Clima invernal

En Europa occidental el invierno se caracteriza por días húmedos, oscuros y relativamente templados, a veces alternados con periodos más secos y fríos. Una diferencia importante con respecto al verano es que, debido a la poca fuerza del sol, las variaciones que se producen dentro de un mismo día en el tiempo exterior impactan relativamente poco en la gestión diaria del invernadero. Incluso en los días más soleados hay que dejar la iluminación encendida (casi) el 100 % del tiempo, por ejemplo. Además, como en invierno la temperatura está casi siempre por debajo de los 10 °C, hay una demanda de calor considerable en todo momento. Eso significa que hay poca diferencia en la demanda diaria de calor.

La gestión energética de los invernaderos cambia radicalmente en verano e invierno debido a la distinta intensidad del sol. Mientras que en pleno verano podemos contar con radiación entrante de al menos 500 J/cm² al día si el cielo está muy nublado, y de 3000 J/cm² con tiempo soleado, en diciembre la radiación oscila entre 50 y 300 J/cm² al día. Es decir, ¡solo el 10 % respecto de la que llega en verano! A esto se suma que en invierno hay más días nublados.

Los dos principales factores que influyen en el clima de los invernaderos en los meses de invierno son la radiación saliente y el viento. Cuando brilla el sol, el invernadero se enfría mucho debido a la radiación saliente, pero la influencia del viento es mucho mayor: se podría decir que si sopla mucho viento, todo el calor se va del invernadero. Para ponerlo en perspectiva, si la temperatura exterior es de 10 °C durante una tormenta, hay más demanda de calor que si hace –10 °C con sol y sin viento. Estos dos factores de enfriamiento también descompensan el balance de temperatura y humedad. En este artículo analizamos el efecto de la radiación saliente y el viento en el clima de nuestro invernadero, y la mejor manera de hacerle frente.

Fuera del invernadero
Cuando hay mucha radiación saliente, el cielo suele estar despejado. En ese caso, la superficie terrestre irradia mucho calor, y las superficies como la cubierta de un invernadero, los coches o el césped pueden enfriarse más que el aire. Además, pueden humedecerse por condensación, e incluso puede formarse escarcha si la radiación y el enfriamiento son intensos.

Dentro del invernadero
La pérdida de radiación del invernadero depende de la temperatura de la cubierta, la cual, a su vez, depende de la nubosidad, la temperatura exterior, la velocidad del viento y las precipitaciones. Cuanto más fría esté la cubierta del invernadero, mayor será la pérdida de radiación del cultivo a la cubierta del invernadero. La regla general es que por cada grado de diferencia de temperatura entre la planta y la pantalla térmica (o la cubierta del invernadero, si no hay pantallas cerradas) se produce una pérdida de radiación de ±5 W/m². Esto puede reducirse utilizando pantallas (de ahorro de energía). Una sola pantalla ya tiene un efecto significativo; el uso de una segunda o hasta una tercera pueden impedir en gran medida la pérdida de radiación. Si hay mucha radiación saliente, también puede ayudar aumentar la intensidad de la red superior. Así se calienta la pantalla inferior y se evita una diferencia de temperatura demasiado grande entre el cultivo y la pantalla.

Balance energético de la planta
Todo esto influye en el balance energético de la planta. Una planta recibe energía del sol, la iluminación y la calefacción, y pierde energía por evaporación, radiación, reflexión, convección y fotosíntesis. Véase la figura siguiente.

Instrumentos de medición:
Existen instrumentos de medición que pueden calcular la radiación. Muchos cultivadores ya disponen de medidores de radiación, llamados pirgeómetros, que calculan la radiación exterior. Otra herramienta muy útil es un medidor de radiación neta a nivel del cultivo, que mide tanto la radiación entrante como la saliente sobre la planta e indica si la suma es positiva (energía ganada) o negativa (energía perdida). Además, también es útil medir la temperatura por encima de la pantalla. Este tipo de instrumentos puede ser muy útil para comprender la situación del invernadero y tomar decisiones informadas. Finalmente, la medición de la temperatura de la planta por infrarrojos puede ofrecer una buena referencia de la temperatura del cultivo.

El objetivo de todo esto es preservar el balance energético: la energía ganada debe ser igual a la energía perdida (véase la imagen siguiente). Si es así, la temperatura del cultivo no cambia. El balance es la suma de la convección (C), la evaporación y la suma de radiación entrante y saliente. Si el total da "0", hay un equilibrio y la temperatura del cultivo se mantiene.

Acciones:

• Antes de que la radiación neta baje de cero, hay que cerrar la pantalla y aumentar la intensidad de la red superior. Esto reduce la diferencia de temperatura entre la planta y la pantalla, y por tanto la pérdida de radiación.
• Si la radiación neta es superior a cero o la temperatura por encima de la pantalla difiere en menos de 5 °C de la temperatura por debajo de la misma, esta debe abrirse. Ya no es necesario mantenerla cerrada.
• Sin mediciones: abra la pantalla a >100 W/m² (excepto si hay que regular la entrada de luz). Obviamente, esto depende de factores climáticos como el viento, la temperatura exterior, las precipitaciones y la pérdida de radiación.
• Iluminación: si al final del día se apaga la iluminación, se pierde una importante fuente de radiación y calor, y lo mismo ocurre si se apaga la iluminación LED. Se recomienda cerrar las pantallas antes de apagar las luces para evitar al máximo el enfriamiento.

En la página web Greenhouse as a source of energy [en inglés] encontrará un monitor de radiación que aporta información sobre este punto: https://www.kasalsenergiebron....

Temperatura de las plantas

La temperatura de las plantas puede descender considerablemente debido a la pérdida de radiación. Esto tiene varios inconvenientes: la circulación en la planta se estanca debido a la menor evaporación, las plantas pueden desarrollar paredes celulares más débiles, son más susceptibles a las enfermedades, crecen menos y existe la posibilidad de que se genere condensación, lo que permite que proliferen hongos. La temperatura de la planta depende de la temperatura ambiente y de la radiación neta. Por comodidad, no tenemos en cuenta el factor de evaporación. Cuando hay radiación saliente neta, la temperatura de la planta suele estar por debajo de la temperatura ambiente, y cuando hay radiación entrante neta, ocurre exactamente lo contrario.

Invariabilidad climática en el invernadero

Si hay mucha diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del invernadero, puede haber diferencias importantes de temperatura también en el interior, especialmente en presencia de factores de enfriamiento como el viento y la pérdida de radiación. Además, este enfriamiento no se distribuye uniformemente por el invernadero. Las fachadas frías pueden provocar corrientes de aire, cosa que el viento empeora. Se pueden tomar varias medidas para garantizar que el clima del interior del invernadero varíe lo menos posible:

1. Fruta en ramas bajas: Selle las aberturas de la estructura, como ventanas rotas, corrientes de aire en las puertas, cierre deficiente de pantallas (de fachada), etc.
2. Medir es saber: Cuelgue sensores inalámbricos en el invernadero, así podrá saber si hay diferencias de temperatura y/o humedad. La regla básica es disponer de al menos un punto de medición por cada 1.000 m².
3. Pantallas: Si la temperatura por encima de la malla es muy baja y hace mucho viento, pueden producirse diferencias de temperatura en el invernadero si se abre alguna rendija en las mallas, cosa que se puede evitar casi del todo cerrándolas totalmente. Si la humedad o la temperatura del invernadero son demasiado elevadas, hay que ventilar por encima de la malla cerrada.
4. Si el invernadero tiene pendiente (cosa habitual, para que los canalones ofrezcan un drenaje adecuado), el aire que hay por encima de la malla puede bajar, y al llegar a la fachada, entra en el invernadero a través de las rendijas. Esto provoca una diferencia de temperatura considerable entre un lado y otro del invernadero. Instalar pantallas debajo del caballete del techo puede restringir en gran medida el flujo de aire, eliminando este efecto.
5. Cuando hace frío se tiende a utilizar menos la ventilación del lado de procedencia del viento. Sin embargo, combinar la ventilación de ambos lados puede reducir las diferencias de temperatura y humedad en el invernadero, ya que proporciona un flujo de aire muy estable. Especialmente si esto se combina con una malla cerrada y bien aislada.
6. El enfriamiento provoca diferencias de temperatura que, a su vez, crean un flujo de aire que las acentúa. Cuando hace viento, es habitual que el lado por el que sopla sea donde hay más calor. La fachada en sí es la que más se enfría debido al viento, pero la corriente de aire que genera provoca que el calor se acumule allí. Esto no es fácil de contrarrestar. Cerrar completamente la pantalla (¡sin dejar ninguna rendija!) puede ayudar un poco, ya que limita el flujo de aire frío que baja desde el caballete, donde no hay calefacción. Instalar pantallas debajo del caballete puede reducir estas corrientes de aire.