Ventilación variable en invernaderos (aplicación práctica).
Debido a la amplia variación en temperaturas durante el año, es importante tener un invernadero donde las condiciones ambientales sean las adecuadas, siendo la ventilación factor importante ya que afecta directamente en el desarrollo de la planta.
La ventilación en invernaderos consiste en remover aire del interior del invernadero y reemplazarlo por aire del exterior. La ventilación puede ser natural (causada por ventanas y diferencias de temperaturas) o mecánica (mediante ventiladores). El propósito de la ventilación puede variar dependiendo de las estaciones del año.
Ventilación en invierno.
Durante el invierno, un invernadero requiere de un sistema de calefacción con la capacidad adecuada para mantener las condiciones propicias para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Sin embargo, aún durante la época más fría, cuando el sistema de calefacción funciona a plena capacidad, se requiere de ventilación, ya que, si no se elimina el aire húmedo dentro del invernadero, se producirán altas humedades y una condensación excesiva. Humedades superiores al 90% fomentan el desarrollo de enfermedades fúngicas [1]. Por lo tanto, resulta efectivo expulsar el aire húmedo y reemplazarlo con aire seco extraído del exterior, para posteriormente calentarlo. Sin embargo, cuando se aumenta las tasas de ventilación también aumenta los requerimientos de calefacción. En consecuencia, es necesario determinar una tasa de ventilación que mantenga la humedad por debajo del nivel dañino, y al mismo tiempo, mantenga los requisitos de calefacción lo más bajos posible. Dicha tasa de ventilación en invernadero durante el invierno generalmente es de dos o tres cambios de aire por hora, esto permite mantener la humedad relativa a niveles aceptables, proveer flujo uniforme del aire dentro del invernadero, y mantener los niveles aceptables de concentración de CO2 [2].
Ventilación en verano
El objetivo principal de la ventilación del invernadero durante el verano es evitar que la temperatura del aire interior se eleve demasiado por encima de la temperatura del aire exterior. Esto ocurriría debido a la gran afluencia de radiación solar a través del material de recubrimiento plástico del invernadero. El sistema de ventilación debe mover el aire de manera efectiva directamente a través del cultivo y sobre el suelo para evitar una acumulación excesiva de temperatura alrededor de las plantas. Una tasa de ventilación mínima generalmente aceptada para el control de la temperatura es un cambio de aire por minuto. Las tasas de ventilación van desde un cambio de aire cada tres minutos hasta tres cambios de aire por minuto. A medida que aumentan las tasas de ventilación, la diferencia de temperatura entre el aire interior y exterior disminuye [3].
Con el fin de proporcionar un rendimiento óptimo de los cultivos, los factores tales como temperatura, humedad y CO2 deben ser controlados (o por lo menos regulados) tan preciso como sea posible, esto puede lograrse mediante una combinación entre la ventilación natural y mecánica. Para lo cual, L.B. White ofrece equipos de ventilación (recirculadores) de 20 in (LBW20) para invernaderos, tal como el que se muestra en la Fig. 1, dichos ventiladores tienen la flexibilidad de ser alimentados con 110 o 220 VAC1 y tienen una capacidad de flujo de aire de 7,300 m3/h.
La cantidad de ventiladores requeridos puede ser definido de acuerdo a la tasa de ventilación necesaria. Sin embargo, en algunos casos, tal como se ha mencionado, en temporada de invierno es necesario reducir la tasa de ventilación. Además, diferentes flujos de aire son empleados en diferentes estadios del cultivo, los cuales van desde la plántula hasta la producción. Lo anterior puede conseguirse con un variador de velocidad (Ver Fig. 2), el cual tiene la capacidad de soportar de 6 a 8 unidades del ventilador LBW20 y puede operar a 110 ó 220 VAC.
Conexión Recirculador LBW20 y variador de velocidad
En este apartado, se describe la conexión de 2 ventiladores LBW20 y variador manual de velocidad de la marca Phazon modelo 620-131592. La forma de conectarse se muestra en la Fig. 3, donde la linea se conecta a una de las terminales y el neutro se conectará a la linea de alimentación del ventilador, en caso de agregar más ventiladores, estos pueden ser colocados en paralelo hasta 6 ventiladores de LBW20. Los valores mínimos y máximos de velocidad deseados pueden ser especificados manipulando los potenciómetros señalados con las letras E y F en la Fig. 3. Finalmente, la conexión física se muestra en la Fig. 4
Fig. 3. Diagrama de conexión
Resultados.
En este apartado se presenta un video que muestra el funcionamiento del variador de velocidad manual, donde se pude observar que, gracias al variador de velocidad, es posible obtener una tasa de ventilación variable.
1. La alimentación de bajo o alto voltaje puede configurarse realizando las conexiones apropiadas en el motor, las cuales pueden consultarse en el manual de usuario.
Referencias.
[1] J. A. Watson, C. Gómez, D. E. Buffington, R. A. Bucklin, R. W. Henley, and D. B. McConnell. 2019. “Greenhouse Ventilation.” UF. IFAS Extension University of Florida: AE-10.
[2] Grange, R. I., and D. W. Hand. 1987. “A review of the effects of atmospheric humidity on the growth of horticultural crops.” Journal of Horticultural Science 62(2): 125–134.
[3] He Li., Yiming Li, Xingan Liu, Xian Yue, Subo Tian, Tianlai Li. 2020 “Evaluation of air flow patter and thermal behavior of the arched greenhouses with designed roof ventilation scenarios using CFD simulation.” National Center for Biiotechnology Information, U.S National Library of Madicine 15(9): e0239851.
[4] Jovicich, E., D. J. Cantliffe, S. A. Sargent, and L. S. Osborne. 2004. Production of Greenhouse-Grown Peppers in Florida. HS979. Gainesville: University of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences.