El control de climatización a lo largo de los años

Hacer todo esto correctamente durante todo el año requiere un buen conocimiento de los aspectos climáticos de las distintas estaciones. En los meses de invierno, por ejemplo, la climatización requiere un planteamiento muy distinto al de los meses de verano. Suena lógico, pero es importante conocer bien las diferencias entre las estaciones y aplicar este conocimiento al control del clima del invernadero. Esto también es aplicable a las estaciones intermedias (primavera y otoño). Ahora que en gran medida utilizamos LED para la iluminación, esto es todavía más importante.

Equilibrio energético

Todo empieza con el equilibrio energético del invernadero. El equilibrio energético está formado, por un lado, por las fuentes de energía como el sol, la iluminación y la calefacción; y por el otro, por las pérdidas de energía, que pueden estar causadas por la radiación, la aireación (convección y flujo) y la evaporación. El equilibrio energético es la suma de la entrada y la salida de energía. Si la temperatura del invernadero es constante, existe un equilibrio perfecto entre la cantidad de energía que entra y sale. En caso de desequilibrio, la temperatura sube o baja hasta que se establece un nuevo equilibrio.

Pérdida de energía:

La mayor diferencia entre el verano y el invierno es el grado de radiación. Por las fachadas y la cubierta del invernadero se pierde calor, y las pantallas son frías, de modo que influyen mucho en la temperatura de las plantas. Si no llega suficiente energía (es decir iluminación o radiación directa de una fuente de calor), la temperatura de las plantas se sitúa rápidamente por debajo de la temperatura ambiente.

Suministro de energía

Las fuentes de energía varían según la estación. En verano la principal es el sol, mientras que en invierno son los tubos calefactores y el sistema de iluminación, hasta el punto que en los meses más oscuros la influencia del sol es insignificante. La diferencia entre el clima de invierno y el de primavera o verano influye enormemente en la cantidad de energía que entra de forma natural en el invernadero.

En diciembre y enero, la radiación exterior media es de ±200 J/cm²/día; en junio, de ±2000 J/cm²/día, es decir,¡10 veces más! La calefacción (por tubos calefactores) es, con diferencia, la fuente de energía más importante del invernadero. Sin embargo, a menudo se subestima el potencial de la iluminación como fuente de calor. Daremos unas cuantas cifras para ilustrarlo: un sistema de iluminación medio, de 100 μmol/s/m², da una entrada de energía de ±50-55 W/m² si se utiliza iluminación SON-T, y de 25-30 W/m² si se utiliza full-LED. Como comparación, un sistema de calefacción a 40 °C con 16 tubos calefactores de Ø51 por cubierta de 12,80 m en un invernadero de Phalaenopsis a 28 °C tiene una potencia calorífica de ±28 W/m².

Temperatura de la planta

Temperatura de la planta respecto a la temperatura ambiente:

Cuando hablamos del clima de invernadero, en la mayoría de los casos nos referimos a la combinación de temperatura y humedad del invernadero. Sin embargo, en este contexto cada vez se utiliza más la medición de la temperatura de las plantas, y con razón: la temperatura de la planta determina en gran medida todos sus procesos, y por lo tanto también el ritmo de crecimiento. La temperatura de la planta depende en gran medida de la temperatura ambiente, seguida de la irradiación (neta). Con irradiación neta nos referimos a «la irradiación sobre el cultivo menos la radiación procedente del cultivo». Además, la evaporación procedente de los cultivos también influye en la temperatura de las plantas. Si una hoja evapora mucho, su temperatura suele ser inferior a la temperatura ambiente.

Efecto de las estaciones

Especialmente en los meses de invierno se producen muchas fluctuaciones en la temperatura de las plantas. Esto se debe a que a través de las pantallas más frías entra más radiación, lo cual, combinado con la iluminación (encendida o apagada), influye enormemente en la temperatura de la planta. Pero incluso en primavera, una irradiación repentina puede incrementar o reducir la temperatura de las plantas en muy poco tiempo si la radiación desaparece de repente.

Iluminación:

Como ya hemos dicho, la radiación en general y la iluminación en particular tienen un gran impacto en el clima y la temperatura de las plantas. Hay una gran diferencia entre la radiación solar, la iluminación con SON-T y la iluminación con LED.

La siguiente tabla muestra la magnitud de esa diferencia. En ella se ha partido de una situación estándar y de algunos supuestos:

• La cantidad de luz se fija en 5,0 mol/m²/día en todas las estaciones.
• En invierno, el 90 % de la luz procede de la iluminación (4,5 mol/m²/día),
• en primavera y otoño, el 20 % de la luz procede de la iluminación (1,0 mol/m²/día).
• En verano, el 100 % de la luz procede del sol.
• Toda la energía procedente del sol va directamente a la planta; en el caso de la iluminación SON-T, el 90 % (radiación de calor y luz), y con iluminación LED, el 80 % (radiación de calor y luz).

Tabla: Energía a nivel de planta en diferentes épocas del año con SON-T y LED

Llama la atención que las diferencias son muy grandes: con LED, la energía que llega a las plantas procedente de la iluminación es especialmente baja: menos de la mitad en comparación con el verano, pero también considerablemente menor que con una instalación SON-T. En el siguiente cuadro, los valores anteriores se han representado en forma de gráfico. El eje X representa la época del año: cada punto representa un periodo de ±10 días de un mes. Los valores son acumulativos: en las líneas LED y SON-T, se trata de una suma de luz solar e iluminación.

Gráfico: Energía diaria a nivel de planta a lo largo del año.

En el eje X, cada punto corresponde a una media de 10 días. La meses están divididos en 3 partes. Las líneas de LED y SON-T son la suma de los valores de iluminación + sol (la línea amarilla).

Control de climatización en la práctica, partiendo de estos conocimientos

Si trabajamos con iluminación LED en invierno, nos faltará mucha energía en comparación con una situación en la que se utilice SON-T o con la situación en verano. Esta energía es necesaria para controlar la evaporación y mantener la temperatura de la planta. Por tanto, hay que implementar varias medidas para compensarlo

Temperatura

• Limitar la radiación invirtiendo en una tercera pantalla y cerrando antes las pantallas.
• Regular el uso de la iluminación: alargar las exposiciones para mantener mejor la temperatura de la planta en momentos específicos.
• Uso más activo de las redes de calefacción.

Pantallas

Cada vez más horticultores de Phalaenopsis han instalado una 3ª pantalla en sus invernaderos. Una pantalla adicional proporciona más aislamiento y reduce la radiación, lo que evita una gran pérdida de energía. Cerrando las pantallas por la tarde, cuando baja la irradiación neta, se evita en gran medida que el cultivo se enfríe. La desventaja de utilizar una pantalla adicional y cerrar más las pantallas es que se limita la eliminación de la humedad, y para compensarlo es necesario aplicar medidas adicionales.

Iluminación y temperatura de la planta:

En primer lugar, la iluminación se utiliza para que las plantas produzcan más asimilados cuando la luz solar es escasa. Una ventaja adicional es que las lámparas aumentan la temperatura de la planta. El efecto es mayor con las lámparas SON-T que con las LED, pero la temperatura aumenta en ambos casos. Un exceso de luz puede causar daños en las Phalaenopsis. Sin embargo, conviene saber que los daños causados por la luz se deben siempre a que la planta ha recibido un exceso de energía, lo que hace que su temperatura aumente hasta valores excesivamente altos. Y eso, a su vez, provoca los daños. Sin embargo, si queremos iluminar más porque lo que buscamos es precisamente conseguir que la temperatura aumente, no hay nada de malo en mantener la intensidad de la luz un poco más alta, siempre que esto sea deseable en términos de temperatura de la planta. Por tanto, no dude en encender las lámparas para este fin.

Calefacción

Por último pero no por ello menos importante, algo que hemos guardado expresamente para el final, ya que incrementar la temperatura mediante calefacción por tubos es la medida con el coste energético más alto. Subir (todavía más) la calefacción no es el método más directo para transmitir la temperatura a las plantas. Un buen sistema es un calentador intermedio situado entre el cultivo y el calentador superior, ya que puede estar suspendido a 40-50 cm del cultivo. Además, una red inferior puede contribuir un poco a aumentar la temperatura del sustrato y del cultivo. La red superior es la que menos efecto directo tiene sobre las plantas. Sin embargo, como una red superior cuelga justo debajo del tejido de la pantalla puede calentarse, lo que reduce en gran medida la radiación que llega a la pantalla y esto, a su vez, tiene un efecto muy positivo sobre la temperatura de las plantas.

Humedad/evaporación:

• Deshumidificación activa (no aporta energía adicional, pero extrae la humedad del invernadero)
• Estimulación de la circulación del aire

Deshumidificación activa:

Al utilizar varias pantallas el cultivo se produce en un entorno mucho más cerrado, con lo que se bloquea parcialmente el drenaje de la humedad. Por lo tanto, la humedad tiene que eliminarse de otro modo. Esto es posible con deshumidificadores activos, que pueden extraer mucha humedad del aire del invernadero si se les aporta energía (electricidad). La energía necesaria para ello se compensa con creces con la condensación de esa humedad, y el excedente puede volver a utilizarse en el invernadero para calefacción. Se trata de una forma muy eficaz de conseguir la humedad idónea.

Estimulación de la circulación del aire:

También llamada deshumidificación pasiva: el movimiento del aire elimina la humedad que rodea la planta, con lo que se facilita la evaporación de las plantas y el sustrato. Estimular la evaporación requiere más energía, y esta energía adicional debe absorberse con más tubos calefactores. Puesto que esto estimula todavía más la evaporación del cultivo, debe prestarse especial atención a la temperatura de la planta, ya que puede bajar un poco debido a un impulso de evaporación adicional. Esto también es aplicable al punto anterior (deshumidificación activa).

En resumen, conviene ser consciente de la influencia del clima exterior de cada estación sobre el calentamiento y la refrigeración del invernadero y del cultivo. Así podemos anticiparnos con las herramientas de que disponemos para controlar el clima del invernadero. Además, cultivar con LED nos ha supuesto un reto aún mayor, pero con avances como los deshumidificadores y pantallas múltiples, así como los nuevos conocimientos sobre climatización de invernaderos, podemos cultivar plantas sanas y vigorosas incluso en invierno.