invernadero solar

I

nvernadero solar (técnica)

Invernadero en el jardín botánico de BS.Seerosen. (Braunschweig).

Un invernadero solar funciona dejando pasar la radiación solar y atrapando la energía de esa radiación para aumentar y mantener la temperatura interna sobre la del exterior (véase el efecto invernadero para más detalles).

Características

Los aspectos más básicos del diseño del invernadero son:

1. Primero, aislar termodinámicamente el sistema para detener la convección y la conducción térmica y de esta forma llegar a equilibrar la temperatura del interior con la temperatura ambiente;

2. En segundo lugar, proporcionar una transparencia controlada a dos tipos de radiaciones, por una parte la banda de emisión de radiación solar (280 nm hasta 2500 nm longitud de onda) y la banda de emisión de radiación terrestre (que va desde los 5000 nm hasta los 35000 nm), con el propósito de controlar la temperatura dentro del invernadero. La cubierta de un invernadero debe ser más transparente a la radiación solar entrante y menos a la radiación termal: de esta forma se eleva la temperatura del ambiente.1

Construcción

Para construir el invernadero tras haber establecido los dos fundamentos de aislamiento y control de temperatura, se elige un material de la cubierta que absorberá algo del IR saliente e irradia una porción de él nuevamente hacia el interior del ambiente del invernadero, de esta forma se reduce la pérdida de energía radiativa. El uso del aislamiento y del esmalte infrarrojo,más absorbente, realza el efecto reduciendo la pérdida de calor por la conducción y la radiación IR. La masa del suelo en la base de la plantación del invernadero hace que absorba una porción del calor disponible durante el período solar del día, para un uso posterior como fuente de calor radiante desde el suelo durante la noche.

Las instalaciones de tuberías subterránea de circulación de aire se pueden diseñar para realzar el potencial de la absorción del calor de la masa del suelo. Con diseño subterráneo apropiado,2 las tuberías subterráneas mejoran la circulación de aire llegando a absorber la mayoría de la radiación solar del día directamente en esta masa del suelo para proporcionar aire más fresco, evitando el recalentamiento de calor adicional en la noche.

También la adición de los materiales del almacenaje del calor que poseen alta capacidad calorífica, por ejemplo los envases de agua o los compartimientos de la arena y de la roca absorba la energía térmica durante el día para ayudar a prevenir que el invernadero se recaliente, y favoreciendo la emisión de energía para mantener la temperatura interna cosntante durante períodos en los que el ambiente sea más frío, por ejemplo durante la noche.

Usos prácticos

El desarrollo moderno de superficies y de nuevos recubrimientos antireflectantes de origen plástico especiales para los invernaderos ha permitido la construcción de invernaderos que controlan selectivamente la transmitancia de longitudes de onda solares incidentes de la radiación y de longitudes de onda IR termales salientes.3 los nuevos materiales también mejoran las capacidades de aislamiento para reducir de esta forma la pérdida conductiva, se suele evitar esto con esmaltar la superficie para mejorar control el ambiente de mejor forma.

La investigación comienza con el bloqueo de la pérdida del calor de convección como dado en un sistema aislado y trabaja hacia mejorar la absorción y el aislamiento IR para reducir más lejos pérdida de energía radiativa y conductora. Los jardineros utilizan a veces una técnica del "invernadero-en-uno-invernadero", ponen plástico absorbente IR adicional dentro de un invernadero para proporcionar calor adicional en un área aislada para cubrir a las plantas o a las pipas de agua.

Otro uso práctico del efecto del invernadero está en la creación de cocinas solares. El análisis aquí compara las características termodinámicas de varios diseños solares de la cocina.

TIPOS DE INVERNADEROS

Invernadero Túnel

Es difícil establecer una línea divisoria entre lo que es un invernadero y un macrotúnel, por no existir un parámetro definido. No obstante, se ha optado como medida de clasificación el volumen de aire encerrado por cada metro cuadrado de suelo. En general, de acuerdo a diferentes opiniones al respecto, podemos definir como invernadero aquella estructura que supera los 2.75-3 m3/m2.

Se trata de invernaderos que tienen una altura y anchura variables.

Importados con las siguientes dimensiones.

Este tipo de estructura tiene algunas ventajas e inconvenientes :

Ventajas

• Alta resistencia a los vientos y fácil instalación (recomendable para productores que se inician en el cultivo protegido).

• Alta transmisión de la luz solar.

• Apto tanto para materiales de cobertura flexibles como rígidos.

Desventajas

• Relativamente pequeño, volumen de aire retenido (escasa inercia térmica) pudiendo ocurrir el fenómeno de inversión térmica.

• Solamente recomendado en cultivos de bajo a mediano porte (lechuga, flores, frutilla, etc.)

Invernadero Capilla

Se trata de una de las estructuras más antiguas, empleadas en el forzado de cultivos, muy usados en nuestro país, fundamentalmente en la zona de La Plata.

La pendiente del techo (cabio) es variable según la radiación y pluviometría (variando normalmente entre 15 y 35º). Las dimensiones del ancho varían entre 6 y 12m (incluso mayores), por largo variable. Las alturas de los laterales varían entre 2,0-2,5m y la de cumbrera 3,0-3,5m (también se construyen más bajos que los señalados pero no son recomendables).

La ventilación de estos invernaderos en unidades sueltas no ofrece dificultades, tornándose más dificultosa cuando varios de estos invernaderos se agrupan formando baterías.

Ventajas

• Construcción de mediana a baja complejidad.

• Utilización de materiales con bajo costo, según la zona (postes y maderos de eucaliptus, pinos etc).

• Apto tanto para materiales de cobertura flexibles como rígidos.

Desventajas

• Problemas de ventilación con invernaderos en baterías.

• A igual altura cenital, tiene menor volumen encerrado que los invernaderos curvos.

• Mayor número de elementos que disminuyen la transmitancia (mayor sombreo).

• Elementos de soportes internos que dificultan los desplazamientos y el

Invernadero en dientes de siembra

Una variación de los invernaderos capilla, que se comenzó a utilizar en zonas con muy baja precipitación y altos niveles de radiación, fueron los invernaderos a una vertiente.

Estos invernaderos contaban con una techumbre única inclinada en ángulos que variaban entre 5º y 15º (orientados en sentido este-oeste y con presentación del techo hacia la posición del sol -norte para el hemisferio sur-).

El acoplamiento lateral de este tipo de invernaderos dió origen a los conocidos como dientes de sierra. La necesidad de evacuar el agua de precipitación, determinó una inclinación en las zonas de recogida desde la mitad hacia ambos extremos.

Ventajas

• Construcción de mediana complejidad.

• Empleo de materiales de bajo costo (según zonas).

Desventajas

• Sombreo mucho mayor que capilla (debido a mayor número de elementos estructurales de sostén).

• Menor volumen de aire encerrado (para igual altura de cenit) que el tipo capilla.

Invernadero tipo capilla modificado (chileno)

Se trata de una variante de los tipo capilla (muy utilizados en la V región de Chile y promovidos por el programa Hortalizas del INIA), en nuestro país son muy utilizados en la provincia de Corrientes. La modificación respecto al capilla, consiste en el ensamble a diferentes alturas de cada cambio, lo que permite generar un espacio para una ventana cenital (lucarna).

Las dimensiones más comunes de éstos invernaderos son:

• Ancho de cada módulo: 6,0 m.

• Altura lateral: 2,4 m.

• Altura cenital: 3,6 m.

• Abertura cenital: 0,3-0,5 m.

Los postes se plantan cada 2,0 m, tanto en el lateral como en la parte central, utilizándose postes sulfatados o bien, impregnados con brea al menos en los 0,40-0,60 m que van enterrados.

Ventajas

• Construcción de mediana complejidad.

• Excelente ventilación (al igual que el diente de sierra), siendo muy adecuados para la conformación de baterías.

• Empleo de materiales de bajo costo.

Desventajas

• Sombreo mayor que capilla (debido a mayor número de elementos estructurales de sostén), pero menor que diente de sierra.

• A igual altura cenital, tiene menor volumen encerrado que los invernaderos curvos.

• Elementos de soportes internos que dificultan los desplazamientos y el emplazamiento de cultivos.

Invernadero con techumbre curva

Este tipo de invernaderos tienen su origen en los invernaderos-túneles. Por lo común son de tipo metálicos (caños de 2’’ a 2,5’’ de diámetro o bien perfiles triangulares con hierro redondo trefilado de 8-10 mm de diámetro), también hay con techumbres metálicas y postes de madera.

Dentro de este tipo de invernaderos, pueden encontrarse diferentes alternativas según la forma que adopta el techo ( i - e -circulares - semielípticos - medio punto - ojivales etc.). Las dimensiones más comunes de éstos invernaderos van de 6,0-8,0 m de ancho por largo variable.

En la zona del cinturón hortícola de la ciudad de Santa Fe, existe una alternativa de muy bajo costo (más próxima al tipo semielíptico) construida con postes de madera y techumbre de madera arqueada o caña. Se trata de estructuras endebles y de baja altura, tornándose muy importante como limitante para el clima de la zona.

Ventajas

• Junto con los invernaderos tipo túnel, es el de más alta transmitancia a la luz solar.

• Buen volumen interior de aire (alta inercia térmica).

• Buena resistencia frente a los vientos.

• Espacio interior totalmente libre (facilidad de desplazamiento, laboreo mecanizado, conducción de cultivos, etc.).

• Construcción de mediana a baja complejidad (debido a la disponibilidad de los elementos prefabricados).

Desventajas

• Tienen la misma limitante que los tipo capilla, cuando deben acoplarse en batería ( de no poseer algún sistema de ventilación cenital).

• La limitante ya señalada, plantea la necesidad de no superar los 25-30 m (de invernaderos acoplados), debido a las dificultades para ventilación.

Invernadero tipo parral (almeriense)

Son invernaderos originados en la provincia de Almería (España), de palos y alambres, denominados parral por ser una versión modificada de las estructuras o tendidos de alambre empleados en los parrales para uva de mesa. En nuestro país, este tipo de invernadero tuvo su mayor difusión en las provincias del NOA (particularmente Salta).

Actualmente existe una versión moderna a los originales, que se construyen con caños galvanizados como sostenes interiores, permaneciendo el uso de postes para los laterales de tensión o aún, siendo reemplazados también éstos por muertos enterrados, para sujeción de los vientos, constituidos por doble alambre del 8.

Estos invernaderos suelen tener una altura en la cumbrera de 3,0-3,5 m, la anchura variable, pudiendo oscilar en 20 m o más, por largo variable.

La pendiente es casi inexistente, o bien (en zonas con puvliometría de riesgo) suele darse 10º-15º, lo que representa altura de los laterales del orden de 2,0-2,3 m. Se ventila solamente a través de las aberturas laterales. En la techumbre solo se utiliza un doble entramado de alambre, por entre el cual se coloca la lámina de polietileno, sino otra sujeción.

Ventajas

• Gran volumen de aire encerrado (buen comportamiento según la inercia térmica).

• Despreciable incidencia de los elementos de techumbre en la intercepción de la luz.

• Aún tratándose de una estructura que ofrece alta resistencia a los vientos, es poco vulnerable por el eficiente sistema de anclaje.

Desventajas

• Deficiente ventilación.

• Alto riesgo de rotura por precipitaciones intensas (escasa capacidad de drenaje).

• Construcción de alta complejidad (requiere personal especializado).

• En zonas de baja radiación, la escasa pendiente del techo representa una baja captación de la luz solar.

Invernadero tipo venlo (holandés)

Son invernaderos de vidrio, los paneles descansan sobre los canales de recogida del agua pluvial. La anchura de cada módulo es de 3,2 m y la separación entre postes en el sentido longitudinal es de 3 m.

Estos invernaderos carecen de ventanas laterales (puede ser debido a que en Holanda no existen demasiadas exigencias en cuanto a ventilación). En vez, tiene ventanas cenitales, alternadas en su apertura ( una hacia un lado y la siguiente hacia el otro) cuyas dimensiones son de 1,5 m de largo por 0,8 m de ancho.

Ventajas

• El mejor comportamiento térmico (debido al tipo de material utilizado: vidrio y materiales rígidos).

• Alto grado de control de las condiciones ambientales.

Desventajas

• Alto costo.

• La transmitancia se ve afectada, no por el material de cobertura, sino por el importante número de elementos de sostén (debido al peso del material de cubierta).

• Al tratarse de un material rígido, con duración de varios años, resulta afectado por la transmisibilidad de polvo, algas, etc.

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Fuente: U.N.R.C.

Artículos de interés

• El invernáculo

• Elementos estructurales

• Montaje de la cobertura

• ¿Donde construir el invernáculo?

• Modificación del clima en el invernáculo

• Bibliografía

BOCASHI

 Es un abono orgánico resultado de la descomposición y transformación de la materia vegetativa animal como: estiércoles, desechos de cosechas y residuos industriales

 Proviene de una tecnología tradicional japonesa, es un abono casero muy seguro y eficiente que contiene, todos los elementos necesarios y muchos microorganismos benéficos. El método de producción es variable; cada agricultor puede inventar algo mejor utilizando los recursos locales

MATERIALES:

 40 – 45 sacos de estiércol desmenuzado (gallina, vaca, conejo, cuy, caballo, oveja, llama, cerdo, etc.)

 10 sacos de rastrojo picado de cebada, avena, maíz, haba, arveja, trigo, frijol, etc.

 5 sacos de buena tierra agrícola del lugar sin piedras ni terrones (opcional).

 1 saco de ceniza y 1 saco de carbón quebrado en partícula pequeñas (opcional).

 1 saco de salvado o afrecho para engorde de animales (si hay posibilidades puede incrementar).

 500 gramos de levadura granulada o 3 barras de levadura fresca para panificación, o fermentado de maíz ó 4-5 sacos de bocashi ya preparado anteriormente.

 8 conos de panela ó 4 litros de melaza o 6 kilos de azúcar rubia.

 Agua a prueba de puño, más o menos entre 50 y 60% de humedad.

ALGUNAS VENTAJAS DEL BOCASHI

 Sencillos de preparar.

 Se utilizan materiales baratos (fáciles de conseguir) y generalmente están disponibles en las fincas.

 Proporcionan materia orgánica en forma constante.

 Mejoran la fertilidad de los suelos.

 Los suelos conservan su humedad y mejoran la penetración de los nutrientes

 Son benéficos para la salud de los seres humanos y de los animales, pues no son tóxicos.

 Protegen el ambiente, la fauna, la flora y la biodiversidad.

 Favorecen el establecimiento y la reproducción de microorganismos benéficos en los terrenos de siembra.

 Pueden significar una fuente adicional de ingresos.

PROCEDIMIENTO

 Extender un tercio de cada material, en el siguiente orden: rastrojo picado, tierra, estiércol, carbón, ceniza, salvado o afrecho, aplicando poco a poco la solución de mezcla para esta capa. Se coloca las capas siguientes de la misma forma hasta alcanzar el 1.2 metros de altura.

PROCEDIMIENTO:

 Se voltea 3 veces con pala ancha ajustando la humedad a un 40% (chequeo manual: si se toma un puñado de la mezcla se forma una pelota, pero se rompe fácilmente)

 Se tapa bien con lona o plástico y se deja en reposo 1 o 2 semanas.

 Se voltea para que el oxigeno entre en toda la mezcla, en este momento hay un olor agridulce

 Se hace el mismo proceso durante tres días, manteniendo la temperatura a 40ºC y un olor agradable de la mezcla.

 Al cuarto día se extiende para secarlo, a unos 10 cm de alto. El color cambia a gris y adquiere un olor a moho.

 Después de secado esta listo para aplicarlo al suelo. Si se necesita almacenamiento, hay que dejarlo secar más. Podemos guardarlo en un lugar fresco, oscuro y seco hasta por 3 meses.

RECOMENDACIONES PARA EL MANEJO DEL BOCASHI

 Protegerlo del sol, el viento y las lluvias

 Almacenarlo bajo techo en un lugar fresco

 Envasarlo en sacos de polipropileno

 No guardarlo más de dos meses.