El microclima de los invernaderos de plástico

de la costa del sureste español La rusticidad de los invernaderos usuales en el Sur de España limita las posibilidades de actuación directa sobre el microclima del invernadero, al ser s u climatización de carácter pasivo. Para mejorar l a s condiciones ambientales de estos invernaderos es necesario dotarlos de considerables mejoras estructurales. (1 Jornadas Técnicas de Cultivos Intensivos).

*. ---L .--,S+-

C -

Nicolás Castilla Prados Dr. Ingeniero Agrónomo.

C.I.D.A. Granada.

El encalado es prhclica usual para reducir la radiacion y , en consecuencia, Int roduccicín la temperatura en los meses de verano. Durante los últimos años, el aumen-

to de la superficie de invernaderos en los países de la CEE del Sur de Europa (Espafía, Portugal, Italia, Francia y Grecia) ha sido enorme, al- canzando hoy en día más de 52.000 Ha. En su mayor parte, estos inver- naderos ocupan áreas de clima inver- nal suave influído por la cercanía al mar, entre los 35' y 45' de latitud Norte. además de otras áreas insula- res (Canarias).

Esta expansión se ha basado. prin- cipalmcnle, en el empleo de estruc- turas de invernaderos de bajo coste y en el uso de laminas de plástico (po- lietileno de baja densidad. principal-

mente) como material de cerrarnien- LO.

La orientación productiva primor- dial ha sido de horticultura comesti- ble, seguido de la ornamental, am- pliando los calendarios convenciona- les de producción a épocas en que la producción al aire libre no es viable por razones técnicas o económicas.

Pero estos invernaderos, artesana- les en la mayoría de los casos, tienen desde el punto de vista microclimáti- co carácter pasivo, al ser normal- mente muy limitadas las posibilida- des de modificación activa del clima interior, por carecer de sistemas idó- neos de actuación (por ejemplo, ca- lefacción o ventilación forzada). Me

--

referiré a este tipo de invernaderos, Figura 1 cuyo más genuino representante es el tipo parral, analizando los rasgos --

más destacados de su microclima y las técnicas propuestas para su mejo- ra. Por último, citaré algunos ejem- plos de la incidencia de las condicio- nes ambientales del invernadero en los cultivos de melón y pepino.

El microclima en invernadero de plástico T Tanque clase A. Radiacidn solar dentro del invernadero

Un invernadero es una construcción que permite una delimitación de un comportamiento de cultivo, en el cual el clima difiere del existente al aire libre, por las pertubaciones que aporta la pared a los intercambios entre el suelo y la masa vegetal con el entorno. La primera pcrtubación es la reducción de la radiación solar. El balance de energía queda notarial- m-ente a b r a d o , respecto al dcl cul+t- vo al aire libre.

En los invernadcros dc polictileno usuales en el Sur de Europa la radia- ción solar es dcl ordcn del 60 al 80% dc la radiación cxtcrior, vari;indo sc-

45 1 1

Dic Ene Fe b Mar Abr Mey Jui

Transmlsivldad en diversos puntos de un Invernadero medida al mediodía solar. Cubierta de polietiieno termico de 200 mlcras. Transmisividad es el cociente entre radiacion solar dentro de invernadero y al exterior, medidas ambas en superficie horizontal. Datos de la Estacion Experimental &Las Palmerillasu (Almeria).

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gún la Bpoca del ano. la orientación y la geometría de la cubierta del in- vernadero. Al tener estas construc- ciones del Sur de Europa cubier~as con poca pendiente (menor del 15%), la reducción de radiación es más importante en proporción en in- vierno (sobre el 40% de la exterior) que en verano (sobre el 20% de la exterior), lo que agrava el problema en época de invierno.

La orientación del invernadero in- fluye decisivamente en la uniformi- dad de radiación dentro del inverna- dero. Así en invernaderos a dos aguas, con eje principal en sen~ido Este-Oeste, el lado Sur recibe alre- dedor del 70% de la radiación exte- rior, mientras el lado Norte recibe sólo un 50% cn época invernal. Estas diferencias se reducen hasta anular- se. prácticamente, cuando la eleva- ción del sol es mayor (final dc pri- mavera y principio de verano). Co- mo consecuencia, el desarrollo dc los cultivos es dintinto cn ambos la- dos durante el invierno, dificultando u n manejo (por cjcmplo, ricgo o abo- nado) uniforme. Es, por tanto, convcnicnrc oricn~ar

los invernaderos dc cubierta siinélri- ca, a dos aguas, con su cjc principal en sentido Norle-Sur para quc las condiciones de radiación scan lo más homogéneas posible dcntro dcl i n - vernadero. Otra solución, actualmcntc cn c s ~ u -

dio para mejorar las condiciones dc radiación cn invernadcro, es cmplcar invernadcros a dos aguas, con cjc

~i~~~~ 2 Ventllacbn cenital enrollando el P.E con malla protectora

28 febrero, medlodia Tubo 01" \

'. Í \

22 m - - ---L Ventilación perimetral con malla - -

-.

Eje Este-Oeste. Prototipo de lnvernadero experimental para mejorar las condiciones de radiación en invierno (Almeria).

principal orienlado Este-Oeste, de cubicrla asimktrica. Pero es necesa- rio para oplimizar sus dimensiones una invcsrigación previa, actualmen- tc cn curso (Estacidn Experimenrul Las Pcilrncrillus-Proycclo INIA- 8010). I'rulo dc la colaboración entre cl sccror público (Conscjcría de Agricultura y Pcsca dc la Junra dc Andalucia c I N I A ) y cl privado (Ca- ja Rural dc Almcría).

Es importanic rcsaltar quc cn rcgio- ncs áridas la acumulación dc polvo y sucicdad sobrc cl policrilcno pucdc rcducir aún más la radiación interior, lo que normalmente se soluciona re- gando la cubierta de polictilcno para limpiarla.

Los excesos de radiación, en prima- vera y verano, pueden conlrolarse mediante encalado del polietileno, solución más facil y barata que el empleo de mallas de sombreo.

Las pantallas térmicas, cuya finali- dad primordial es la reducción de pérdidas térmicas de noche, reducen también la radiación solar, si son fi- jas. Por otra parte, dil'icultan la ven- tilación, de por sí insuficiente en es- tc tipo dc invernaderos. Por ello es preferible que sean móviles, solu- ción que no resulta fácil de adaptar a las rústicas estructuras existentes.

El mayor poder de difusión de la luz de algunos filmes de polietileno parece cualidad posiliva, pues la luz

Temperatura "C

Figura 3 - -.J Temperatwa dd &a exterior

Hora

airar Tempbntua dd alre m I- Temperatura OC - Humedad Fehthra dd alre m I~mOdOr0

Hora

1 S 6 7 O 1 1 1s 16 17 1 0 PI m

Evoluci6n de temperatura y humedad relativa del aire en lnvernadero y temperatura del alre al exterior, un tiplco dia de diciembre (izq.) y de primavera (dcha.). Dalos de Almeria (Estaci6n Experimental *Las Palmerillas~)

difusa es mejor aprovechada por las plantas cuando el cultivo cubre el suelo, pues la radiación difusa, al ser adireccional, penetra mejor entre la vegelación.

Temperatura del aire en invernadero La temperatura del aire de un inver-

nadero es, durante el día, normal- mente superior a la temperatura ex- terior. a consecuencia del efecto in- vernadero, estando influída por la orientación y tamafio del invernade- ro. las caracteristicas ópticas del plástico y la geometría de la cubier- ta.

Durante la noche, en caso de no- ches despejadas, la temperatura del aire del invernadero puede bajar mhs que la temperalura del aire exterior, provocando «inversión tCrmica». Los polietilenos térmicos o termoaislan- Les reducen el peligro de inversión. Si el volúrnen del aire del inverna-

dero es grande las variaciones drmi- cas se amortiguan. respecto a las de un invernadero pequeiío. La tenden- cia actual de construir invernaderos más altos ayuda en Cste sentido.

En general, en climas costeros de invierno suave, y tomando como rc-

El empleo de doble cubierta permanente mejora las temperaturas minimas nocturanas en invernadero, pero reduce la radiación solar dentro de Invernadero, lo que no es deseable en epocas de baja radiación.

ferencia datos de Almería, la iempe- en invernadero duranle el día, hasta ratura del aire en invernadero sigue unos 2 5 ' ~ y valores insuficienles con cierta demora la evolución de la durante la noche, que descienden de radiación. reflejando valores idóneos los 10°C. rozando a veces las de he-

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J

1 Tabla 1 1 1 Invernadero 1 Periodo 1 1 Periodo2 1 Periodo3 1 1 plano 1 1.96-a 1 2.09-a 1 3.16-a 1

Producción de pepino holandés de primera calidad (fruto mayor de 400 gr) en invernadero plano y de

cubierta asimétrica (figura 2) en Almería, en los ues períodos de recolección. (Período 1: 63 a 84 días de la siembra. Período 2: 85 a 109. Período 3: 110 a 150).

Fecha de siembra: 21 septiembre-87. gatos de producción expresados en Kg/m .

Distinta Ictra junto al dato de producción en cada período indica diferencias estadísticamente

significativas (nivel del 5%). (Castilla, et al., 1988)

l Tabla 3

DI A

Intervalos óptimo, subóptimo y crítico en función de la temperatura y humedad relativa del aire, empleados para valorar

las condiciones climáticas en que se desarrolla el pepino holandés en invernadero en Almería. (Figura 4 y 5). Fecha de siembra: 18 scptiembre. Ciclo: 24 semanas aproximadamente.

(López y Bretones, 1988)

NOCHE

INTERVALO

A- Optimo

B-Subóptimo- 1

1 1 1 1

T CC) 2 1 -24

24-27

iaaa. En principio de primavera y otoño, Tabla 2: Condiciones climáticas óptimas y críticas

las tcmpcraturas diurnas son eleva- para el cultivo de melón y pepino das aunque no excesivas, en torno a 25-30°C, mientras aue las nocturnas se mantienen en torAo a los 1 5 ' ~ . En verano y principios de primavera las temperaturas son excesivas, superan- do los 35-40°C.

turas poco sofisticadas, sicndo costo- so. Además, incremcnta cl consumo de agua, tan escasa en estas Arcas.

La solución más cmplcada, el enca- lado de la cubierta, cs hoy práctica usual en muchas zonas durantc épo- ca calurosa para rcducir tempcratu- ras (y radiación) en invernadcro. El empleo de mallas de sombrco cs po- co usual, y más caro.

El aumento de temperatura nocrur- na comienza por la elección de un plástico térmico o termoaislante (po- lietileno tCrmico o copolímcro E.V.A., normalmente). El doblado de cubierta con pantallas térmicas pue- de aumentar las temperaturas míni- mas en 2-3OC de noche, debiendo ser móviles de ser posible, para retirar- las de día, a fin de no reducir radia- ción ni dificultar la ventilación.

Otros sistemas. como el empleo de colchones de agua, que mejoren la inercia tCrmica del invernadero, pue- den ser útiles aunque, en general, son poco funcionales y reducen su

H.R. (%)

60-70

50-60

La escasa ventilación es rcsponsa- ble dc los excesos térmicos dcl in- vernadcro durante el día. La auscn- cia de vcntilación cenital, cn invcr- naderos de tamaño grandc, dificulta la renovación de aire para rcducir la temperatura intcrior. El empleo de sistcmas para rcducir

la temperatura a base de cvaporar agua no es fácil de adaptar a cstruc-

Humedad rclativa dcl aire (%)

PEPINO

T e C > 18-2 1

15-18

MELON

eC) Optima vegctación

Gcrminación (T. sucio)

Tcmpcralura c C ) Crítica

Las tcmpcraturai óplimas dcpendcn dcl nivel de radiación.

eficiencia al ser sombreados por el En invernadero sin calefacción, su cultivo. De usarse, deben ser trans- evolución hasta valores próximos al parentes y colocarse apoyados sobrc 100% durante la noche. genera con- lámina de plástico negro. densación de vapor de agua en la cu- La calefacción tiene bajo rcndi- bierta, paredes, plantas y suelo del

micnto en este tipo de invernaderos invernadero. Durante el día, al subir mal aislados, siendo incluso el em- la temperatura bajará la H.R., de mo- pleo de calefacción de suelo de ren- do más acusado en épocas de calor, labilidad discutible. lo que pueden generar reducciones

de producción. H u m e d a d r e l a ~ i v a del a i r e en La solución más simple, aunque no invernadero siempre suficiente, para aumentar la

La evolución de los valores de hu- H.R. de día es ventilar, al igual que medad relativa (H.R.) del aire está para reducir los excesos de hume- esrrechamente ligada a la temperaru- dad. El pulverizado de agua es eficaz ra del aire. Los valores de humedad para aumentar la H.R. del aire, pero relativa están muy influídos por la exige instalaciones adecuadas y, en evapotranspiración (evaporación de general, es poco empleado. La re- agua del suelo y de las plantas). ducción de la excesiva H.R. del aire

H.R. (%)

70-90

> 90

24-28OC

1 8-21°C

DIA

NOCHE

DIA

NOCHE

24-30°c

18-21°C ppp

DIA

NOCHE

DIA

NOCHE

60-70%

70-90%

2 1 - 2 4 ' ~

1 8-20°C

20-25OC

> 30-32°C

< 12-14OC

60%

70-80%

20-22OC

18OC

20-25OC

> 30-34OC

< 12-14OC

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Figura 4 A C

Meses

S O N D E F M

Meses

Meses

Numero de horas diurnas en cada mes, en que las condiciones climaticas en invernadero

calentando el invernadero (principal- ducir la transpiración (y en conse- Orros parámerros climá~icos mente de noche) exige disponer de cuencia la I'otosíntesis), reducir la El viento tiene poca importancia instalaciones de calefacción, muy producción, aunque esta situación es como elemento del clima del inver- poco frecuentes. Los excesos de hu- infrccucnlc. nadero. aunque sus e f ec~os mecani- medad durante el día pueden, al re- cos son notorios pudiendo dafíar el

plástico y la estructura. Más rclcvan-

45 - en Almsria son: oplimas

401 (A), subóptimas

35 - (0 Y C) Y criticas (D) para el cultivo del pepino,

25 - con el crlterio establecido

20 - en la tabla 3. Ciclo de unas

15- 24 semanas, abarca solo

10 - parte de los

\ meses de

m PI. Comte Arnau, 2 Riudoms (Tarragona)

5 -

O

\\ - septiembre y

- marzo. , m \ - -,,:.:-A I , (Adaptado de

S o N 6 E F M Lopez y Bretones,

Meses 1900).

te es el efccto indirecto dcl vicnto cxterior en la renovación del airc pa- ra mejorar la veniilación pasiva cn

l

estos invernderos. El emplco de cor- tavientos, usual en otras áreas, no cs frecuente.

La insuficiente ventilación pucdc reducir los niveles de anhídrido car- bónico (Coz) del aire del invcrnadc- ro, reduciendo la folosíntesis y , cn consecuencia la producción.

Las lluvias en ausencia de vicnlo pueden generar, ante la escasa.venti- lación, condiciones de cxccsiva hu- medad, especialrnentc graves cn au- sencia de viento, de nefastas consc- cucncias para la sanidad dcl cultivo. Por ello, los invernaderos planos, que se emplean en áreas de clima árido o subdesértico, no son adecua- dos para zonas con pluviometria mc- dia al penetrar el agua dentro dcl in- vernadero, a través de los orificios -1 del plástico de cubierta.

Algunas ejemplos sobre la incidencia del microclima del invernadero en las cultivos de

Una pantalla termica movil, que pueda retirarse de dia, aunque no es lacil de adaptar a las rusticas estructuras existentes, evita la reducción de radiacion solar durante el día dentro del invernadero.

pana es notoria y consecuencia de la vernadero en Almería, cabe citar los escasa invcsttgación efectuada. aumentos dc producción de pepino

melbn y pepino Coino ejemplo dcl interés de mejo- holandés, al mejorar las condiciones La ausencia dc información sobrc rar las condiciones climiílicas cn in- de radiación. Un invernadero de cu-

este tema rcrcrida al Surcs~c dc Es-

ISRAEL 1

Pérdida de caraa Dor - . Amplia gama de regulación de presión Pérdida de carga por circuito 4 circuito de laberinto. de 5 a 30 metros de laberinto. rasos de agua de 1.2 mm. (2 Ilh) Gran uniformidad de caudal Pasos de agua de 1 .O2 mm. y 1.45 mm. (4 ilh)

II Autolavado continuo. Diámetro de Uniformidad de caudal. Gran uniformidad de caudal. salida 2 mm. Insertado sobre tubería. Caudal 2 I l h y 4 Ilh. Para tubería Presión mínima de trabajo. Caudal 4 11 h. Caudal 3.70 I/h a 1 atm. de diámetro 12 mm. y 16 mm.

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Conccnuación de COzen invcrnadcro de seis mil m2, con ventilación ccnital por apcrtuns dc 30 cm de ancho cada ocho metros. Cultivo de melón. Fecha

6-5-1987. El Ejido (Almería). Datos no publicados de P. Lorenzo y N. Castilla.

bieria asimétrica. al que en diciem- bre llega cl 72% de la radiación so- lar exterior, produjo entre finales de noviembre y principios de enero 5.35 de pepino de primera ca- lidad, mientras que un invernadero plano (que en diciembre recibió el 64% de la radiación s lar exterior) S sólo produjo 4.05 Kglm .

Las cxigencias climáticas del me- lón y pepino distan de las usualcs en

los invernaderos del Almería. En condiciones normales, y en in -

vernadero cubierto con polielileno tdrmico en Almería, las condiciones climálicas durante las horas del día son aceptables durante los meses de sepliembre. octubre y noviembre, empeorando en diciembre y enero, para mejorar a partir de febrero. A la La tendencia actual e construir invernaderos vista de la figura 4 , queda claro el tnás altos es positiva, al mejorar las

interés de mejorar la venLilac,ón condiclones rnicrocllmáticas del invernadero.

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septiembre y parte de ocrubrc (para evitar situaciones críticas -D- I'igura 4, por alta temperatura y baja huinc- dad relativa del aire).

Durante la noche, las condiciones climáticas críticas son evidcntcs en enero (150 horas) y febrero (190 ho- ras), consecuencia de la baja tempe- ratura del aire (menor de 1 2 ' ~ ) . Ello justifica el empleo, crecicnte, de pantallas térmicas para mejorar la temperatura nocturna. En época de alta radiación, y alta

temperatura en consecuencia, la ven- tilación pasiva usual en estos inver- naderos (ventanas lateralcs o pequc- Aas ventanas en la cubierta -ccnita- les-) es insuficiente. Una ventilación cenital, que permita abrir del orden del 10% de la superficie de la cu- bierta, puede reducir la tcmpcratura del orden de unos 4OC, dependiendo del vienro existente, respecto a un

Figura 5

A C

Actualmente en la Estación Experimental de ((Las Palrnerillas)) en Almería, se está llevando a cabo un proyecto de investigación que pretende mejorar las condiciones ambientales en los invernaderos del sureste español.

80 _

70 -

60 -

"l

50 -

e 40- C

4 30- E

invernadero con ventilación solo la- teral de pcquciio tamaño.

La escasa ventilación, usual en los invernaderos de Almería incluso cuando se practican pequeñas abcrru- ras en la cubierta, provoca reduccio- nes del nivel de anhídrido carbónico (C02 del aire, como detalla la tabla 4, en cultivo de melón entutorado. Los valores indicados (de hasta 270 p.p.m. a nivel de hojas jóvenes), su- ponen una reducción de C02, de has- ta cl 20%, lo que debe reducir la pro- ducción.

60

",,",

\,\$

" , I

', \ \ ', ,, ', ' I

';i \)i 30

'\ \ '., \ al Número de

b \, U horas 1 >, L 20 nocturnas '> 't,

Resumen La rusticidad de los invernaderos

usualcs en el Sur de Espalla limita las posibilidades de actuación direc- ta sobre el microclima del inverna- dero, al ser su climatización de ca- rácrer pasivo.

Para mejorar las condiciones am-

', S E (eje de \ ',, '3

z ordenadas) 1 O cada mes (eje

1 O de abscisas) en que las '-. -- condiciones

S O N D E p k S O N D E F climaticas en invernadero

B Meses D Meses en Almeria son: óptimas

, (A), ,Y"',, '1, subóptimas

,< '' m, I m,, criticas (D) (0 Y C) Y

\( \, , para el cultivo del pepino,

> 8 con el criterio

\,', establecido \ )N en la tabla 3.

; j Ciclo de unas 'i 24 semanas , , (abarca sólo " . ' N# \, parle de los !i, meses

. septiembre y . ,. . . marzo).

Adaptado de I I I U Lopez y

70 - 200 -

S O N D E F M S O N D E F M Bretones,

Meses Meses 1988.

60 -

50 -

40 - O C

30 - E E

//, ,,, , , 180-

,y '8, \, 160-

6;. 140 -

", 120- L / .

I : 100-

i,' al U

!, 2 80 - /! al

.z 20 - .5 60 - z

40 _ 10 - 'l, '\,

20 _

, m: . - O 1 111- o -

El uso de una junta cardan (dcha.) permite unir una manivela (que se acciona desde el suelo) a un tubo que enrolla en la cubierta la lamina de plastico que cierra la ventana de cubierta (arriba, foto desde el interior del invernadero). Este sistema soporta bien los fuerles vienlos usuales en la costa medilerránea en invernaderos tipo parral.

La ventilacion cenital (en la cuiberia)

empieza a usarse

en los invernaderos del sureste

español, con resultados positivos.

bicntales de cstos invernaderos cs necesario dotarlos de mcjorcs s is~c- mas de ventilación (cenital, si es PO- . sible) que contribuyan a rcducir 'los excesos de temperatura y a mejorar las condiciones de hurncdad y com- posición del airc. En este sentido

I

dentro del proyecto de investlgacion

INIA-8010.

ayudará la construcción de estructu- ras más altas, que mejoren la ventila- ción lateral y contengan mayor volu- men de aire por unidad de superficie. La adaptación de pantallas tCrmicas

móviles parece prioritaria al empleo de sistemas de calefacción. cuya ren- tabilidad es cuestionable en inverna- deros tan mal aislados. La orienta- ción del invernadero y la geometría de cubierta deben perseguir la mayor uniformidad posible en las condicio- nes radiativas dentro del invernade- ro, maximizando (en lo posible) la radiación solar, especialmente en in- vierno. De la escasa información disponi-

ble, consecuencia de la insuficiente investigación efectuada sobre el te- ma, se detallan algunos ejemplos del interts de mejorar las condiciones ambientales para los cultivos de pe- pino y melón.

Nicolás Castilla Prados Dr. Ingeniero Agrónomo. Actualmente trabaja en el Centro de Investigación y Desarrollo Agrario de Granada. Es presidente del CEPLA (Centro Español de Plásticos para Agricultura) y ha sido. desde su puesta en marcha. el director de la Estación Experimen- tal «Las Palmerillas* en Almería. Castllla está considerado un exuerto en los sistemas de forzado de cultivos emvlcados en Almería. -

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