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Equipamiento de Invernaderos

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Se debe equipar en base a la rentabilidad y las necesidades del cultivo

La tecnología aplicada a los invernaderos ha sufrido un notable avance los últimos años, no obstante, resulta difícil describir el invernadero ideal desde el punto de vista de la rentabilidad, ya que si decidimos incorporar todos los medios a nuestro alcance puede que la inversión no sea viable. En este artículo da una breve explicación de los equipamientos de los invernaderos y se invita al productor a reflexionar sobre las mejoras rentables que puede realizar en su sistema de producción.

Los equipamientos que se describen son para invernaderos de plantas hortícolas aunque muchos de ellos se pueden aplicar también a plantas ornamentales. La primera recomendación es definir los parámetros básicos a la hora de construir un invernadero, como son tamaño, altura, orientación, tipo de cubierta, altura del emparrillado. Ya hemos construido el invernadero y ahora toca equiparlo, a continuación definimos los equipamientos más comunes.

Ventilación

La ventilación es un factor fundamental en cualquier invernadero, hay diferentes reglas sobre el tamaño óptimo de las ventanas, pero lo cierto es que cada invernadero se comporta de forma distinta siendo la naturaleza la que nos puede ayudar en ciertos casos y perjudicar en otros, pero como norma general, siempre es preferible colocar ventanas en exceso, si están cerradas no pasa nada, pero si en fechas concretas tenemos que ventilar y nos faltan ventanas, podemos tener problemas serios en el cultivo que pueden ocasionar pérdidas importantes de producción y calidad.

En invernaderos de raspa y amagado, se suelen colocar ventanas tipo libro en casi todas las capillas, siendo lo normal unos 1200 m2 de ventanas por hectárea. Últimamente se están motorizando lo que permite la automatización de su apertura. En este tipo de invernaderos al no ser completamente herméticos, hay una cierta parte de ventilación que se realiza de forma natural aunque esté automatizada. En invernaderos tipo multitúnel o de cristal, al ser totalmente herméticos, se instalan ventanas en todos los arcos o capillas e incluso en los laterales cuando preveamos dificultades en la ventilación. En los invernaderos multicapilla y en los de cristal, la automatización del funcionamiento de las ventanas es imprescindible, de lo contrario nos podemos encontrar con sorpresas muy desagradables ya que es muy fácil provocar enfermedades por exceso de humedad y temperatura e incluso el caso contrario, ventilar en exceso puede bajar la humedad relativa perjudicando el amarre de los frutos. En el manejo de las ventanas, tenemos que adiestrarnos para sacarle el máximo rendimiento, siendo la forma de trabajar distinta en función de los equipamientos del invernadero. Si disponemos de calefacción, pantalla térmica, Fog-System y CO2, lo mejor es instalar un buen software que interrelacione todos los parámetros, de este modo conseguiremos la máxima eficiencia, por el contrario, si lo que tenemos es un invernadero sin ningún elemento extra, se recomienda un controlador simple pero eficaz. No es extraño encontrar instalaciones muy simples que han puesto un programa muy complicado y al final esta desconectado por su complejidad de manejo, también existe el caso contrario, querer controlar a mano ventanas motorizadas. Como hemos comentado anteriormente, nuestra recomendación es tener una buena ventilación, aunque siendo las ventanas el mejor sistema, a veces es necesario completar la ventilación con extractores de gran caudal e incluso ventiladores homogeneizadores internos.

Extractores de gran caudal

Cuando por cualquier motivo, la ventilación es deficitaria, una buena alternativa es el uso de extractores de gran caudal colocados estratégicamente para paliar la falta de ventilación e incluso ser el único elemento que ventile. Son ventiladores con unas dimensiones aproximadas de 1.4×1. 4 m, la potencia nominal oscila entre 1 y 1.5 CV con un caudal de extracción entre 35,000 y 43,000 m3/h. La cantidad a instalar va a depender de las renovaciones hora/aire que queramos conseguir, lo normal es instalar entre 10 y 20 unidades por ha, colocando la mitad a cada lado de del invernadero, en posición de aspiración, ya que también se pueden colocar insuflando aire, a veces, cuando el invernadero es más ancho de 50 o 60 metros, es conveniente colocar los extractores en la cubierta, a lo largo del pasillo central. El funcionamiento de los extractores tiene que ser automático, respondiendo como mínimo a las consignas de temperatura y humedad.

Extractores de aire.

Ventiladores homogeneizadores interiores

Con estos ventiladores convenientemente instalados, conseguimos una recirculación interior de aire, que va a producir una buena homogeneización del clima, factor fundamental cuando trabajamos con calefacción, también se pueden colocar para apoyar sistemas de control de humedad e incluso para ayudar a los extractores de gran caudal, igualmente ayudan a la polinización y favorecen la absorción de CO2 por las plantas. Como es lógico, su funcionamiento tiene que ser automático eligiendo el controlador más adecuado para el uso que pretendamos darle.

Ventilador interno.

Controladores Automáticos

El controlar más básico sería el que en el interior del invernadero mide la humedad y temperatura, y en el exterior mide la velocidad del viento, dirección del viento y presencia de lluvia, siendo aconsejable medir también la humedad y temperatura exterior. Con estos datos, el controlador nos posiciona las ventanas para conseguir las consignas de temperatura y humedad. Lo ideal sería que tuviese periodos o franjas horarias siendo imprescindible distinguir el día de la noche. Por cada compartimento o invernadero, tenemos que medir la humedad y temperatura, a veces en invernaderos de superficie superior a 10,000 m2 o cuando el clima no es homogéneo por estar en pendiente, es aconsejable poner varias sondas y actuar por zonas aunque los sensores externos sean únicos. Si existe la posibilidad de instalar un ordenador, tenemos la ventaja de manejar el controlador de forma más sencilla, a la vez que va a registrar los datos climáticos para poder analizarlos e ir cambiando parámetros. A medida que coloquemos más equipamientos, el controlador tiene que tener mayor capacidad y el uso del ordenador pasa a ser imprescindible. En instalaciones con calefacción y aporte de CO2, recomendamos utilizar software expertos que se adelanten a las actuaciones y gestionen perfectamente la energía global que interviene en el invernadero.

Aporte de humedad

Este apartado es muy importante y como siempre, teniendo un buen diagnóstico de las necesidades, podremos utilizar el sistema más adecuado, a continuación resumimos los sistemas más comunes:

Sistema de alta presión, comúnmente conocido como Fog-System, funciona a una presión de 60 kg/cm2 o superior, aporta gotas de agua pequeñas del orden de 1 a 10 micras. Este sistema regula perfectamente la humedad sin mojar las plantas, siendo capaz de bajar la temperatura del orden de 5 a 8 ºC en función de la humedad exterior y de la radiación existente. Este sistema es caro de instalar y caro de mantener por la facilidad de obstrucción de las boquillas, podemos decir que sólo es adecuado con agua de lluvia o la procedente de osmosis.

Sistema de baja presión, trabaja a unos 5 Kg/cm2 de presión, su costo es muy inferior a los otros sistemas, genera gotas de agua entre 50 y 100 micras El objetivo de estos sistemas es mantener la humedad por encima del umbral mínimo, nos estamos refiriendo en torno al 50% de humedad relativa. Hay que tener mucho cuidado para que no mojen en exceso, aunque situando bien las boquillas, podemos conseguir que solo moje la superficie de calle que hay entre dos filas de plantas, aquí también es importante un buen programador que gestione adecuadamente los pulsos, pausas y horarios.

Fog-System

Sistema agua-aire, como dice su nombre consiste básicamente en utilizar boquillas que mezclan el agua con aire, consiguiendo gotas muy pequeñas, con este sistema podemos regular el tamaño de la gota ajustando las presiones del agua y el aire, podemos decir que hacemos el tamaño de gota de agua a la carta. Su precio es alto, pero aporta numerosas ventajas, que hace que el sistema a nuestro juicio sea rentable, no se obstruyen las boquillas, no moja y sobre todo y lo más interesante es que la instalación está preparada para realizar tratamientos fitosanitarios de forma totalmente automática. En realidad este sistema está especialmente concebido para la nebulización automática.

Recomendamos que la gestión de todo el proceso la lleve un programador específico que sea capaz de realizar las funciones de nebulización y limpieza de boquillas.

Calefacción

La tecnología está muy avanzada en el control del clima del invernadero, básicamente hay dos sistemas de trasmitir la energía calorífica, por convección a través del aire o por radiación a través de tuberías calentadas por agua. Como combustibles tenemos propano, gas natural, gasóleo, fuel, biomasa e incluso aguas termales. Cada combustible y sistema de calefacción tiene sus ventajas e inconvenientes siendo imprescindible el asesoramiento por expertos ya que es una inversión costosa y una factura anual de combustible muy importante. Aquí nos podemos encontrar desde los generadores de aire caliente utilizados fundamentalmente como preventivos de heladas o para uso esporádico, hasta los sistemas pesados utilizados fundamentalmente en los países fríos que son auténticas fábricas de cogeneración eléctrica aprovechando los subproductos agua caliente y CO2 para controlar el clima de los invernaderos, normalmente de cristal. En países como Francia, Inglaterra y algunos más, es frecuente encontrar invernaderos cerca de centrales térmicas para aprovechar el agua caliente e incluso CO2 que se produce en la generación eléctrica. Los sistemas de aire son los más baratos y los de agua caliente son los más caros.

Sistema de calefacción

Sensores

Es una tecnología que se va abriendo camino lentamente, hemos querido mencionarla ya que pensamos que en el futuro va aportar a la agricultura en general y en particular a los invernaderos, los datos suficientes como para poder hacer que las plantas trabajen a máximo rendimiento. Se suelen utilizar varios sensores a la vez, siendo los más comunes los que miden el diámetro del tallo, la circulación de savia, el tamaño del fruto y la temperatura de la hoja. El monitoreo con estos sensores permite conocer cómo evolucionan las plantas y nos ayuda a tomar decisiones. Con los datos obtenidos podemos actuar en la fertirrigación, ventilación, calefacción, aporte de CO2 y en general buscar el punto de máximo rendimiento.

Sensor de plantas.

Aportación de CO2

En el proceso de fotosíntesis, las plantas absorben CO2 a través de los estomas, siendo la energía solar la que realiza el proceso energético. La concentración de CO2 en la atmósfera es de unas 350 ppm, en invernaderos con poca ventilación, esta cifra baja al absorberlo las plantas, no siendo extraño medir valores inferiores a 200 ppm. Con valores bajos de CO2, la planta frena su desarrollo perdiendo productividad, la forma más sencilla de disponer de valores adecuados es con una buena ventilación. Si aumentamos la concentración de CO2, favorecemos la fotosíntesis haciendo plantas más productivas, la concentración de CO2 puede aumentarse hasta 1,000 ppm mediante distintos métodos. El CO2 puede proceder de la combustión del gas natural o propano, en los países nórdicos se utiliza el ciclo combinado de energía, quemando gas natural e incorporando el CO2 al invernadero mediante tuberías de plástico. La combustión es aprovechada para calentar agua y almacenarla en depósitos calorifugados, el agua caliente se utiliza de noche para calentar el invernadero. En algunos países se suele utilizar CO2 puro almacenado en estado líquido, mediante un evaporador se pasa a gas y es introducido en el invernadero mediante tuberías similares a las utilizadas en el riego por goteo. Al abrir las ventanas se va a la atmósfera, por lo que en zonas calurosas es muy difícil enriquecer CO2 por encima de 450 ppm. En el sistema de CO2 líquido, el depósito- evaporador lo suele colocar el distribuidor del gas, teniendo el agricultor que colocar el lector-regulador de CO2 y los emisores.

Fertirrigación

Con la aparición del cultivo hidropónico, se fueron adquiriendo grandes conocimientos sobre las necesidades nutricionales de las plantas, poco a poco se fue comprobando que las plantas necesitan conjuntamente el agua y los nutrientes, aplicación que es imprescindible en cultivo hidropónico y aconsejable para cultivo en suelo, al uso conjunto de agua y fertilizante se le denomina fertirrigación. Como es lógico, la aplicación de agua-fertilizante a las plantas se realiza mediante riego localizado, disponiendo cada planta de un emisor cercano. La fertirrigación va a proporcionar a las plantas las necesidades hídricas y nutricionales necesarias para obtener la máxima producción con la mejor calidad posible. Por tanto, el equipamiento de fertirrigación es fundamental en cualquier explotación agrícola, sobre todo, porque va a trabajar diariamente, proporcionando individualmente a cada planta su dosis de agua-fertilizante, para ello es necesario que la instalación este perfectamente calculada, que los materiales sean de buena calidad para no sufrir problemas inesperados y tener garantizado un servicio de mantenimiento muy profesional especialmente en hidropónico, tengamos en cuenta que en varias horas sin regar las plantas pueden sufrir graves daños, y en un día entero se podría perder toda la cosecha. En resumen, para la fertirrigación, por seguridad, aconsejamos invertir en la máxima calidad ya que esta parte de la explotación es la de menor costo, se da la paradoja que en algunos cultivos las semillas para una única plantación tienen un costo superior a toda la instalación de fertirrigación que se amortiza en 10 años o más. Según que el cultivo se desarrolle en suelo, sobre sustrato, e incluso agua, la tipología de la instalación va a cambiar aunque muchas partes son iguales independientemente del sistema de riego que utilicemos.

Todos los sistemas tienen en común que reciben agua, la filtran adecuadamente, le incorporan los nutrientes en las proporciones adecuadas y la aportan a las plantas en función de las necesidades. El agua tiene que llegar al cabezal libre de partículas, si es necesario aconsejamos colocar filtros de arena, y dependiendo del tamaño de la instalación, la limpieza será manual o automática, a la salida del colector de filtrado de arena hay que instalar filtros de malla, su principal función es evitar que la arena pase al cabezal en caso de avería de alguno de los filtros de arena. A la salida del cabezal de fertirrigación, se instalan filtros de disco con un tamiz, no aconsejamos colocar filtros de malla porque en caso de rotura de la tela filtrante, dejarían pasar la suciedad al sistema de riego provocando la obstrucción de los emisores, sin embargo, los filtros de disco, al tener ranuras de gran longitud imposibilitan el paso de suciedad y en caso de que no se limpien, acaban por no dejar pasar agua por mucho que lo intentemos y tendremos que limpiarlos obligatoriamente.

El proceso de fertirigación se completa con el aporte de los nutrientes, para ello utilizamos depósitos de capacidades entre 1,000 y 5,000 litros para contener la solución nutritiva concentrada o los fertilizantes líquidos, normalmente se utilizan cuatro depósitos para diferenciar las soluciones N,P,K y microelementos, también hay que utilizar un depósito cerrado entre 1,000 y 2,000 litros para contener ácido para regular el pH. El objetivo de la fertirigación es que a las plantas les lleguen una solución nutritiva equilibrada, para ello comenzamos por analizar el agua limpia y añadirle los fertilizantes que falten en las proporciones adecuadas para obtener el objetivo nutricional prefijado. Igualmente, en el proceso de fertirrigación se regula el pH del agua de riego, siendo aconsejable un valor de salida en torno a 6, ya que un medio liquido ácido favorece la absorción de nutrientes por las plantas. Conviene recordar que los fertilizantes son sales, al disolverlos en el agua van aumentado el valor de la conductividad siendo esta característica la que aprovechamos para dosificarlos.

Sistema de fertirriego.

La electrónica es hoy un elemento muy familiar que lo tenemos en todo el ámbito de nuestra vida, por ello, nos parece que sería casi obligatorio instalar un controlador electrónico en todos los cabezales de fertirrigación. Es el elemento encargado de iniciar y parar los riegos en función de sensores de demanda para cultivo hidropónico y por horario en cultivos de suelo, también regula la conductividad y el pH del agua de riego, dan alarmas, etc. Las posibilidades de estos controladores, nos permiten controlarlos a distancia con sistemas GSM e incluso enviar SMS al teléfono móvil en caso de alarmas, pudiendo informar también de los riegos dados. En cultivo hidropónico, se utilizan goteros autocompensantes de 3 l/h con dispositivo antidrenante para evitar las descargas de las tuberías al finalizar los riegos, se colocan a un marco de 2×0.5 metros pudiendo también ser 1.66×0.4 metros. La frecuencia de riego la marca la bandeja de demanda que dispone de unas varillas que dan orden de riego cuando falta el agua, también hay dispositivos que miden directamente el drenaje en campo e incluso el valor de la conductividad y el pH del drenaje. Al día nos podemos encontrar desde los 3 riegos diarios de 5 minutos en invierno hasta los 18 riegos diarios de 5 minutos al final de primavera, de ahí la importancia de disponer de una muy buena instalación.

Para el cultivo en suelo, hay más variedad de emisores, desde los clásicos y antiguos goteros interlínea que con emisores entre 2 y 3 litros/hora cada 40 o 50 cm de tubería, hasta los sistemas de goteros integrados que permiten mayores distancias de riego y distintas variedades de caudales. En suelo se suele regar por horario cambiando el tiempo y frecuencia de riego según evolucione la planta. Los tensiómetros con contacto eléctrico nos pueden fijar automáticamente la frecuencia de riego.

Cultivo en agua, técnicamente denominado NFT, solo lo enumeramos para conocimiento general, pero pensamos que no es un sistema de ámbito global, más bien tiene carácter de investigación y en horticultura está reservado a muy pocos usuarios. Se trata de recircular solución nutritiva por unos canales donde se colocan las raíces de las plantas sin necesidad de sustrato. La perfección y costo de la instalación unido a la tensión que provoca en el productor su explotación, son sus principales inconvenientes, como ventajas tenemos el control directo de la nutrición, ausencia de sustrato y utilización casi total del agua y nutrientes, necesitan drenar muy poco en función de la calidad del agua y del tipo de cultivo.

Nebulización

El equipo de nebulización, es otro elemento imprescindible en el equipamiento de un invernadero. Tradicionalmente se ha utilizado la pulverización con bombas de alta presión y una aplicación manual. A lo largo del tiempo, el agricultor ha intentado adoptar sistemas de nebulización en los que las personas no tengan contacto con los productos fitosanitarios, aunque tenemos que decir que dichos productos han evolucionado los últimos años siendo cada vez menos perniciosos para la salud. En la busca de estos sistemas, nos encontramos últimamente con la hidrosulfatación o sistema agua/aire. Este sistema nebuliza por las noches de una forma totalmente automática y en función del cultivo, se pueden sustituir casi todos los tratamientos manuales. Los sistemas de ultra bajo-volumen apoyados con ventiladores recirculadores, son también válidos, aunque necesitan invernaderos con bastante cámara de aire libre y plantas que no sean de gran porte.

Nebulización

Pantallas Térmicas

Este equipamiento lo podemos situar entre los pasivos, su función es sobre todo el aislar el invernadero del frío en invierno y sombrear para evitar exceso de radiación en verano. Su funcionamiento tiene que ser automático para conseguir el máximo rendimiento. Existen diferentes tipos de mallas siendo lo más complicado elegir un tipo que pueda servir para ambas funciones. HC

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