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MODIFICACIONES EN LAS ESTRUCTURAS E INSTALACIONES DE INVERNADEROS ORIENTADAS A LA REDUCCIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL (1ª parte)
Modifications of the greenhouses to reduce the environmental impact

1. Introducción
2. Modificaciones En Las Estructuras De Invernaderos
2.1 Uso Óptimo De La Luz.
2.1.1 Propiedades Ópticas De Los Materiales De Cubierta
2.1.2 Forma De Invernadero Y Transmisión De Luz

2.2 La Ventilación Natural Y Las Mallas Antiinsectos.
3. Innovaciones En Las Instalaciones
3.1. La Aplicación Del Riego
3.2. Sistemas De Calefacción Solar
4. Conclusiones Y Discusión
5. Bibliografía


 
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1. INTRODUCCIÓN

La reducción radical del uso de sustancias contaminantes, la economización de materias primas, la optimización del empleo de los recursos naturales y la disminución general del aporte de desechos al ambiente son pilares de apoyo del denominado desarrollo sostenible.
En el sistema almeriense de producción bajo invernadero (estructuras sencillas y económicas, muy discutibles en cuanto a su calidad técnica pero de éxito innegable en el sudeste español) existen riesgos potenciales de contaminación de diversa índole. Los posibles problemas ambientales pueden agruparse de la siguiente manera:

- Protección de cultivos: uso de productos químicos para el control de malas hierbas, plagas, enfermedades, cuajado de fruto y regulación de crecimiento. La aplicación de estos productos puede conducir a la contaminación de alimentos (toxicidad humana) del suelo y de los acuíferos (ecotoxicidad).

- Riego y fertilización. El agua es el recurso natural más escaso en aquellas zonas consideradas subdesérticas. La sobreexplotación de acuíferos puede producir la salinización de zonas extensas, y el aporte de minerales disueltos en el agua de riego excedentes (lixiviados) la nitrificación y toxicidad humana.

- Producción de materias de desecho, principalmente de materiales de cubiertas envejecidos (polietileno) y de residuos orgánicos.

- Consumo de energía: electricidad para el riego, transporte a mercados nacionales e internacionales y calefacción (testimonial en el caso de Almería). El problema asociado es el probable calentamiento global del planeta.




La importancia relativa de cada uno de estos grupos de impacto, su evaluación cualitativa y, sobre todo, su cuantificación, es una tarea pendiente. La preocupación medio ambiental es un tema relativamente reciente y no ha habido tiempo suficiente para la toma de datos ni para el desarrollo de metodologías de cuantificación. Falta perspectiva histórica para juzgar la gravedad de los problemas, lo que no es justificación en modo alguno para que tratemos de abordarlas con la mente clara.

Esta ponencia marco trata de aportar la visión del investigador en el campo de la tecnología de los invernaderos, y pretende dar una visión de futuro: cuáles son los materiales nuevos de cubierta que permiten aprovechar mejor el recurso natural de la luz, qué tecnologías hay para frenar la entrada de insectos en los invernaderos, cuál es la situación de la calefacción para energía solar, etc. El documento no es exhaustivo, pero se aporta con la esperanza de que pueda servir de materia de discusión y de apoyo para estudios posteriores más ambiciosos.

2. MODIFICACIONES EN LAS ESTRUCTURAS DE INVERNADEROS

2.1 Uso óptimo de la luz.

Durante años se ha repetido insistentemente que hay luz en exceso en la provincia de Almería. Sin embargo, los estudios científicos muestran que, al menos en los meses de invierno el aumento de la radiación solar en los invernaderos conduce al aumento de la cantidad y de la calidad de la producción (Lorenzo, 1994, Castilla y cols, 1994). La luz es por tanto un recurso natural que debe aprovecharse mejor.

La cantidad de luz que traspasa la cubierta depende básicamente de tres factores: la transmitancia del material de cubierta, la propia estructura y la forma del invernadero, pues según sea la pendiente del techo variará el ángulo con el que la radiación solar incide sobre el invernadero.

2.1.1 Propiedades ópticas de los materiales de cubierta

En la bibliografía especializada pueden encontrarse las características de la mayoría de los materiales utilizados como cubierta de invernadero (Robledo y Martín Vicente, 1981; Matallana y Montero, 1995). Además, otra ponencia marco de este Encuentro Medioambiental se ocupará de los ensayos de materiales plásticos. Por este motivo sólo se incluyen aquí algunas medidas muy recientes de muestras analizadas en laboratorio que pueden añadir alguna novedad sobre lo publicado anteriormente.

La Figura nº 1 compara dos materiales bajo el punto de vista de la transmisión de luz: el polietileno térmico y los nuevos materiales tricapa (EVA y PEBD). El ángulo de incidencia es el formado por la radiación solar con la perpendicular a la muestra, esto es, cuando el ángulo de incidencia es 0°. Después, conforme aumenta el ángulo de incidencia, la transmisión apenas centra hasta llegado a un valor próximo a 50°, valor a partir del cual la transmisión de luz cae abruptamente hasta hacerse nula para el ángulo de 90°. En ese punto la luz es reflejada en lugar de ser transmitida por el material.

Figura 1. Comparación de la transmisión de la luz en función del ángulo de incidencia para Polietileno térmico y un Tricapa.

La comparación de las dos curvas muestra que el plástico tricapa transmite más luz que el polietileno térmico (91% frente 86% para ángulo cero y 83% frente a 74% para el ángulo de incidencia de 50°). Las medidas de laboratorio indican que, en cuanto a transmisión de luz, hay materiales que superan al polietileno térmico. Naturalmente los resultados de laboratorio deben confirmarse con los medidas en campo y con los ensayos agronómicos. No se trata aquí de descalificar a un material que presta un servicio indudable a la horticultura de Almería, sino de señalar que hay otros productos que en principio, son mejores para el uso de la luz natural.
El uso de las mallas es cada vez más frecuente en la horticultura intensiva, tanto para reducir la entrada de insectos por las ventanas del invernadero como para frenar el viento en estructuras solo cubiertas con mallas.

La Figura nº 2 muestra la transmisión de luz de dos mallas de color blanco de distinta porosidad, ambas utilizadas como antiinsectos para detener la entrada de la mayoría de plagas (mosca blanca, pulgones, etc...). Las dos mallas tienen unos valores de transmisión luminosa muy aceptables, con lo que puede concluirse que el uso de estos materiales en invernaderos y estructuras de protección no constituye problema alguno en cuanto a la cantidad de luz que llegue al cultivo. Otro asunto a tener en cuenta es la reducción de la ventilación por el uso de las mallas antiinsectos, pero este punto se discutirá más adelante.

Figura 2. Transmisión de la luz para dos mallas de distinta porosidad segun el ángulo de incidencia.

2.1.2 Forma de invernadero y transmisión de luz

Hace algo más de diez años se inició en la Estación Experimental Las Palmerillas, de la Caja Rural de Almería, un proyecto de investigación por el que se trataba de lograr la estructura del invernadero de techo plano. Uno de los objetivos específicos del proyecto fue el de aumentar la transmisión de luz. De aquí partieron los primeros invernaderos de forma asimétrica en Almería, de los que pueden verse un número nada despreciable en el Campo de Dalias.
Una vez dado este primer paso la investigación continúa, (CIDA-Granada, IRTA-Cataluña y Caja Rural de Granada) porque la pendiente del techo de la mayoría de asimétricos en uso (cara dando al sur de 10-12° de inclinación y cara norte de 25° aproximadamente) es, en principio, mejorable en cuanto a la transmisión de luz.

La Figura 3 trata de ilustrar esta idea. Por medio de un programa de cálculo (Bot, 1983) es posible calcular la transmisión de luz de un invernadero desde el amanecer al anochecer, incluyendo en el cálculo el tipo de material de cubierta, la pendiente de la misma, el día del año y el tipo de estructura de soporte del techo. En la Figura 3 se compara la transmisión de un invernadero asimétrico (11-24° de pendiente) frente a otro simétrico de 30° de pendiente, orientado de manera que la línea de su cumbrera sigue la dirección Este-Oeste. El cálculo se refiere al día 21 de Diciembre, día en el que la elevación del sol es la mínima del año.

Figura 3. Comparación de la transmisión de radiación de un invernadero de cubierta simétrica y otro asimétrico.

Según los cálculos, un invernadero simétrico puede transmitir tanto o más luz que uno asimétrico. Naturalmente la Figura 3 es un ejercicio de cálculo. Sería necesaria una evaluación agronómica de la respuesta del cultivo bajo una u otra estructura, y una evaluación económica y funcional de ambos invernaderos.

Pero también existen los primeros datos de invernaderos "reales" que coinciden con los programas de simulación y muestran que la transmisión de luz y la respuesta del cultivo aumentan cuando la cara sur es la de mayor pendiente. La Tabla 1 compara un invernadero 11°/24° frente a otro 45°/27° (45° es la pendiente de la cara sur y 27° la de la cara norte). Los datos proceden de un ensayo realizado el invierno de 1996-1997 en Motril (Castilla y cols, 1997). Aunque son todavía resultados provisionales, la diferencia de rendimiento de un cultivo de pepino en cuanto a la cantidad y calidad es significativamente mayor en el invernadero de mayor pendiente. La transmisión de luz es también significativamente mayor en el invernadero de nuevo diseño (pendiente 45°/27°).

El ensayo continúa y es de esperar que a la terminación del proyecto de investigación se pueda definir cual es la forma del techo más conveniente, teniendo en cuenta la máxima transmisión de luz, el coste y las dificultades de construcción de las estructuras.

Tabla 1

Producción de pepino total, comercial y de primera calidad, en g/m2 para dos períodos agrícolas (1: del 6 de Diciembre al 27 de Enero; y 2: del 28 de Enero al 18 de Marzo) y al ciclo completo en ambos invernaderos asimétricos (11º/24º y 45º/27º). Los valores en cada columna son seguidos de las letras que indican diferencias significativas a P=0.01. La producción de primera calidad excluye los frutos de pepino por debajo de 400 g.

Producción Invernadero Período
1 2 Ciclo
Total 11º/24º
45º/27º
4.161 A
5.238 B
2.126 A
4.164 B
6.287 A
9.402 B
 
Comercial 11º/24º
45º/27º
3.994 A
5.074 B
1.331 A
2.943 B
5.325 A
8.017 B
 
Primera calidad 11º/24º
45º/27º
3.653 A
4.814 B
1.175 A
2.748 B
4.828 A
7.562 B
 



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