clorofílica de los cultivos. Normalmente, se encuentra en concentraciones de 0.003 por ciento y se aumenta hasta 0.2 por ciento cuando los demás factores de la producción vegetal son óptimos, pero sin llegar a 0.3 por ciento, ya que resulta un índice tóxico para las plantas. En los invernaderos que no se aplique anhídrido carbónico, la concentración de este gas puede ser muy variable a lo largo del día, con un índice máximo por la noche y una considerable reducción por las mañanas. Esta variación se debe de controlar con el sistema de ventilación, debido a que si hay una necesidad Imprescindible. La falta de extrema de CO2, las plantas pueden morir. Como en cada factor, humedad se puede contrarrestar mediante los niveles aconsejados de éste dependen del tipo de especie o riegos, canaletas de agua variedad cultivada. de lluvia o al pulverizar Periodos fríos agua en el ambiente Existen múltiples medidas para calentar invernaderos durante la época invernal. Es posible usar materiales que lo hagan hermético, usar pantallas térmicas y usar capas dobles de polietileno de 150 galgas o de polipropileno. La entrada de luz también ayuda, así como sembrar follaje de las plantas y el uso de sistemas de calefacción de agua caliente o aire caliente. En el mercado, es posible encontrar sistemas de calefacción que usan métodos de convección o conducción. En el primer caso, se calienta el aire del invernadero vía aérea y en el segundo la distribución del calor se hace a nivel del cultivo. Los de vía aérea o de conducción Su uso se basa en tuberías de agua caliente que pueden instalarse a nivel del suelo de cultivo, en tuberías enterradas o en banquetas. También es usual el empleo de calefacción por agua caliente

que, en general, radica en la circulación de agua caliente o vapor procedente de un foco calorífico por una red de tuberías. En la caldera, el agua se calienta a entre 80 y 90 grados centígrados y las tuberías se colocan a unos 10 centímetros sobre el suelo; pueden ser fijas o móviles. El sistema de calefacción central por agua caliente se puede hacer de dos formas: por termofusión, que consiste en instalar tubos de diámetro grande con una ligera pendiente, o por impulsión de bombas o aceleradores con tubería de diámetro menor y una temperatura en el agua de retorno más elevada que en el caso anterior. Estos sistemas ofrecen varias ventajas, pues mantienen el calor del invernadero más uniforme, usan materiales económicos, ahorran energía y pueden usar energías alternativas como la geotérmica, el calor residual industrial y la solar a baja temperatura. La calefacción por aire caliente Consiste en impulsar en la atmósfera del invernadero aire producido en focos caloríficos. También existen dos sistemas para utilizar este método, como los generadores de combustión directa donde un ventilador lanza una corriente de aire hacia el interior de la cámara de combustión del generador y a su salida el aire ya caliente arrastra consigo gases de la combustión. También hay un sistema generador de intercambio de calor, en él, la corriente de aire no pasa directamente a través de la cámara de combustión, sino que calienta al atravesar una cámara de intercambio. Ambos sistemas pueden instalarse dentro o fuera del invernadero. Si están en el interior, los ventiladores aspiran el aire que está adentro, lo calientan y luego lo expulsan; en cambio, si están en el exterior, el aire del invernadero es retornado al generador con la ayuda de conductos termoaislantes, donde se calienta y es impulsado de nuevo por medio de otros conductos. El principal problema al usar estos sistemas es su costo, así como su rendimiento energético. Pantallas térmicas Es otro elemento muy utilizado y su uso puede incrementar un 30 por ciento el rendimiento térmico, ya que el calor que capta durante el día lo mantiene en la noche. También son muy útiles como doble cubierta al impedir el goteo directo de la condensación de agua sobre plantas en épocas de excesiva humedad. En el mercado existen cubiertas de varios tipos, hechas con hilos sintéticos o láminas de aluminio, y pueden estar abiertas (ventiladas) o cerradas (sin ventilación); las segundas son muy socorridas en épocas de frío. Periodos cálidos Reducir la temperatura es uno de los mayores problemas de la horticultura protegida en climas cálidos, porque no es fácil refrigerar el invernadero sin invertir cantidades relativamente altas en instalaciones y equipos. Son cuatro los factores principales que permiten reducir la temperatura: disminuir la radiación solar que llega al cultivo, la evapotranspiración del cultivo, la ventilación del invernadero y la refrigeración por evaporación de agua. Sistemas de sombreo Es la técnica de refrigeración más utilizada en la práctica y se basa en cortar más de lo conveniente el porcentaje de radiación fotoactiva, mientras que el infrarrojo corto llega en exceso a los cultivos. Existen dos sistemas principales: el estático, para encalados y mallas de sombreo, y los dinámicos, que permiten el control con cortinas móviles y riego de la cubierta. Rendimiento. Utilizar pantallas térmicas para captar el calor durante el día y mantenerlo por la noche permite optimizar las condiciones de temperatura

Ventilación Consiste en la renovación de aire en el interior del invernadero. Se puede hacer de forma natural y artificial, y depende directamente de los otros factores como temperatura, humedad relativa y la cantidad de oxígeno y CO2. La ventilación natural o pasiva se basa en la utilización de ventanas en paredes y techos, lo que permite que existan corrientes de aire que ayudan a disminuir las altas temperaturas y a reducir el nivel higrométrico. Las ventanas pueden ser cenitales si se instalan en la techumbre o laterales si están colocadas sobre las paredes laterales del invernadero. Este tipo de instalaciones pueden ser ocho veces más efectivas que otras situadas lateralmente de igual superficie. Normalmente, las ventanas deben ocupar entre 18 y 22 por ciento de la superficie de los invernaderos, y se debe tener en cuenta que con anchuras superiores a los 20 metros será necesario disponer de ventilación cenital que mejore la aireación lateral. Es usual que la apertura y el cierre de las ventanas se realicen a través de un sistema de cremalleras, aunque también se puede hacer manualmente.

Ventilación natural. Basado en el uso de ventanas en paredes y techos, este esquema permite la formación de corrientes que ayudan a disminuir las altas temperaturas y a reducir el nivel higrométrico

Si se desea instalar ventilación mecánica es necesario diseñar un sistema de ventiladores y extractores que inyecten aire frío y extraigan aire caliente, pero sólo se podrá alcanzar una temperatura similar a la del exterior.

Refrigeración por evaporación de agua El enfriamiento por evaporación se basa en emplear la gran entalpía de vaporización del agua para lograr reducir la temperatura del aire seco en cantidad muy significativa. Por este motivo, es recomendable para climas cálidos-secos, pues acondiciona el interior de los invernaderos a un bajo costo. En este tipo de refrigeración, existen diversos sistemas. Uno es la nebulización fina (fog system), que consiste en distribuir en el aire un gran número de partículas de agua líquida de tamaño próximo a las 10 micras, de modo que su caída se frene y queden suspendidas en el aire el tiempo suficiente para evaporarse sin llegar a los cultivos. Para lograr este proceso es necesario afincar un sistema de nebulización, formado por un conjunto de boquillas nebulizadoras conectadas a tuberías que cuelgan de la techumbre del invernadero, y complementar la instalación con termostatos y humidostatos para la automatización de los sistemas, aunque el procedimiento puede llevarse a cabo manualmente.

Sistema de riego. La temperatura, la velocidad del viento y su dirección, la humedad relativa y la intensidad lumínica son factores en el sistema de riego, ya que las plantas cuentan con su propio sistema de refrigeración

Es importante resaltar el uso de filtros que eviten la entrada de sales o bicarbonatos dañinos para los sistemas y a su vez obstruyan las boquillas. Con emisores de fog system pueden utilizar boquillas de alta presión (60 kg/cm 2, 5l/h, y gotas con un diámetro inferior a 20 micras), boquillas de baja presión (3 a 6 kg/cm2 y gotas con un diámetro inferior a 10 micras) y

humificadores mecánicos. Con este sistema pueden conseguirse bajas térmicas en el interior de hasta 15 grados centígrados. También es común encontrar instaladas pantallas evaporadoras. El sistema se instala a lo largo de todo el lateral o en un frontal del invernadero, y en el otro extremo se colocan ventiladores eléctricos. Al saturarse la pantalla de agua, absorbe la humedad que después se expulsa mediante ventilación eléctrica. Es importante que el invernadero sea muy hermético, de manera que el aire artificial penetre sólo a través de la pantalla; si se instala de forma correcta puede disminuir la temperatura hasta 10 grados, aunque normalmente su descenso oscila entre 4 y 6 grados centígrados. El rendimiento de este tipo de sistemas puede llegar al 85 por ciento, pues su fabricación usa fibras celulósicas que admiten agua de muy mala calidad, lo que evita su deterioro a causa de sales, además de tener una mayor superficie de contacto, esto reduce el área de pantalla por instalar. Situación en México Las nuevas tecnologías surgen por la demanda de alimentos que existe en el mundo. En México, diversos especialistas destacan la evolución, el crecimiento y el auge que han cobrado en el país. En entrevista para Mundo HVAC&R, el ingeniero Alex José Pacheco Abraham, director Comercial de ACEA, detalla algunos puntos respecto de este tema. Mundo HVAC&R (MH): ¿Cuáles sistemas de ventilación se usan más en México? José Pacheco (JP): Existen dos sistemas de ventilación en los invernaderos: ventilación dinámica y ventilación forzada. Principalmente, el factor que determina la instalación de estos es la luminosidad, pues la luz tiene partículas infrarrojas que rebotan, por lo que generan energía y se debe de controlar la temperatura. La ventilación dinámica es totalmente natural, lo que causa una apertura de cortinas cuando el interior está por encima del parámetro correcto y, al contrario, se cierran cuando el exterior inyecta aire frío innecesario. MH: ¿Es usual que se instalen sistemas de aire acondicionado en los invernaderos? JP: No suelen instalarse por los altos costos que implican. En vez de ellos, se encuentran sistemas de ventilación mecánica o lo que normalmente se denomina “lavado de aire”. También se usan muros húmedos y extractores. En el caso de la pared húmeda, lo que hace es pasar agua de un lado de la instalación y en el lado opuesto colocamos un extractor para que el aire salga al exterior. Dentro de los invernaderos también puede haber recirculadores que se usan con el objetivo de homogeneizar la temperatura del ambiente interior. Evidentemente, los climas controlados tienen que contemplar el día y la noche, por lo que los mecanismos que se aplican cambian dependiendo de la hora y de las condiciones climatológicas. Por la noche, generalmente se utilizan sistemas de calefacción de limpiado y existen varios en el mercado que generan tanto aire como agua caliente. Los primeros utilizan calefacción y los segundos usan tubos radiantes que distribuyen el agua caliente que se produce en calderas. Cada cultivo tiene tablas que definen la cantidad máxima de calor y la mínima que lo mantendrá en óptimas condiciones. MH: ¿Cómo se controla la temperatura dentro del invernadero? JP: La temperatura se mide con base en sistemas de automatización que regulan todo. En el exterior se colocan lectores que registran la temperatura, la velocidad del viento y su dirección; en el interior se mide la temperatura, la humedad relativa y la intensidad lumínica. Es muy importante el papel que juegan dichos factores con el sistema de riego que esté instalado, debido a que las plantas cuentan con su propio sistema de refrigeración; por ello, se tendrá que poner especial

atención en su desarrollo y de esta manera determinar qué cantidades arrojar. Todos estos parámetros tienen que medirse de forma muy cuidadosa, porque si son muy altos o bajos, las plantas dejan de trabajar en sus ciclos normales. Un volumen de aire adecuado se conseguirá al poner a trabajar extractores y muros húmedos en conjunto, también serán los que se contemplen durante la fase de diseño y en el proceso de construcción de los invernaderos con ventilación forzada. Es muy necesario que su regulación y su mantenimiento cumplan con los estándares y topes que requiera el cultivo. Estos se manejarán por medio de computadoras y sensores. MH: ¿Los invernaderos manejan sistemas de automatización? JP: Cada uno de los invernaderos tiene un sistema automatizado, tanto los que están instalados en el riego, como los que se programan para medir temperatura y pulsos de riego. Todos deben tener por lo menos un inyector, muchos de ellos ya cuentan con controles de humedad y temperatura automáticos. MH: ¿Cómo se climatizan los invernaderos en la República? JP: Se sabe que es más barato calentar que enfriar; por ello, en cada zona del país se plantea de forma distinta, ya que el clima de cada región es particular. Los invernaderos de la zona Norte no se calientan, sino que están guiados por la climatología, así que lo que hacen es producir en la época de invierno y su producción la realizan de septiembre a mayo. En el caso de la República Mexicana, en la zona central el frío es bastante helado, así que la producción se realiza entre marzo y enero. Últimamente se han instalado sistemas antiheladas que proporcionan calor en las horas de mayor vulnerabilidad. Se instalan en esta zona con el propósito de abarcar mercados de Norteamérica en la época donde estos países no pueden producir (noviembre a enero), se usan los sistemas que se mencionaron anteriormente (por aire o por agua) y sólo durante esta corta temporada. MH: ¿Cuáles sistemas de climatización se utilizan más en el país? JP: En México es más usual usar la climatología en lugar de sistemas que calienten el invernadero, porque si nos metemos en cuestión de costos, un sistema de agua caliente está en alrededor de 8 euros por metro cuadrado y uno de aire caliente en 3 o 4 euros por metro cuadrado. Es importante resaltar que la tecnología existente en México es una adaptación de los invernaderos que se han importado de otros países y que ha tenido modificaciones por las condiciones climáticas. En este caso, países de Centroamérica y África copian la tecnología en invernaderos que existe actualmente en el país. MH: ¿Existe, entonces, tecnología mexicana? JP: Claro que existe. Se trata de una tecnología que se ha llevado varios años de estudio, además de varios fracasos; sin embargo, estas experiencias han trazado el camino que nos ha llevado a alcanzar innovaciones propias para el país. MH: ¿Cuál ha sido la evolución en México? JP: México inició con 40 hectáreas de invernaderos. Durante la primera etapa de esta evolución, la instalación se llevó a cabo en Texcoco, gracias al trabajo de dos familias, los Barto y los Matsumoto. En ese entonces, los materiales que usaron fueron vidrio y concreto, y destinaron las construcciones al cultivo de flores. Actualmente existen más de 40 mil hectáreas de agricultura protegida (si consideramos invernaderos, casas de sombra, macrotúneles, etcétera), donde se producen hortalizas y flores ornamentales.

MH: ¿Existe la tecnología de geotermia para invernaderos en México? JP: Aún no, pero ya se realizan pruebas en Baja California. Los invernaderos los están usando con tubos que generan energía y los colocan cerca; esto se lleva a cabo específicamente en Mexicali. Regulación Por otro lado, en cuanto a las normas y las certificaciones que existen en el país, Gilberto Lozano González, ingeniero Certificador del Centro de Normalización y Certificación de Productos, A. C., declara en entrevista los criterios que se evalúan y la importancia de verificar dichas reglas para evitar inversiones infructuosas. Mundo HVAC&R (MH): ¿Cuáles son los lineamientos para la construcción de invernaderos? Gilberto Lozano González (GLG): Los lineamientos para la construcción de invernaderos son los descritos en la norma mexicana NMX-E-255-CNCP-2008, Invernaderos-Diseño y ConstrucciónEspecificaciones. Las organizaciones constructoras de invernaderos deben cumplir con los requisitos técnicos descritos en la norma y deben verificarse en el sitio en donde se instaló el invernadero. MH: ¿Cuáles son los requisitos técnicos que debe de tener el modelo por construir? GLG: A grandes rasgos, debe de tener información general: datos del diseño del invernadero, nombre (tipo y subtipo), descripción de la geometría del invernadero y proyectos derivados posibles; planos generales, memoria de cálculo, planes de calidad del proceso de diseño, fabricación y montaje y servicio posventa. Posteriormente, se realizará una evaluación en el invernadero que se instaló. MH: ¿Las normativas contemplan la instalación y uso energético de sistemas HVAC? GLG: No. En la normatividad mexicana no se contempla el uso energético de sistemas HVAC, sólo contempla que se deben considerar las cargas de equipos adicionales para efectos de cálculos de diseño. En el punto 6.1.3., Inciso B, de la NMX-E-255-CNCP-2008, y en el anexo H, Inciso H.4, sólo indica los requerimientos de ventilación de un invernadero. MH: ¿Existe alguna certificación de invernaderos? GLG: El 8 de julio de 2008 se publica la declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación de la norma mexicana NMX-E-255-CNCP-2008, Invernaderos-Diseño y ConstrucciónEspecificaciones; y el 7 de febrero de 2012 el CNCP obtiene su acreditación ante la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA), convirtiéndose en el primer organismo acreditado ante EMA y aprobado por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. La certificación de invernaderos consiste en determinar, mediante una evaluación, que un fabricante o constructor de invernaderos está cumpliendo con los requisitos establecidos en la norma. MH: ¿En México es usual tramitar una certificación de este tipo? ¿Cuántos trámites realizan aproximadamente cada año? GLG: Dado que es una norma mexicana de carácter voluntario, sólo las organizaciones interesadas en ofrecer invernaderos de calidad a los productores son las que se certifican. Las primeras certificaciones se otorgaron en 2010, y a la fecha se han entregado 11 certificados. MH: ¿Es importante que se tengan estas certificaciones? GLG: Es importante que se fomente la certificación en todos sus niveles, ya que un producto certificado ofrece garantía, certeza y confianza entre los productores. Vale la pena garantizar esta importante inversión que los productores realizan para evitar los fracasos que se han tenido en estos últimos años y que han llevado a pérdidas económicas importantes en detrimento de la economía del campo mexicano. ————————————————————————————————————————————

Fuentes: • http://www.construinvernaderos.com/novedades/que-es-un-invernadero/18 • http://www.hydroenv.com.mx/ y de la página de la Secretaría del Trabajo • http://www.stps.gob.mx/bp/secciones/dgsst/publicaciones/prac_seg/prac_chap/PS %20invernaderos.pdf • http://www.infoagro.com/industria_auxiliar/control_climatico4.htm • http://www.ambientum.com/revista/2011/abril/Climatizacion-invernaderos-energia-geotermica.asp

http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2014/05/sistemas-de-climatizacion-eninvernaderos/ El cultivo en invernaderos permite producciones de calidad y mejor rendimiento, para ello es necesario dotarlos de tecnologías que logren una óptima climatización. Desde hace tiempo, agricultores han instalado equipos en

sus invernaderos que permitan la automatización de ventilaciones, radiómetros indicando el grado de luminosidad, equipos de calefacción y muchas otras tecnologías. El desarrollo de cultivos, está condicionado por cuatro factores: temperatura, humedad relativa, luz y dióxido de carbono (CO2). Para que las plantas puedan realizar sus funciones es necesaria la conjunción de dichos factores dentro de límites mínimos y máximos, fuera de los que las plantas cesan su metabolismo, pudiendo morir. Dentro de estos, la temperatura es el aspecto más importante a considerar dentro de un invernadero, ya que influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas siendo la óptima entre 10 y 20°C. Sin embargo, cada cultivo tiene necesidades y condiciones propias. Humedad relativa (HR): Es la masa de agua en unidad de volumen, o de aire. A elevadas temperaturas, aumenta la capacidad de contener vapor de agua y disminuye la HR. A temperaturas bajas, la HR aumenta y al igual que la temperatura existen frutos con preferencias en HR. Iluminación: A mayor luminosidad en el interior del invernadero se debe aumentar la temperatura, la HR y el CO2 para que la fotosíntesis sea máxima. Por el contrario, si hay poca luz pueden descender las necesidades de otros factores. Dióxido de Carbono (CO2): En la atmósfera, el CO2 es la materia prima imprescindible de la función clorofílica de las plantas. El enriquecimiento de la atmósfera del invernadero con CO 2 es muy importante en muchos cultivos. ¿Qué pasa cuando hace frío? Cuando arriban las temporadas invernales, es necesario utilizar calefacción, ya que de lo contrario puede perderse el cultivo. Se debe evitar la salida de calor empleando pantallas térmicas cuyo uso permita mantener entre 2 y 4°C, apoyándose de calefacción por agua o aire caliente.

El calor cedido por la calefacción puede aportarse al invernadero por convección (al calentar el aire) o por conducción (si se localiza la distribución del calor a nivel del cultivo). Los diferentes sistemas de calefacción aérea o de convección pueden clasificarse en: tuberías aéreas de agua caliente, aerotermos, generadores de aire caliente y distribución del aire en mangas de polietileno. Los sistemas de distribución de calor por conducción se basan en tuberías de agua caliente, las diferencias entre ellos se encuentran en la temperatura del agua y en el suelo a nivel de cultivo, tuberías enterradas y banquetas. Algunas otras medidas para el frío son el uso de las pantallas térmicas, elementos que se extienden a modo de cubierta sobre los cultivos, teniendo como principal función variar el balance radiativo desde el punto de vista fotosintético como calorífico. Su uso consigue incrementos productivos de hasta 30%, por la capacidad de gestionar el calor recogido durante el día para esparcirlo y mantenerlo durante la noche. Las pantallas térmicas pueden emplearse para protección exterior o interior. ¿Qué pasa si hace calor? La climatización de invernaderos en periodos cálidos tiene los mismos o quizá hasta más detalles que cuidar, ya que el sol como acto natural hace que los cultivos de sequen y marchiten. El reducir la temperatura es uno de los mayores problemas de la horticultura protegida en climas cálidos y para contrarrestar el problema se utilizan sistemas refrigerantes. Existen cuatro factores fundamentales que permiten reducir la temperatura: reducción de la radiación solar que llega al cultivo (blanqueado, sombreado, etc.), evapotranspiración del cultivo, ventilación del invernadero, refrigeración por evaporación de agua (nebulización, “cooling system”, etc.). 

Técnicas de sombreo: Se basan en cortar más de lo conveniente el porcentaje de radiación

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fotoactiva, dividiéndose en dos tipos: estáticos que sombrean al invernadero de manera constante, sin posibilidad de regulación o control y dinámicos que permiten el control más o menos perfecto de la radiación solar en función de sus necesidades climáticas. Encalado: Se basa en el blanqueo de paredes y cubiertas del invernadero a base de

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carbonato, cálcico o cal. Mallas de sombreo: Suelen ser de polietileno, polipropileno, poliéster o derivados acrílicos

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situados al exterior del invernadero, para que la reducción de la temperatura sea más efectiva. Ventilación: Renovación del aire dentro del invernadero. Al renovar el aire se actúa sobre la

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temperatura, humedad, y contenido en CO2, y el oxígeno que hay en el interior del invernadero. La ventilación puede hacerse de forma natural mediante un sistema de ventanas o forzada con extractores. Refrigeración por evaporación de agua: radica en dos sistemas; nebulización fina (Fog System) que distribuye en el aire partículas de agua líquida de tamaño próximo a 10 micras. Debido al tamaño de las partículas, su velocidad de caída es muy pequeña, y permanecen suspendidas en el aire del invernadero el tiempo suficiente para evaporarse sin llegar a mojar los cultivos. La pantalla evaporadora (Hidrocooling o Cooling System), hecha de material poroso que se satura de agua con un equipo de riego, es situada a lo largo de todo el lateral o un frontal del invernadero. En el extremo opuesto se instalan ventiladores eléctricos, y el aire pasa a través de dicha pantalla. Esto se traduce en sistemas integrales de control climático basados en la centralización de un conjunto de sensores que recogen las variaciones de los distintos parámetros

respecto a unos valores programados inicialmente. La pequeña estación meteorológica registra valores de temperatura exterior e interior, humedad relativa, velocidad del viento, iluminación, que pueden ser conectados a sistemas de fertirriego y regulación climática pudiendo funcionar cada uno autónomamente.

http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2010/07/climatizacion-eninvernaderos/