Indicadores de conservación de energía y calefacción de invernadero, parte 2. Sistemas de calefacciónn

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Sistema de calefacción para invernadero

El calentamiento global es una preocupación creciente. Para los productores, una reducción en el uso de combustibles fósiles * puede ser una forma de minimizar su impacto en el medio ambiente. Puede resultar muy difícil en los meses de invierno mantener el invernadero a temperaturas ideales para las plantas, incluso durante el día.

Durante los meses de invierno, las estrategias para conservar energía pueden no ser suficientes para mantener la temperatura del aire dentro de un rango óptimo, por lo tanto, el uso de combustibles fósiles es necesario para calentar el ambiente de cultivo. Los criterios a considerar para su selección deben ser:

  • La rentabilidad de la inversión
  • Que la fuente de calor esté cerca de las plantas, apoyando toda el área de cultivo, mientras se mantienen temperaturas lo suficientemente altas como para promover el crecimiento activo de las plantas.
  • La seguridad de la fuente de combustible.

Tres de los sistemas de calefacción que pueden cumplir con los criterios anteriores son: sistemas de calefacción central, calentadores radiantes infrarrojos y unidades de calentador de aire forzado.

Tubería para un sistema de calefacción por suelo radiante

Tuberías para un sistema de calefacción por suelo radiante. Tenga en cuenta las tuberías en la base de la pared. Fuente:http://www.nexuscorp.com/equipment_hot_water_radiant_heat

Sistemas de calefacción central

Operación

  • El calor se transfiere de la tubería de agua caliente a un objeto; este tipo de transferencia de calor se denomina «calor radiante».
  • Este tipo de sistemas de calefacción utiliza una caldera para calentar agua o producir vapor.
  • Las calderas pueden quemar combustibles como gas natural, madera, carbón o fueloil.
  • Los sistemas de agua caliente son más eficientes que los sistemas de vapor.
  • Un subproducto de la caldera es CO2. Este gas se puede atrapar y enviar al invernadero para ayudar a las plantas en el proceso de fotosíntesis.
  • El agua tibia o el vapor deben transportarse en tuberías por todo el invernadero.
  • La temperatura del agua para los sistemas aéreos puede ser de hasta 200˚F (94˚C) mientras que el agua debajo de los bancos puede ser de hasta 104˚F (40˚C).
  • La calefacción por suelo radiante es otro método para calentar el invernadero con agua caliente. Con este método, las tuberías se colocan en el suelo debajo de una capa de hormigón, grava, arena o tierra. Los tubos de calefacción forman bucles que cubren toda la superficie del invernadero. La temperatura del agua puede alcanzar los 104˚F (40˚C).

Tipo de cultura

  • En los invernaderos dedicados a la producción de hortalizas, se colocan en el suelo dos conductos de agua caliente, paralelos a las filas y entre las filas. Estos tubos sirven para calentar el invernadero y parecen raíles de tren. Los carros se pueden usar en estos rieles para transportar productos, equipos de apoyo para las plantas de pulverización o equipos de apoyo para que las personas trabajen en las plantas.
  • Otra opción para la producción de vegetales es colocar tuberías de polietileno con agua tibia cerca de las plantas.

Tipo de invernadero

  • Las tuberías se pueden colocar alrededor del perímetro interior del invernadero en el caso de un invernadero de un solo vano. Para un invernadero conectado a una canaleta, se recomienda instalar tuberías cerca de las canaletas (para derretir el hielo) y / o debajo de los bancos de cultivo.

Notas

  • Este sistema se recomienda para grandes operaciones debido al alto costo de instalación y hardware.
  • La eficiencia puede ser mayor que la del uso de unidades de calefacción de aire forzado porque el invernadero se calienta de manera uniforme; hay poca necesidad de ventilación.
  • Estos sistemas requieren tiempo para alcanzar la temperatura deseada; del mismo modo, se necesitará un tiempo para disminuir la temperatura.

Los tubos de calefacción infrarrojos ubicados en el pico del invernadero irradian calor que calienta los objetos sólidos que se encuentran debajo.  Fuente: http://www.robertsgordon.com/agricultural ”

Los tubos de calefacción infrarrojos ubicados en el pico del invernadero irradian calor que calienta los objetos sólidos que se encuentran debajo. Fuente: http://www.robertsgordon.com/greenhouse-infrared-heating

Calentador radiante infrarrojo

Operación

  • El calor se transfiere de la fuente a un objeto. En el caso de un invernadero, el calor se transfiere desde la tubería infrarroja a la planta u otros objetos. En otras palabras, el aire no transferirá el calor y la temperatura del aire no aumentará ni afectará la temperatura de la planta.
  • Un tubo de infrarrojos o dos tubos (en forma de U) corren paralelos a la canaleta a lo largo del invernadero.
  • El sistema consta de un solo quemador o una serie de quemadores a lo largo de la tubería.
  • La fuente de combustible puede ser gas natural o propano.
  • Los calentadores infrarrojos de baja intensidad son más seguros de usar en un invernadero que los calentadores infrarrojos de alta intensidad, porque las tuberías se calientan hasta 1100˚F (594˚C); las tuberías de un calentador de infrarrojos de alta intensidad se pueden calentar hasta 1800˚F (982˚C).
  • La diferencia de calor irradiado al piso entre la fuente y el extremo de la tubería se puede minimizar aumentando la altura de la tubería.

Notas

  • Los tubos de aleta son más eficientes que los tubos desnudos; esto se debe al área de superficie de radiación mucho mayor de los tubos de aletas.
  • Este tipo de sistema de calefacción entrega calor de manera más eficiente cuando el calor se refleja en un ángulo de 90 ° (frente a las plantas), ya que puede cubrir toda la superficie del invernadero.

Sobrecalentamiento, sistemas de calefacción de aire forzado.  Fuente: Premier Tech Horticulture

Système de chauffage par air pulsé installé en hauteur. Fuente: Premier Tech

Unidades calefactoras de aire forzado

Tipos de calefacción por aire forzado

  • Hay dos tipos de calentadores de aire: calentadores con ventilación y calentadores sin ventilación. En el primer tipo, el calor de la combustión se transfiere al aire con el uso de un intercambiador de calor; los gases de escape de la combustión deben entregarse fuera del invernadero a través de un conducto de humos. El oxígeno para la combustión se obtiene del ambiente exterior. El segundo tipo utiliza oxígeno del interior del invernadero. Un inconveniente de este tipo de calentador es que los gases de la combustión permanecen dentro del invernadero. Todo el calor producido por el calentador se utiliza para calentar el aire.

Operación

  • Las fuentes de combustible utilizadas para los calentadores son: gas natural, gas LP, queroseno y fuel oil.
  • Los subproductos de la combustión son: vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, etileno, propileno y dióxido de azufre. Las plantas pueden utilizar el dióxido de carbono, hasta cierto punto.
  • Los calefactores se pueden montar en el techo o en el suelo.
  • Un invernadero puede tener una unidad o varias unidades; esto depende del diseño.
  • Un calentador y un tubo de polietileno elevado son suficientes para calentar un invernadero. Sin embargo, se pueden colocar tubos de polietileno de menor diámetro en el lateral de los bancos, debajo de las filas o entre las filas.
  • Este tipo de sistema requiere que los ventiladores muevan el aire del calentador de la fuente al lado opuesto del invernadero. Esto se puede lograr instalando tubos de polietileno. Un tubo corre paralelo a la longitud del invernadero y las hileras de cultivos. Se perforan orificios de ventilación a lo largo de su longitud, perpendiculares a la tubería, para distribuir el calor de manera uniforme a las plantas.
  • Es necesario instalar ventiladores HAF (Horizontal Air Flow) para mover el aire por todo el invernadero. Estos ventiladores ayudan con la circulación del aire; el aire estancado puede causar diferencias en la temperatura del aire, las plantas pueden crecer de manera desigual y el microambiente cálido y húmedo puede favorecer el desarrollo de enfermedades.
  • El calentador se puede encender y apagar dependiendo de los puntos de ajuste de temperatura en el termostato.

Notas

  • Este tipo de sistema de calefacción se recomienda para invernaderos pequeños.
  • El tiempo necesario para calentar el aire es relativamente bajo en comparación con los sistemas de calefacción central.
  • El calor transferido a las plantas es menos eficiente porque el aire debe calentarse primero para calentar las plantas (el calor se transfiere por convección). Por tanto, la temperatura de la planta no puede ser superior a la temperatura del aire.

Además de los métodos anteriores, un invernadero se puede calentar con el uso de agua caliente desperdiciada de las centrales eléctricas cercanas. Otra opción es el uso de calor geotérmico en el que se bombea agua caliente del suelo a la superficie para proporcionar calor al invernadero. Además, las minas profundas pueden proporcionar aire caliente a un invernadero.

Cualquiera que sea el método que elija para calentar su invernadero, es imperativo consultar a un ingeniero para modificar o actualizar el invernadero, porque el éxito de los diferentes sistemas de calefacción o las estrategias de conservación de energía dependerán de un buen diseño.

Para descubrir diferentes estrategias de conservación de energía y evitar una pérdida excesiva de calor según el tipo de invernadero y su ubicación, lea: Consejos para una conservación eficiente de la energía en un invernadero

* En este artículo, «combustible fósil» se refiere a gas natural, gas LP, carbón o fuel oil.

Para obtener más información, comuníquese con su representante de servicios para productores de Premier Tech.

BLOEPEEJLEY

Ed Bloodnick
Director de horticultura
Sureste de EE. UU.

JoAnn Peery
Especialista en horticultura
Centro de EE. UU., Centro de Canadá

Lance Lawson
Especialista en horticultura
Oeste de EE. UU., Oeste de Canadá

BUETPARSCHEJ

Troy Buechel
Especialista en horticultura
EE. UU.-Nordeste

Susan Parent
Especialista en horticultura
Canadá-Este, EE. UU.-Nueva Inglaterra

Jose Chen Lopez
Especialista en horticultura
México, América Latina y Sudamérica

PRO-MIX® es una marca registrada de PREMIER HORTICULTURE Ltd.

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