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MODIFICACIÓN DEL CLIMA EN HORTICULTURA • Protección frente a bajas temperaturas: – EFECTO INVERNADERO – La radiación solar tiene un amplio espectro – Entre el 50 y 80% de la radiación solar es INFRARROJO que aporta calor – Por la noche el suelo y plantas emiten calor en forma de Infrarrojo con longitud de Onda muy Larga (de 7000 a 14000 nm) – Si se evita esta pérdida el interior se calienta 1.- Radiación incidente 2.- Energía reflejada 3.- Energía difundida 4.- Energía que llega 5.- Energía emitida riol 6.-Riol que se escapa 7.-Riol devuelto por la atmósfera Efecto invernadero a nivel planetario Protección frente a bajas temperaturas: • Para que se produzca efecto invernadero es necesario: – Transmisibilidad Diurna al infrarrojo de onda corta (700 a 4000 nm) – Impermeabilidad al infrarrojo de onda larga (emisión por la noche) – Además debe de haber transmisión del visible para que haya fotosíntesis R.i.o.c. R.i.o.l. Efecto invernadero R.i.o.l. CARACTERISTICAS QUE DEBE TENER UN MATERIAL DE COBERTURA DE INVERNADEROS • Transmitir bien la radiación Solar incidente: – Baja reflexión – Baja alteración del espectro (en especial entre 400-500 nm azul y 600-700 nm rojo) – Elevada eficacia fotosintética – Debe dejar pasar el infrarrojo de onda corta (calor) • Impermeable a la radiación infrarroja nocturna de onda larga emitida por el suelo y por las plantas. CARACTERISTICAS QUE DEBE TENER UN MATERIAL DE COBERTURA DE INVERNADEROS • Debe transmitir la luz de forma difusa para evitar sombras • Debe pesar poco • Debe tener resistencias mecánicas altas (Rasgado, Tracción, Impacto) • Fácil manejo (Adaptación a Formas) • Larga duración • Fácilmente degradables (Quemado, fotodegradables por adicción de almidón) • BARATO PROPIEDADES FISICAS DE LOS PLÁSTICOS UTILIZADOS COMO CUBIERTA DE INVERNADEROS – Peso. Pesan poco, menos los de láminas, que exigen menos soportes y pueden tener más luz entre apoyos. – Densidad. Informa sobre la cristalinidad de los polímeros. Una densidad baja facilita la manipulación y el transporte unido o un menor precio. – Espesor. De 200 - 800 galgas. – Resistencia a la rotura (especialmente en zonas de granizo, nieve o viento), resistencia a la deformación por altas temperaturas, resistencia a la rotura por bajas temperaturas. – Envejecimiento. a) Físico. b) Radiométrico por el que baja la eficacia fotosintética. – Transmitancia. Es la propiedad de los materiales de dejar pasar la radiación solar. Es la relación entre la radiación en el interior del invernadero y la medida simultánea en el exterior. Depende del ángulo de incidencia de la cubierta. Duración de plásticos normalizados para invernaderos (Fuente: SERRANO, 1994) Tipo de plástico Espesor Duración (en Almería) Radiación solar recibida Polietileno “normal” (sin aditivos) 150 micras (600 galgas) 6-8 meses < 148 kcal/cm2 Polietileno “larga duración” 180 micras (720 galgas) 2 años 296 kcal/cm2 Polietileno “Térmico larga duración” 200 micras (800 galgas) 2 años 296 kcal/cm2 Copolímero EVA (12 % AV) 200 micras (800 galgas) 2 años 296 kcal/cm2 Copolímero EVA (6 % AV) 100 micras (400 galgas) 1 año 148 kcal/cm2 100 galgas = 0,025 mm Características comparadas de los principales materiales plásticos utilizados en cubierta de invernadero (Fuente: SERRANO, 1994) FLEXIBLES RÍGIDOS Polietileno PVC PVC ondulado Polimetacrilat o de metilo Poliéster estratificado Cristal Características (0,08 mm) (0,1 mm) (1-2 mm) (4 mm) (1-2 mm) (2,7 mm) Densidad 0,92 1,3 1,4 1,18 1,5 2,40 Índice de refracción 1,512 1,538 - 1,489 1,549 1,516 % de dilatación antes de que se rompa 400-500 200-250 50-100 escasa escasa nula Resistencia al frío y calor -40+50º C -10+50º C -20+70º C -70+80º C -70+100º C muy elev. Duración 2 años 2-3 años elevada elevada elevada elevada Transparencia % (0,38-0,76 micrones) 70-75 80-87 77 85-93 70-80 87-90 Transmisión % (-0,24-2,1 micrones) 80 82 82 73 60-70 85 Transmisión % (7-35 micrones) 80 30 0 0 0 0 Materiales de cobertura de invernaderos: Vidrio impreso o catedral. Plásticos rígidos: polimetacrilato de metilo (PMM), policarbonato (PC), poliéster con fibra de vidrio, policloruro de vinilo (PVC). Plásticos flexibles: policloruro de vinilo (PVC), polietileno de baja densidad (PE), etileno vinilo de acetato (EVA), policloruro de vinilo (PVC) y materiales coextruidos. Material de cobertura de invernaderos: Polietileno • Es un polímero del etileno (CH2=CH2) (Monómero) , (-CH2- CH2- CH2 - CH2 - CH2-)n • Es un derivado de la hulla y del petróleo y se obtiene mediante la polimerización del etileno utilizándose en su fabricación varios procesos y sistemas catalíticos. • La mayor parte del PE para invernaderos se fabrica por el proceso de alta presión y catálisis de radicales libres mediante peróxidos. - El más empleado para forzado de cultivos en invernaderos, túneles y acolchado. - Debido a: Su bajo precio Buenas propiedades mecánicas su alargamiento en el punto de rotura es cercano al 500 %. Facilidad para incorporar aditivos que mejoran sus prestaciones - Atendiendo a su densidad los PE se clasifican en: Baja densidad: < 930 kg/m3. Media densidad: 930 – 940 kg/m3. Alta densidad: > 940 kg/m3. Material de cobertura de invernaderos: Polietileno • Transmite mas del 80% de la luz incidente • Es permeable al infrarrojo nocturno de onda larga (entre 55 y 80%) • Tiene una elevada eficacia fotosintética (91,5%) • Resiste poco a la rotura • Es sensible al Ultravioleta • Resiste moderadamente el desgarro Material de cobertura de invernaderos: Polietileno El PE se degrada por la radiación UV y el oxígeno Para evitar esto es común añadir en el proceso de fabricación del PE diversas sustancias: Absorbentes de radiación UV (derivados de benzotriazoles, benzofenona ). Secuestradores de radicales libres (antioxidantes). Desactivadores (sales orgánicas de níquel). Estabilizantes (Hindered Amines Light Stabilizers). Aditivos para mejorar su eficacia térmica (mica, sílice, caolín calcinado, aluminio, fosfatos) Material de cobertura de invernaderos: Polietileno Tipos de Polietileno: Polietileno Normal. Es permeable en un 70% a las r.i.o.l que emiten el suelo y las plantas. La duración no excede de un año, reduciéndose a 10 meses cuando la luminosidad es muy fuerte y prolongada y las oscilaciones térmicas son considerables. Polietileno Normal De Larga Duración Igual que el PE normal, pero su duración es mayor, debido a los antioxidantes e inhibidores que lleva en su composición. La duración es de 2 a 3 años, según la luminosidad y el régimen de viento al que se éste expuesta la lámina. Polietileno Térmico De Larga Duración Dificulta el paso de las radiaciones nocturnas (tiene una permeabilidad del 18% a las radiaciones longitud de onda larga en grosores de 800 galgas). Tiene un gran poder de difusión de la luz, que en algunas marcas comerciales puede llegar al 55% de la radiación luminosa que atraviesa la lámina de plástico; también, por la misma razón de los aditivos añadidos, tienen un buen efecto antigoteo. • La técnica de la coextrusión permite combinar propiedadesque no pueden ser reunidas por un polímero único, las propiedades más comunes son optimización termicidad, estabilidad frente a las radiaciones UV, mejora de las propiedades mecánicas, antimoho, antipolvo, antigota. • El PE es el material plástico que menos densidad tiene; • El PE no se oscurece como ocurre con el PVC y el poliéster. Polietileno • Se vende en bobinas de plástico, de anchura determinada (3 m) y longitud de hasta 600 m. • Se vende a “peso”. • 200 galgas.................. 46,7 g/m2 • 400 galgas................... 93,9 g/m2 • 800 galgas .................. 187 g/m2 • A veces mezclado con EVA (PE + EVA) con mejor efecto invernadero pero menos resistencia al desgarro Etileno Acetato de vinilo EVA, Etilen- Vinil- Acetato Material de cobertura de invernaderos: EVA, Etilen- Vinil- Acetato Es un copolímero (unión de monómeros distintos) Etileno y Acetato de vinilo • Las propiedades dependen de la proporción de Acetato de Vinilo (6 al 18%) • A más acetato más impermeable al Infrarrojo de Onda Larga pero menos resistente a la tracción • Se sintetiza por calentamiento suave de etileno y AV en presencia de peróxidos. Material de cobertura de invernaderos: EVA, Etilen- Vinil- Acetato – Su transparencia a la luz visible cuando el material es nuevo es más alta que la del P.E. térmico. – Es necesario del 15 al 18% de VA para conseguir un buen nivel térmico para un espesor de 0,15 a 0,20 mm. – Resulta más caro que el polietileno térmico. De entre los films plásticos es el que presenta una más gran resistencia a los UV. Material de cobertura de invernaderos: EVA, Etilen- Vinil- Acetato • Excesiva plasticidad (cuando se estiran no se recuperan) • Gran adherencia al polvo lo que puede provocar reducciones de hasta un 15 % en transmisividad a la radiación solar. Son difíciles de lavar debido a su alta carga electrostática. – Duración de 2 años para 800 galgas y 1 año para 400 galgas. – Las láminas de EVA sufren elevadas dilataciones con temperaturas altas (cuanto más porcentaje de AV mayor dilatación con calor), que luego da lugar a bolsas de agua de lluvia y la rotura por el viento. Material de cobertura de invernaderos: EVA, Etilen- Vinil- Acetato: Problemas – Es un material rígido que mediante plastificantes se consigue transformar en flexible. – Las láminas se fabrican por calandrado lo que limita el ancho de la lámina a 2 m, llegando hasta 8 m mediante sucesivas soldaduras. – Su densidad es de 1250 – 1500 kg/m3, siendo más pesado que el PE. Material de cobertura de invernaderos: POLICLORURO DE VINILO (PVC) – Su resistencia al rasgado es muy baja. También se le añaden antioxidantes, estabilizantes y absorbentes UV. – Transmite la luz visible en porcentajes elevados, pero con baja dispersión. Su elevada electricidad estática hace que el polvo se adhiera fácilmente, restándole transmisividad. Su elevado contenido en cloro le proporciona un buen efecto barrera al IR. Material de cobertura de invernaderos: POLICLORURO DE VINILO (PVC) – El PVC envejece más lentamente que el PE; la degradación o envejecimiento del PVC se traduce en pérdidas de transparencia, coloración de la lámina y fragilidad a la rotura. – El envejecimiento es debido a cambios químicos producidos por el calor y la luz en presencia del oxigeno. El plastificante se disuelve. Hay algunos microorganismos que viven a expensas de los carbonos de los plastificantes. – La duración es entre 2 ó 3 años para láminas flexibles, siendo superior a 6 años para láminas rígidas. Material de cobertura de invernaderos: POLICLORURO DE VINILO (PVC) – Procede del acetileno mediante formación de acrilato de metilo y polimerización de éste último. Se conoce comercialmente como vidrio acrílico o plexiglass. Es un material ligero con una densidad de 1.180 kg/m3. presenta buena resistencia mecánica y estabilidad. – Existen dos tipos de polimetacrilato de metilo: incoloro y blanco translúcido; al mismo tiempo se fabrica en forma de placa celular. Material de cobertura de invernaderos: POLIMETACRILATO DE METILO (PMM) – La transparencia está entre 85 y el 92%, por lo que deja pasar casi todos los rayos UV y su poder de difusión es casi nulo. Tiene una gran opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo. – La resistencia a la rotura es siete veces superior a la del cristal a igualdad de espesores, por lo que resulta más resistente a los golpes. En horticultura esto significa reducción de gastos por rotura y menores costes de mantenimiento del invernadero. Material de cobertura de invernaderos: POLIMETACRILATO DE METILO (PMM) – Puede soportar una sobrecarga de 70 kg por metro cuadrado – El coeficiente de transmisión de calor es de es de 0,16 a 0,64 kilocalorias/metro-hora ºC – Se fabrican en placas de hasta 2 metros de ancho y más de 3 metros de largo. Las placas extrusionadas tienen 4 mm de espesor y la longitud que se precise. – Inconvenientes: su elevado coste y estructura más cara. – Es fácil de rayar Material de cobertura de invernaderos: POLIMETACRILATO DE METILO (PMM) – Ventajas: – Resistencia a los agentes atmosféricos – Deja pasar los rayos UV – Gran resistencia al impacto, por lo que a penas existen roturas – Facilita el deslizamiento de la nieve – Gran transparencia a las radiaciones solares – Uso de estructuras más ligeras que las que precisa el vidrio. – Su duración es mayor que la del poliéster. Material de cobertura de invernaderos: POLIMETACRILATO DE METILO (PMM) – Fue el primero en utilizarse. – Se emplea en zonas de clima frío o en cultivos especializados que requieren una temperatura estable y elevada. – Es siempre el vidrio impreso, pulido por una parte y rugoso por la otra. La cara rugosa hacía el interior y la cara lisa hacia el exterior. Así se difunde la luz en todas las direcciones . Material de cobertura de invernaderos: Vidrio – Tiene una transmisión óptica y térmica óptima. Es un material no combustible, resistente a la radiación UV y a la polución manteniendo sus propiedades iniciales a lo largo de su vida. – El utilizado para invernadero tiene un espesor de 2 a 4 mm con una densidad de 2.400 Kg/m3. Material de cobertura de invernaderos: Vidrio – Problemas: Precio – Vulnerabilidad a los impactos, (Granizo) – Su peso que requiere estructuras sólidas y estables. Con sobras debido a pilares. – Requiere un mantenimiento regular de limpieza y sellado. – Ventajas: Es casí totalmente opaco a las radiaciones de longitud de onda Material de cobertura de invernaderos: Vidrio – Es un polímero termoplástico con buena resistencia al impacto y más ligero que el PMM. – La presentación de este material es en planchas alveolares, que consta de 2 ó 3 paredes paralelas unidades transversalmente por paredes del mismo material. El grosor de las placas, que se puede encontrar en el mercado es de 4 a 16 mm. – Esta placa está protegida, por la parte que se expone al exterior, por una película que protege de los rayos UV al resto del material para evitar su degradación. Material de cobertura de invernaderos: POLICARBONATO (PC) – La transmisión de radiaciones visibles e infrarrojos cortos es del 76-83%. – Hay productos con protección en la parte exterior, para no dejar pasar a las radiacionesUV al interior: Shoch UV en viveros. – El policarbonato celular tiene una opacidad total a las radiaciones de longitud de onda larga. – Las múltiples paredes de que consta la placa, forman una cámara de aire dentro de los canales internos que hacen aumentar el poder aislante en un porcentaje muy elevado, respecto al mismo material en placa sencilla. – . Material de cobertura de invernaderos: POLICARBONATO (PC) – Es un material muy ligero, 10 a 12 veces menos pesado para el mismo grosor que el vidrio – Tiene una gran resistencia al impacto (granizo, piedras, etc...). Estas placas pueden adaptarse en frío a estructuras con perfiles curvos de radio suave. – Puede llevar un tratamiento anticondensación y antigoteo, que permiten el deslizamiento de las gotas de agua, sin que llueva sobre el cultivo. – La duración de las placas de policarbonato celular está garantizada por los fabricantes en 10 años. Se ralla con los objetos punzantes Material de cobertura de invernaderos: POLICARBONATO (PC) Características de los invernaderos – Definición: Estructura cerrada dentro de la cual es posible obtener unas condiciones artificiales de microclima. – Debe de haber una proporción de al menos 1,8 - 3 m3/m2 – Estructura: Madera, metal (alumninio, acero), escasas veces de hormigón – Cubierta de materiales transparentes A veces: Calefacción, luz aporte CO2 Características básicas de un invernadero • Material de cobertura: – Transparente al visible – Transparente al infrarrojo de onda corta – Impermeable a infrarrojo de onda larga • Conjunto ligero y estable • Hermético • Costo lo más económico posible Características de los invernaderos – Objetivos: – ·Precocidad. – · Aumento de la calidad (también más cuidados) y del rendimiento (tomate hasta 14 kg/m2 frente a 6-7 en aire libre para fresco; hasta 26 kg/m2 en pepino) – · Producción fuera de época. – · Ahorro de agua y fertilizantes. – · Mejora del control de insectos y enfermedades. – Evitar vernalización en cosecha de primavera (apio) · Posibilidad de obtener más de un ciclo de cultivo al año. Características de los invernaderos – Inconvenientes: – · Alta inversión inicial. – · Alto costo de operación. – · Requiere personal especializado, de experiencia práctica y conocimientos teóricos. Tipos de Invernaderos – Se pueden clasificar de distintas formas: – Características de sus elementos constructivos • Por su perfil externo • Según su fijación o movilidad • Por el material de cubierta • Según el material de la estructura, etc. · Tipo de suelo. Se deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas modernos de fertirriego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o sustratos artificiales. · Topografía. Son preferibles lugares con pequeña pendiente orientados de norte a sur. · Vientos. Se tomarán en cuenta la dirección, intensidad y velocidad de los vientos dominantes. · Exigencias bioclimáticas de la especie en cultivo · Características climáticas de la zona o del área geográfica donde vaya a construirse el invernadero · Disponibilidad de mano de obra (factor humano) · Imperativos económicos locales (mercado y comercialización). Factores a tener en cuenta al elegir un tipo de invernadero · Planos o tipo parral. · Tipo raspa y amagado. · Asimétricos. · Capilla (a dos aguas, a un agua) · Doble capilla · Tipo túnel o semicilíndrico. · De cristal Clasificación de invernaderos en función de su conformación estructural Tipos de invernaderos: Según su estructura Tipo parral Estructura interna de invernadero tipo parral Invernaderos tipo parral – Se utiliza en zonas poco lluviosas. – La estructura vertical está constituida por soportes rígidos que se pueden diferenciar según sean perimetrales (soportes de cerco situados en las bandas y los esquineros) o interiores (pies derechos). Los pies derechos intermedios suelen estar separados unos 2 m ensentido longitudinal y 4m en dirección transversal, aunque tambiénse presentan separaciones de 2x2 y 3x4. Los soportes perimetrales tienen una inclinación hacia el exterior de aproximadamente 30º con respecto a la vertical y junto con los vientos que sujetan su extremo superior sirven para tensar las cordadas de alambre de la cubierta. Estos apoyos generalmente tienen una separación de 2 m aunque en algunos casos se utilizan distancias de 1,5 m. Tanto los apoyos exteriores comointeriores pueden ser rollizos de pino o eucalipto y tubos de acero galvanizado. Invernaderos tipo parral • La estructura horizontal está constituida por dos mallas de alambre galvanizado superpuestas, implantadas manualmente de forma simultánea a la construcción del invernadero y que sirven para portar y sujetar la lámina de plástico. Invernaderos tipo parral – Los invernaderos planos tienen una altura de cubierta que varía entre 2,15 y 3,5 m y la altura de las bandas oscila entre 2 y 2,7 m. Los soportes del invernadero se apoyan en bloques troncopiramidales prefabricados de hormigón colocados sobre pequeños pozos de cimentación. – · Su economía de construcción. – · Su gran adaptabilidad a la geometría del terreno. – · Mayor resistencia al viento. – · Aprovecha el agua de lluvia en periodos secos. – · Presenta una gran uniformidad luminosa. Ventajas de los invernaderos planos – · Poco volumen de aire. – · Mala ventilación. – · La instalación de ventanas cenitales es bastante difícil. – · Demasiada especialización en su construcción y conservación. – · Rápido envejecimiento de la instalación. – · Poco o nada aconsejable en los lugares lluviosos. Inconvenientes de los invernaderos planos Inconvenientes de los invernaderos planos – · Peligro de hundimiento por las bolsas de agua de lluvia que se forman en la lámina de plástico. – Peligro de destrucción del plástico y de la instalación por su vulnerabilidad al viento. – · Difícil mecanización y dificultad en las labores de cultivo por el excesivo número de postes, alambre de los vientos, piedras de anclaje, etc. – Poco estanco al goteo del agua de lluvia y al aire ya que es preciso hacer orificios en el plástico para la unión de las dos mallas con alambre, lo que favorece la proliferación de enfermedades fúngicas. Materiales para la construcción de la estructura de invernaderos Materiales para la construcción de la estructura de invernaderos Invernadero parral con estructura metálica Doble malla alambre-plástico-alambre Estructura interna de invernadero tipo parral Elementos singulares: Canalón central entre capillas Punto de unión entre los tubos de sustentación, canalón y pilar de sustentación Elementos singulares en la estructura de un invernadero Canalón de evacuación de agua Capitel Esquema de unión entre el plástico Y la estructura Tipo Capilla Cubierta plana Simétrica 2 vertientes Estructura: tubos hierro, madera Anclaje: Dados hormigón Cubierta: PE térmico de larga duración 400-600 galgas Ventilaciónlateral En Maresme: Madera En Canarias: Tubos hierro Hasta 12 m luz, si son de vidrio con murete, son herméticos, caros Batería de invernaderos de cristal En diente de sierra Solo tiene una vertiente La estructura es de tubo de acero galvanizado La ventilación es por el lado más alto Punto débil: canalón central El lado agudo debe de ir hacia el Este Invernaderos con techumbre plana y cubierta en línea quebrada Capilla de techumbre curvada Estructura: Metálica (tubular o cuafrada) Dados cada 2-4 m Ancho cada 6-8 m Alto 4 metros en cumbre y 2 laterales Cubierta: PE larga duración, EVA, PVC Los laterales pueden ser de otro material Poliester, polimetacrilato Túnel “francés” Construcción de un invernadero Túnel “español” Túnel “español” Invernadero tipo torre de metal-vidrio Experimental 12-20 m alto Planta poligonal Hinchables Doble puerta Ventilación suplementaria Mucha iluminación (no soortes) Móviles Gran mantenimiento In sole Solo si hay mucha luz Problemas de acceso Problemas de evacuación de agua Barato Control de temperaturas elevadas en INVERNADEROS Regulación de las temperaturas elevadas en INVERNADEROS • Sombreo • Convección natural (ventilación) • Evaporando agua Constituye un problema al finalizar la primavera, en verano e inicio de otoño Métodos Sombreo • Cañizos • Mallas negras sobre cubierta • Encalado con Blanco de España (Cal apagada y goma): Hay que limpiar en otoño • Agua circulando por la cubierta (Absorbe l.o mayor de 800 nm (térmica)).Se puede colorear. Caro, estanqueidad. Pueden crecer algas y precipitar sales. Invernadero protegido con malla para evitar: exceso de temperatura Malla para sombreo Manta térmica dentro de invernadero: En invierno se extiende por la noche En verano se extiende por el día Malla de sombreo Invernaderos de cristal Encalados Murete perimetral Apertura cenital Invernadero “protegido” del sol por su lado SUR Limpieza de techumbre caminando por canalón Limpieza automática de techumbres Cubierta de malla y encalado para evitar exceso de calor Apertura cenital automatizada Anemómetro (si la V de viento supera un nivel la apertura se cierra) Piezas de la apertura cenital Sistemas de calefacción de invernaderos • Por agua caliente – A 80-90ºC – Baja Presión Ventajas: Manejo sencillo Distribución uniforme del calor No deseca el ambiente en exceso Bajo costo de mantenimiento Gran inercia térmica Inconveniente: Costo de la instalación Ventilación lateral Se puede automatizar Ventilación automatizada Cenital Lateral Ventilación por apertura de media luna y puerta en túnel Sistemas que emplean el calor de vaporización de agua • HPF (High Pressure Fog): Niebla de agua a alta presión. – Tubería + difusor – Baja hasta 10-12 grados – Incrementa riego de hongos • Cooling System 1 gramo de agua absorbe al evaporarse 600 calorías de su entorno. Refrigeración mediante pulverización de agua (a elevada presión) Las gotas son muy pequeñas y se vaporizan al caer Entrada aire caliente Al evaporarse el agua el aire se enfría Evaporador Aire frío Salida aire del invernadero ESQUEMA DEL COOLING SYSTEM INVERNADERO Extractores del “cooling” Detalle del evaporador Con apertura posterior Mecanizada, guata humedecida con pulverización Automatización de apertura del evaporador Evaporador mojado Boquillas pulverizando agua y mecanismo de automatización Refrigeración por cooling system Panel evaporador Extractores Sistemas de calefacción de invernaderos – Por vapor de agua – Vapor a alta presión que vuelve líquido a la caldera – Instalación cara de mantenimiento – Resto igual a Agua caliente Sistemas de calefacción de invernaderos –Aerotermos – Ventilador + radiador de agua caliente – Mala distribución Sistemas de calefacción de invernaderos – Por aire caliente: – Combustión directa • Ventilador + cámara de combustión • Los gases pueden ser tóxicos • Rendimiento elevado • No tiene salida de humos • Es un sistema móvil • Se usa puntualmente – Con intercambiador de calor • Hay cámara de combustión • Necesita chimenea (pérdidas) • No hay problema de gases • Cuidado con colocación de termostatos Aerotermo Calentado por gasoil, con intercambiador de calor y salida de humos al exterior Distribuidor de aire caliente por medio de tubo de PE agujereado Invernadero de vidrio “blanqueado”, con murete, y doble puerta para ahorrar energía Sistemas de calefacción de invernaderos • Termoventiladores – Constan de resistencias + material refractario + ventilador • Calefacción geotérmica – Aprovecha acuíferos geotérmicos con tuberías por el suelo Sistemas de calefacción de invernaderos • Suelos radiantes – Con cableado subterráneo • Energía solar – Colector: dos láminas de cristal entre ellas fluido (agua + cloruro de cobre) + acumulador – Solo es sistema de apoyo • Bomba calor – Máquina frigorífica con ciclo inverso, pero hace falta agua con tª mayor de 10ºC. Sensores Llenado de cámara de aire de doble capa en lateral móvil Manta térmica En invierno protege de la pérdida de calor nocturno En verano sombrea por el día Invernadero de gran sección (48 m2 ) por capilla para facilitar la entrada de luz Parámetros a tener en cuenta para calcular las necesidades térmicas a cubrir en un invernadero hortícola De la zona en que se instala Del cultivo Del invernadero Parámetros a tener en cuenta para calcular las necesidades térmicas a cubrir en un invernadero hortícola De la zona en que se instala Horas de Sol Cte solar Temperaturas mínimas Parámetros a tener en cuenta para calcular las necesidades térmicas a cubrir en un invernadero hortícola Del cultivo Temperaturas: óptimas críticas Orientación Características del material Hermeticidad Forma y disposición Del invernadero Parámetros a tener en cuenta para calcular las necesidades térmicas a cubrir en un invernadero hortícola Salto térmico D t = tª interior- tª exterior tª interior = óptima, críticas (cero vegetativo) tª exterior = Mínima absoluta Media de mínimas del mes más frío tª mínima de base Coeficiente de forma de un invernadero Cf = Superficie de cobertura (m2) Superficie cubierta (m2) Adimensional mayor que 1 Temperatura mínima de base: temperatura mínima a la que se llega al menos 5 veces en un período de tiempo de 15-20 años Metodos de transferencia de calor Conducción: de molécula a molécula Fuente de calor Barra de metal Convección: por movimiento de masas de aire caliente Radiación: la energía pasa de un objeto a otro sin un medio de conexión Pérdidas de i.o.larga Ganancias por medio de i. o. corta Tierra Transmisióndel calor Conducción Convección Radiación Calor latente BALANCE TERMICO DE UN INVERNADERO • Aportes: Energía incidente (procedente del Sol = “Constante solar” = 2 cal/cm2 min • Pérdidas: – Por conducción-convección – Por renovación del aire – Por radiación – Por calentamiento del suelo • Aportes es mucho menor que Pérdidas • Calor a aportar = Pérdidas menos Aportes BALANCE TÉRMICO DE UN INVERNADERO • Qf = Calor a aportar expresado en Kcal/h • Qcc = Pérdidas por conducción- convección expresadas en Kcal/h • Qra = Pérdidas debidas a la renovación de aire expresadas en Kcal/h • Qr = Pérdidas por radiación expresadas en Kcal/h • Qs = Pérdidas a través del suelo expresadas en Kcal/h • EI = Energía Incidente (en diciembre de 50 a 150 kcal/(h. m2) Qf = Qcc + Qra + Qr + Qs - EI Donde: Qcc = Pérdidas por conducción- convección expresadas en Kcal/h • K = Coeficiente de transmisión de calor, expresado en Kcal/(h.m2.ºC) – Ejemplos de este coeficiente para distintos materiales: – Vidrio 3 mm (con aire en calma) = 5 Kcal/(h.m2.ºC) – PVC 3 mm = 4,92 Kcal/(h.m2.ºC) – PVC 0,1 mm = 5,45 Kcal/(h.m2.ºC) – Poliéster estratificado 1,2 mm = 4,8 Kcal/(h.m2.ºC) – PE 0,08 mm (aire en calma) = 5,50 Kcal/(h.m2.ºC) – PE 0,08 mm (doble capa) = 2,60 Kcal/(h.m2.ºC) • S = Superficie de cobertura del invernadero (m2) D t = Salto térmico ( Temperatura interior -temperatura exterior) (en ºC) Qcc = K . S. D t Qra = Pérdidas debidas a la renovación de aire expresadas en Kcal/h • N = Número de renovaciones por hora • V = Volumen del invernadero (m3) • 0,3 = Calor específico del aire ( kcal/m3. ºC) D t = Salto térmico ( Temperatura interior - temperatura exterior) (en ºC) • En ocasiones se estima, mediante una fórmula empírica, el número de renovaciones como: N = 1,1 + 0,4 . v (donde v es la velocidad del viento en m/seg.) Qra = N. V. 0,3 . D t donde: Qr = Pérdidas por radiación expresadas en Kcal/h • Sc .= Superficie radiante (superficie cubierta en m2) • P = Coeficiente de permeabilidad del material de cobertura – PE = 0,8 – PE de doble pared: 0,64 – PVC, 0,3 – Vidrio 0,04 • Ti = ti + 273 • Te = te + 273 Qr = 4,4 10 -8 . Sc . P. (Ti 4 - Te 4) donde: Qs = Pérdidas a través del suelo expresadas en Kcal/h • Se estiman de modo que: Qs = (Qcc + Qra + Qr)/10 Necesidades térmicas de un invernadero Aproximación Q (Kcal/h) = K (Kcal/h.m2.ºC) . S (m2) . Dt (ºC) Q = necesidades K = Coeficiente global de variación térmica (4-7) S = Superficie de cobertura D t= temp. Interior -temp. exterior Necesidades térmicas de un invernadero • Con el balance SABREMOS LA POTENCIA A INSTALAR PARA CUBRIR ESAS NECESIDADES • No significa que esté funcionando siempre. • Para saber cuanto tiempo funciona: – Estimar horas –grado (una superficie) – En función del poder calorífico del combustible nos informará del consumo y por ello del coste Media
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