Kitabı oxu: «Instalaciones, su acondicionamiento, limpieza y desinfección. AGAC0108»

Capítulo 1

Invernaderos, túneles y acolchados: función

1. Introducción

Antes de conocer cuáles son las instalaciones de los sistemas de protección y forzado de los cultivos hortícolas, es importante saber cuáles son sus orígenes, cómo el ser humano comenzó a “domesticar” especies vegetales, a descubrir técnicas para posteriormente aplicárselas, a industrializar los productos que se obtenían, hasta conseguir que la horticultura se convirtiera en uno de los sistemas de cultivos más importantes en la producción agraria.

Las hortalizas, como el resto de los cultivos, dependen de unas condiciones climáticas para poder crecer en condiciones óptimas. Como la luz, la temperatura, el viento, la lluvia, etc. La horticultura ha sido capaz de “modificar” esos componentes climáticos para obtener productos óptimos fuera de época, es decir, forzando el cultivo a que crezca.

Hay que crear unas condiciones, principalmente de temperatura, alrededor del cultivo que favorezcan su crecimiento cuando al ser humano “le convenga”. Para ello, se utilizan técnicas, como el cultivo con plásticos y de otros materiales más rígidos, que tienen una característica en común para mantener una temperatura óptima, y es que son permeables a la radiación solar y son impermeables a la radiación terrestre.

Así, a continuación se van a desarrollar las diferentes técnicas que existen para modificar las condiciones climáticas en la horticultura forzada, su utilidad, funcionamiento, componentes, variables que afectan a su construcción, así como su mantenimiento. Estas técnicas son los acolchados, los túneles y los invernaderos.

2. La horticultura

Es importante conocer cuáles han sido los orígenes de la horticultura, desde las primeras especies hortícolas cultivadas por el hombre, hasta la obtención de estas de forma extra temprana o extra tardía mediante técnicas como los cultivos protegidos, modificando los factores ambientales que influyen en el desarrollo de los cultivos.

2.1. Origen y evolución

Las primeras manifestaciones hortícolas aparecieron con los sumerios, con el cultivo de cebollas y ajos.

Los egipcios (s. II a. C.) fueron los primeros que desarrollaron la horticultura como forma de cultivar (puerro, melón, sandía, espárrago, rábano, alcachofa, achicoria, pepino, etc.). También iniciaron técnicas de riego como la inundación, aprovechando las crecidas del río Nilo, técnicas de poda y de industria (perfumería).

Con los mesopotámicos y babilónicos se construyeron canales de adobe para el transporte de agua a zonas donde era suficiente. Dejaron escrito un libro, El Herbal, con 1.200 especies agrícolas, de las que más de 500 eran hortícolas. Debemos nombrar aquí los jardines colgantes de Babilonia, que fueron construidos a principios del siglo VII a. C., sobre terrazas donde se cultivaban, junto a las hortalizas, árboles frutales y exóticos, plantas aromáticas y ornamentales, utilizando mecanismos de riego complejos mediante poleas.

Sabía que...

La palabra horticultura procede del latín hortus (jardín, huerto, terreno delimitado, etc.) y cultura (cultivo).

Los griegos fueron una sociedad que se dedicó más a la producción de ganado que a la agricultura, debido principalmente a la orografía de Grecia, que era muy accidentada. Fue una civilización que dependía del comercio agrícola con otras ciudades.

Pero no fue hasta el Imperio Romano cuando se produjo la expansión de la producción hortícola como práctica habitual. Fueron los primeros en diferenciar entre cultivos extensivos y hortícolas, y fueron innovadores en técnicas como los injertos, las podas, la fertilización y en técnicas de conservación. También fueron grandes ingenieros hidráulicos, construyendo norias, canales y acueductos. Como autor, tuvo importancia Columela (siglo I a. C.), que escribió en su libro Res Rustica referencias a la importancia de las hortalizas como consecuencia del encarecimiento de los alimentos básicos (pan, carne, leche).

Durante la Edad Media, y tras la caída del Imperio Romano, la horticultura pasó a segundo plano debido a que se consumían más cereales. Solo con la entrada de los musulmanes en la península Ibérica se reactivó de nuevo el cultivo de los hortícolas, aportando nuevas técnicas de riego e hidráulica, principalmente en transporte y almacenamiento, destacando el cultivo de la berenjena y la alcachofa. Hay que destacar aquí el Libro de agricultura de Abu Zacaría, donde se describen numerosas hortalizas (lechuga, escarola, acelga, espinaca, zanahoria, melón, pepino, etc.) y plantas ornamentales (alhelí, narciso, rosal, albahaca, etc.).

Nota

En el resto de Europa las técnicas agrícolas se conservaron en los monasterios.

En el Renacimiento (s. XIII y s. XIV), se traducen los libros con referencias a la agricultura. Se potenció la horticultura artístico-ornamental, con la creación de importantes jardines reales y botánicos.

En la Edad Moderna (s. XVI y s. XVII) se produce un cambio en la actitud agrícola. Se descubren nuevas rutas comerciales y entran Europa nuevas especies procedentes de América, aumentando el conocimiento hortícola.

Durante la Revolución Industrial (s. XVIII y s. XIX) se produjo un gran cambio en la horticultura. La gente del campo emigra a la ciudad y, con ello, introducen sus hábitos de consumo de los productos hortícolas. Se desarrolla también la industria de transformación (conservas).

Desde el siglo XIX hasta hoy, se han producido una serie de hechos que han dado lugar a la importancia que tiene hoy la horticultura, como la aplicación de la mejora genética en la horticultura con el objetivo de obtener nuevas variedades y mejorar las existentes, aumentar el rendimiento, etc.; aparece también una de las técnicas más importante en horticultura, la aplicación de los plásticos como sistemas de protección en invernaderos, túneles, etc.; y se desarrollaron sistemas de riego como la aspersión y el goteo.

2.2. Conceptos

A día de hoy definimos horticultura como la parte de la agricultura que se orienta hacia los cultivos de las plantas en sistema intensivo y que son aprovechadas directamente por el hombre.

Se engloban tres disciplinas:

1 Olericultura u holericultura, destinada al estudio, manejo y producción de hortalizas.

2 Fruticultura, cuyos objetivos se centran en el estudio, manejo y producción de árboles frutales.

3 Floricultura u ornamentación, es el estudio, manejo y producción de flores y ornamentales.

2.3. Horticultura en España

En España se identifica como horticultura solo a la producción de hortalizas, es decir, solo a la olericultura, y a veces también a la producción de flores y plantas ornamentales, separando de esta a la fruticultura.

Según la parte del cultivo que se va a comercializar o comer, las hortalizas se clasificarán en:

PARTE SUBTERRÁNEA
RAÍCES		Zanahoria, rábano, remolacha.
BULBOS		Ajo, cebolla, puerro.
TUBÉRCULOS		Patata, batata, boniato, mandioca.
PARTE AÉREA
TALLOS		Espárragos.
HOJAS		Lechuga, acelga, coles, apio escarola, espinaca, cardo.
FLORES		Coliflor, brócoli, alcachofa.
FRUTOS		Tomate, pimiento, melón, sandía, fresa.
SEMILLAS		Guisantes, habas, judías.
HONGOS		Champiñón, níscalos, shiitake

2.4. Características

Cuando hablamos de un cultivo hortícola, se entiende que es un sistema agrícola de explotación de hortalizas, que se caracteriza principalmente por:

1 Gran inversión inicial, para poder llevar a cabo el desarrollo del cultivo (preparación del terreno, fertilización, pesticidas, etc.).Cultivo hidropónico en invernadero

2 Elevada y especializada mano de obra, principalmente en la recolección.Manipulación de hortalizas en cinta transportadora

3 Utilización de técnicas costosas en pequeñas superficies para variar o controlar el medio físico del clima y producir fuera de estación, así como obtener altas calidades, etc.Cultivo protegido en invernadero

4 Productos que por su alto contenido en agua son de naturaleza perecedera, que necesitan para su comercialización medidas de conservación adecuadas, y un buen tratamiento de postrecolección.

Recuerde

La utilización de técnicas costosas hace que se diferencien de otros cultivos, por ejemplo de los herbáceos (cereales, leguminosas, forrajes, etc.).

Preparación de hortalizas para su comercialización

2.5. Tipos de explotaciones hortícolas

Las explotaciones productoras agrarias se pueden clasificar según la superficie que se cultiva:

	Intensiva Cercanas a las áreas urbanas, de extensión reducidas y familiares. Salida comercial en mercados locales. Tipo huerta valenciana: melones, sandías, tomates, lechugas, cebollas, flor cortada, etc.
	Horticultura forzada Es un tipo de horticultura intensiva. Se obtienen productos fuera de época, modificando componentes climáticos, principalmente con plásticos. Con tratamientos de postrecolección.
	Extensiva Unidades productivas de mayor superficie, alternancia con cultivos herbáceos. Muy mecanizados, grandes tratamientos de postrecolección e industrializados. Principalmente cebollas, patatas, zanahorias y lechugas.

Importante

La horticultura forzada utiliza técnicas que modifican el medio climático, como son los “invernaderos, acolchados y túneles”; y también utilizan otras que modifican el medio físico del suelo, como los llamados “cultivos sin suelo” (cultivos hidropónicos, cultivos con soluciones nutritivas, etc.) y cultivos enarenados.

3. Componentes climáticos en horticultura

En la horticultura, como en otros cultivos, los componentes climáticos son variables que restringen la expansión de un cultivo, además de condicionar la producción y la calidad de una cosecha.

Es importante comprobar si un cultivo en un lugar determinado es capaz de producir en condiciones óptimas, por lo que será necesario conocer cuáles son esos componentes que afectan al crecimiento de un cultivo.

3.1. La radiación solar

Toda la energía que llega desde el Sol hasta la Tierra se contabiliza a nivel terrestre mediante el Balance de Radiación, que en resumidas cuentas es el resultado de las entradas y las salidas de energía que ocurren a nivel terrestre.

La energía que llega a la superficie de la tierra con la dirección de los rayos solares es llamada radiación solar o de onda corta.

La radiación solar o de onda corta está formada por:

1 Rayos x, gamma, beta → No influyen en la agricultura.

2 Ultravioleta (UV) → Influyen en procesos de mutación celular y germinación de semillas. Degradan los materiales de cobertura.

3 Radiación visible → Procesos fisiológicas de las plantas como la fotosíntesis y la producción de clorofila.

4 Radiación infrarrojo → Calientan directamente.

Una vez que esta radiación alcanza la superficie, parte de esta es reflejada, reduciendo así la cantidad de radiación global. A esta cantidad reflejada se le llama albedo y depende del tipo de superficie. El albedo será mayor en superficies como la nieve o la arena seca y será menor en otras superficies. como un suelo húmedo o el agua.

Sabía que...

Las gafas de sol que utilizamos para la nieve tienen unos filtros especiales para que los rayos UV no lleguen a nuestros ojos, ya que la nieve es una gran reflectora de este tipo de radiaciones.

Una vez que la radiación de onda corta entra en contacto con la superficie y permanece en ella, los elementos de esta la absorben y se convierten en emisores de otra energía, la radiación terrestre o de onda larga, que es una radiación principalmente térmica y la responsable del aporte de calor a las plantas. De esta energía emitida por la tierra, parte es absorbida por algunos elementos que componen la atmósfera (vapor de agua y las concentraciones de otros gases, principalmente el dióxido de carbono -CO₂-) y otra parte se pierde hacia el espacio exterior.

La que es absorbida por la atmósfera y re-emitida hacia la tierra en forma de calor, en cantidad proporcional a la temperatura del aire, las concentraciones de CO₂ y vapor de agua, es la causante del efecto invernadero, fenómeno fundamental para entender algunas técnicas de modificación del clima en horticultura.

Volviendo al Balance de Radiación, la cantidad de radiación (R) que queda en una superficie vendrá dada por la siguiente expresión:

R = Rs - Ra - Rte + Rtre

Donde:

1 Rs es la radiación solar o de onda corta.

2 Ra es la radiación reflejada en la superficie o albedo.

3 Rte es la radiación terrestre emitida hacia el espacio o de onda larga.

4 Rtre es la radiación terrestre reemitida hacia la superficie procedente de la atmósfera.

Esta entrada y salida de energía la podemos modificar a nivel de cultivo en la horticultura mediante la aplicación de plásticos como coberturas de protección frente a bajas temperaturas, de manera que esta protección permite que pase la radiación solar durante el día y evita que se escape el calor que irradia la tierra por la noche. Con ello se consigue que la temperatura del interior del invernadero sea más alta que la del exterior.

La atmósfera y la contaminación contenida en ella hace la misma función que la cubierta protectora de un invernadero, de ahí que se escuche tanto hablar del “efecto invernadero”.

Sabía que...

En invierno, al estar el sol más bajo y tener que atravesar más atmósfera, hay menos captación de radiación de onda corta en superficie. Por lo contrario, en verano, al estar el sol más alto y tener que atravesar menos atmósfera, esta radiación es mayor. Es una de las causas de por qué el Sol quema más durante el verano.

La iluminación

La floración de las plantas, incluidas las hortícolas, se produce como respuesta a la duración y la alternancia de los periodos de iluminación. Es lo que llamamos fotoperiodo.

Floración en cultivo de fresa

En función de este fenómeno, las plantas hortícolas se clasifican en tres grandes grupos:

1 Plantas de día largo o plantas de verano, las que requieren un periodo iluminado superior a 12 h, como por ejemplo: remolacha, rábano, zanahoria, espinaca y ornamentales como begonia, gypsophilla y fuchsia.

2 Plantas de día corto o plantas de invierno, son aquellas que requieren un periodo de iluminación inferior al periodo oscuro, es decir, más horas de oscuridad que de iluminación, como por ejemplo: algunas variedades de patata, crisantemo y flor de pascua.

3 Plantas indiferentes, son aquellas que la duración del fotoperiodo no influye a la floración, como por ejemplo los tomates, rábanos, judías, pimientos, cucurbitáceas y ornamentales como el clavel y la petunia.

La recepción del fenómeno fotoperiódico se realiza a través del fitocromo, que se activa en función de la duración de la oscuridad.

Definición

Fitocromo

Es una proteína presente en organismos vegetales y cuya función es actuar como fotorreceptor. En función del tipo de luz que detecte puede desencadenar distintas respuestas en la planta, como la germinación, el crecimiento o la floración.

En horticultura se puede modificar la duración del día y de la noche mediante técnicas para obtener producciones en determinadas épocas del año, sobre todo en ornamentales.

3.2. La temperatura

De todos los componentes climáticos, la temperatura es la que más influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas, afectando a fenómenos fisiológicos de las plantas tan importantes como la fotosíntesis, la respiración y la transpiración.

Algunos conceptos generales de la influencia de la temperatura en las plantas son:

1 Cero de vegetación: temperatura por debajo de la cual la planta deja de crecer y desarrollarse, como por ejemplo 4 ºC en guisantes, 6-8 ºC en patata, 15 ºC en la judía y 10 ºC en el tomate.

2 Temperaturas críticas: son aquellas máximas o mínimas por encima o por debajo de las cuales se producen daños en los cultivos.

3 Temperaturas óptimas: aquellas que hacen que el desarrollo de las plantas se realice de forma ventajosa.

En el caso de los cultivos hortícolas, hay especies que no son exigentes en temperatura, que crecen a temperaturas alrededor de los 10 ºC durante la noche y a 20 ºC durante el día, como por ejemplo el espárrago, espinacas, lechuga, fresa, patatas, guisantes, coles, etc. Otras, que son medianamente exigentes con las temperaturas como el tomate, el pimiento, la berenjena, calabacines, judías, etc., que crecen a un intervalo de temperatura 13-18 ºC durante la noche y 16-30 ºC durante el día. Y, por último, las plantas que son muy exigentes con las temperaturas, como la mayoría de las cucurbitáceas, el maíz dulce, el boniato, etc., que necesitan temperaturas nocturnas de 18-24 ºC y diurnas entre 21-36 ºC. A esta exigencia de temperatura se le llama termoperiodicidad. En el cultivo en invernadero es muy interesante controlar los intervalos de temperatura para conseguir buenas producciones.

Otro aspecto a tener en cuenta en el componente climático de la temperatura es la vernalización, que consiste en la floración de las plantas como consecuencia de la incidencia de bajas temperaturas. En horticultura de zonas templadas es importante tenerla en cuenta ya que si se cultivan determinadas plantas susceptibles a la vernalización y se producen bajas temperaturas durante el invierno, es posible que se produzca una floración prematura, lo que provocaría una depreciación comercial del producto hortícola. Para contrarrestar este fenómeno en horticultura se utilizan distintas coberturas, como los invernaderos con calefacción o túneles-invernaderos.

Ejemplo

Ejemplos de vernalización son: zanahorias, apios, remolacha de mesa, coles de Bruselas, coles chinas, etc.

Recuerde

Exigencias de temperaturas:

3.3. La lluvia

El agua de lluvia es el acopio hídrico más importante para todos los cultivos hortícolas. Cuando hablamos de cantidad, en el caso de España, la precipitación anual es muy variable, existiendo zonas con un aporte pluviométrico anual inferior a 300 mm, como en zonas de Almería y Murcia, y otras zonas, como la Cornisa Cantábrica, que se superan los 900 mm.

En el caso de la intensidad, hablamos de lluvias ligeras cuando la precipitación alcanza 1-4 mm/h; moderadas, entre 4-15 mm/h; fuertes, entre 15-45 mm/h; violentas, entre 45-100 mm/h y muy violentas, cuando la precipitación rebasa los 100 mm/h.

En la zona mediterránea es muy frecuente que durante la primavera y el otoño se produzcan precipitaciones violentas y puntualmente muy violentas, lo que hace que parte de esta precipitación se pierda por escorrentía, además de provocar pérdida de suelo por erosión, así como numerosos destrozos en las instalaciones.

Nube de desarrollo vertical

Este tipo de lluvias, que se producen en la mayoría de las zonas donde se desarrollan los cultivos hortícolas en España (el levante y el sur), no suponen un aporte hídrico suficiente para prescindir del riego.

3.4. El viento

El viento en la horticultura puede tener efectos positivos, como la ventilación dentro de los invernaderos para reducir la humedad, el control de enfermedades fúngicas o el control de plagas. Pero también puede tener efectos negativos sobre los cultivos hortícolas, como:

1 Producir destrozos en invernaderos, túneles, etc.

2 Problemas de polinización, al mezclarse polen de distintas variedades de especies pero compatibles entre ellas.

3 Expansión de plagas y de malas hierbas.

La mejor medida para evitar los efectos del viento es mediante la utilización de cortavientos, que son barreras físicas permeables que se interponen ante el cultivo que se quiere proteger. Se utilizan desde setos de árboles (ciprés, eucaliptos, etc.) hasta arbustivos o herbáceos (adelfas, cañas). En otras ocasiones también se utilizan cortavientos artificiales mediante mallas plásticas fijadas con tutores, etc., no siendo aconsejable la utilización de cortavientos construidos a base de bloques rígidos, ya que provocan turbulencias que no son favorables para el cultivo que se quiere proteger.

4. Horticultura forzada

La horticultura forzada consiste en la obtención de productos comestibles u ornamentales extratempranos o extratardíos mediante las siguientes técnicas:

1 La modificación del medio climático: invernaderos, acolchados y túneles.Invernadero tipo túnel

2 La modificación del medio físico del suelo: cultivos hidropónicos y cultivos enarenados.

A continuación, vamos a definir los dos tipos de cultivos que hemos visto en la modificación del medio físico del suelo.

1 Cultivo hidropónico: es un tipo de horticultura forzada que hace crecer las plantas sobre un sustrato inerte, de forma que la aportación de nutrientes minerales se suministra con aportaciones líquidas que aprovisionan de solución nutritiva, controlando totalmente su composición.Depósitos de disoluciones hidropónicasInyección hidropónicaCultivo de tomate “sin suelo”

2 Cultivo enarenado: es un tipo de horticultura forzada que consiste en la colocación sobre el suelo de una capa de 10-12 cm de arena dejando entre esta capa y el suelo una pequeña capa (1 cm) de estiércol.Cultivo enarenado

Nos centraremos principalmente en las primeras, en las que modifican el medio climático.

Ejemplo

Un ejemplo de horticultura forzada sería sacar al mercado hortalizas como tomates, pimientos, calabacines, etc. durante todo el año.

La horticultura forzada es capaz de modificar los componentes del clima para poder llevar a cabo ciclos de cultivos que, en condiciones normales, no serían posibles.

Existen diferentes técnicas que modifican el medio climático, pero suelen hacerse dos distinciones:

1 Sistemas de semiforzado, que son las que se utilizan solamente en algunas fases del cultivo, principalmente en las primeras, eliminándose total o parcialmente con posterioridad, como es el caso de los acolchados y túneles.

2 Sistemas de forzado, que son los que se mantienen a lo largo del ciclo del cultivo hasta su cosecha, como son los invernaderos.

5. Cultivos hortícolas protegidos

El horticultor ha intentado siempre conseguir los mejores precios para sus productos. Por ello, ha intentado acceder al mercado cuando la demanda supera la oferta. ¿De qué forma? Pues o adelantando su producción mediante la siembra temprana, con el consiguiente problema de las bajas temperaturas, o atrasando la producción, con el consiguiente problemas de heladas tempranas.

Para solucionar estos problemas se recurre a proteger los cultivos mediante acolchados, túneles e invernaderos, utilizando materiales de cobertura, principalmente para la protección frente a las bajas temperaturas.

Definición

Cultivo hortícola protegido

Es aquel que utiliza sistemas de forzado o semiforzado para modificar las condiciones climáticas.

5.1. Los plásticos como elementos de cobertura

Los plásticos utilizados en la horticultura son materiales compuestos por moléculas orgánicas de gran peso molecular llamadas monómeros y que, unidas entre sí, forman polímeros, concretamente polímeros sintéticos. Su estructura es similar a las proteínas, la celulosa, los ácidos nucleicos o el caucho.

Características de los plásticos usados en horticultura

Las características necesarias para que un plástico se pueda usar en horticultura son las siguientes:

1 Que transmita al suelo la mayor cantidad posible de radiación solar.

2 Que sea lo más impermeable posible a la radiación de onda larga emitida desde el suelo.

3 Que la transmisión de la luminosidad sea de forma difusa para que haya una iluminación más uniforme en todos los órganos de las plantas, sin que se produzcan sombras.

4 Que sea ligero.

5 Que sea resistente al rasgado, a la tracción y al impacto.

6 Que tenga la mayor duración posible durante su uso, sin que sufra degradaciones ni alteraciones de transmisibilidad, aunque en la medida de lo posible se están buscando plásticos fácilmente degradables tras su utilización.

7 Que el coste sea bajo.

Los plásticos se comercializan en unidades de peso (kg), por eso es interesante conocer la densidad (g/cm³) de una lámina de plástico.

Los distintos materiales plásticos utilizados como protección frente a las bajas temperaturas en los cultivos hortícolas protegidos son:

Polietileno (PE)

El polietileno (PE) que se usa es el de baja densidad, ya que el de alta densidad es más rígido y pierde características ópticas, usándose más para la fabricación de cajas y sacos.

Las características más importantes del PE de baja densidad son las siguientes:

1 Son muy permeables a la radiación solar (80 %)

2 Son permeables a la radiación de onda larga (60-80 %), con lo cual producen poco efecto invernadero.

3 Son resistentes al desgarro, no se rajan aunque se atraviesen con alambres.

4 Son muy ligeros, aptos para cualquier tipo de estructura.

5 Es el plástico de cubierta más empleado y el más económico.

6 Su densidad es de 0,92 g/cm3.

7 Tienen poca duración, se degradan rápidamente por la acción de los rayos ultravioletas (UV).

Esta última característica es la que ha hecho que actualmente se mejoren estos plásticos, ya que en zonas como Almería tenían que cambiarlo a los seis meses de ponerlo. Por eso en su fabricación se le añadió un aditivo (acetato de vinilo) para mejorarlo, obteniéndose así los polietilenos de larga duración.

Otro inconveniente, mencionado en sus características, es la permeabilidad a la radiación de onda larga, hasta un 80 %. Esta característica produce gran pérdida de calor durante la noche, con lo que se le añadió un aditivo (caolín-calcinado) y se consiguió un polietileno, llamados termoplásticos, que solo dejan pasar el 20 % de la radiación de onda larga.

Además, se realizaron otras mejoras, como los plásticos antiestáticos para evitar que el polvo se adhiera y plásticos antigoteo para evitar que se formen “gotitas” de la condensación del aire y caigan en el interior de las instalaciones, provocando proliferación de hongos y roturas en los tejidos de las plantas.

Cloruro de polivinilo (PVC)

En España no es un material muy utilizado en horticultura (3-5 %), pero sí en otros sectores, como en el abastecimiento y saneamiento de núcleos urbanos.

Las características más importantes del PVC son las siguientes:

1 Pueden ser en forma de lámina rígida o lámina blanda.

2 Son muy permeables a la radiación solar (80 %).

3 Son poco permeables a la radiación de onda larga (30 %), con lo cual producen buen efecto invernadero.

4 Son menos resistentes al desgarro que los PE.

5 Son muy ligeros.

6 Su densidad oscila entre 1,16 y 1,35 g/cm3.

7 Tienen más duración que el PE, hasta 2-3 años.

Se aditivan con un plastificante para hacerlos más flexibles (lámina blanda).

Etilen-Vinil-Acetato (EVA)

Las características más importantes del EVA son las siguientes:

1 Son muy permeables a la radiación solar, incluso más que el PE y el PVC (90 %).

2 En función de la concentración de acetato de vinilo, presenta diferentes propiedades. Así, a mayores cantidades, el plástico es más impermeable a la radiación de onda larga (termoplásticos), pero menos resistente a la tracción y a las altas temperaturas.

3 Son flexibles y resistentes a los impactos.

4 Su densidad oscila entre 0,92 y 0,94 g/cm3.

5 Su duración es de 2 años máximo.

Otros plásticos (rígidos)

1 Polimetacrilato de metilo (PMM). Se emplea como plástico rígido en placas. Tiene unas características similares al vidrio, pero es mejor material que este ya que dispersa mejor la luz, pesa menos y es mucho más resistente a los impactos. Es un material relativamente caro que solo se utiliza en coberturas de invernaderos.

2 Poliéster. Se emplea como plástico rígido en placas. Son plásticos totalmente impermeables a la radiación ultravioleta y a la radiación de onda larga, Con el paso del tiempo envejecen, adquiriendo un color amarillento, con lo que se produce una pérdida continuada de las propiedades. Son resistentes a los impactos. Su precio es elevado y solo se utiliza en coberturas planas y curvadas de invernaderos.

3 Policarbonato (PC). Son placas muy ligeras que transmiten muy bien la radiación solar, son impermeables a la radiación de onda larga, resistentes a impactos, de larga duración y más económicos.

5.2. El vidrio como elemento de cobertura

El vidrio es un material que se ha utilizado tradicionalmente en protección de cultivos, principalmente en cubiertas de invernaderos. Es el material más antiguo, hasta los años 50 era el único material que se conocía en España en horticultura. Desde entonces ha evolucionado y mejorado, ya que al principio se usaban vidrios lisos y pesados que producían efecto lupa, provocando quemaduras a los cultivos del interior. Luego empezaron a usarse vidrios rugosos que dispersaban la radiación solar y producían mayor luminosidad y, por lo tanto, mayor crecimiento de los cultivos. Pero uno de sus inconvenientes es su elevado peso y su fragilidad. Se está buscando un vidrio que pese poco y sea menos frágil. Actualmente se utiliza el vidrio para plantas con buen precio en el mercado.

Las características más importantes del vidrio son las siguientes:

1 Muy permeables a la radiación solar (90 %).

2 Muy impermeable a la radiación de onda larga, prácticamente no la deja pasar, con lo cual consiguen un buen efecto invernadero.

3 Son muy pesados, necesitando estructuras rígidas y fuertes para mantener este material.

4 Son muy frágiles, necesitan un coste de mantenimiento continuo (granizo, viento, etc.).

5 Son muy duraderos, no pierden sus características.

6 Es un material muy caro como cubierta y además la estructura que necesita para soportar el peso del cristal es también de coste muy elevado, por lo que se considera un material de lujo y solo se construyen de este tipo para viveros comerciales.

6. Acolchados

Es la técnica de cultivo protegido más sencilla de realizar y la que requiere menor coste de instalación.

6.1. Función

Es una técnica de cultivo hortícola protegido mediante un sistema semiforzado en el que el agricultor intenta mantener la humedad en el suelo y conseguir una temperatura adecuada en el cultivo, mediante la colocación sobre el terreno de un material o tejido.

El primer acolchado utilizado fue el sistema inglés Mulching, en el que se coloca una capa de restos vegetales (cañas, ramas, pajas, restos de poda, etc.) sobre el suelo para mantener la temperatura. Fue un método muy utilizado, pero no se llagaron a desarrollar ya que el efecto sobre la temperatura era escaso, los incrementos de cosecha y precocidad eran mínimos, y llevaban problemas de aparición de patógenos, así como posibles riesgos de incendios.

Por ello, se buscaron nuevos materiales. El agricultor comenzó a utilizar láminas de plásticos en el suelo, consiguiendo un aumento de la precocidad y del rendimiento del cultivo, y así poco a poco aparecieron en la horticultura forzada los plásticos, siendo hoy en día el sistema protegido más difundido y común en el área mediterránea española.

Las características más importantes de los acolchados son:

1 Impermeabilidad al agua, lo que produce una menor evaporación de este y una permanencia mayor de la humedad, ahorrando hasta un 30 % de agua de riego.

2 Permeables a la radiación solar. Durante el día se calienta el suelo y por la noche, el suelo irradia calor lentamente, manteniéndose una mejor temperatura alrededor de la planta y evitando heladas.

3 Mejora la estructura del suelo. Al estar el suelo más húmedo, se desarrollan mejor las raíces, lo que produce un mayor crecimiento de estas, y que se sujeten mejor al suelo.

4 Aumenta la fertilidad del suelo. Al estar el suelo cubierto por plásticos, estos evitan que la lluvia o los riegos excesivos “laven” los fertilizantes de nitrógeno. Además, al haber mejor temperatura y mayor humedad, favorece el crecimiento de bacterias nitrificantes que producen más abono de forma asimilable para la planta.

Los cultivos acolchados más importantes en España son: algodón, melón, sandía, fresa y el tomate.

Cultivo de fresón

Nota

En el cultivo del fresón de Huelva se coloca el plástico sobre la planta ya crecida y luego se raja en cada punto donde se sitúan las plantas.

6.2. Tipos

Los tipos de acolchados dependen del color del plástico que se utilice.

Plástico de color negro

Fueron los primeros en utilizarse. Es un plástico totalmente impermeable a la radiación visible, en el que las semillas no pueden germinar, provocando la muerte de estas. Además, solo absorbe parte de la radiación infrarroja, produciendo poca radiación de onda larga y, por lo tanto, poco aumento de temperatura.

Características:

1 Aumenta el rendimiento porque no se desarrollan debajo de él malas hierbas, así el cultivo aprovechará todo el agua.

2 No favorece la precocidad en comparación con el no acolchado.

Plásticos transparentes

Aparecieron posteriormente, para mejorar los plásticos negros. Es un plástico que deja pasar el 75-80 % de la radiación visible, con lo cual germinarán todas las semillas, tanto la del cultivo como las de las malas hierbas, haciendo que compitan por el agua, descendiendo el rendimiento. Es un plástico totalmente permeable a la radiación infrarroja, lo que hace que el suelo se caliente mucho durante el día porque produce mucha radiación de onda larga. Durante la noche, parte de ese calor acumulado lo cede a la planta, lo que produce que estas sean más precoces, evitando también las heladas.

Características:

1 Disminuye el rendimiento por el crecimiento de malas hierbas.

2 Favorece la precocidad porque aumenta la temperatura del suelo.

Plástico de colores (gris-humo/verde/marrón/azul)

Son plásticos intermedios entre el negro y el transparente, creados para solucionar los problemas de la escasa precocidad de los plásticos negros y los bajos rendimientos de los plásticos transparentes. Con ellos, aumenta la precocidad con respecto a los negros pero menos que los transparentes y aumenta el rendimiento con respecto a los transparentes pero menos que los negros.

Plásticos metalizados

Son plásticos que por la cara externa son metálicos (aluminio) y por la cara interna son negros.

1 Cara interna: no deja pasar la radiación solar, con lo cual no crecen malas hierbas, aumentando el rendimiento de manera similar a los negros.

2 Cara externa: permiten la reflexión de la luz, lo que produce mayor luminosidad de la planta, aumentando su precocidad.

Pero estos plásticos tienen el inconveniente de que, al no dejar pasar la radiación infrarroja, no actúan sobre la temperatura del suelo, y tampoco protegen al suelo de las heladas. Este es el motivo de no usarlos en invierno, aunque sí en zonas calurosas. El exceso de luminosidad favorece el control de plagas como el pulgón.

Recuerde

Es la técnica de cultivo protegido más sencilla de realizar y la que requiere menor coste de instalación.

6.3. Materiales empleados

El material más usado en el acolchado es el polietileno (PE) de baja densidad y el cloruro de polivinilo (PVC), de espesores dependientes del tipo de cultivo.

En espárragos se utiliza el Etilen-Vinil-Acetato (EVA), ya que estos necesitan calor acumulado en el suelo para brotar, y los EVA se comportan como termoplásticos.

Un tipo de acolchado, diferente de las láminas de plásticos, son las mantas térmicas o cubiertas flotantes. Son agrotextiles obtenidos de plásticos tratados a altas temperaturas soldados entre sí, obteniéndose un material tipo gasa con pequeño peso (17 g/m²). Son tejidos permeables a la radiación solar (80 %), se utilizan principalmente para evitar la evaporación del suelo, y como pantallas protectoras contra insectos, además de cortavientos. Mantienen el suelo ventilado, permitiendo adelantar las cosechas 10-15 días frente a los suelos desnudos.

Plástico para acolchado

6.4. Dimensiones

Las dimensiones de un acolchado dependerán de si estos cubren totalmente la línea de siembra o cubren totalmente el cultivo.

1 Acolchado parcial: anchura 1,5 m máximo y 80/100 galgas de espesor.

2 Acolchado total: cubrimiento total del cultivo y 300 galgas de espesor.

En la siembra de judías verdes, con unas líneas de siembra separadas entre sí 0,7/0,8 m, se utiliza un acolchado parcial de polietileno transparente de una anchura de 0,6-1 m. Pueden utilizarse entre 100 y 300 kg/ha. En la siembra de fresones se utiliza un acolchado de polietileno negro de un espesor de 300 galgas, pudiendo utilizarse entre 750-1.500 kg/ha. Para el tomate y el melón se utiliza un plástico intermedio de 120-200 galgas. En espárrago, 250 galgas.

6.5. Instalación y montaje

Los pasos a seguir para realizar un acolchado son:

1 Labrar el terreno.

2 Preparar el lecho de siembra.

3 Dependiendo del color del plástico, sembraremos antes o después de su colocación:Transparentes: primero sembramos y luego acolchamos, así favorecemos un incremento de Tª que facilitará la germinación. Cuando la planta toque el plástico, se rajará para que salga de este.Negros: primero acolchamos y luego sembramos, o de lo contrario, la planta no germinaría.

Hay dos formas de realizar un acolchado: manual y mecanizada.

1 Manual. Los operarios realizan la preparación del suelo mediante la apertura de surcos longitudinales. Uno o dos operarios van extendiendo la lámina de plástico con una bovina y otros dos operarios recalzan las faldas de la lámina. Se recomienda extender el plástico en la dirección del viento. Es un método muy poco rentable ya que necesita mucha mano de obra. Actualmente está en desuso.

2 Mecanizada. Se realiza mediante una máquina formada por un tractor y un apero, llamadas acolchadoras. Es una operación que necesita dos personas: el conductor del tractor y un operario. El apero posee unas rejas que van abriendo los surcos laterales. Un bastidor con una bovina lleva el plástico, que poco a poco va desenrollando en el suelo, luego unos discos van rellenando de tierra los surcos abiertos quedando el plástico fijado, en la superficie del terreno. El operario va cortando los plásticos en los cabezales y terminales. Existen también acolchadoras que perforan los plásticos para, posteriormente, colocar la plantación.

Consejo

Esta operación es recomendable realizarla a favor del viento dominante y con el suelo caliente (al mediodía).

Cuándo realizamos el acolchado

Según el color del plástico que utilicemos, sembraremos antes o después del acolchado.

Si es transparente, primero sembraremos, cuando las semillas germinen se le aplica herbicida entre calles y luego se realiza el acolchado. Una vez que la planta toque el plástico, se perfora la lámina para que la planta emerja y se vaya acostumbrando a estar en una situación menos favorable, fuera del plástico.

Si la lámina es negra, primero se realiza el acolchado y luego se siembra.

7. Túneles

Los túneles necesitan más mano de obra que los acolchados, ya que son instalaciones más complejas.

7.1. Función

Al igual que los acolchados, los túneles son técnicas de cultivos hortícolas protegidos mediante sistemas semiforzados en el que el agricultor intenta mantener la humedad en el suelo y conseguir una temperatura adecuada en el cultivo, mediante la colocación sobre el terreno de un material de estructura (arquillos), y otro de cobertura mediante (plásticos).

No son visitables y son de carácter temporal, es decir, no permanecen durante todo el ciclo de la planta. Se pretende:

1 Obtener precocidad, ya que las temperaturas y la humedad que se alcanzan en el interior son superiores que en el exterior, logrando una mayor tasa fotosintética.

2 Aumento de rendimiento, porque dentro de la instalación controlamos la vegetación con herbicidas.

Cultivo protegido en túneles

7.2. Tipos

Existen diversos tipos de túneles de semiforzado.

7.3. Dimensiones

Con respecto a las dimensiones, se busca una relación superficie/volumen de aire que sea la adecuada para el desarrollo del cultivo, siendo 0,5 m³/1 m² la relación más adecuada. La longitud dependerá de que la zona sea más o menos ventosa y del tipo de anclaje. Las dimensiones más habituales son:

1 Anchura: 0,5-1,2 m.

2 Altura: 0,3-1 m.

3 Longitud entre arquillos: 2-3 m.

Nota

El espesor del material de cobertura varía según la zona. En zonas como Huelva y Almería se emplean grosores pequeños comprendidos entre 100-250 galgas, mientras que en zonas como La Rioja y Navarra se utilizan espesores de 600 galgas.

7.4. Materiales empleados

Material de estructura:

1 De tipo vegetal: mimbre, caña, etc.

2 De tipo metálico: alambre, hierro galvanizado, etc.

Los de tipo vegetal tienen poca consistencia y la instalación se cae rápidamente. Lo más normal es usar hierro galvanizado de 8 mm de diámetro.

Material de cobertura. Siempre hay que utilizar plástico transparente y flexible, desde PE de baja densidad hasta termoplásticos como el EVA y el PVC aditivado. Normalmente, duran una campaña pero en zonas del norte de España pueden durar varias. En el caso de que la utilidad del plástico sea para una sola campaña, el agricultor conforme avanza la estación suele ir rajándolos para favorecer el intercambio gaseoso.

7.5. Instalación y montaje

La instalación suele realizarse de forma manual. Se resume de la siguiente manera:

1 Preparación del suelo.

2 Aplicación de herbicida.

3 Establecimiento de un sistema de riego (surcos o goteo). Si se realiza por surcos, se puede realizar por dentro del túnel, si el suelo en el que se cultiva es arenoso, o por fuera del túnel, si el suelo es arcilloso. Si es por dentro del túnel, presentará problemas de enfermedades fúngicas debido a la alta humedad que se puede concentrar en el interior, pero es la única solución para este tipo de suelos (arenosos) con elevada percolación.

4 Colocación de arquillos. Se pueden colocar en el terreno de forma manual o mecánica. Tanto el primero como el último arquillo deben estar inclinados para conseguir una mayor tensión del plástico de cobertura.

5 Siembra.

6 Colocación del plástico. Por unos de los laterales se abre un surco y se entierra el plástico, en el otro lateral se colocan piedras para presionar. Debe quedar sin oquedades y en zonas ventosas es necesario arriostrar el plástico con un sistema de fijación (cuerdas).

Definición

Percolación

Es cuando el agua se filtra a través de los poros del suelo a capas profundas y no se aprovecha a nivel de las raíces.

Condicionantes

Si el túnel es de tipo aireado, uno de los laterales debe quedar abierto para permitir la ventilación, ya que las temperaturas en el interior van a ser muy elevadas y conforme avance el ciclo del cultivo la diferencia entre la temperatura exterior y la interior se hace más grande, y esto, junto a la concentración del vapor en el interior produciendo condensaciones, provoca unas condiciones no adecuadas para el desarrollo del cultivo (descenso de la actividad fotosintética, aparición de enfermedades fúngicas, etc.).

Una de las soluciones que existen para no tener que ventilar los túneles es la perforación de los plásticos. Así se evitan:

1 Temperaturas extremas.

2 Excesos de humedad.

3 Problemas fúngicos.

8. Invernaderos

Los invernaderos son los sistemas de cultivos protegidos más complejos, ya que necesitan un estudio o diseño previo para poderlos llevar a cabo.

8.1. Función

Los invernaderos son técnicas de cultivos hortícolas protegidos mediante sistemas forzados. Están formados por una instalación permanente, visitable y con una mayor sofisticación en el control de las condiciones ambientales, permitiendo cultivar cualquier planta en su interior.

Objetivos

1 Aumentar los rendimientos, objetivo que se cumple por vía directa, como consecuencia de los mejores cuidados de cultivo que se practican y las mejores condiciones de medio físico que se ofrecen bajo invernadero, y por vía indirecta, puesto que al adelantar o retrasar las producciones hacia épocas en las que las condiciones del mercado son más favorables, y sobre todo en plantas hortícolas aprovechadas por sus frutos, se consigue un mayor aprovechamiento comercial de la producción.

2 Aumentar la precocidad, obteniendo producciones fuera de época, en circunstancias climáticas en que estas mismas cosechas al aire libre no serían factibles, por la climatología desfavorable de la zona. Aunque a veces también sea interesante obtener una cosecha tardía.

3 Mejorar la calidad comercial de las cosechas producidas.

4 Controlar los problemas patológicos.

5 Permite el cultivo de plantas de otros climas, cálidos o tropicales, porque se puede modificar dentro de ellos las condiciones ambientales y adaptarlas según las necesidades.

Características

1 Que el material de cobertura sea lo más permeable a la Radiación Solar y lo más impermeable posible a la Radiación de Onda Larga.

2 Que los materiales constructivos sean ligeros y estables.

3 Que la cobertura y la estructura sean un conjunto lo más hermético posible.

Recuerde

La radiación solar es la radiación de onda corta, calienta la tierra durante el día y por la noche la radiación (calor) que emite la tierra se pierde a la atmósfera y es la radiación de onda larga.

Importancia

España e Italia son los países donde más se ha desarrollado este tipo de instalaciones, siendo España la tercera potencia mundial, detrás de EE. UU. y Japón.

Las zonas de producción en España (Península) se distribuyen de la siguiente forma:

Así como también las Islas Canarias.

De importancia es la zona desde Alicante a Huelva:

Dos cosechas al año:

1 Otoño-invierno→ recolección en enero (tomate, pimiento, pepino, judía verde y calabacín).

2 Primavera-verano→ recolección en junio (melón y sandía).

Recuerde

Los invernaderos son los sistemas de cultivos protegidos más complejos, ya que necesitan un estudio o diseño previo para poderlos llevar a cabo.

Una cosecha al año:

1 Recolección en junio (tomate, pimientos dulces italianos y pimientos lamuyo).

Otras producciones:

1 Flor cortada (crisantemo, clavel, rosa, gerbera, etc.).

2 Ornamentales (potos, helechos, crotos, etc.).

A nivel de provincias, el orden es el siguiente: Almería, Murcia, Granada, Las Palmas y Alicante.

Ejemplo

En Almería, por ejemplo, podemos distinguir tres zonas:

1 Zona de Poniente (28.000 ha).

2 Campo de Níjar (5.000 ha).

3 Bajo Almanzora (400-500 ha).

8.2. Tipos, dimensiones y materiales empleados

Los invernaderos los podemos clasificar en dos grandes grupos:

1 Techumbre recta.

2 Techumbre curva.

Techumbre recta

Es el tipo de invernadero más extendido, ya que es de construcción fácil, evacua bien el agua, puede usar distintos tipos de coberturas, se adapta muy bien a todos los tipos de terrenos y se ventila adecuadamente.

Invernadero “capilla”

Construido a base de rollizos de madera, perfiles de hierro o tubos de hierro, con la característica de que la cubierta la tienen a dos aguas. El material de la cubierta suele ser principalmente de plástico pero también de vidrio, y la ventilación lateral o cenital, con una anchura de 12-16 m y una altura cenital de 2,5-3 m. Pueden ser monocapillas (uno solo) o multicapillas (varios adosados).

Invernadero tipo “capilla”

Nota

Destacar el invernadero capilla tipo canario, en el que la estructura se realiza mediante tuberías de hierro galvanizado.

Invernadero “diente de sierra”

Similares a los invernaderos tipo capilla pero con una de las vertientes inclinadas a 90º. La vertiente inclinada se suele orientar hacia el lado de máxima iluminación, dejando la otra para la apertura de ventanas de ventilación. En estos invernaderos es imprescindible la instalación de canaletas para el desagüe de las aguas de lluvia que se pueden acumular entre invernaderos cuando varios de estos se encuentran adosados. Actualmente este tipo de invernaderos están cada vez más en desuso.

Invernadero “parral”

Está construido a base de rollizos de madera que se asientan en el terreno mediante dados de cimentación de hormigón y en cuya parte superior lleva hendiduras cruzadas para alojar una parrilla de alambres, con una separación transversal de 2-4,5 m y longitudinal de 2-2,5 m. Los pilares laterales se disponen de forma inclinada separados a 1m, tensados con alambres entrelazados que se sujetan mediante un dado de cimentación. La cubierta suele ser de PE con un espesor superior a 600 galgas y la colocación será tipo “sandwich” entre los alambres. La dimensión es variable: 24-36 m de largo y 12-16 m de ancho. Altura en cumbrera de 4 m y de 2 m en los laterales. La ventilación suele ser lateral y en algunas ocasiones mecanizada.

Invernaderos en batería tipo capilla

Invernadero INSOLE

Es un tipo de invernadero ideado en Almería para el cultivo de las plantas ornamentales, en el que la principal diferencia con los otros es que parte de este se encuentra enterrado. El objetivo es que el invernadero reciba menos calor y que también pierda menos, se reduce la superficie intercambiadora de calor, tipo cueva. El problema es que también se reduce la iluminación, es por ello que se cultivan en su interior plantas ornamentales que no necesiten mucha iluminación, por ejemplo, los potos. Los materiales son similares a los de parral plano, pero la cubierta suele tener una malla de sombreo o está encalada para reducir aún más la radiación solar.

Techumbre curvada

Similares a los tipo capilla pero con la diferencia de que solo se puede utilizar en la cubierta materiales flexibles. Son instalaciones muy luminosas.

Tipo túnel

Es un invernadero sin paredes rectas, su estructura es totalmente curva desde su anclaje al suelo.

Estructura de tubo galvanizado con anchura entre 6-8 m, una altura que puede llegar hasta los 3 m y una separación entre arco y arco de 2-3 m. La cubierta es de plástico flexible de 600-800 galgas. La cimentación se realiza mediante dados de hormigón.

Es uno de los más económicos, pero no sirve para cultivos altos, ya que los laterales de este invernadero quedan con muy poca altura.

Entre las ventajas que tienen es que son diáfanos, no hay obstáculos en su interior, evacuan bien el agua de lluvia y la nieve y son muy luminosos. La ventilación no es muy efectiva, suele ser ventilación lateral tanto en su lado longitudinal como en el frontal.

Invernadero tipo “túnel”

Nota

La superficie de cultivo es menor porque existen en su interior zonas muertas en los laterales ya que la altura del invernadero en esas zonas es muy baja.

Multitunel o semicilindro

Construidos mediante tubos de acero galvanizado de 4 m de altura, el ancho suele oscilar entre 6,5-8 m y la altura en cumbrera es de 4-6 m. Son muy luminosos, pero tienen problemas de acumulación de agua en el techo por condensación que provocan “goteo”, por lo que se requiere ventilación cenital. Para el material de la cubierta se puede utilizar lámina flexible o combinación de placa rígida y lámina.

Estos invernaderos son los más comercializados por su precio económico, su facilidad para la instalación y sus propiedades de estanqueidad y control de la temperatura.

Recuerde

Según el material de la estructura:

1 De madera

2 De palos y alambre (parral)

3 Metálica

4 De hormigón

Según el material de cubierta:

Nota

8.3. Variaciones de los factores ambientales: temperatura, luz y humedad

En un invernadero lo que se busca es que las condiciones interiores sean mejores para una planta que las exteriores. Estas condiciones están influidas por las condiciones climáticas exteriores, el material de cobertura y el material de estructura, siendo la temperatura y la iluminación las dos condicionantes más importantes.

Temperatura

La temperatura de un invernadero está condicionada al balance de radiación que ocurre en su interior y que es el principal elemento transmisor de calor. El material de cobertura (plástico o vidrio) de un invernadero se comporta de manera similar a la atmósfera, deja pasar la radiación solar y tiene cierta impermeabilidad a la radiación de onda larga o radiación terrestre, lo que produce el llamado efecto invernadero, que aumenta la temperatura en el interior del invernadero.

Pero también hay que tener en cuenta otros tipos de transmisión de calor en un invernadero, como la conducción y la convección. Según Hermida Bun (2000), el mecanismo de transmisión de calor por conducción es un transporte de energía a nivel molecular originado por una diferencia de temperatura. Y el mecanismo de transmisión de calor por convección es el transporte turbulento de calor debido al movimiento de masas de moléculas.

Con respecto a estos fenómenos de transmisión de calor, ¿qué ocurre dentro de un invernadero?

Conducción

Los materiales de la estructura tienen más temperatura en su cara interna que la externa. Al producirse esto, el calor se transmite desde dentro hacia fuera, luego existirá una pérdida de calor hacia el exterior. Cuanto mayor sea el viento exterior mayor será la pérdida.

Convección

Las plantas emiten calor producido por la evaporación de agua a nivel de las hojas. Este calor está en contacto con el aire, provocando un calentamiento de este aire. El aire, una vez calentado, al ser menos denso, asciende y desplaza el aire frío hacia abajo, de tal manera que genera un movimiento cíclico de aire continuo. Pero como los invernaderos no son totalmente herméticos, el aire caliente se pierde por las aperturas de ventilación, que normalmente se sitúan en la parte superior. Y el aire frío entra por otras aperturas de ventilación que se sitúan en la parte baja de estos.

En resumen, son dos mecanismos de pérdida de calor de un invernadero debido al balance de radiación que ocurre dentro de este.

Existe otra pérdida de calor dentro de un invernadero, las pérdidas por el suelo, ya que este absorbe, refleja y transmite calor. Los suelos arenosos absorben más calor que los arcillosos y los húmedos más que los secos, con lo cual un suelo arenoso y húmedo transmite más calor.

Nota

Si las pérdidas de calor totales son elevadas, puede ser que la planta no crezca y sea necesario el apoyo de calefacción.

Luz

La iluminación interior en también de gran importancia porque de ella depende la fotosíntesis. Las variables que afectan a la cantidad de luz de un invernadero son:

El conocimiento de la luminosidad potencial se utiliza para modelizar invernaderos.

Las cubiertas circulares son las que mejor captan la luminosidad; las planas, las que menos. La orientación este-oeste es la mejor, sobre todo en invierno y otoño.

El ángulo de la cubierta también afecta a la luz. A mayor inclinación, mayor captación de luminosidad. En verano, el ángulo de inclinación de la cubierta no afecta a la iluminación, ya que el sol incide perpendicularmente en la cubierta.

Con respecto al material de la cobertura, el PE de baja densidad es el material que mejor transmite la luz, después del vidrio. Pero esta cantidad de luz puede ser reducida en función del tipo de estructura fija que se utilice para construir el invernadero.

Humedad

Conforme penetra la radiación solar dentro de un invernadero, la temperatura aumenta, el aire del interior se calienta y, al calentarse, tiene más capacidad de retener humedad del ambiente. Al incrementar la humedad del ambiente, la planta retiene más agua y transpira más, con lo que es capaz de crecer más y formar más materia seca.

Pero cuando la cantidad de agua en el suelo es excesiva, el aire que hay dentro del invernadero puede llegar a saturarse, y la planta deja de crecer ya que se produce el cierre de los estomas, y con ello el intercambio gaseoso y la fotosíntesis. Además, aumenta la probabilidad de una propagación de enfermedades.

Llegados a este puntos de humedad alta y temperatura alta, es necesario ventilar los invernaderos, para que el ambiente húmedo y cálido se renueve.

Otro problema de los ambientes húmedos y cálidos en el interior de los invernaderos es la condensación del aire en las paredes, produciendo “gotitas” de agua que al caer dañan el cultivo además de propagar enfermedades. Para evitar la condensación del aire es necesario ventilar y usar calefacción.

Nota

También se pueden usar plásticos “antigoteo”, que no evitan la condensación pero sí el “goteo”.

8.4. Instalaciones y montaje

Los invernaderos están constituidos por:

1 Material de cobertura: responsable del mayor o menor efecto invernadero.

2 Material de estructura: responsable de darle forma al invernadero, soporta las cargas.

Nota

Para el diseño de un invernadero tendremos que tener en cuenta tanto la ubicación, el cultivo, la mano de obra y la comercialización.

Ubicación

En cuanto al punto de ubicación de nuestro invernadero, debemos tener en cuenta ciertos aspectos:

1 Conocer las condiciones climáticas de temperaturas máx. y min., heladas y luminosidad potencial. Con esto estaremos a disposición de elegir especies, tipo de estructuras, etc.

2 Conocer el régimen de viento para saber la altura de los invernaderos y el diseño de la ventilación.

3 La orientación tiene que ser aquella que en los meses de mínima luminosidad permita captar la máxima luminosidad. En el hemisferio Norte es recomendable la orientación E-O.

4 Características fisiológicas del suelo, pudiendo optar por el uso del suelo natural o “cultivos en sustratos”.

5 El relieve, para las obras de preparación del suelo.

6 Servicios, como la electrificación, líneas de comunicación, agua, etc.

Cultivo

Hay que ver si los requerimientos de temperatura, luz y agua se aportan con el clima de la zona o hay que apoyarlos con algún dispositivo de control.

Mano de obra

Hay que saber si se dispone de la mano de obra, tanto en calidad como en cantidad.

Comercialización

Conocer las posibles salidas del producto en la zona, mercados accesibles y la mano de obra de se dispone para manufacturar el producto (etiquetado, envasado, etc.).

Recuerde

La orientación tiene que ser aquella que en los meses de mínima luminosidad permita captar la máxima luminosidad.

Normativa

Construcción de invernaderos. UNE 76-208/92

Es una norma creada por AENOR para la realización de invernaderos. Los aspectos más destacados son:

1 La altura en hombrera (pilares) no debe ser inferior a 2,5 m.

2 La altura en cumbrera debe ser inferior a 3,8 m.

3 Puertas de una hoja (1,5 × 2,4 m).

4 Puertas de dos hojas (3 × 2,4 m).

5 Los canalones de recogida de agua deben soportar en el punto medio entre dos apoyos una fuerza máxima de 980N, tienen que ser accesibles para una fase de limpieza y cada 50 m hay que colocar un bajante intermedio.

6 Las normas que regulan los plásticos son:PE: UNE 53-328.PVC: UNE 53-324.Placas rígidas: UNE 53-301.

7 Las cargas pueden ser:Permanentes (peso del material de cobertura y de la estructura, elementos colgantes como ventiladores y calefactores, etc.).Accidentales (nieve, viento y sísmicas).

8 Las aperturas de ventilación deben ser uniformes y estar situadas tanto en los laterales como en el techo (cenitales). La disposición debe ser tal que cuando estén abiertas el aire no incida directamente en el cultivo. En general, se debe cumplir lo siguiente:

9 En cuanto a la hermeticidad, un invernadero con la superficie de ventilación cerrada, debe permitir tres ciclos de renovación de aire natural a la hora, calculados en ausencia de viento y una diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de 10 ºC.

8.5. Dispositivos de control y automatización

Las componentes climáticas son los elementos más importantes en el funcionamiento de los invernaderos. Es por ello que es necesaria la regulación correcta de todas ellas.

Del conjunto de variables climáticas que puedan regularse dentro de un invernadero, la temperatura es la más importante, pero hay otras como la humedad, luz, CO₂, etc., que en determinados lugares es necesario regularlos.

Temperaturas bajas (calefacción)

La regulación de las temperaturas frías en el interior de un invernadero la podemos hacer a través de:

La atmósfera

1 Mediante agua caliente. Con un sistema formado por una caldera de combustible fósil que calienta agua y un sistema de tuberías de acero galvanizado (2”) o paneles que transportan el agua calentada. La temperatura de salida oscila entre 80-85 ºC y la de retorno tiene que ser superior a 55 ºC. Es un sistema que mantiene bien la temperatura pero su instalación y mantenimiento lo encarecen. A veces, es necesario introducir ventiladores para que homogenicen el aire, ya que el calor suele concentrarse más en las zonas cercanas a las tuberías y los paneles.

2 Mediante aire caliente. Se calienta una masa de aire por medio de una resistencia eléctrica que la introduce dentro del invernadero mediante:Sistemas aerotérmicos: expulsan aire caliente humedecido, no desecan el ambiente.Sistema aereotérmicoGeneradores: calientan directamente el aire, desecan el ambiente.

El suelo

Se utilizan tuberías de acero galvanizado, que se colocan directamente en el suelo o enterradas. Calientan el suelo por conducción de manera muy efectiva, mejor que si se calienta directamente el ambiente, pero presenta algunos inconvenientes, ya que dificultan las labores. Al calentar el suelo, puede interferir en las propiedades físicos-químicas del suelo y crea un desequilibrio de temperatura entre la raíz y la parte aérea que aún no está muy claro si afecta negativamente a la producción de materia seca.

Recuerde

En los invernaderos lo que se busca es que las condiciones interiores sean mejores para una planta que las exteriores. Estas condiciones están influidas por las condiciones climáticas exteriores, el material de cobertura y el material de estructura, siendo la temperatura y la iluminación las dos condicionantes más importantes.

Temperaturas altas (refrigeración)

Hay épocas del año en el que las temperaturas son excesivas, sobre todo en zonas del Mediterráneo, así que es muy importante reducir la temperatura de los invernaderos:

1 Encalando o blanqueando las cubiertas.

2 Creando sombras artificiales.

3 Creando una convección (movimiento de aire).

4 Evaporando agua dentro del invernadero.

Encalando o blanqueando las cubiertas

Consiste en pulverizar a presión los techos y las paredes con cal o pintura. Lo que se consigue con esto es que se refleje la radiación solar incidente y reducir así la penetrada reduciendo la temperatura interior. Es un sistema barato, sencillo de realizar y aplicable en muchos tipos de invernaderos, pero tiene algunos inconvenientes, ya que su aplicación no es homogénea. Cuando llueve, se elimina parte, se deteriora el plástico y durante los días nublados la fotosíntesis se reduce bruscamente.

Creando sombras artificiales

La mejor forma de crearlas es mediante la colocación de mallas, que sombrean parte del invernadero. Hay que intentar que las mallas permitan el paso de una determinada cantidad de radiación solar al medio día para asegurar la fotosíntesis. Se colocan tanto en el interior como en el exterior del invernadero. En verano se colocan durante el día para evitar las altas temperaturas, pero en invierno se colocan por la noche porque evitan la pérdida de radiación de onda larga, reduciendo así las pérdidas de calor.

Mallas para producir sombras en invernaderos

Creando una convección

La convección la podemos crear de manera natural o artificial (forzada).

Convección natural

Consiste en abrir una superficie de ventilación, que puede ser lateral o cenital (en la parte superior de la cubierta), para renovar el aire caliente interior. Lo más efectivo es utilizar las dos combinadas.

Ventilación natural

Esta apertura y cierre puede ser mecanizado mediante un dispositivo de seguridad con un termostato y un anemómetro.

Nota

El aerostato predomina sobre el termostato, para evitar que se abra si existen fuertes rachas de viento, aunque la temperatura sea alta.

Dispositivo “aerostato”

Convección artificial (forzada)

Consiste en colocar ventiladores y extractores para que potencien la entrada y salida del aire, y así renovar mejor el aire más cálido interior. Es un sistema totalmente controlable y reduce la humedad en el interior. Su instalación es cara y consumen mucha energía, con lo cual no es muy utilizado.

Evaporando agua

Al evaporar agua en el interior de un invernadero, se produce una reducción de la temperatura por refrigeración del ambiente. Existen varios sistemas:

1 Sistema cooling. Consiste en colocar en una de las paredes del invernadero una pared porosa humedecida permanentemente y, en la pared opuesta, un extractor. El objetivo es crear una “depresión” y forzar que entre aire en el interior del invernadero por la pared porosa. Este aire, al estar caliente y pasar por la pared porosa humedecida, produce una evaporación que consigue reducir la temperatura en el interior.Sistema “cooling”

2 Sistema fogs (nebulizadores). Consiste en pulverizar agua a presión mediante boquillas con turbinas. El agua se nebuliza en pequeñas “gotitas”, que producen una evaporación de estas y consiguen reducir la temperatura en el interior.Sistema de nebulizadores

Sabía que...

Cooling es una palabra inglesa que significa “refrescante”.

Iluminación artificial

Las plantas tienen unos mecanismos que detectan la duración y la intensidad. Podemos interferir en estas dos variables de la siguiente manera:

1 Duración de luz. Mediante focos con efecto fotoperiódico (bombillas de wolframio y tubos fluorescentes). Se modifican procesos fisiológicos de las plantas adelantándolos o atrasándolos.

Ejemplo

Retrasando la floración en plantas ornamentales con focos de baja potencia (60-70 W).

Iluminación artificial

1 Intensidad de luz. Mediante focos de gran potencia (lámparas de sodio, vapor de mercurio, etc.) de 250-1000 W. También se pueden utilizar mallas opacas para reducir la intensidad de luz.

Aplicación práctica

Un agricultor compra una pequeña parcela de regadío cerca de la Vega del Genil, en la provincia de Granada, y está decidido a instalar en ella un sistema hortícola bajo plástico de tomates. ¿Qué sistema le recomendaría y cómo podría llevarlo a cabo, teniendo en cuenta que sus recursos económicos son limitados?

SOLUCIÓN

El sistema más económico del cultivo bajo plástico es el acolchado, ya que consiste directamente en “echar” en el suelo un plástico. Necesita poca mano de obra, y como la parcela es pequeña se puede hacer manualmente.

El plástico que utilizaría sería un PVC flexible, ya que es más económico y, como en la Vega de Granada se pueden registrar temperaturas bajo cero, es importante que el plástico sea transparente para que deje pasar la radiación solar y produzca por la noche radiación terrestre, y así calentar más el suelo donde germinará el cultivo.

Aplicación práctica

Se quiere construir un invernadero tipo “capilla” en la provincia de Almería. Describa cuáles son los principales dispositivos para el control de la temperatura a tener en cuenta.

SOLUCIÓN

En todas las zonas donde se construyen invernaderos en la provincia de Almería se registran temperaturas muy altas en verano. Durante el invierno, las temperaturas no son excesivamente bajas, con lo cual, los dispositivos de control serían para controlar las altas temperaturas dentro del invernadero:

1 Encalado de cubiertas, solo si fuese necesario.

2 Colocación de mallas opacas en el interior del invernadero para crear sombras artificiales.

3 Creando una convección, mediante la apertura lateral de ventanas y aperturas cenitales.

4 Evaporando agua dentro del invernadero mediante un sistema de pulverización de agua con nebulizadores.

9. Resumen

La horticultura forzada es aquella que modifica principalmente los condicionantes climáticos (luz, temperatura, agua, viento, etc.) que afectan al crecimiento normal de un cultivo para intentar sacarlo al mercado de manera extratemprana o extratardía, creando así más competitividad.

Básicamente, consiste en colocar “encima del cultivo” un plástico, haciendo que por sus características se comporte de manera similar a la atmósfera (permeable a la radiación solar e impermeable a la radiación terrestre), produciendo que la temperatura sea mayor debajo de él, y así favorecer algunos de los condicionantes más importantes.

Los sistemas de forzados (invernaderos) son los más extendidos, ya que el cultivo cumple su ciclo completo dentro de la instalación, existiendo otros como los sistemas de semiforzados (acolchados y túneles). Para poder llevar a cabo el buen funcionamiento de estos sistemas es necesario disponer de una serie de dispositivos de control.

Para cualquier tipo de técnica utilizada en la horticultura forzada es importante saber una serie de condicionantes, que son, además del cultivo que se quiere poner, el tipo de clima, orografía, instalaciones, vías de servicios, mano de obra y una muy importante, la comercialización del producto, ya que es el motivo por el que se “crea empresarialmente” este sistema de producción vegetal.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. La horticultura es un sistema agrícola que se caracteriza, entre otras cosas, por:

1 Poca inversión y especializada mano de obra.

2 Utilizar técnicas costosas y especializada mano de obra.

3 No necesitar medidas de conservación tras su recolección.

4 Al igual que los herbáceos, necesitar grandes superficies.

2. El “efecto invernadero” es debido principalmente a...

1 ... los gases emitidos por los invernaderos.

2 ... las altas concentraciones de CO2 en la atmósfera.

3 ... la incidencia directa de los rayos ultravioletas (UV).

4 ... la radiación de onda corta.

3. Los sistemas de semiforzados son:

1 Aquellos que requieren de un invernadero.

2 Aquellos que se mantienen a lo largo del ciclo de una cosecha.

3 Los que se utilizan solamente en algunas fases del cultivo.

4 Los que no utilizan técnicas para modificar los componentes climáticos.

4. Los plásticos más utilizados en los acolchados son:

1 Polietileno (PE) y cloruro de polivinilo (PVC).

2 Etilen-Vinil-Acetato (EVA) y polietileno (PE).

3 Cloruro de polivinilo (PVC) y poliester.

4 Polietileno (PE) y poliester.

5. Seleccione si las siguiente afirmaciones son verdaderas o falsas:

1 Los plásticos de color negro en acolchados aumentan el rendimiento y la precocidad.VerdaderoFalso

2 En la construcción de los túneles siempre se utilizan plásticos transparentes.VerdaderoFalso

3 En los invernaderos con techumbre curvada solo se pueden utilizar en la cubierta materiales flexibles.VerdaderoFalso

4 Conocer las condiciones climáticas de temperaturas máx. y min., heladas y luminosidad potencial es importante para saber dónde ubicar un invernadero.VerdaderoFalso

6. Complete los huecos en las siguientes definiciones:

1 En un acolchado si el plástico es transparente primero ___________, cuando las semillas germinen se le aplica ___________entre calles y luego se realiza el acolchado. Una vez que la planta toque el plástico, se perfora la lámina para que la planta emerja y se vaya acostumbrando a estar en una situación menos favorable, fuera del ___________.

2 El sistema “cooling”, consiste en colocar en una de las paredes del invernadero una pared ___________ humedecida permanentemente y en la pared opuesta un ___________. El objetivo es crear una “depresión” y forzar que entre ___________ en el interior del invernadero por la pared porosa.

Capítulo 2

Componentes básicos en instalaciones de agua y de electricidad: riego

1. Introducción

En el presente capítulo se realizará una descripción de los componentes eléctricos necesarios para el correcto funcionamiento de todos los elementos que necesiten demanda eléctrica en una explotación hortícola.

Se realizará la descripción de los componentes de la red de abastecimiento de agua y de todos los puntos que lo demanden.

Al igual que la electricidad, el agua es un recurso imprescindible para los sistemas de riego, limpieza de instalaciones y, en ocasiones, la higiene del personal que trabaja en la explotación. El agua está en contacto directo con los elementos de la explotación que intervienen en aspectos claves del proceso de producción.

A la hora de realizar una puesta en riego, el agua es un factor limitante, teniendo en cuenta dos aspectos muy importantes: la calidad del agua a utilizar y el caudal disponible.

El caudal se refiere al agua disponible por unidad de tiempo (litros/segundos, m³/hora, etc.), en función de las necesidades netas de riego del cultivo y del sistema de riego, se determinará la superficie a regar.

La calidad del agua se refiere a las características físicas y químicas que condicionan que el agua sea apta para el riego, además del sistema de riego elegido, cultivo a regar, tipo de suelo y manejo de riego.

2. Instalaciones eléctricas. Funciones y tipos

Para el correcto funcionamiento de cualquier instalación eléctrica, es necesario conocer una serie de elementos funcionales, como son:

1 Suministro.

2 Alumbrado.

3 Fuerza.

4 Maquinaria.

5 Potencia.

Definición

Instalación eléctrica

Es un conjunto de aparatos y circuitos asociados que, para un fin particular, producen, transforman, transmiten, distribuyen y utilizan energía eléctrica.

Las especificaciones técnicas de una instalación eléctrica de este tipo se fijarán de acuerdo con el vigente Reglamento Electrótécnico Para Baja Tensión, reflejado en el Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto de 2002 y las Instrucciones Técnicas Complementarias (I.T.C), así como las recomendaciones del Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico, y Condiciones Técnicas y de Seguridad de la empresa suministradora de energía.

La ITC-BT-35 “Instalaciones con fines especiales. Establecimientos agrícolas y hortícolas” del REBT se aplica a este tipo de explotaciones, y las preinscripciones particulares quedan recogidas en la norma UNE 20.460/7-705 “Instalaciones eléctricas en edificios, Reglas para las instalaciones y emplazamientos especiales. Instalaciones eléctricas en los establecimientos agrícolas y hortícolas”.

2.1. Suministro

El suministro de energía eléctrica de una instalación hortícola, principalmente en un invernadero, se obtiene, en la mayoría de los casos:

1 Desde una red o un transformador propiedad de una compañía eléctrica existente, que proporcione baja tensión.

2 Desde una red de media o alta tensión existente, para lo cual se necesitaría realizar por cuenta propia la instalación eléctrica de un transformador para reducir la tensión a 230/400 V, y así convertirla en baja tensión.

Transformador a la intemperie

La tensión nominal en una explotación de estas características es siempre baja tensión de 230 V para circuitos monofásicos y de 400 V para circuitos trifásicos. (230/400 V).

Definición

Tensión nominal

Es el valor por el cual un sistema o instalación se designa para su funcionamiento.

Para saber si la línea de distribución de la que se quiere abastecer una explotación aporta la energía eléctrica suficiente para el correcto funcionamiento de esta, es necesario saber cuál es la potencia total que demanda la explotación.

Una vez que la instalación tiene potencia, esta es suministrada a todas las demandas necesarias, que son de tres tipos:

1 Alumbrado.

2 Fuerza.

3 Máquina.

2.2. Alumbrado

Se pretende conseguir una iluminación correcta y suficiente que tenga como resultado realizar los trabajos evitando la fatiga visual. Para ello, se dispondrá del número y tipo de lámparas suficientes para realizar los trabajos con la cantidad y calidad suficiente.

Para el diseño de una instalación de alumbrado hay que saber:

1 Niveles de iluminación. Hay que tener en cuenta los valores recomendados para cada tarea y las valoraciones subjetivas de los operarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual, etc.).

2 Tipo de lámparas. Las lámparas más utilizadas en este tipo de instalación son de descarga, fluorescentes y de vapor metálico.

3 Distribución interior. Como las dependencias de estas instalaciones suelen ser rectangulares, los aparatos de alumbrado se situarán formando hileras paralelas al eje mayor.

4 Flujo luminoso. Para el cálculo del flujo luminoso necesario en cada recinto, además de los niveles de iluminación, se tendrán en cuenta las características geométricas del local, los factores de reflexión de los cerramientos y el grado de mantenimiento de la instalación.

Para la iluminación interior de un invernadero, las lámparas más utilizadas son todas de descarga:

1 Lámparas fluorescentes de 40 W. Las lámparas fluorescentes son fuentes luminosas originadas como consecuencia de una descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión, en las que la luz se genera por el fenómeno de fluorescencia. Este fenómeno consiste en que determinadas sustancias luminiscentes, al ser excitadas por la radiación ultravioleta del vapor de mercurio a baja presión, transforman esta radiación invisible en otra de onda más larga y que se encuentra dentro del espectro visible. Se utilizan porque producen un gran flujo luminoso, tienen larga vida y una mayor calidad de luz.Lámpara fluorescente

2 Lámparas de vapor metálico de 150 W. Son lámparas que para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. Se utilizan para el exterior de una explotación por su alta eficiencia, ahorro energético, larga duración y baja depreciación de flujo.Lámpara de vapor metálico

Sabía que...

Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. Por eso, su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido, tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas.

2.3. Fuerza

Una toma de fuerza es un punto de suministro de energía eléctrica determinada, en el que se podrá suministrar de esta energía a cualquier receptor que la requiera.

En una explotación hortícola, se pretende conseguir una distribución correcta y un número suficiente de estas. Para ello, se tendrá en cuenta la superficie de la instalación, así como la necesidad de tomas de fuerza en la explotación.

En horticultura forzada, principalmente invernaderos, en los equipamientos que requieren energía eléctrica, además de las tomas de fuerza eventuales que se puedan enchufar, existen otras tomas de fuerza, que se utilizan para los dispositivos de control y automatización que controlan las condiciones ambientales dentro de un invernadero. Estos pueden ser:

1 Sistemas generadores de aire caliente.

2 Sistemas automáticos de apertura y cierre de aperturas de ventilación.

3 Ventiladores.

4 Iluminación artificial.

Iluminación artificial en invernaderos

Las tomas de fuerza pueden ser monofásicas o trifásicas, dependiendo del tipo de línea de distribución.

2.4. Maquinaria

Las máquinas son elementos eléctricos importantes en la funcionalidad de la instalación. Es por ello que estarán conectadas a circuitos independientes. De esa forma, si hay un problema en una máquina o en su línea, este fallo no afectará al resto de la maquinaria.

Serán de posición fija y se distribuirán por la instalación según su necesidad.

Los circuitos que alimentan a la maquinaria son por lo general trifásicos, ya que las máquinas consumen grandes potencias y es más aconsejable que estén conectadas a este tipo de circuitos, aunque existen máquinas que se alimentan de circuitos monofásicos.

Nota

Los circuitos trifásicos se recomiendan para suministrar de electricidad a las máquinas que consuman grandes potencias, ya que necesitan menos sección para trabajar que un circuito monofásico que consuma la misma potencia.

Importante

En el diseño de la instalación eléctrica de un invernadero es importante conocer qué máquinas son monofásicas o trifásicas, ya que el suministro eléctrico también tiene que ser también monofásico o trifásico. En caso contrario, puede suponer un sobrecoste el acometer cualquier modificación.

Al igual que los dispositivos que se conectan a las tomas de fuerza, las máquinas que puede haber dentro de un invernadero serán dispositivos de control y automatización que controlan las condiciones ambientales, como:

1 Compresores.

2 Bombas de presión.

3 Equipos de fertirrigación.

4 Máquinas de limpieza.

Equipo de fertirrigación

2.5. Cálculo de potencias

La potencia total demandada en una instalación se calculará mediante el sumatorio de las potencias individuales de cada uno de los elementos que demanden energía eléctrica (alumbrado, fuerza y maquinaria). Pero para el cálculo es necesario conocer los dos tipos de potencias y la resultante de la relación entre ellas:

Potencia activa (P)

Es el trabajo útil que genera una carga cuando es conectada a una corriente eléctrica. Es la cantidad de potencia que tendrá que generar una fuente de fuerza electromotriz.

Para circuitos monofásicos, la potencia activa suministrada viene expresada por la siguiente fórmula matemática:

P = V· I · cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser monofásica será de 230 V.

2 I es la intensidad máxima admisible de un cable que suministra electricidad a una toma de fuerza.

3 cosß: es el factor de potencia, que depende del dispositivo que se conecte. El máximo estimado para una máquina es aproximadamente 0,8.

Para circuitos trifásicos, la potencia total suministrada será la siguiente:

Recuerde

La potencia activa de un circuito es la capacidad que tiene para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Es la potencia que realmente puede aportar a un dispositivo o maquinaria que se haya conectado.

P = √3 · V · I · cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser trifásica será de 400 V.

2 I es la intensidad máxima admisible de un cable que suministra electricidad a una toma de fuerza.

3 cosß es el factor de potencia, que depende del dispositivo que se conecte. El máximo estimado para una máquina es aproximadamente 0,8.

Recuerde

Un circuito monofásico es aquel que funciona con una sola fase eléctrica y un neutro, y con una tensión de trabajo de 230 V, y un circuito trifásico funciona con las tres fases y una tensión de trabajo de 400 V.

Potencia reactiva (Q)

Una vez que conocemos la potencia activa (P), es importante conocer otro tipo de potencia imprescindible para el cálculo de la potencia total, la potencia reactiva (Q), que es una potencia que consumen los circuitos de los motores, transformadores y cualquier otro dispositivo similar que posea bobinas, es decir, receptores que no solo consumen potencia activa, sino también reactiva.

La potencia reactiva o inductiva (Q) no proporciona ningún tipo de trabajo útil, pero los receptores que poseen estos dispositivos requieren este tipo de potencia para poder producir el campo magnético con el cual funcionan. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR (voltiamperio reactivo) y la fórmula matemática para hallar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la siguiente:

Donde:

1 S = valor de la potencia aparente o total, expresada en voltiamperio (VA).

2 P = valor de la potencia activa o resistiva, expresada en vatios (W).

Potencia aparente o total

La potencia aparente (S), llamada también potencia total, es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la de suministro, cuando se encuentra funcionando al vacío, es decir, sin ningún tipo de carga conectada, mientras que la potencia que consumen las cargas conectadas a un circuito es la potencia activa (P).

La potencia aparente (S) viene expresada por la siguiente fórmula:

S= V · I → S = P/ cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, si es monofásica será de 230 V y si es trifásica será de 400 V.

Para el cálculo de la demanda de potencia bastará con realizar el sumatorio de todas las potencias de las demandas, descrita en los anteriores apartados, que pueda haber en una explotación hortícola.

Potencia de alumbrado

Debido a que las lámparas más utilizadas en una explotación hortícola son de descarga, habrá que tener en cuenta lo que establece la ITC-BT-44 ap. 3.1, donde la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1.8 veces la potencia en vatios de las lámparas.

Ejemplo

Para una lámpara que consume una potencia activa de 40 W, la potencia total será de:

40 W × 1,8 = 72 VA

La previsión de demanda eléctrica del alumbrado se limita a la simultaneidad de funcionamiento, es decir, a la coincidencia de encendido en el tiempo de las lámparas. En una explotación hortícola, esta simultaneidad de alumbrado es bastante alta. Se puede estimar al 75 % de la potencia total.

Ejemplo

En un circuito de alumbrado, la potencia total de alumbrado es de 1000 VA. Si la simultaneidad es del 80 %, la previsión de potencia total será:

1000 VA × 0,8 = 800 VA

Potencias de toma de fuerza

Para tomas monofásicas, la potencia activa suministrada será la siguiente:

Enchufes de 16A → P = V· I · cosß = 230 · 16 · 0.8 → P = 2944 W

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser monofásica será de 230 V.

Toma de fuerza monofásica

Para enchufes trifásicos, la potencia total suministrada será la siguiente:

Enchufe de 16 A → P = √3 · V · I · cosß = √3 · 400 · 16 · 0,8 = 8.868,1 W

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser trifásica será de 400 V.

Toma de fuerza trifásica

Para el cálculo de la potencia total, hay que tener en cuenta el factor de potencia cosß, estimado en 0,8.

Ejemplo

Si la potencia activa que puede suministrar una toma de fuerza monofásica es de 2994 W, la potencia total será de:

2994 W / 0,8 = 3742,5 VA

Pero la previsión de demanda eléctrica de las tomas de fuerza se limita a un uso razonable de los posibles aparatos eléctricos que se puedan conectar, es decir, para el cálculo de la potencia total de las tomas de fuerza habrá que estimar una potencia total media de consumo, teniendo en cuenta la simultaneidad de los receptores que se puedan conectar y la demanda real que tienen estos.

Aplicación práctica

Calcular la potencia total demandada de un circuito monofásico con 5 tomas de fuerza monofásica.

SOLUCIÓN

La potencia activa que puede suministrar cada toma de fuerza sería de:

2944 W

Si el factor de potencia estimado es de 0,8, la potencia total será de:

2944 W / 0,8 = 3680 VA

3680 VA × 5 = 18400 VA

Pero esta potencia total se verá reducida porque no siempre se conectarán receptores que demanden la potencia total de cada toma de fuerza y no siempre estarán todos conectados a la vez.

Si estimamos que los receptores consumen como media 2500 VA y la simultaneidad es del 50 %, la previsión de potencia total de este circuito será:

5 × 2500 VA × 0,5 = 6250 VA

Potencias de máquinas

La potencia total demandada de las máquinas será la total obtenida de sumar todas las máquinas instaladas. Como los conductores de conexión alimentan a un solo motor, estos deben ser dimensionados para una intensidad 125 % de la intensidad a plena carga del motor (ITC-BT-47, ap. 3), como la potencia es directamente proporcional a la intensidad (P = V·I· cosß) incrementaremos la potencia en un 125 %. Además, en una explotación hortícola se considera una simultaneidad del 80 %, ya que el funcionamiento de las máquinas nunca será simultáneo.

Ejemplo

Si la potencia activa que consume un conjunto de máquinas es de 10000 W, teniendo en cuenta un factor de potencia de 0,8, la potencia total será de:

10000W / 0,8 = 12500 VA

Como los conductores de conexión alimentan a un solo motor, estos se dimensionarán para una intensidad 125% superior:

12500 VA × 1,25 = 15.625 VA

Como no siempre estarán conectadas todas las máquinas a la vez, y teniendo en cuenta una simultaneidad del 80 %, la potencia total demandada será de:

15.625 VA × 0,8 = 12500 VA

Una vez calculada la potencia total demandada (S), se podrá saber de dónde se realizará la alimentación eléctrica de la explotación, es decir, saber si una línea de baja tensión es capaz de suministrar la potencia total demandada o es necesario instalar un transformador a una línea de media o alta tensión cercana.