Programa del curso “horticultura protegida”




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SISTEMA DE VENTILACIÓN




El efecto del incremento de la temperatura se debe a dos razones fundamentalmente:

  1. Por el efecto del invernadero

  2. Porque el invernadero es un espacio cerrado, ya que la radiación es absorbida y retenida por la misma estructura, además dentro del invernadero la radiación es absorbida por las plantas, camas, pasillos y otras estructuras y después es convertida en calor por la evapotranspiración y este calor es disipado por la convección del aire que es el principal conductor del calor, este efecto es similar a lo que ocurre en la atmósfera, pero en el caso de los invernaderos el calor no regresa a la atmósfera alta, si no que este calor es retenido por la cubierta transparente que permite la entrada de energía luminosa pero evita la salida del calor, el incremento de calor esta totalmente relacionado con la duración del día.


El 60 a 70% del calor que llega a la planta y al suelo es disipado de nuevo a el aire por medio de la evapotranspiración. Por lo tanto es importante considerara la cubierta que vamos a poner en nuestro invernadero ya que el plástico hace que el invernadero sea más fresco en comparación con el vidrio.
Enfriamiento de invernadero

El enfriamiento del invernadero depende de dos cosas, de la convección del aire o de la circulación forzada de este mismo aire con o sin la evaporación del agua.
Ventilación mediante ventila en techo o en paredes

El intercambio convectivo del aire a través de ventilas en el techo es el método más común para refrescar los invernaderos haciendo que el aire caliente salga por la parte del techo y entre el aire fresco del exterior.

Durante el invierno es fácil controlar la temperatura del invernadero con las ventilas del techo.
Las ventilas en las paredes en las paredes durante el invierno no son muy utilizadas ya que estas dejan entrar en forma más drástica y rápida al aire por lo que esto puede ocasionar un choque térmico en las plantas.
Es muy recomendable mecanizar las ventilas del techo mediante un termostato para facilitar el manejo y evitar tener que dedicar personal a este cuidado directamente.
La temperatura, además la velocidad y dirección de los vientos determinan cuanto debe de abrirse las ventilas y de que lado del invernadero deben de colocarse o abrirse las ventilas.
En el otoño y primavera cuando la radiación y la temperatura se incrementan es necesario usar las ventilas del techo y las de las paredes. El aire extraído es influido por el área de ventilación, la extensión a la que están abiertas las ventilas, la velocidad del viento y la diferencia de temperaturas del interior con el exterior del invernadero.
Para que se de una efectiva ventilación es recomendable que el área de ventilas sea igual al 15 a 30 % del área del piso. La diferencia en las temperaturas internas y externas decrece cuando el área de ventila aumenta arriba de este 30%, menos de 10F por cada 1% de incremento en el área de ventilación hasta un máximo de 45 %.

El enfriamiento es mejorado cuando las ventilas de las paredes son incluidas en el área total de ventilación.
En regiones húmedas cuando la radiación solar y la temperatura son altas, es necesario circular 60 veces el volumen del aire del invernadero por hora para tener una diferencia de 60C entre las temperaturas internas y externas.
Ventilación con ventiladores

Con ventiladores con capacidades adecuadas las temperaturas pueden ser bajadas entre 3 y 6 0C más que con solo las ventilas abiertas
Para que se de un mayor enfriamiento se requiere de formas de evaporación de agua porque el aire entra forzado no se mezcla en forma eficiente con el aire del interior después de alcanzar a la planta.
El uso de este sistema puede solamente ser utilizado en determinadas épocas del año en las que las temperaturas del ambiente sean igual o más altas que las temperaturas optimas del desarrollo de las plantas. Por lo que es necesario ajustar el mecanismo de ventilación a la temperatura ambiente, a la energía radiante.
Los patrones de flujo de aire son uniformes a no ser que la entradas de aire sean relativamente grandes y estén distribuidas a lo largo de las paredes en las cuales están ubicadas.
El aire no fluye en forma uniforme directamente desde la entrada de los ventiladores. El patrón de flujo es determinado grandemente por la configuración de la entrada de aire, la forma del techo, y la resistencia que opone al fluido el cultivo.
En los invernaderos simples o de un solo techo en donde se tiene el alero como entrada de ventilación la dirección del fluido del aire sigue la forma del techo y llega hasta los ventiladores, además esto ocasiona una ligera circulación a través de todo el resto de la sección del invernadero.

En los invernaderos compuestos que son de varios techos que tienen varios surcos y varios lomos en los techos el aire fluye en la primera sección en forma semejante a los invernaderos simples pero el aire avanza de esta primera sección a la siguiente en donde se viene abajo en el piso y la intensidad del flujo se hace menor. la presencia de plantas retarda el flujo al espacio que se encuentra por encima de las plantas.
Cuando las dirección del flujo del aire es paralelo a las camas, hay una tendencia a que se aliente el flujo del aire al pasar por los pasillos, el aire al entrar por la ventila del techo se concentra en una corriente central que baja y se extiende a los lados siendo esto aprovechado por las plantas y para que se de este patrón de flujo es importante que se encuentren al final del invernadero, los ventiladores.
Sistema de pared húmeda y ventiladores

Este es otro de los sistemas en los que se emplean los ventiladores para mantener la temperatura fresca y consiste en poner en una pared del invernadero, una pared húmeda y en la pared opuesta ventiladores de extracción, esto hace que el aire entre al invernadero pasando por la pared húmeda entre sus orificios, saturándose el aire de humedad y al entrar al invernadero esta humedad atrapa el calor que se encuentra en el aire y se reduce la temperatura.
Los materiales con los cuales puede estar hecha esta pared húmeda pueden ser variados, pero, lo importante es que esta pared ofrezca una gran extensión de arrea húmeda. Otra forma de este sistema es poner los ventiladores extractores en el techo permitiéndonos tener en ambas paredes húmedas.
Otra forma de emplear ventiladores es en lugar de usar paredes húmedas, usar nebulizadores que se ponen en las paredes contrarias y en el techo se pone el ventilador extractor.
Otra manera es, en la parte superior, poner junto el nebulizador y el ventilador para que sea más uniforme la distribución de la humedad.
Sistema de ventilación apropiado

El método más común de ventilación es con ventilador de abanico de forma rectangular instalados a la altura del crecimiento de la planta en lo largo del invernadero, cada uno de los ventiladores instalados en un estructura cerca del centro del techo del invernadero provista de una pared húmeda por donde entre el aire y en el otro extremo por donde salga.
Dos o más ventiladores o dispositivos de caletas motorizadas son usadas para proveer el rango de ventilación deseada y permite el establecimiento del sistema como se recomienda en la tabla 12.1. El primer estado del ventilador y la pared húmeda se debe de colocar en lo más alto de la pared y adicionarle componentes lo más alto posible cerca de la superficie del final de la pared. El termostato debe ser empleado cerca del nivel de la altura de la planta y fuera del camino de trabajo o equipo y aproximadamente a la mitad de la longitud del invernadero.
Las conexiones eléctricas pueden estar conectadas en la primera línea de ventiladores y con sus correspondientes dispositivos de entrada, operando simultáneamente con el mismo motor. Y los ventiladores y contraventanas adicionales se operan secuencialmente cuando hay un incremento en la temperatura del aire de 1 a 2 0C (2 a 5  F).
Las ventilas de escape devén de hacer antitracción trasera, montadas hacia el exterior, las cuales deben abrir por presión del ventilador durante la operación y serrar ajustadamente cuando el ventilador no opere, previniendo la entrada o infiltración de aire por la parte de abajo.
Desde que el aire entra en la contraventana durante el invierno es frío pero estere aire es guardado en la porción superior de la cámara del invernadero hasta que es mezclado con el aire del invernadero.
Las perforaciones del plástico por arriba para poder circular el aire, también son usados para introducir aire y ventilar el invernadero. Cuando el aire entra a través de los escapes de los motores este haciende hacia arriba y debe ser mezclado antes de descender al nivel de la planta.


Ventilas de escape lateral

En alguna estructuras relativamente largas( Alrededor de 45 m o 150 pies ) es necesario ventilas laterales. Esta adaptación es usada cuando la longitud y otros factores hacen que se eleven las temperaturas excesivamente y se recomienda usa pared a un lado de lo largo del invernadero y la estructura se divide en y cada uno tendrá un individual control de ventilación.
El grupo de ventiladores pueden estar en el centro de un lado, aproximadamente en la sección transversal del área de entrada de aire. Las paredes húmedas deben de ser abiertas o cerradas en un correspondiente incremento de humedad relativa. Las paredes húmedas son operadas alternativamente con sus sucesivo sistemas de ventilación para mantener un balance del aire dentro de la estructura. La distribución de los elementos de ventilación depende de la región, de lo largo de la estructura y de su forma. En general se puede decir que el máximo esparcimiento de los ventiladores laterales deben de ser de 8 m.
Para muchas estructuras son más necesarios los ventiladores laterales. La introducción de ventilación de enfriamiento en la parte baja no es fácil en el invierno cuando estas abren existe un infiltración de aire frío en los días en que el aire corre en dirección a las ventilas lo que hace que se incrementen los costos por tener que tener ventilas en forma horizontal a la dirección de aire.
Ventilas de escape montados en el techo

Los sistemas de ventilación son usados cuando en los lados o frentes de las estructuras son usados por otros equipo y aditamentos. Estos equipos deben ser localizados en el centro de la estructura y ser montados se debe reducir la distancia entre los equipos.
El montado de los sistemas en el techo es difícil y costoso especialmente en zonas calientes, y/o previniendo la entrada de hielo en zonas glaciales; por lo tanto para su abertura es necesario la operación de motores más potentes. El uso de ventilas montadas al techo interfiere con la cubierta de plástico, un solución a este problema es hacer el hacer una sección permanente sobre la estructura bien localizada en forma vertical. Solo estos sistemas deben ser utilizados en extremas condiciones de entrada de aire.
Sistemas de ventilación presurizados

Los sistemas de ventilación presurizados consiste en colocar uno o más ventiladores en la parte alta de la entrada del invernadero con motores antireversa que evite la entrada de aire cuando no estén operando la velocidad de descarga del aire no debe estar en contacto directo con la planta.
La ventaja de este sistema es una continuidad y la provisión efectiva de la ventilación siempre cuidando que la puerta de ventilación este abierta o de lo contrario puede haber deterioro de la cubierta plástica.
Son usados para estructuras aproximadamente de TS a 20 m de longitud, el sistema esta asociado con motores antireversa que pueden ir montados en la estructura o en una estructura diferente y del lado opuesto tendrán que ir ventilas que permitan la salida del excedente del aire.

El termostato puede estar ubicado cerca del centro del invernaderos en la estructura muy cerca de la salida del aire.
La regulación de las condiciones se hace para que podamos trabajar adecuadamente. El evaporímetro lleno puede estar instalado en la parte exterior de la pared en una envoltura hermética atrás del ventilador; sin embargo esto no ha sido empleado y ya se ha probado. Un problema es el incremento de la temperatura por el calor que se encierra entre las paredes por la luminosidad del sol que queda atrapado. Otro problema es la distribución uniforme del aire fresco descargado por el ventilador. Esto sucede frecuentemente en lugares o sitios localizados en climas calorosos.
Para estas condiciones donde es necesario el enfriamiento y la ventilación por presión es necesaria la autónoma evaporación y la ventilación fresca por una descarga de aire dentro de la estructura es recomendable. Pueden ser instalados en el mismo lugar como se requiere para la generación de la presión del ventilador. Para un mejor control, la bomba del agua unida al enfriador se coloca en forma separada del motor del ventilador. La unión puede ser utilizada para dar ventilación con que haya enfriamiento del agua y entonces proveer de enfriamiento durante el tiempo más caliente, cuando es necesario.
sistema de ventilación natural

La ventilación natural del aire depende de la fuerza de flotamiento del aire caliente para levantarse o generar velocidad por presión y fuerzas causadas por el viento.
Como el aire es calentado por la energía solar u otra fuente que incide sobre el invernadero o estructura similar, el aire se expande y toma densidades bajas lo cual de lugar a que se eleve. La cresta del respiradero permite el escape del aire caliente y que sea reemplazado por el aire frío que entra a través del lado inferior de la ventana (respiradero o ventana).
El tamaño de las ventanas para cortinas o respiraderos es muy importante para la efectividad de la ventilación, esto si puede ser logrado.
Cuando existe una corriente de brisa o aire, la presión de la fuerza y la velocidad es mucho mayor que las fuerzas del aire flotante y calentado y es por eso que ocurre en forma más eficiente la ventilación en la Fig. 12.15 se presenta la fuerza de presión positiva y negativa que existe en una superficie construid e ilustra la importancia de los paredes y la posición de la cresta de las ventanas que orientan la dirección del viento. La presión negativa sobre la presión de sotavento del techo, la conducción del aire por las paredes de la construcción y, de vez en cuando la presión positiva del viento caliente genera entrada del aire.


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