CAPÍTULO 3: ESTRUCTURAS, MATERIALES Y EQUIPOS DE PRODUCCIÓN

3.1 Invernaderos y túneles

3.1.1 Tipos de construcción de distintas áreas mediterráneas

En la región mediterránea la superficie total de invernaderos de plástico es muy superior a la de invernaderos de vidrio.

Los problemas principales de los invernaderos de esta región son:

- La temperatura invernal cae por debajo del mínimo biológico y por tanto hace necesario el uso de la calefacción durante tres meses.

- El exceso de temperaturas diurnas incluso en los meses de primavera. La ventilación insuficiente durante cuatro a seis meses.

- El alto nivel de humedad nocturna.

- Los vientos fuertes.

- La baja calidad del agua y la disponibilidad de la misma.

- La disminución de la concentración de anhídrido carbónico durante el día en los invernaderos cerrados.

Considerando únicamente los invernaderos cubiertos con plástico, cabe tener en cuenta los siguientes puntos:

- El diseño en la construcción del invernadero.

- La composición química y las propiedades de la película de cubierta.

- El sistema de sujeción del plástico.

- El tensado de la película sobre la estructura.

- La ventilación como parte de la estructura.

El diseño de la estructura puede ayudar a resolver los problemas mencionados antes. Así al eliminar la infiltración, se puede reducir el problema del descenso de la temperatura nocturna; la ventilación puede paliar el problema de las temperaturas excesivas diurnas, la forma del invernadero, los componentes, etc. pueden ser estudiados de manera que resistan bien el viento; los canales de recogida de agua pueden recoger el agua de la lluvia y conducirla a un embalse para disminuir los problemas de la escasez de agua.

Algunas de las estructuras actuales de invernaderos cubiertos con plástico tienen una serie de puntos negativos, entre los que cabe mencionar los siguientes:

- La erección de la estructura y el cambio de material de cubierta necesita grandes cantidades de mano de obra.

- La película pierde su tensión debido a la radiación solar y a la fricción con los elementos estructurales.

- El film tiende a "aletear" en la estructura debido a la acción del viento.

- La condensación de agua reduce la trasmisión de luz y causa goteo sobre el cultivo.

- La ventilación es inadecuada en los invernaderos multimodulares.

- La estructura del invernadero, especialmente si es de madera, tiene muchos elementos opacos que producen una pérdida de luminosidad.

Todo ello, lleva a la conclusión de que las estructuras actuales de invernaderos de cubierta plástica, tienen poca calidad y por tanto sería útil definir una lista de requerimientos mínimos.

Considerando los problemas y ventajas, los requerimientos de los invernaderos de cubierta plástica pueden definirse como sigue:

- Bajo costo de construcción y de mantenimiento.

- Resistencia máxima contra la acción del viento.

- Sistema de cambio de película simple y con baja necesidad de mano de obra.

- Elementos de sujeción de la película desconectables e integrados con la construcción.

- Eliminación del daño en la lámina debido a la acción del viento.

- Uso de elementos sencillos de tensión.

- Eliminación del contacto entre la lámina y la parte de la estructura que es calentada por la radiación solar, por consiguiente, posibilidad de cubrir la estructura ya sea con lámina o con plástico rígido.

- Ventilación efectiva.

- Construcción hermética.

- Eliminación de pérdidas por infiltración.

- Larga duración de la película si la ventilación en verano es suficientemente efectiva.

- Alta transmisividad de la película en el caso de que se use como doble cubierta.

- Alta transmisividad de la construcción.

- Eliminación del goteo procedente de la condensación por la elección de la adecuada pendiente del techo y tratamiento la lámina con los nuevos sistemas antigoteo.

- Suficiente altura de las paredes laterales.

- Escasez de elementos estructurales dentro del invernadero para permitir la mecanización del cultivo.

En el área mediterránea se encuentra una vasta gama de estructuras y de materiales de construcción, incluso bajo condiciones climáticas similares. Tal variedad muchas veces se debe únicamente a la tradición local. El precio del material es a menudo un factor decisivo y así la madera no es siempre más barata que el acero o que las tuberías de acero.

Es preciso desarrollar un tipo de construcción básica, que pueda hacerse con madera o con acero y que satisfaga la demanda impuesta por las condiciones climáticas de la región mediterránea. No son las tradiciones nacionales las que deben condicionar el diseño del invernadero, sino las condiciones climáticas.

El estudio de las estructuras de invernadero corrientemente en uso en la región mediterránea para la producción de hortalizas, puede ser de utilidad antes de tratar de describir el tipo adecuado de construcción.

Las formas que se utilizan más frecuentemente son: techos planos simétricos a dos aguas (a), techos planos asimétricos (b), arco redondeado (c), arco redondeado con paredes verticales (d), arco en punta con paredes laterales en pendiente (e), arco en punta con paredes verticales laterales (f).

Es más fácil tensar la película de plástico sobre los techos en forma curva, que sobre las superficies planas.

Fig. 10. Posibles formas de invernaderos.

En Portugal los invernaderos cubren una superficie aproximada de 2000 Has, de las cuales 1300 corresponden a la región del Algarve. En el Sur los agricultores prefieren el tipo de capilla simétrica a dos aguas hecho de madera barata. La más barata es el eucalipto, si no se le aplica ningún tipo de tratamiento conservante, esta madera tiene una duración máxima de 4 años. El techo está hecho de barras de madera separadas 50 cm. y la película pasa alternativamente por debajo y por encima de ellas.

Primero se ensamblan las barras inferiores, después se coloca el plástico sobre el marco y finalmente las barras superiores sirven para sujetar el conjunto. Por tanto la sujeción no requiere ningún tipo de clavos, lo cual es una ventaja para la duración de la película.

También se usa un sistema mixto de construcción, los pilares son de madera de pino tratada a presión y todos los otros elementos son de madera de eucalipto. Recientemente ha surgido un nuevo tipo que utiliza exclusivamente madera de pino tratada y se espera que su duración sea aproximadamente de 10 a 12 años.

Hasta hace muy poco los agricultores, preferían los invernaderos simples, con ventanas a lo largo de las paredes laterales. Este tipo ventila suficientemente bien. Sin embargo, hoy día parece que las preferencias se inclinan hacia las estructuras multimodulares, como resultado de su bajo precio. En este caso es necesario prestar especial atención a la ventilación, puesto que para que sea suficiente a través únicamente de ventanas laterales. Los invernaderos multimodulares no deben exceder la anchura de 20 a 25 m. (Véase apartado 3.1.2.).

Fig. 11. Estructura de madera, sur de Portugal.

La superficie cubierta con invernaderos de plástico, en la región de Almería al Sur de España, puede estimarse en una suma superior a las 40000 Has. La mayoría de las estructuras son de bajo costo. El tipo parral, tal y como se muestra en la figura 12, es sin duda una de las estructuras más frecuentes.

Fig. 12. Invernadero tipo "parral", Almería (España).

La estructura básica está hecha de postes de madera apoyados verticalmente en zapatas de cemento individuales y unidos unos a otros por medio de alambres de tensión que corren a lo largo de su parte superior. En el perímetro se sitúan pilares inclinados hacia afuera que dan estabilidad al conjunto. Los alambres de tensión también sirven como soportes de las dos redes de alambre entre las que se sitúa el filme a manera de un sandwich. La red inferior es de alambre (de 30 por 30 o de 20 por 40 cm. de separación) y la red superior puede ser de cuerda plástica (40 por 40 cm. de separación). Una vez se ha instalado el filme se sujetan las dos redes de alambre a los cables de tensión por medio de alambres pequeños que perforan la lámina y que es preciso cortarlos cuando se tiene que cambiar la película plástica.

El objetivo de poner la película de plástico entre las dos mallas, es para asegurar la estabilidad en esta región donde los vientos fuertes son muy frecuentes.

Para levantar estructuras de este tipo, es preciso contar con personas con la necesaria experiencia. Las mallas de alambre y la lámina deben instalarse con mucho cuidado, puesto que de otra manera todo el conjunto se movería por efecto del viento. Este tipo de construcción no satisface los requerimientos expresados anteriormente, puesto que el contacto entre la lámina y la red de alambre y también la posibilidad de perder la tensión hacen que el riesgo de dañar el plástico sea más que en otras formas de construcción. La pendiente del techo es o muy pequeña o prácticamente nula, puesto que este invernadero se ha desarrollado en relación con las condiciones de lluvia de la zona (sólo 200 mm./año). Cuando llueve, los agricultores cortan el plástico y el suelo cubierto con arena recibe la lluvia. Los agricultores prefieren la construcción en techo plano, debido al bajo costo de la misma. En aquellas regiones de mayor pluviometría, este tipo de construcción no puede utilizarse.

El tipo parral puede construirse también con postes de metal. El tamaño mínimo de los parrales de madera o de metal es de 2.000 m².

Estos invernaderos que tienen una anchura mínima de 30 a 40 m., ventilan únicamente a través de sus paredes laterales, de manera que la zona central sufre por falta de renovación de aire. (Véase apartado 3.1.2.).

El bajo costo es la única ventaja clara de este sistema, sin embargo para alcanzar producción más alta y de mejor calidad uno de los factores imprescindibles es mejorar la ventilación.

Francia tiene una superficie estimada de invernaderos de 8900 Has, de las que un tercio corresponde a cubierta de vidrio y el resto a cubierta de plástico. Túnez dedica 1300 Has al cultivo protegido en invernaderos, mientras que Argelia tiene una superficie de 3500 Has, Marruecos 11245 y Líbano 2000.

El invernadero individual de forma arqueada (Véase figura 13) es la estructura más popular en estos cinco países. Este tipo de invernadero ofrece suficiente estabilidad contra el viento, pero no puede ensamblarse con otras unidades para formar un invernadero multimodular. La ventilación se hace por medio de ventanas laterales o por medio de aperturas que se logran al separar distintos trozos del plástico de cubierta.

Fig. 13. Invernadero de arco simple circular, sur Francia, Túnez, Argelia, Marruecos y Líbano (ventilación a través de ventanas a y b).

Sin embargo ni un sistema ni el otro, ni la combinación de los dos es suficiente para que el invernadero ventile adecuadamente, de manera que están en fase de desarrollo, una serie de reformas para resolver este problema.

Una posibilidad es la de utilizar láminas plásticas de 6 m. de anchura, en combinación con otras láminas de 2 m. de ancho que puedan ponerse y quitarse. Ello conduce a una mejora considerable de la ventilación natural. El movimiento de la lámina estrecha para la apertura y cierre del invernadero se logra por medio de un mecanismo muy simple. Los dos bordes de la lámina móvil están fijadas a un cable de alambre en tres o cuatro sitios (1 o 2 en el techo y 1 en cada lateral), accionando manualmente el mecanismo se logra que ambos bordes de la lámina se sitúen en su zona central.

En Francia se ha desarrollado un nuevo tipo de invernadero con forma arqueada y ventilación a lo largo del techo, como en la figura 14. El invernadero tiene dos zonas en los laterales en los que la cubierta está fija y un mecanismo doble situado en la zona superior. La apertura y el cierre de las ventanas de techo se logra por un mecanismo de enrollamiento, que mueve un eje principal paralelo a la cumbrera que enrolla y desenrolla el filme. La ventaja de esta construcción es la gran superficie de ventana, aproximadamente del 35% de la superficie de suelo cubierta (Véase el apartado 3.1.2.). Este sistema no funciona bien en períodos lluviosos, ni en días cálidos para el cultivo de plantas que necesitan protección de la lluvia. El invernadero sólo puede construirse como unidad individual, no asociados con otros. La medida del clima y de la producción muestran resultados muy positivos, pero la cantidad de poleas, cables y otros mecanismos necesarios para hacer funcionar el sistema, hacen que el costo, la duración y el mantenimiento sean cuestionables.

Fig. 14. Invernadero de arco circular con ventilación cenital, Francia.

A mitad de camino entre los invernaderos individuales y los múltiples, las estructuras compuestas por dos módulos asociados, tienen su interés, tanto por su rendimiento en muchas regiones mediterráneas, como por su precio.

La superficie total de invernaderos en Italia es alrededor de 32000 Ha de las que 1500 están cubiertas con vidrio. Sicilia tiene alrededor de 12000 Has de invernaderos de plástico.

El invernadero siciliano más característico es del tipo de capilla a dos aguas, de techo plano con pilares rectangulares de cemento o redondos de madera (Figura 15). El techo es de madera y a menudo tiene una cubierta de película doble fijada a la estructura, tanto en el interior como en el exterior. La capa doble se utiliza con el objetivo de reducir las pérdidas de calor por la noche.

Fig. 15. Estructura de madera para cubierta de doble película, Sicilia (Italia).

En Salerno se utiliza el tipo de invernadero multimodular de forma arqueada y redondeada, con un marco de soporte muy ligero y con un sistema de tensión del filme por medio de cuerdas de nylon; esta construcción es muy barata y eficaz.

Grecia tiene más de 5000 Has de invernadero y solamente 188 de cubierta de vidrio. Aproximadamente 1570 Has están situadas en la isla de Creta, con cubiertas de plástico, siendo la mayoría de ellas estructuras muy simples de madera con ventilación únicamente en las paredes laterales. (Figura 16). Para sujetar el filme se utilizan listones de madera clavados en las barras estructurales, los invernaderos tienen una altura muy reducida y el clima dentro de las estructuras multimodulares no es adecuado. No se usa ningún tipo de cimentación, sino que se cava un molde de 70 cm. de profundidad en el suelo y ahí se depositan los postes. Estas estructuras son relativamente resistentes a las fuerzas eólicas.

Fig. 16. Estructura de madera, Creta.

Otro tipo de construcción frecuente en Creta, combina el acero y la madera (Fig. 17). Las correas son de madera, mientras los elementos principales de soporte son de acero.

Fig. 17. Combinación de tubos de acero y madera, Creta.

En el Norte de Grecia se usa una construcción similar (Fig. 18). Para sujetar el plástico del techo se enrolla éste en dos tubos y de esta manera no es necesario el uso de ningún tipo de clavos. Se necesitan dos tubos por cada metro cuadrado, en el Norte de Grecia el tubo de acero es relativamente económico.

Fig. 18. Construcción del norte de Grecia con dos tubos paralelos en el techo.

En esta región los invernaderos suelen tener un sistema automático de ventilación en los laterales, también se prefieren invernaderos individuales debido a las relativamente frecuentes nevadas, los módulos tienen una anchura de 10 a 11 m., lo que permite una ventilación eficiente.

En Chipre la mayoría de los invernaderos están localizados en la región SE. de Paralimni y en la SO. de Pagos. En esta área, predomina la estructura de madera de escasa altura, similar al tipo cretense de Ierapetra (Fig. 16). Alrededor del 67% de los invernaderos son de este tipo. Pero la madera está subiendo de precio y los agricultores poco a poco van cambiándose a las estructuras de metal. A largo plazo, será más barato construir invernaderos metálicos.

En la región de Paralimni se hayan dos tipos similares de estructuras, únicamente diferenciadas por la presencia o ausencia de canal de recogida de pluviales (Figura 19). Los pilares se colocan en hoyos de 75 cm. de profundidad, en el suelo sin ningún tipo de cimentación, tan sólo se coloca una piedra en la zona inferior, para impedir los hundimientos.

Fig. 19. Construcción de acero con elementos prefabricados en techo, Chipre.

Cuando el invernadero no tiene canalón se clava el plástico en una pequeña viga de madera que está fijada en la zona superior de los pilares. En el segundo tipo de estructura el canalón está formado por un perfil redondeado al cual va unida una tubería de acero que sirve para sujetar el plástico. Las estructuras prefabricadas de techo redondeado, compuestas de tubos de acero, son de 6,1 m. de longitud y van atornilladas a los canalones. Este tipo presenta una serie de ventajas que incluye el bajo costo, la facilidad de montaje y la elevada altura de las paredes laterales (lo cual permite a los agricultores el utilizar maquinaria dentro del invernadero) y la posibilidad de colectar el agua de lluvia.

La figura 20, muestra otro tipo de construcción con tubería de acero recientemente desarrollado en Chipre. Este tipo permite el uso de láminas simples y dobles.

Fig. 20. Construcción de tubo de acero, Chipre.

La mayoría de los nuevos invernaderos están equipados con canalones que colectan el agua de lluvia para su uso posterior en el riego. El agua se almacena en embalses cavados en el terreno y cubiertos por material plástico negro para hacerlos impermeables.

En el Instituto de Investigación Agrícola de Nicosia en Chipre, se ha desarrollado un invernadero con canalones y techo de forma arqueada y terminado en punta, tal invernadero permite el uso de cubiertas simples y dobles con cámara de aire, (fig. 21).

Fig. 21. Invernadero con arcos apuntados, Chipre.

Turquía tiene alrededor de 23.000 Has de invernadero de las cuales son 1.400 de vidrio. Al comienzo del desarrollo del invernadero de plástico se usaban estructuras con marco de madera, pero ésta subió de precio y esto dio pie al uso de estructuras con tubo de acero. Estos invernaderos son de 3 o 4 m. de ancho y alrededor de 2 m. de alto, tienen únicamente ventilación lateral y no usan ningún tipo de ventilación cenital o de techo. Recientemente se han empezado a utilizar otras construcciones de mayor volumen de aire.

Las figuras 22 y 23 muestran dos modelos que son de especial interés. Ambos han sido desarrollados en el Sur de Turquía y el techo es de forma redondeada. Son muy eficaces y su precio es relativamente bajo.

Los precios actuales en Turquía son de unos 12 US$/m² el invernadero de polietileno, unos 53 US$/m² el de policarbonato y de 46 US$/m² el de cristal.

Fig. 22. y 23. Invernaderos de estructura ligera construidos en el sur de Turquía.

Israel dedica alrededor de 4700 Has de tierra al cultivo bajo invernadero. La mayoría de sus estructuras tienen cubierta de plástico. Aparte de los modelos sencillos con forma de capilla a dos aguas, se han desarrollado una serie de construcciones interesantes. La figura 24 muestra un techo asimétrico que tiene barras de fibra de vidrio para el tensado de la película plástica.

Fig. 24. Estructura en diente de sierra, Israel.

El modelo en capilla de la figura 25 permite el uso de plásticos rígidos, como el policarbonato, o de película con lámina simple o doble con cámara de aire. La película se tensa en el punto más alto de la estructura por medio de una barra dentada.

Fig. 25. Estructura de techo inclinado con tensor cenital, Israel.

Muchos invernaderos israelitas, tienen el complemento de una especie de corredor apoyado en las paredes laterales. Las cercas y las barras de la construcción de acero con canalón de pluviales y paredes laterales en pendiente, tienen un diseño especial (Véase la figura 26). Para tensar el filme se usan cuerdas de plástico sujetas sobre las barras estructurales.

Fig. 26. Construcción de acero, Israel.

El tipo tienda es otro modelo constructivo (Fig. 27), con tubos de acero que se cruzan y que pueden ser elevados para tensar el filme.

Muchos invernaderos en Israel tienen tubos de un diámetro relativamente grande (tres pulgadas o más) la razón es que los tubos de diámetro superior a las tres pulgadas no pagan impuestos.

Fig. 27. Construcción con sistema de fijación con tubos de acero cruzados, Israel.

La tabla 11 incluye algunos costes de las estructuras y de las cubiertas de polietileno simple de una serie de invernaderos. Los costes son en dólares y m², considerando superficies de 1.000 m² e incluyendo la cimentación.

Tabla 11. Costos de invernadero con cubierta simple en diferentes países (precios en $ USA por m² de suelo con cubierta de PE y con cimentación, $2002).

Considerando las desventajas mencionadas antes y los ejemplos de invernaderos de plástico de los distintos países, se pueden resumir los requisitos que tienen que satisfacer los distintos tipos de invernadero y se pueden clasificar en función de los materiales que utilizan.

En todo tipo de construcción

- Los invernaderos multimodulares ventilados sólo a través de los frontales y de los laterales, no deben exceder la anchura de 20 a 25 m, para que la ventilación sea eficaz.

- En los invernaderos con cubierta plástica, la ventilación lateral es la más barata. La ventilación del techo es más cara y la combinación de ambas aumenta la eficacia ventiladora.

- La altura de la estructura tiene que estar limitada en las regiones barridas por el viento.

- Debe reducirse la altura de la estructura en aquellas regiones castigadas por el viento. Por otra parte, si las paredes verticales son suficientemente altas, se puede utilizar maquinaria dentro del invernadero y también la superficie de ventilación se ve aumentada.

- En aquellas regiones donde nieva, únicamente deben construirse invernaderos individuales.

- Es interesante que la estructura permita colocar películas dobles como material de cubierta.

- Deben usarse los canalones para recoger el agua de lluvia. El costo de las canales se recupera en un período corto de tiempo y además el canal puede formar parte de los elementos resistentes de la construcción. La lámina debe sujetarse con facilidad a la canalón. (Véase el apartado 3.1.4).

La estructura de madera

Los modelos en forma de capilla simétrica a dos aguas, hechos con madera tratada son de utilidad en la agricultura mediterránea. La madera debe estar tratada pero con productos que no sean fitotóxicos.

- La preparación consiste en tratar a presión la madera con productos químicos especiales, como sulfato de cobre o bórax. Una vez seca la madera se deja en la solución química dos o tres días. Los pilares también pueden sufrir un tratamiento superficial.

- No deben utilizarse clavos para sujetar el plástico. El método portugués también usado en el Sur de Francia, de fijar las barras de madera alternativamente una por encima y otra por debajo del plástico, es barato y eficaz. Otra alternativa más costosa es la de usar piezas especiales de sujeción.

Tipo mixto de madera y de tubos de acero

Para el caso de los invernaderos con cubierta plástica, es preferible usar los techos curvados, porque logran tensar la lámina con mayor facilidad.

- Los invernaderos mixtos de techo curvo suelen tener los pilares de madera y el techo construído por tuberías de acero, como los utilizados en Grecia. (Fig. 17 y 18).

Construcción en acero

Si el invernadero es de acero es más fácil construir el techo en forma redondeada o en arco apuntado más que en forma de capilla (por ejemplo el tipo descrito en la figura 20).

- Debe evitarse en lo posible el contacto de la película con los elementos estructurales calentados por la radiación solar y para ello se pueden pintar las tuberías de blanco o cubrirlas con material aislante.

La figura 28 muestra una propuesta de construcción de un invernadero económico. Este tipo de construcción ha sido objeto de investigación y de puesta en práctica durante los últimos años. El invernadero tiene las siguientes características:

- La construcción está dividida en dos partes independientes: la base o elemento de soporte y la construcción del techo.

- Se puede utilizar tanto la madera como el acero para los soportes y para el techo.

- Un invernadero multimodular no debe exceder la anchura de 20 a 25 m., para asegurar que la ventilación a través de los laterales y frontales sea suficiente. Cada modulo individual debe tener entre 5 y 8 m. de ancho, por tanto la combinación de tres o seis módulos da una anchura total inferior a los 30 m. El único factor que limita la anchura de los módulos individuales es la eficacia de la ventilación. Debe dejarse un espacio comprendido entre 1,5 y 2 m. entre invernaderos.

Fig. 28. Propuesta de invernadero con construcción básica separada para combinar con diferentes tipos de techos.

- El elemento base de esta construcción es que quede estabilizada como una tienda de campaña por medio de cables o barras de tensión, en cada lateral del invernadero los cables de tensión conectan los canales de recogida de pluviales con la cimentación del siguiente invernadero. De esta manera los pilares de las caras laterales son los únicos elementos que trabajan a compresión y como resultado son los únicos que necesitan cimentación profunda. Los pilares interiores descansan en cimentaciones ligeras. Los canales están sujetados a la base superior de los pilares a lo largo de sus ejes longitudinales y los pilares están interconectados lateralmente por medio de cables o barras de acero. Los canales y las barras o cables únicamente soportan esfuerzos de tensión y como consecuencia la construcción básica queda muy simplificada, es relativamente económica y soporta la fuerza del viento; los elementos de construcción quedan reducidos en comparación con los usados en otras estructuras y la transmisividad de la luz es mejor.

- En los laterales se construye el mecanismo de ventilación dejando espacio entre dos invernaderos consecutivos, de manera que tal espacio cumple una función doble: el de la ventilación y el del tensado de la construcción.

- Los canales se utilizan para recoger el agua de lluvia y también sirven para sujetar la película plástica. El recolectar el agua de lluvia es necesario para reducir las carencias de agua.

- La construcción del techo independiente, puede hacerse con tubos de acero o con madera tal y como muestra la figura 28. Así se pueden escoger los materiales más baratos y el tipo de construcción que satisface las demandas del constructor y del agricultor. En general puede decirse que la forma redondeada o arqueada es mejor para tensar el filme que la forma plana.

Los elementos del techo deben ser capaces de resistir la acción eólica. La película doble con cámara de aire inflada ofrece la mayor resistencia al esfuerzo del viento. La presión entre los dos plásticos debe ser entre 40 y 60 pascales, (esto es de 4 a 6 mm. de agua).

Dimensiones de la estructura: altura entre 2 y 3 m.

Distancia entre cercos 3 m.

Anchura del módulo entre 5 y 8 m.

Anchura máxima del invernadero multimodular de 20 a 25 m.

Distancia entre dos unidades 1,5 a 2 m.

Instrucciones de ensamblaje: Puesto que los pilares interiores sólo soportan tensión, es suficiente que tengan una zapata de cemento de 10 a 20 cm. de espesor. Ya sean los pilares de acero o de madera deben estar conectados a las zapatas en la manera que muestra la figura 29.

Fig. 29. Cimentación de tubo de acero en zapata de hormigón.

A lo largo de su eje lateral, los pilares están interconectados en su parte superior por medio de barras de acero de 12 mm. de diámetro.

En las paredes laterales las barras de acero, van en pendiente uniendo la canal con la cimentación del siguiente invernadero y tienen un diámetro de 16 mm. Estas cimentaciones deben ser de 60 a 70 cm. de profundidad.

Los canales están sujetos a la parte superior de los pilares a lo largo del eje longitudinal.

Tanto la madera como el acero son materiales válidos para la construcción del techo y por consiguiente la elección se hará en función de los precios locales.

La estructura del techo se apoya en la construcción de base y se sujeta a la misma en los pilares o en los canales.

La película se sujeta a los canales (por ejemplo por medio de sistemas de sujeción integrados como los mostrados en las figuras 19 y 20).

El invernadero ventila a través de las ventanas de los laterales y de los frontales, ya que la construcción de ventanas en el techo aumenta los costos.

Tal tipo de invernadero tiene una serie de ventajas y puede ayudar a mejorar la producción de cultivos en la región mediterránea. También es una construcción adaptable a las distintas condiciones locales.

Fig. 30. Ilustración de invernadero cretense (esquematizado en figura 16).

3.1.2 La ventilación como parte de la construcción

La ventilación de un invernadero es un intercambio de aire entre la atmósfera interior y exterior y cumple las siguientes funciones:

El intercambio de Oxígeno y CO2.

El control de temperaturas (la eliminación del exceso de calor).

El control de la humedad.

Para que el crecimiento del cultivo sea óptimo es muy importante que la ventilación sea suficiente, especialmente en el caso de que la temperatura exterior sea muy alta, la radiación global sea alta y la humedad interna del invernadero sea alta. La ventilación es especialmente importante en el caso de que el invernadero sea multimodular.

Es preciso distinguir entre: Ventilación natural, libre o estática a través de las aperturas en los laterales, techo o frontales.

La ventilación forzada por medio de extractores o ventilación dinámica.

Las unidades para la medida de la ventilación son:

- El intercambio de aire en relación al volumen del invernadero.

Indice de intercambio de aire Z=V/V_G (3-1-2-1)

(con este índice no se pueden comparar los distintos invernaderos)

- El intercambio de aire con relación al suelo del invernadero

Tasa de ventilación V_a = V/Ag (3-1-2-2)

Si se conoce la altura media del invernadero H, se pueden relacionar estos dos índices.

V_A = H x Z (3-1-2-3)

Por medio de balances de energía se puede calcular la tasa de ventilación necesaria para mantener una cierta diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del invernadero. La figura 31 muestra la relación entre salto térmico y la tasa de ventilación de un invernadero con cubierta simple y una radiación solar global de 700 W/m².

Las curvas incluídas en la figura son las siguientes:

A) Transpiración media.

B) Sin transpiración.

C) Transpiración alta.

Se comprueba según la figura que es preciso tener una tasa de ventilación de 170 m³/m² h, para mantener un salto térmico de 4º C.

Para el caso de un invernadero que tenga una altura máxima de 4 m en cumbrera y alturas de laterales de 2,5 m, la altura media del invernadero es de 3,25 m.

Fig. 31. Diferencia de temperaturas interior - exterior en invernadero.

Por consiguiente la tasa de intercambio de aire es Z= 170/3,25 = 52,3 renovaciones por hora.

Esto quiere decir que el volumen del invernadero debe ser renovado 52,3 veces a la hora.

Para tener ventilación suficiente deben alcanzarse los siguientes valores:

Intercambio de aire (Z> 50 renovaciones por hora).

Tasa de ventilación Va> 150 m³/m² x h

3.1.2.1 Ventilación natural o estática

Las ventanas individuales construídas en el techo son muy sencillas pero de limitada eficacia. La ventilación continua en el techo es mejor. Este sistema permite una ventilación relativamente eficaz en estructuras multimodulares, pero en el caso de los invernaderos de plástico su costo puede ser excesivo dentro del conjunto de costos totales.

Fig. 32. Diferentes sistemas de ventilación natural.

La ventilación a través de las paredes laterales y de los frontales son las más frecuentemente usadas en los invernaderos de plástico. La ventilación del frontal se logra a través de ventanas individuales (C) o de las puertas (D). Para ventilar a través de los laterales, es mejor abrir toda su superficie. En ambos extremos próximos a los frontales es preciso dejar de 1,5 a 2 m de superficie cubierta con plástico fijo de manera que se asegure la hermeticidad del invernadero y la rigidez de la estructura.

La ventilación puede lograrse, ya sea dejando caer el plástico hasta la superficie del suelo por medio de cables o cuerdas (E) o enrollando el plástico hacia arriba hasta el canalón (F), en este segundo caso las faldas quedan más expuestas directamente al aire seco o frío y así el efecto "borde" tiene más importancia. Las paredes laterales rectas son más apropiadas para la ventilación.

Para que se produzca la ventilación natural debe generarse una diferencia de presión, entre el aire exterior e interior, esa diferencia puede estar creada por efecto del viento o por gradiente térmico. La mejor manera de lograr tal diferencia de presión, es la de hacer aperturas en ambos laterales y a lo largo de la cumbrera del invernadero.

La ventilación libre es únicamente suficiente en aquellos lugares y en aquellas ocasiones, en los que la velocidad del viento es suficientemente alta.

En los invernaderos las hileras de cultivos, deben correr paralelamente a la dirección de los vientos dominantes, de manera que así se aumenta el número de cambios de aire por hora.

En algunas regiones y durante algunos períodos del año, los horticultores deben enfrentarse al serio problema de los ataques de áfidos, mosca blanca y trips. Algunos productores protegen sus invernaderos cubriendo las aperturas con redes de poro fino. Estos métodos son únicamente útiles cuando la reducción de la ventilación y por tanto el aumento de temperatura dentro del invernadero, causa menos problemas que los parásitos y las enfermedades que la pantalla o red trata de detener. Para compensar la pérdida de tasa de ventilación debida a la malla, es necesario aumentar la superficie de ventilación en el grado máximo posible.

La ventilación lateral sigue siendo la más económica. La manera más fácil de abrir las ventanas, ya sea manual o automáticamente es la de desenrollar la película hacia arriba en un tubo. Se han desarrollado una serie de mecanismos automáticos que están disponibles en el mercado para su uso.

Con frecuencia las ventanas de los laterales no son perfectamente estancas en los bordes y por tanto se mueven cuando sopla el viento independientemente de que estén abiertas o cerradas. Una solución parcial a este problema, se logra dejando un trozo fijo de un par de metros en cada extremo del invernadero, de manera que el plástico de la ventana enrollable, se superpone a la parte fija. La figura 33 muestra un tipo de ventana lateral que puede utilizarse en los invernaderos de cubierta plástica inflada. Las paredes tienen un sistema de ventilación por enrollamiento, un tubo de hierro a lo largo de toda la longitud del invernadero puede enrollar las dos láminas de plástico, de manera que al enrollarlas, hace salir el aire incluído entre las dos, a través de una válvula de auto apertura. Puesto que solamente el exceso de aire es el que sale por la válvula, la película permanece inflada y la estabilidad contra el viento mejora.

Cada vez con mayor frecuencia se tiende a dotar los invernaderos de ventanas en el techo, que se combinan o no con otras laterales. Esto aumenta la tasa de intercambio de aire y mejora la calidad del clima del invernadero.

Fig. 33. Enrollamiento lateral en invernadero de doble película inflada de PE.

Los invernaderos individuales se ventilan de una manera natural, simplemente separando una parte de la película de las otras (A) o a través de ventanas (B). Si se utiliza el sistema A y se considera la anchura del invernadero y de las láminas de plástico, la tasa de ventilación nunca alcanza el 15 o el 20 % (y según la fórmula 3.1.2. se recomienda del 20 al 25 %).

Fig. 34. Ventilación lateral en invernadero arqueado.

La figura 35 muestra el prototipo francés. El sistema de enrollamiento acoplado a la parte superior del invernadero asegura que la ventilación sea suficiente, pero necesita una gran cantidad de cables para su operación. Quizás se pudiera adaptar tal sistema a los laterales y se mejorarían las operaciones de movimiento.

Fig. 35. Ventilación cenital por enrollamiento de plástico sobre los arcos.

En el caso de invernaderos individuales o multimodulares con ventilación lateral, se logra la máxima renovación cuando las ventanas están en ángulo recto a la dirección predominante del viento, mientras que en el caso de estructuras multicelulares agrupadas con espacios entre dos bloques, los laterales deben ser paralelos a la dirección del viento.

Para tener ventilación suficiente, la superficie total de la ventana debe ser del 15 al 25 % de la superficie del suelo. Si la ventilación es únicamente a través de los laterales y frontales debe limitarse la anchura máxima del invernadero.

Si la ventana tiene la misma longitud que el invernadero, la anchura del invernadero puede estimarse por:

Por ejemplo si se desea una superficie de ventana del 15 % y se dispone de una ventana a todo lo largo del invernadero en ambos laterales de 1,5 mts de ancho, la anchura del invernadero será:

Si la anchura de las ventanas laterales es de 1 m en los dos lados, la anchura del invernadero será de 13,3 m.

Si los invernaderos tienen cubierta de vidrio o de plásticos rígidos, se recomienda que tengan ventanas en ambos laterales y en la zona superior del techo.

La superficie total de la ventana puede ser del 15 al 25 % de la superficie del suelo. Para el caso de invernaderos individuales la superficie de ventanas laterales debe ser igual a la superficie de ventanas en el techo Las ventanas del techo deben tener su bisagra en su zona superior y deben tener una apertura continua a lo largo de toda la longitud del invernadero. Estas ventanas deben formar un ángulo de 60 grados con el techo, cuando están totalmente abiertas.

3.1.2.2 Ventilación forzada

La ventilación forzada por medio de ventiladores o extractores, es el medio más efectivo de ventilar un invernadero, pero tiene el inconveniente de consumir electricidad. El principio de la ventilación forzada es crear un flujo de aire dentro de la estructura: los ventiladores situados en un extremo del invernadero, extraen el aire y las ventanas situadas en el lado opuesto lo dejan entrar.

Merece la pena mencionar los siguientes puntos:

- Los ventiladores deben extraer el aire del invernadero. Los extractores mejoran la distribución de temperatura y evitan cualquier daño por sobrepresión interior.

- La separación entre dos extractores sucesivos situados en el mismo extremo del invernadero, no deben exceder la distancia de 8 a 10 m.

- Los ventiladores deben dar el volumen adecuado a una presión estática de 30 pascales (3 mm de agua).

- Siempre que sea posible, los ventiladores se situarán en la cara del invernadero opuesta a la dirección predominante del viento.

- Debe guardarse una distancia de al menos 1,5 veces el diámetro del ventilador, entre el extractor y cualquier tipo de obstrucción.

- La apertura de entrada situada en la cara opuesta al lugar en que están los ventiladores, debe ser de al menos de 1,25 veces la superficie de los ventiladores.

- La velocidad del aire de entrada no debe ser demasiado alta.

- Las ventanas deben accionarse automáticamente y ser totalmente estancas, cuando los ventiladores eléctricos no están funcionando.

La figura 36 muestra los principios de la ventilación forzada,con un sistema muy simple de cierre automático del aire de entrada.

En la figura 36 también se esquematiza otro tipo de apertura de cierre automático, que tiene la ventaja de que el flujo de aire no ataca directamente al cultivo.

Fig. 36. Ventilación forzada desde el frontal del invernadero (para invernadero de arco y cubierta simple).

La potencia eléctrica de los ventiladores puede calcularse si se multiplica la capacidad de aire necesaria por la pérdida de presión en el invernadero y se divide por el rendimiento del ventilador.

Si se usa la tasa de ventilación por metro cuadrado de invernadero, se obtiene la potencia eléctrica por metro cuadrado (por ejemplo P= V_A x P/n_v) (3-1-2-6)

Siendo:

Va =Tasa de ventilación (m³/m² x h); P= pérdida de presión en pascales (newton/m²) y n_v = rendimiento del ventilador.

Con una pérdida de presión de 30 pascales (3 mm de agua), una capacidad de ventilación de:

(figura 31) y un rendimiento del ventilador del 70% se puede calcular la potencia eléctrica por:

Durante el tiempo de operación, el consumo eléctrico es de dos watios por metro cuadrado de suelo de invernadero. En otras palabras si el sistema trabaja 9 horas por día, se consume alrededor de 18 Wh/m² y día, por tanto un invernadero de 1000 m², consume alrededor de 18 KW de electricidad por día, siempre y cuando los ventiladores trabajen un período de nueve horas durante cada día.

El volumen de aire que mueven los ventiladores es V_f= V_A x A_G en m³ por hora. Con una tasa de ventilación de Va=170 m³ /m² hora y una superficie de invernadero A_G = 1.000 m², el volumen de aire es Vc= 170.000 m³ por hora.

Si cada ventilador tiene una capacidad de 25.000 m³ por hora, sería necesario instalar 7 ventiladores, para este invernadero de 1.000 m².

3.1.3 Materiales de cubierta

3.1.3.1 Descripción de los materiales

Hoy día la gran mayoría de los invernaderos del Mediterráneo, tienen cubierta de película de polietileno. Las películas hechas a partir de otras resinas como el cloruro de polivinilo, el poliester, etc, son raras excepciones. Los materiales rígidos como el vidrio o los plásticos en doble pared o en plancha celular, que están formadas por dos láminas paralelas, unidas a intervalos regulares por otras pequeñas láminas perpendiculares a las mismas, tienen mucho interés en los países del Norte, pero son demasiado caros puesto que su vida no excede los 7 o 10 años y además, necesitan estructuras muy fuertes y sistemas de sujeción muy sofisticados, pero en pequeña escala van introduciéndose en la horticultura mediterránea, debido a sus mejores aptitudes para el control climático.

A. Películas de polietileno

Como se ha dicho anteriormente el material básico para la mayoría de las películas de plástico utilizadas en la zona Mediterránea como material de cubiertas de invernaderos y abrigos, es el polietileno. Mediante el uso de aditivos añadidos a la resina básica de polietileno, se puede aumentar la duración del filme, modificar su transparencia a la radiación visible a la infrarroja corta, a la radiación solar y cambiar sus calidades de absorción y reflexión del infrarrojo largo. Por consiguiente es de interés para el horticultor el conocer la naturaleza de los aditivos que se utilizan durante la extrusión de la lámina, aditivos que son diferentes en cada proceso de fabricación.

A.1 Polietileno de baja densidad (LDPE)

Existen dos calidades diferentes de polietileno de baja densidad, el radicular y el lineal. El polietileno radicular se obtiene por polimerización a alta presión y a alta temperatura, mientras que en el polietileno lineal la presión y la temperatura son muy inferiores. Las películas de polietileno lineal tienen mejor resistencia mecánica pero son más elásticas (elongación reversible) y por consiguiente la producción de películas de gran anchura es difícil. De aquí la dificultad de utilizar tal película como cubierta de polietileno en su estado puro. Sin embargo se puede usar una mezcla que contenga del 20 al 30 % de polietileno lineal. Para el caso de túneles pequeños el polietileno lineal de 80 a 120 micras produce mejor resultado debido a su resistencia mecánica muy superior a la del polietileno radicular de 120 a 150 micras de espesor.

La vida útil de la lámina, no sólo depende de las substancias estabilizadoras (absorbedor del ultravioleta) sino también de la calidad de la resina, caracterizada por el índice de fluidez o índice de fusión (N.I.). El bajo índice de fluidez entre 0,3 y 0,7, que es el resultado de la polimerización de alto grado obtenida a alta temperatura y alta presión, permite la extrusión de la película llamada dos estrellas, con buenas propiedades mecánicas.

Si se añaden estabilizadores de buena calidad especialmente absorbentes del ultravioleta, la duración de tales películas puede ser muy larga. En las condiciones del Mediterráneo Norte cabe esperar que la duración sea de 4 años, mientras que más al Sur no exceden de 3 años. En la mayoría de los casos, la duración es más corta debido a que el índice de fluidez de la resina y/o la cantidad del estabilizador o la calidad del mismo, presenta algunas deficiencias. El uso de distintos estabilizadores en el polietileno para obtener películas de larga duración, reduce la transparencia a la radiación solar, pero aumenta la absorción del infrarrojo largo y por tanto estas películas logran que las temperaturas nocturnas sean más altas y mejoran los resultados agronómicos. Con el objetivo de obtener películas de alta transparencia y larga duración, se ha experimentado una nueva generación de estabilizadores (HALS) pero desgraciadamente reaccionan con algunos fungicidas que contengan sulfuros.

A.2 Polietilenos con acetato de vinilo (E.V.A.)

La resina básica de polietileno es enriquecida con acetato de vinilo, (AV) cuya propiedad es aumentar la absorción del infrarrojo largo sin reducir su transparencia al ultravioleta, a la radiación visible y al infrarrojo corto solar. Como contrapartida esta transparencia inicial superior a la radiación solar que tiene el E.V.A., va desapareciendo poco a poco debido a que retiene el polvo con mayor facilidad que las otras películas de polietileno, especialmente en climas con baja pluviometría.

Conforme aumenta el contenido de acetato de vinilo en la película, aumenta la cantidad de infrarrojo largo absorbido (efecto invernadero generado por la película), la absorción total del infrarrojo largo no puede lograrse ya que existe un límite superior en el contenido del acetato de vinilo, que si se excede produciría la degradación de las propiedades mecánicas de la película debido al progresivo descenso del punto de reblandecimiento, (tracciones cuando la película se extiende sobre el invernadero) y cuando se produce el sobrecalentamiento en el contacto del plástico y la estructura. Hoy día el contenido en AV rara vez excede el 14 %. El índice superior de contenido en AV es hoy día el 18 % para evitar problemas de deslizamiento, concentración a la que no se logra la absorción total del infrarrojo largo.

Fig. 37. Transmitancia al infrarrojo largo de polietileno normal (PE), PE de larga vida (LVPE) y EVA de alta y baja concentración de vinil-acetato. Densidad espectral de cuerpo negro (300ºK).

El AV tiene una absorción específica del infrarrojo largo. Los rayos absorbidos difieren de los rayos absorbidos por otras substancias añadidas a la resina básica. (Véase el apartado A.3.) e influyen de una manera diferencial el balance térmico del invernadero. En consecuencia el AV y otras cargas térmicas no son intercambiables cuando se utilizan para reducir la transmisión del infrarrojo largo.

Los absorbentes de UV tienden a aumentar la vida del E.V.A. pero la duración puede disminuir si el contenido en AV de la resina es muy alto: Si el E.V.A. es muy rico en AV ha de ser menos resistente a la carga anti UV.

A.3 Polietileno infrarrojo (IRPE o PE modificado)

En este caso la resina básica PE es enriquecida con silicato de aluminio o de magnesio. El efecto térmico de la película es obvio pero el uso extensivo de tales cargas térmicas tiene sus inconvenientes. Por ejemplo las impurezas del silicato de aluminio aceleran el acortamiento de la vida de la lámina.

Fig. 38. Transmitancia al infrarrojo largo de polietileno normal (PE) y dos tipos de polietileno modificado (IRPE) diferentes.

Con la excepción de añadir AV, no puede obtenerse ningún material que combine alta opacidad al infrarrojo largo, excelente trasmisión de la radiación solar y buenas propiedades mecánicas. Los productores de plásticos, tienen que limitar los niveles de concentración de la carga IR, para no reducir la duración y la transparencia de la lámina. Generalmente el contenido no debe superar el 5% (máximo el 8). Si se comparan las figuras 37 y 38, se puede comprobar que las cargas AV y térmicas, absorben respectivamente y de un modo selectivo ciertas zonas del espectro del infrarrojo largo.

A.4 Polietilenos térmicos (EVA con aditivos)

Si se toman separadamente las cargas de AV o de IR, ninguna de ellas ofrecen una solución satisfactoria al problema de creación de película de larga vida de polietileno, que absorban totalmente el IR largo. Esto ha llevado a la creación de una nueva generación de películas de PE, que de acuerdo con sus inventores debe tener las ventajas combinadas de los EVA y los IRPE y evitar sus inconvenientes. Algunas de las películas llamadas térmicas, absorben más radiación IR que los IRPE y los EVA.

Estas películas se derivan de las resinas de LDPE enriquecidas simultáneamente, con una cantidad óptima de AV y de cargas térmicas. Los resultados alcanzados recientemente, en la práctica por estas películas parecen muy prometedores y es lógico pensar que esta línea de desarrollo, sea la mejor por el momento.

Fig. 39. Transmitancia monocromática al infrarrojo largo de polietileno de larga vida (LVPE), polietileno térmico (PET) y polietileno modificado (IRPE).

Es de interés hacer notar que dos tipos diferentes de polietilenos térmicos pueden mostrar curvas de absorción diferentes y consecuentemente tendrán muy distinto comportamiento hortícola, en relación con la naturaleza de las cargas térmicas y la cantidad de las cargas AV que contengan.

Puntualizaciones: Los polietilenos con cargas, presentan a menudo unas propiedades mecánicas inferiores a las del LDPE normal. Su uso como materiales de invernadero, puede representar algunas dificultades o su duración, una vez tensados sobre la estructura del invernadero, puede quedar reducida.

Por consiguiente si se consideran dos láminas, una de polietileno normal y otra de polietileno cargado, formando una capa doble aislante, es mejor instalarla de manera que el polietileno térmico, quede dentro de la cara interior, ya que de esta manera el material más frágil queda protegido.

Hoy día las películas multicapas parecen tener un gran futuro. Se obtienen por coextrusión y combinan todas las cualidades requeridas, por ejemplo la resistencia mecánica, la resistencia a la elongación, la duración, la antiadherencia del polvo del polietileno ordinario y el efecto térmico y la transmisión de la luz del EVA

Conclusiones: El horticultor debe recibir, si lo solicita la máxima información acerca del contenido químico y los componentes básicos de la lámina que pretende comprar; la respuesta del cultivo está sin duda ligada al tipo de película que se utilice: polietileno ordinario, ya sea de larga duración o no, EVA, PEIR o PE térmico (a menos de que las condiciones climáticas causen que se adhiera gran cantidad de gotas de condensación de una manera permanente).

Por otra parte los materiales que tengan una trasmitancia al infrarrojo medio equivalente, pueden tener un efecto muy distinto en los balances térmicos bajo los abrigos (el coeficiente K). Así los datos fotométricos obtenidos por los métodos clásicos, tienen que ser interpretados para explicar tales diferencias.

B. Películas que no son de polietileno

En el mercado existen otras películas, que se usan comercialmente, siendo el más antiguo el PVC o cloruro de polivinilo, sin olvidar el fluoruro de polivinilo o PVF o PF, el tereftalato de polietileno y una gama de poliésteres. También existe una gama de nuevos materiales que intentan invadir el mercado, como el poliuretano y poliestirenos,... y que se caracterizan ya sea por su base química original, por su resistencia mecánica, por su alta trasmitancia a la radiación solar, por su duración mejorada o por su baja trasmisión dentro del rango del infrarrojo largo.

Estos materiales no son frecuentes en la región mediterránea, pero algunos de ellos van ganando peso específico.

Las características de trasmitancia de la radiación visible y el infrarrojo solar de estos materiales, no difieren fundamentalmente de uno a otro. Rara vez se informa de su composición química, razón por la que el usuario sólo tiene la opción de confiar en el productor y aceptar los valores de trasmitancia al infrarrojo largo que él le propone.

Sería de gran interés el contar con una etiqueta de calidad mediterránea, de manera que el horticultor se evitaría muchas dificultades.

Puesto que estos materiales difieren muy poco, bajo el punto de vista de la trasmisión a la radiación solar, su interés práctico como materiales de cubiertas de invernaderos, será determinado fundamentalmente por su duración, su absorción o reflexión del infrarrojo largo y sus propiedades mecánicas. Es preciso puntualizar que una serie de materiales, que podían ser excelentes en su uso hortícola, no tienen aplicación práctica puesto que sólo se producen en forma de películas estrechas.

Existen dos materiales muy diferentes a los polietilenos clásicos, que llevan tiempo en el mercado pero que ahora pueden ganar importancia y son: el fluoruro de polivinilo conocido como tedlar y un poliester comercializado bajo nombre de terpano que es un tereftalato de polietileno. Si sus precios fueran competitivos ganarían su parcela de mercado puesto que tienen entre otras ventajas unas características fotométricas excelentes. Sin embargo, este estudio se limitará al cloruro de polivinilo o PVC, que es un producto muy conocido en las regiones mediterráneas, a pesar de que no se utiliza con frecuencia.

Fig. 40. Transmitancia monocromática al infrarrojo largo de polifluoruro, Poliester y Cloruro de polivinilo -(PVC).

B.1 Cloruro de polivinilo (PVC)

Al contrario que el polietileno, no tiene naturaleza flexible y se utiliza para manufacturar tuberías rígidas. Para tener cloruro de polivinilo plastificado es preciso añadir aditivos plastificadores y así es posible producir una película, por prensado con rodillos, con una anchura limitada a 2 m o por extrusión e inflado, con una anchura máxima de 6,5 m.

La migración de los plastificantes puede ser causa de que la película envejezca más o menos rápidamente. En la región mediterránea las películas de PVC, entre 50 y 80 micras se utilizan principalmente para cubrir túneles bajos, pero en Japón se utiliza este material como cubiertas de invernadero con estructuras especialmente diseñadas. A veces se utilizan películas de PVC reforzado, para cubrir superficies de cierta complejidad, como son las partes más altas de los frontales, debido a que es muy fácil soldarlos.

Textiles

En los últimos años los materiales textiles han alcanzado una extensión espectacular en Agricultura.

Los geotextiles en su formas variadas, por ejemplo anudados, tramados o sellados, por medio de calor con el polietileno o con el polipropileno, se han utilizado durante muchos años en la agricultura, para el drenaje, el empaquetado, el uso de pantallas térmicas y mallas de sombreo para invernaderos y también como cubiertas de los cultivos sin ningún tipo de estructura de soporte.

Estos tipos de geotextiles se llaman ahora agrotextiles, para su uso hortícola, se manufacturan principalmente por el principio de rotación directa y termosoldado. Algunas poliamidas PA y poliesteres también entran en la fabricación de los agrotextiles.

Los agrotextiles son muy ligeros, finos y flexibles. Generalmente son homogéneos y tienen una alta porosidad, no localizada como en el caso de películas perforadas, sino distribuidas entre medias de los espacios comprendidos entre sus fibras. Esta combinación de propiedades permite que estos materiales se utilicen para el semiforzado, puesto que ofrecen todas las características de resistencia mecánica, permeabilidad a los fluidos y radiación, que debe tener una pantalla térmica para crear el efecto invernadero.

Se han efectuado una serie de medidas entre 2 y 50 micras del infrarrojo y de 0,2 y 0.7 micras para el espectro visible y ultravioleta. En conjunto las cubiertas agrotextiles trasmiten la radiación solar a un alto nivel (especialmente el polipropileno y algunas PA entre el 80 y el 90 % y bloquean efectivamente el infrarrojo, de manera que producen un buen efecto invernadero (20 a 30 % de trasmisión).

De acuerdo con los autores los agrotextiles tienen un futuro muy esperanzador.

C. Materiales rígidos de cubiertas

Hasta ahora se han usado muy poco los materiales rígidos como cubiertas de invernaderos en la vertiente mediterránea, pero poco a poco, su interés va creciendo en las regiones normediterránea.

Estos materiales se fabrican en forma de plancha celular o paredes dobles y en paredes simples. Indudablemente las planchas celulares causan cierta reducción de la trasmisión de luz, pero la absorción del infrarrojo largo es generalmente muy buena, como en el caso de los policarbonatos o incluso completa como en el caso del vidrio, poliester y polimetacrilatos.

C.1 Vidrio

Todo el mundo conoce el vidrio de ventana y el vidrio difusor, también llamado catedral, ambos productos se derivan del mismo material básico, pero difieren en aspecto. El primero es el denominado vidrio hortícola VH., durante los últimos años se ha estudiado en profundidad el comportamiento de los dos materiales, como cubierta de invernadero existiendo diversidad de opiniones sobre los dos tipos de vidrio que absorben completamente la radiación infrarroja y tienen buena trasmitancia a la radiación solar, producen sin duda el denominado efecto invernadero.

También se comercializan otras clases de vidrio. El vidrio denominado de baja emisividad (VH+) parece que responde bien en el clima mediterráneo con cielos claros y vientos moderados. Aceptando el costo mínimo adicional, que supone el tratamiento de la superficie de este vidrio, sus propiedades aislantes son muy parecidas a las del vidrio doble, con la ventaja clara de que es mucho más económico y más ligero.

La capa que le da al VH+ sus propiedades de emisividad, puede orientarse tanto hacia el exterior como hacia el interior del invernadero.(Denominaciones VH+ 1 1 y VH+ 1 2). El comportamiento del VH positivo en cuanto su conductividad térmica no es el mismo en los dos casos, (véase la figura 43).

En las zonas más frías de la vertiente mediterránea, el vidrio sobretodo si es de baja emisividad, es el mejor material para cubrir invernaderos dedicados al cultivo de plantas ornamentales. Sin embargo las estadísticas muestran, que su uso es excepcional, en esas latitudes.

C.2 Poliester reforzado

Estos poliesteres generalmente reforzados con fibra de vidrio forman un grupo de materiales polimorfos de difícil caracterización. Son el resultado de la acción de los ácidos sobre alcoholes polivalentes. Pero los ácidos y los alcoholes que pueden generar productos válidos, ocupan una lista larga que combinada con la variedad de fibras de refuerzo, explican la gran variedad de productos con un rango amplio de propiedades hortícolas.

Para que el poliester sea un material adecuado como cubierta de invernadero, es imprescindible que trasmita al menos el 80% de la luz solar (frente al 60 o al 65% de trasmisión del poliester dedicado a la construcción). También cabe exigirles que no pierdan más del 20% de su trasmisión solar global, cuando se usan durante un período de 10 años (los productores deben pedir una garantía de duración de diez años). Para que el poliester reúna estas características es preciso usar resinas de alto nivel y protecciones superficiales de primera calidad: gel de cubierta acrílico o fluoruro de polivinilo o tereftalato de etileno.

Su futuro en el área mediterránea pudiera mejorar si los precios fueran competitivos y sobretodo, si las estructuras de soporte pudieran ser más ligeras que las utilizadas para el vidrio y su estabilidad con el tiempo pudiera mejorar. Estos materiales se usan en España más que en otros países.

Para mejorar el balance térmico de los invernaderos con cubiertas de poliester, es preferible utilizar placas de superficie plana en lugar de las arrugadas, que tienen una superficie de intercambio más grande. Sin embargo esta elección implica el uso de estructuras de soporte más rígidas, ya que el material plano necesita soportes más fuertes y distribuídos con mayor regularidad.

C.3 Paredes dobles

Existen una amplia variedad de materiales en forma de pared doble. Algunos de ellos son estancos al aire y al agua (los que utilizan vidrio) y otros no lo son (los que utilizan materiales sintéticos). Las paredes dobles tienen propiedades aislantes que decrecen de una manera notable con la pérdida de la estanqueidad de aire.

Las paredes dobles aumentan las temperaturas mínimas nocturnas, factor muy favorable en climas áridos, pero también aumentan y a menudo en mayor proporción, las temperaturas máximas diurnas que pueden ser perjudiciales en el mismo clima.

C.3.1 Materiales de pared doble de vidrio

A pesar de que se usan corrientemente en los climas continentales nórdicos, estos materiales que son perfectamente estancos y consecuentemente muy caros, no son útiles en la región mediterránea.

C.3.2 Materiales de pared doble de plástico

Estos materiales tienen en su interior espacios abiertos formados por dos láminas rígidas de plástico, unidas a intervalos regulares por otras láminas del mismo material perpendiculares, que forman canales de varias secciones. En Alemania se utilizan plásticos de paredes dobles con un material producido a partir del polimetil metacrilato PMMA y que allí se denominan (SDP). También se pueden utilizar otras resinas que producen un material de aspecto similar, pero que presentan propiedades fotométricas y térmicas bien diferenciadas (policarbonato PC y polipropileno PP).

A pesar de los resultados positivos de la experimentación con el PMMA en Kuwait entre otros países, estos materiales no están en condición de competir a corto plazo con los descritos anteriormente en la región mediterránea.

C.3.3 Paredes dobles hechas con películas de plástico

Las paredes dobles de película plástica, principalmente polietileno, se usan en la región mediterránea con el objetivo de producir hortalizas y plantas durante todo el año.

Los propios horticultores han improvisado una pared doble al diseñar un sistema, que permite fijar una segunda película a corta distancia de la primera. También han inventado un sistema para fijar una película trasparente en un plano horizontal, a una distancia aproximada de 1 m. de la cumbrera del túnel. La película se enrolla a lo largo de las paredes laterales y actúan como una pantalla térmica, cuando se sitúa en su posición durante la noche y se recoge durante el día.

Los constructores de invernadero también han desarrollado un sistema de pared doble, en los que se mantienen la distancia entre las dos películas por medio de la tensión ejercida en ellos por el inflado por aire.

Más adelante se dará más información en relación con las paredes dobles de plástico.

Fig. 41. Dos tipos diferentes de invernaderos de cristal, Antalia (Turquía).

Fig. 41. Dos tipos diferentes de invernaderos de cristal, Antalia (Turquía).

3.1.3.2 Propiedades de los materiales de cubierta

En este apartado se discutirán los principales aspectos de las propiedades fotométricas y térmicas de los materiales más comúnmente utilizados en la vertiente mediterránea, sin precisar todas las características individuales físicas o mecánicas de todos los materiales.

En el campo de la radiación solar, puesto que la mayoría de los materiales son completamente transparentes o ligeramente coloreados, sus propiedades radiométricas varían muy poco con la longitud de onda. En consecuencia sus propiedades respecto a la luz visible e infrarrojo corto, la radiación solar total y la radiación PAR, esto es la radiación fotosintéticamente activa, difieren solamente en un pequeño porcentaje.

En cuanto al infrarrojo largo, se prefieren aquellos materiales que lo absorben y el espectro de los filmes difieren apreciablemente de uno a otro. Véase las figuras 38 y 41. Estos datos monocromáticos, que por cierto son fáciles de establecer sólo dan una apreciación cualitativa del problema. Es preciso hacer un esfuerzo para derivar valores cuantitativos a partir de estos datos monocromáticos, por la incidencia que tienen sobre el resultado agronómico.

Los métodos de cuantificación son diferentes según los distintos autores. En consecuencia existen grandes diferencias en los resultados cuantitativos que se encuentran en la bibliografía especializada y además la mayoría de las publicaciones no especifican la naturaleza química exacta de los materiales. (Véase apartado 3.1.3.1.)

Las distintas tablas de propiedades de materiales proponen rangos amplios para cada material y son por consiguiente poco útiles. Más adelante se dará el valor de k el coeficiente de conductividad térmica de distintos materiales. Los valores listados se obtuvieron por el método descrito más adelante. Véase nota a pie de página. Los valores de k de cada material se derivan de sus propiedades fotométricas bajo condiciones ambientales perfectamente definidas (temperaturas dentro y fuera del invernadero, nubosidad, velocidad del viento,...).

Notas de los autores

Parece inútil presentar aquí, tablas más o menos completas que precisen los valores de transmisión y reflexión en el rango visible, en la radiación solar total y en el infrarrojo largo del número de materiales de cubierta. De hecho los valores variaran no sólo con las condiciones de manufacturación de los materiales, su espesor, su limpieza, su edad,..., sino también con la naturaleza química cuantitativa y cualitativa de los mismos materiales y de sus aditivos (apartado 3.1 y 3.1A)

Al lector le sería absolutamente imposible encontrar en el mercado uno sólo de los materiales descritos en tales tablas. Los objetivos de los documentos mostrados mas adelante son:

- Dirigir la atención del lector al vasto número de materiales existentes en el mercado.

- Recomendarle que obtenga del suministrador la información precisa en relación con la naturaleza química del material incluyendo el contenido de sus aditivos.

- Recomendarle que el suministrador le informe del nombre del laboratorio que ha determinado las propiedades fotométricas y térmicas y los resultados completos de las determinaciones.

- El comparar las características económicas y técnicas de los materiales considerados.

A. Factor medio de transmisividad de los materiales de cubierta

La figura 42 da algunos valores generales de trasmitancia a la radiación solar y al infrarrojo largo de un conjunto de materiales.

Fig. 42. Factor medio de transmitancia para radiación solar (T_s), fotosintética (T_par) y al infrarrojo largo (T_lR).

De la figura se pueden extraer las siguientes conclusiones:

- Todos los materiales de pared simple para cubierta de invernadero, tienen prácticamente la misma trasparencia a la radiación solar total, pues sus valores están comprendidos en un rango de variación del 5 % (del 92 al 87 %).

- Solamente los materiales especiales VH+ (vidrio de baja emisividad) y vidrios de pared doble que trasmiten entre el 78 y el 72 %, presentan una reducción apreciable del factor de trasmisión de la radiación solar total. La pared doble de PMMA es particularmente transparente. En el caso del vidrio doble, la capa baja de emisividad supone una reducción en la trasmisión (72 al 66%).

- Algunos polietilenos tienen una ligera coloración. En el caso de que tal coloración fuera detectable en el espectro de trasmisión, su efecto puede despreciarse, puesto que únicamente reduce del 2 al 3 % de algunas longitudes de onda de la radiación visible.

- En relación con los factores de trasmisión de los materiales en el infrarrojo largo puede observarse, que las películas sobretodo las de polietileno sin carga, son generalmente trasparentes y que la placa de polipropileno de 4 mm de espesor PP4, no se diferencia básicamente de estos filmes. Los otros materiales absorben casi todo el infrarrojo largo.

- El factor de trasmisión de la luz difusa, es más bajo que el de la radiación total solar.

Los materiales son siempre menos trasparentes bajo un cielo nublado que bajo un cielo claro. Se da el caso de que la radiación solar recibida bajo un cielo cubierto, es menor que la medida bajo un cielo claro y además que los materiales reaccionan trasmitiendo menos radiación en el caso de cielo cubierto y por tanto la perdida de luz es consecuentemente " doble".

B. Conductividad térmica. Coeficiente k

El coeficiente k que a primera vista parece un índice relativamente simple, no es fácil de determinar ni de usar. Para determinar el valor de k, es preciso tener en cuenta una serie de parámetros: La temperatura de los espacios intersiderales, la temperatura fuera y dentro del invernadero, la velocidad del viento,... Estos parámetros hacen que sean imposibles de comparar los valores propuestos por distintos autores. Además como algunos de los materiales de cubierta, son sólo parcialmente opacos a la radiación infrarroja larga, k no puede determinarse matemáticamente, a menos que se consideren con precisión, todos los términos del balance de energía y esto no es una tarea fácil. Finalmente debe recordarse que el valor k de un material, determinado matemáticamente o en laboratorio, bajo condiciones precisas y estáticas, no se corresponde exactamente con el valor k de un invernadero, donde el tamaño, la orientación, la hermeticidad....y las condiciones ambientales, dinámicas y cambiantes alteran el valor de k.

B.1 Valores normalizados de k

Si se fijan una serie de parámetros, como la verticalidad de la pared, la velocidad del viento en 4 m por segundo, la temperatura radiante exterior (unida a la temperatura ambiental) de menos 28ºC, la temperatura del aire exterior de 0ºC y la temperatura interior de 20ºC, es posible establecer un valor de k, de una serie de materiales de cubierta, (véase la figura 43).

Fig. 43. Coeficientes de transmisión de energía por convección y radiación a través de diferentes materiales (escala derecha). Cantidades de calor transmitidas ( escala izquierda).

La figura muestra que:

- Las pérdidas de calor del polietileno son muy superiores a las del vidrio (en las condiciones teóricas utilizadas en la figura 43; 9 frente a 6,1 W/m²K°).

- En la práctica debe tenerse en cuenta que un invernadero cubierto con lámina de polietileno es generalmente más estanco al aire que un invernadero de vidrio.

- El valor de k del invernadero de polietileno es más bajo, que el mostrado en la figura como resultado de los cálculos teóricos, en los que se supone que las construcciones son estancas al aire. En el caso de pared doble (de 20 a 50 mm de aire seco, el poder aislante del polietileno es inferior al del vidrio en pared simple (6,4 frente a 6,1 W/m²K°).

- Las diferencias se explican por la relación entre la trasmisión de calor por convección-conducción y la trasmisión de calor por radiación: La cantidad de energía trasmitida directamente por radiación, es prácticamente la misma cuando el polietileno es sencillo o es doble, (180 W/m² frente a 159). Pero la energía trasmitida por conducción- convección se reduce por tres, debido a la cámara de aire existente entre las dos láminas de la pared doble (34 frente a 90 W/m²). La pared doble de polietileno puede ser de gran interés en las regiones donde las pérdidas de energía son del tipo convectivas -conductivas pero es menos efectiva contra las pérdidas por energía radiactiva.

La película de polietileno modificado y de PVC trasmiten menos energía por convección-conducción que el vidrio. Sus valores de k son próximos al valor k del vidrio, puesto que su trasparencia al infrarrojo largo es más débil:

El valor de k de las paredes dobles compuestas por un polietileno ordinario y otra lámina de polietileno mejorado, es próxima al valor k de la pared doble, compuesta de vidrio y polietileno, ya que la trasmisión del infrarrojo largo del polietileno reforzado es débil.

Nota de los autores

Debe tenerse en cuenta que estos valores sirven únicamente como indicación. De hecho la k que ayuda mejor a establecer el balance térmico, es la del invernadero determinada in situ, durante un período de tiempo acompañado de los cambios normales de las condiciones climáticas. No obstante bajo otras condiciones climáticas, la clasificación de materiales expuesta aquí no sufre cambio. Los únicos parámetros que varían son los valores absolutos de k.

B.2 Variación de k en función de las condiciones externas

Si cambian alguna de las condiciones que se usaron para calcular k se observa:

- El efecto del viento es similar en todos los materiales ya sean de pared simple o doble: k aumenta en gran medida cuando el viento pasa de 0 a 4 m/s, pero no sufre cambios mayores si la velocidad del viento aumenta. Como es obvio las paredes dobles son menos sensibles que las sencillas.

Fig. 44. Influencia de la velocidad del viento en el factor global de transmisión de calor "K" de diversos materiales.

- Bajo cielo cubierto las temperaturas radiantes del cielo y del aire son prácticamente las mismas. Ello reduce las pérdidas de calor a través del material hacia los espacios intersiderales y por tanto k disminuye (comparado con el caso de cielo despejado). En otras palabras k es máximo cuando el cielo está despejado y la temperatura externa es probable que sea también baja.

- De un modo similar, la cubierta de polietileno es la menos favorable en los climas fríos; en los climas templados con cielos cubiertos, el valor k del polietileno ordinario es más próximo al del vidrio.

- La presencia de una capa fina de agua en la cara interna de un material, (polietileno) reduce en gran manera su k: la capa de agua absorbe el infrarrojo largo de una manera total, de modo que la k del polietileno con condensación, es prácticamente la misma que la del vidrio. Las ventajas del polietileno IR o del térmico, disminuyen en estas condiciones en comparación con el PE normal. Ante este hecho surge una duda: ¿debe usarse un polietileno antigoteo como material de invernadero, del tipo que trasforma las gotas de condensación de agua esparcidas en la superficie, en una película continua que absorbe el infrarrojo, o es mejor utilizar polietilenos modificados?. En la región mediterránea y en las zonas semiáridas, las películas con carga tienen mayor interés, puesto que actúan sobre un período de tiempo superior y bajo condiciones en las que el k de un polietileno antigoteo sería alto. Cada caso requiere un estudio específico.

- No se observa ninguna relación entre el espesor del material de cubierta y su coeficiente k. Por tanto, es inútil utilizar películas más gruesas con el objetivo de reducir las pérdidas de calor. El espesor del material debe determinarse, en función de la resistencia mecánica necesaria y de la duración esperada de la cubierta.

Nota de los autores

Debe recordarse que cada factor climático tiene una influencia específica en el valor de un material dado, los valores calculados para un invernadero durante un período de tiempo determinado sufren menos variaciones. Lo que prueba una mayor estabilidad. Sin embargo la clasificación no sufre cambios.

Fig. 45. Influencia del espesor y naturaleza del gas comprendido entre dos paredes de una doble cubierta en "K".

B.3 K para invernaderos con doble pared de plástico

Cuando dos películas de plástico se asocian correctamente, es decir, cuando las distancias que las separan son entre 5 y 15 cm y la cámara de aire es estanca, la relación entre los k calculados anteriormente para una pared vertical y los k de un invernadero es satisfactoria. K es siempre más baja, en los sistemas más sofisticados.

Por ejemplo en el caso de los invernaderos inflados.

La reducción de la luz debida a la presencia de la segunda película de polietileno, no debe despreciarse incluso en el clima mediterráneo (Ver 4.2.1.), la pérdida de luz se agrava cuando la película se ensucia o no ha sido debidamente instalada. La reducción de luz causa el retraso del crecimiento invernal, a menos que quede compensada por un aumento apreciable de las condiciones térmicas. Una pared doble incorrectamente construída, puede ser más perjudicial que beneficiosa, puesto que tiene poco impacto en las pérdidas de calor, en el balance energético del invernadero. Pero causa serias pérdidas de luz y reduce la energía solar disponible.

Es obvio decir, que el mejor polietileno para formar una pared doble, con un polietileno normal es del tipo modificado (IR o térmico): La reducción de k resulta tanto por la formación de la cámara de aire, como por la reducción de las pérdidas por radiación a causa del material con "carga". Para el caso de este tipo de pared doble, cabe hacerse la siguiente pregunta: ¿debe ponerse el polietileno modificado, en la cara interior o es mejor ponerlo en la cara exterior?. La respuesta termodinámica es compleja y depende del porcentaje de calor trasmitido por radiación o por conducción. Normalmente se recomienda que sea el material de menor resistencia mecánica, el que se instale formando la cara interna.

B.4 Comportamiento térmico del vidrio y de los vidrios con tratamiento superficial

Considerando las condiciones climáticas de noches claras de invierno de la región mediterránea, el poder aislante del vidrio compite favorablemente con el de las películas en pared simple e independientemente de su estructura química y con el polietileno ordinario en capa doble (cuando la estanqueidad de las diferentes construcciones en comparación es la misma).

También se ha mostrado (figura 42-44) que el k del vidrio de baja emisividad es menor que el del vidrio ordinario. En tiempo seco y cuando las pérdidas por radiación son grandes durante la noche, el vidrio de baja emisividad tiene unas propiedades aislantes, que son alrededor del 30 % más altas que las del vidrio ordinario. Por otra parte en tiempo húmedo y cuando hay agua condensada en la cara de baja emisividad, este vidrio tratado tiende a comportarse como el vidrio ordinario.

No se prestará mayor atención a este material, puesto que actualmente no se utiliza en la región mediterránea.

C. Degradación de los plásticos

Para el horticultor, la duración ideal del material sintético, debe corresponderse con el número de ciclos culturales, que él piensa llevar a cabo en cada caso particular, 4, 6, incluso más para el caso del invernadero, o una sola estación de cultivo para el caso del acolchado. El número de ciclos es a menudo función de la situación económica.

La tendencia general es la de alargar la duración natural de los plásticos, especialmente si se usan como cubiertas de invernadero. En algunos casos puede desearse justo lo contrario, esto es, que la película deje el menor número de restos posibles para no dificultar la práctica cultural siguiente. Por ej: el laboreo del suelo después del acolchado del maíz.

Hay dos procesos diferentes que pueden acelerar la degradación del plástico: un proceso químico o biológico (biodegradación) y un proceso físico (fotodegradación). El primer tipo de degradación, la biológica, es la más conocida, a pesar de que en este campo no se trabaja con demasiada intensidad: los plásticos biodegradables no se producen en masa y actualmente no existen laboratorios o plantas pilotos de demostración. La formulación se enriquece con rellenos nutritivos, que los microorganismos del suelo atacarán en primer lugar, causando el que una parte importante de la película desaparezca en un tiempo determinado

La mayoría de los plásticos son fotodegradables por naturaleza bajo el efecto combinado de la radiación ultravioleta, la oxidación, el calor, la fatiga mecánica,... Las películas fotodegradables, principalmente el polietileno, se degradan según un programa, que va unido a la adición de elementos especiales, que causan un proceso irreversible de envejecimiento. Se utilizan únicamente como material de acolchado de cultivos como el maíz, el tomate, el algodón, etc. Su precio es únicamente 5% superior a los de los filmes ordinarios ETE.

Conclusiones

El capítulo dedicado a los materiales de cubierta es complejo y difícil de leer. Los autores han intentado ensamblar un conjunto de datos para informar al lector y para que les sirva de guía en sus elecciones de material.

Esta elección es de la máxima importancia y puede tener una influencia a largo plazo, en la producción bajo invernadero de todo un país. Debe hacerse con seriedad, sin prestar atención a los datos publicitarios, que muchas veces no tienen la precisión suficiente, en especial en lo que se refiere a la naturaleza química de los productos.

A continuación y para finalizar éste capítulo, se listan las propiedades que debe tener un buen material para cubierta de invernaderos.

Ya sea para usarlo permanentemente o temporalmente, como pantalla térmica, un material se considerará que es bueno si:

- Es económico, lo cual no significa necesariamente que sea el más barato de adquisición.

- Su duración coincide con la declarada por el comerciante.

- Ofrece la máxima transparencia a la radiación solar, principalmente dentro del rango de la llamada visible o fotosintéticamente activa.

- Retiene la mayor cantidad posible del infrarrojo largo, esto es, el calor emitido por el suelo y las plantas del invernadero, después de que ambos hayan absorbido la radiación solar incidente (en otras palabras, el material debe generar el denominado efecto invernadero, en el máximo grado posible). Por tanto los PE (polietilenos) deben contener cargas que absorban el infrarrojo largo.

- Evita que el calor atrapado previamente se escape del invernadero. Ello quiere decir que el coeficiente de conductividad térmica k, debe ser lo más bajo posible. Debe recordarse que k está unido a las características climáticas de la región y por consiguiente, los valores de k obtenidos en distintas condiciones no pueden compararse directamente.

- No atrae polvo o al menos que sea fácil de lavar con agua pura o con una solución de ácido oxálico al 6%, ya que de no cumplirse esta premisa, las propiedades de trasparencia a la luz se reducen drásticamente (El material debe ser antiestático)

- Evita la condensación de gotas grandes en la cara interior del material, pero favorece la condensación en forma de una película continua, que aumenta las propiedades térmicas del filme de polietileno y que escurre por gravedad hacia las zonas laterales, en lugar de caer sobre las plantas. A menudo es necesaria la inclusión de un agente anticondensación.

Desgraciadamente, no todos los materiales que se ofrecen en el mercado, tienen las características mencionadas. Una manera de combatir la propaganda exagerada y carente de rigor, es el tener los productos etiquetados con una marca de calidad, sancionada por una institución nacional o internacional de prestigio indudable. Por ejemplo, el Comité Francés de Plásticos en Agricultura, controla desde hace años su certificado oficial PF para los filmes de usos agrícolas y el Instituto Italiano de Plásticos a través del AMPA -Asociación Italiana para la Aplicación de Plásticos en la Agricultura - hace cumplir las normas UNI 7.7.4.2 y 7.7.4.3. y ha creado una marca de identificación IIP. Asimismo en España AENOR, Asociación Española de Normalización, publica las normas UNE 53324.1979EX y UNE 76.208.92.1992 que afectan a la calidad de los materiales de invernadero.

Esos ejemplos deben seguirse en todos los países productores de plástico.

3.1.3.3 Reacción del cultivo frente al material de cubierta

Como resultado del microclima generado por la cubierta, las plantas reaccionan de una manera o de otra.

A. Luz disponible

Dado que la mayoría de los materiales de cubierta no tienen prácticamente ningún colorante, la trasmisión de luz es próxima al total. De una manera cuantitativa, el factor de trasmisión es prácticamente igual para todas las longitudes de onda de la luz visible, no creándose desequilibrios de trasmisión en el espectro solar.

En las zonas menos soleadas de la región mediterránea Sur de Europa-Norte de Africa occidental, (Véase el apartado 4.1.2., Luz), o durante el invierno, cuando la luz es más débil, debe evitarse cualquier tipo de reducción de trasmisión de luz, tanto si el plástico se usa como material de cubierta o como material de protección directamente apoyado sobre el cultivo. No debe confundirse la reacción del cultivo frente a una disminución de un pequeño porcentaje de la luz disponible, debido al uso de un material menos trasparente, por ejemplo, PE térmico del 87% de trasmisión, comparado con el PE ordinario del 92%, con la etiolación o el retardo del crecimiento ocasionado por la utilización de una pantalla térmica, principalmente si la instalación no se ha efectuado correctamente, puesto que la reducción mínima de luz disponible es del 10 al 16 %.

B. Balance térmico

Si se acepta que la tasa de crecimiento del cultivo dentro del invernadero es proporcional a la temperatura interior, siempre que el balance de luz sea positivo, los materiales aislantes en pared simple como los PEIR o los PE térmicos, favorecerán la precocidad y la producción del cultivo, cuando la temperatura es el factor limitante (En invierno las zonas más al Norte y mas al Oeste de la región mediterránea). El factor de proporcionalidad está ligado a los requerimientos y a la naturaleza de las plantas y por tanto, es complejo de determinar. En este sentido se continúan haciendo experimentos en la región mediterránea, donde el calor y/o la luz, son factores limitantes durante algún tiempo. La elaboración de los resultados es un proceso que necesita tiempo y viendo la gran diversidad de cultivos y climas serán difíciles de resumir.

En las regiones más soleadas y en cualquier otra región donde el exceso de insolación, genere el daño por las elevadas temperaturas de interior del invernadero, el sombreo es una técnica útil, al menos durante una estación del año o durante las horas de mayor radiación solar. También en este sentido se están llevando a cabo investigaciones. Desde luego seria muy útil que el agricultor pudiese cambiar aunque fuese parcialmente, la cubierta del invernadero por un material de sombreo, o combinar ambos. Los resultados teóricos son muy interesantes, pero los costos son todavía prohibitivos. (Véase el apartado 4.1.2., Sombreo) En los centros de producción de plantas enraizadas o semilleros, las cubiertas hechas a base de materiales de sombreo son siempre beneficiosas.

3.1.4 Instalación y tensado de las películas de los invernaderos

3.1.4.1 Instalación de las películas

Los sistemas de sujeción del plástico deben ser diseñados de manera que movilice el menor número de personas durante el tiempo más corto posible. El quitar el plástico, debe ser también una operación rápida y el tensado debe ser tal, que evite que la película se mueva por la acción del viento.

En el caso de las construcciones de madera, generalmente la película queda emparedada entre el marco resistente y los listones clavados al mismo. Esto es un método costoso y que necesita grandes cantidades de mano de obra. La película se tensa sobre la construcción de madera y después se clavan los listones de madera junto con la película, sobre los elementos resistentes. Siempre que sea posible se debe evitar el uso de clavos.

Para evitar cualquier tipo de rasgado una vez que se ha iniciado, la película debe fijarse sin discontinuidad. Debe estar cubierta por el suelo a todo lo largo de los laterales o deben usarse perfiles especiales. En las tiendas especializadas pueden encontrarse, una serie de elementos de sujeción de plástico aluminio o acero, diseñados todos ellos para acelerar las operaciones de instalación o de retirada del plástico.

Los perfiles de sujeción deben cumplir los siguientes requisitos:

- No deben tener bordes afilados.

- El montaje debe hacerse rápidamente sin necesidad de usar ningún tipo de herramienta de corte.

- Deben poder sujetar dos películas al mismo tiempo.

Fig. 46. Diversos sistemas de fijación de la película plástica.

Fig. 47. Combinación de elemento de fijación y canalón.

La figura 47 muestra la combinación de canal de pluviales y del elemento de sujeción integrado en el mismo. En el esquema A el elemento de fijación es una parte integral del canal, mientras que en el esquema B, el canal está diseñado de manera que la película puede enrollarse en una tubería y fijarse en un recodo.

Las figuras 19 y 20 muestran un ejemplo de este tipo de canal y sujetador, en un invernadero construído con tubería de acero y forma redondeada de Chipre.

Fig. 48. Fijación por inserción de tubo de plástico en perfil de acero.

La figura 48 muestra un perfil de acero que es al mismo tiempo un elemento de la construcción del invernadero y un elemento de fijación de la película. El filme se sujeta por medio de tuberías de plástico empotradas en el perfil metálico. La figura 49 muestra otro perfil de plástico de diseño especial.

Este perfil plástico se fija a la construcción del invernadero cada 2 m, desde la cumbrera hasta la canal. Las películas de plástico sencillo o doble, se enrollan alrededor de una especie de guía, que es una cuerda plástica y esta guía se hace pasar por el interior del perfil, de manera que es posible pasar el plástico desde un canal a la zona de la cumbrera y de ésta al siguiente canal. Es un sistema muy estable que permite la reparación rápida de cualquier daño, puesto que se reemplaza únicamente la parte de plástico comprendida entre dos cercos.

Fig. 49. Perfil especial de plástico para fijación de película.

El párrafo 3.1.1. describe otro sistema de fijación integrado en la estructura del invernadero. Por ejemplo, el sistema portugués que no necesita clavos y el sistema español de la película emparedada entre dos mallas de alambre (conocido como parral). Pero este segundo sistema tiene que ser instalado por manos muy expertas, pues de otra manera la lámina se moverá por la acción del viento y se deteriorará.

En algunos países el plástico queda fijado y tensado a la estructura, por medio de unas zanjas cavadas en el suelo a todo lo largo de los laterales de la construcción. Los agricultores cavan ambas zanjas a los dos lados del invernadero, tensan el filme sobre la estructura, dejan caer sus bordes dentro de las zanjas y las cubren con tierra.

3.1.4.2 Tensado de las películas de plástico

Una vez extendida la película. puede ser tensada de distintas maneras utilizando:

- Los perfiles de sujeción.

- Cuerdas de plástico extendidas sobre la película.

- Barras de fibra de vidrio.

- Algún tipo de mecanismo. (Véase la figura 50).

- Enrollado de la película en una tubería en el canalón. (Véase figura 47).

- Lámina doble inflada con aire.

- Un tubo de plástico inflado. (Véase la figura 51).

- La presión dentro del invernadero.

Las películas dobles, con cámara de aire inflada a una presión interna de 50 a 60 pascales, ofrecen muy buena resistencia a la acción eólica y tienen un buen efecto aislante. Una lámina simple puede tensarse, por medio de una tubería de plástico inflada por aire, a la presión de 350 a 900 pascales, de 35 a 90 mm agua.

Fig. 50. Tensado de plástico con dispositivo mecánico.

Tanto los elementos de sujeción como de tensado del filme son muy importantes, afectan a la duración de la película y de la construcción. Generalmente cuando se aumenta el costo de la construcción, aumenta también la seguridad en la producción y la disminución de los costos de mano de obra.

Fig. 51. Tensado por medio de tubo de plástico inflado.

Para evitar que la película se destruya prematuramente, no debe permitirse que se sobrecaliente en la zona de contacto con elementos metálicos del invernadero, ni que se destense. Se recomienda pintar de blanco las zonas superiores de los tubos, en los que se apoya la película para que el sol se refleje, lo máximo posible, en lugar de ser absorbido o poner materiales aislantes pegados a los tubos.

Otra solución posible, consiste en cortar trozos de tubería sintética y cubrir con ellos los tubos metálicos.

3.1.5 Normas de calidad

Las normas de calidad para los invernaderos mediterráneos deben considerar:

1. La construcción.

2. El material de cubierta.

3. La determinación normalizada de los esfuerzos eólicos.

3.1.5.1 Construcción

Este tema ya ha sido tratado en detalle en los capítulos 3.1.1. y 3.1.2.

La resistencia al viento es función no sólo de la calidad de la construcción, sino del tipo del material de cubierta, sus elementos de sustentación y su tensado: debe evitarse el destensado y el uso de clavos. Las redes no son de uso práctico en algunos países.

La ventilación será insuficiente en invernaderos multimodulares con ventilación únicamente a través de sus laterales, si tienen una anchura superior a los 25 mts. La ventilación lateral es la más económica para los invernaderos de plástico. La ventilación cenital es más costosa, en el caso de los invernaderos multimodulares. La ventilación forzada consume una cantidad relativamente elevada de electricidad, (véase el apartado 3.1.2.). Las canales son elementos constructivos integrados en el invernadero y deben usarse para recoger el agua de lluvia y para sujetar la película.

La construcción básica propuesta en el apartado 3.1.1., puede hacerse con acero o con madera, dependiendo del precio de los materiales en cada país. La construcción del techo, independiente de la base, también puede hacerse tanto en madera como en acero. Véase fig. 15 del apartado 3.1.1.

Las construcciones de madera son del tipo de capilla simétrica a dos aguas. Véase la figura 10).

Las construcciones en acero deben hacerse con forma de arco redondeado o de arco en punta, puesto que son más apropiadas para el tensado de la película de plástico.

3.1.5.2 Material de cubiertas

En el apartado 3.1.3. se han descrito los materiales de cubierta y sus propiedades. Los requisitos que deben cumplir las películas son:

- Las películas deben durar sobre la estructura al menos un año -deben tener la máxima trasparencia posible a la radiación solar (de 360 a 2.500 nm.)

- Deben absorber el máximo de radiación de longitud de onda, comprendida entre 5.000 y 30.000 nm.

- Deben tener propiedades antigoteo, ésto significa que deben evitar la formación de gotas en la cara interior del material y la condensación debe formar una capa continua de agua, que escurra por gravedad, como ocurre en el vidrio. Este requisito también debe ser cumplido por los materiales plásticos rígidos.

- La duración del filme va ligada a la manera en que ha sido fijada y tensada y a la cantidad de radiación solar que ha recibido. Como mínimo deben tener una duración de un año pero es preferible que su duración sea superior, máximo de tres años.

Debe considerarse diferentes requisitos para cada país, no es posible aplicar normas únicas, por ejemplo si una cubierta debe durar tres años su composición debe cumplir requisitos mas severos si se emplea en países de elevada insolación que si se emplea en otros de baja. Cada país debe establecer sus normas.

3.1.5.3 Normalización de las cargas eólicas

Algunos países tienen una serie de normas que deben cumplir, tanto las estructuras de invernadero (Francia, Holanda, Alemania..) como los plásticos (Francia, Italia, España). El viento produce esfuerzos de succión y de presión sobre la estructura. Cuando la dirección del viento es perpendicular a la cumbrera, normalmente se generan esfuerzos de succión en la cara sotavento y de presión en la cara a barlovento. El esfuerzo eólico se calcula por el producto de la presión dinámica q, que depende de la velocidad del viento y de la altura del invernadero por el coeficiente c, que depende de la construcción del techo del edificio, así:

3.2.5.-(1)

La presión dinámica q, para los invernaderos con cubierta plástica, varia en Francia entre 350 y 400 pascales, dependiendo de la región considerada. Estas cifras se corresponden con la velocidad del viento de 24 y 28 m/s En Alemania la presión dinámica varía de 250 a 500 pascales, dependiendo de la altura del edificio, desde menos de cuatro m a un máximo de 8 m, estas cifras se corresponden con una velocidad del viento de 20,4 y 28,3 m/s.

Los coeficientes c difieren de un país a otro, son cifras positivas y negativas, puesto que los invernaderos tienen zonas sometidas a presión y otras a succión.

A continuación se añade una lista de las normas para invernaderos de distintos países:

Francia:

NF 57063 marzo 1.983, para invernaderos de forma arqueada con cubierta de película plástica. NF 57064 marzo 1.983, para invernaderos multimodulares.

España:

UNE 76.208.92 invernaderos multimodulares con cubierta plástica

Alemania:

DIN 11535 1.934, invernaderos.

DIN 10555 1.975, cargas en los edificios.

Bélgica:

NBN 894 1.961, materiales de cubierta para invernaderos.

NBN 15001 1.977, iluminación natural de los invernaderos de vidrio.

Italia:

UNI 6781 1.971, invernaderos de estructura metálica.

Holanda:

NEN 3859 1.978, invernaderos de vidrio.

3.2 Túneles bajos y cubiertas directas

Los túneles constituyen uno de los desarrollos más revolucionarios de los últimos 30 años en la horticultura comercial. Los países que han adoptado las técnicas del túnel bajo son Japón, EEUU, Francia, Italia, España, Grecia, etc.

El cultivo en túneles recibe generalmente el nombre de semiforzado, término que refleja la posición intermedia entre el cultivo al aire libre y el cultivo protegido en invernaderos.

Los túneles permiten intensificar la producción a un costo razonable. Se utilizan para acelerar el crecimiento del cultivo, para aumentar la producción y para mejorar la calidad del producto.

Las primeras cubiertas bajas aparecieron en Francia en el siglo XVII y fueron campanas de vidrio. Los túneles bajos con cubierta plástica se construyeron por primera vez en 1.950 en Japón. En 1.959 Fautz patentó una especie de campana hortícola de material plástico impermeable que consistía, en una serie de arcos cubiertos por una película de plástico. Los túneles de bajo costo se extendieron con rapidez a partir de 1.960

En comparación con los invernaderos, las ventajas principales de los túneles bajos son: bajo coste, facilidad de construcción y mecanización de la instalación. Las desventajas más importantes son aquellas derivadas de la falta de calefacción, ventilación y cuidado de las plantas.

Una de las características comunes a la mayoría de los países que se han convertido "a la plasticultura" es la adopción de los túneles bajos antes de utilizar los invernaderos o los túneles de mayor volumen, cuyo desarrollo tuvo lugar una vez que los agricultores aprendieron a utilizar la primera técnica y buscaron otro sistema de producción de mayor inversión pero de menores desventajas. Algunos países como Marruecos, Argelia y en menor grado España no han experimentado esta fase de transición.

La técnica de las láminas de plástico sin soporte (películas planas o denominadas cubiertas directas en el Reino Unido y cubiertas flotantes en EEUU) se han desarrollado recientemente en Alemania y en Bélgica, utilizándose en el clima continental para la producción al aire libre. Las cubiertas flotantes, ofrecen una serie de ventajas como la simplicidad, efectividad, protección contra el frío y el viento, mejora de la calidad y uniformidad de los cultivos, protección contra pájaros y enfermedades, precocidad,...

3.2.1 Estructuras y equipos

Los túneles de bajo volumen pueden ser descritos como invernaderos en miniatura. Difieren de aquellos, en que generalmente no cuentan con calefacción y son portátiles. A pesar de la gran importancia de los túneles en muchas regiones solamente se ha afectado una atención limitada a la investigación, para resolver los problemas asociados con la construcción y el control de su medio ambiente.

Existen muchos tipos de túneles con o sin estructura de soporte.

El marco tradicional consiste generalmente en un elemento de soporte de madera o metal en forma semicircular, cubierto en su parte superior con un filme de plástico. Los arcos de soporte, aparte de la madera o el acero, pueden estar formados por alambre, alambre plastificado, tubos de PVC,..., colocados a intervalos de 2 o 3 m. En Japón se construyen túneles con cañas de bambú curvadas. Los túneles con arcos metálicos empezaron a usarse en 1.956.

Los tipos más importantes de túneles son los siguientes:

Túnel nantés. Se trata de un túnel con arcos dobles desarrollados en la región francesa de Nantes. Los arcos metálicos están anclados al terreno a una profundidad próxima a 30 o 40 cm. La película de plástico se tiende sobre los arcos y se sujeta a los mismos hasta alcanzar la zona del suelo. En algunos casos sus bordes se entierran en el suelo. La altura del túnel es 40 a 60 cm y su anchura es de 120 cm. Se les puede adaptar un sistema que permite que la película se deslice sobre los arcos para conseguir la ventilación. El túnel de tipo nantés es barato de instalación y de mantenimiento. Tiene buena resistencia al viento y es de uso práctico en el cultivo de fresas, pimientos, berenjenas y tomates. Véase la fig. 52.

En EEUU e Inglaterra se ha desarrollado un túnel muy similar al túnel nantés, pero sin ningún tipo de bucles en los arcos. Este tipo de túnel tiene una altura de 30 a 40 cm y una anchura de 60 a 90 cm y se usa para proteger las fresas, los melones, las lechugas y todo tipo de especies de ensalada y las habichuelas. El plástico se sujeta por medio de una serie de cuerdas que se atan en los arcos.

Otro tipo de túnel especial para melones y calabacines, de tamaño muy pequeño, puesto que tiene de 30 a 40 cm de altura y de 40 a 50 cm de anchura y que se utiliza mucho en países como EEUU, Israel, Grecia,... El filme de plástico se apoya sobre un conjunto de aros metálicos y se entierran en sus bordes. Para que ventilen se abren orificios en la parte superior. La construcción de los túneles es mecánica. Una máquina puede cubrir más de media hectárea en 8 horas.

El sistema californiano está formado por dos láminas de plástico desenrolladas a cada lado de la hilera del cultivo, de manera que la parte inferior está enterrada y la superior de la película queda sujeta a una serie de alambres tensados por medio de pinzas. Este sistema permite la apertura progresiva para dejar espacio al crecimiento de los cultivos de porte alto, por ejemplo los tomates.

Un túnel formado por pared doble inflada por un ventilador y soportada por la presión del aire, puede ser un instrumento válido para la producción de cultivos protegidos.

Fig. 52. Túnel bajo tipo Nantes. Vista lateral del túnel (a) y disposición del plástico desde nivel suelo (b).

Cubiertas flotantes o plásticos planos. La cubierta plástica actúa como un cortavientos y protege al cultivo de las bajas temperaturas, del viento, el granizo, la lluvia, los pájaros y los insectos. Esta técnica deja las plantas bajo la película de plástico, hasta que las condiciones meteorológicas mejoran. Momento en el que las plantas quedan descubiertas. Este tipo de cubierta no necesita ningún elemento de soporte. Para ventilar se practican aperturas en la película. La técnica de la cubierta flotante necesita materiales ultraligeros que ofrezcan alta porosidad al agua y al aire, por ejemplo:

- Películas de polietileno con 500 o 1.000 perforaciones por metro cuadrado (del 4 al 8 % de ventilación -46 g/m²)

- Tejidos de una densidad de 15 a 25 g/m², que son generalmente más porosos y que tienen menor resistencia mecánica.

Inmediatamente después de sembrar o de hacer el trasplante se extiende la película, sobre el cultivo y se deja lo suficientemente cerca, como para que permita que las plantas lo levanten conforme ellas crecen. El período de uso de la cubierta varia con las especies y con las estaciones.

3.2.2 Medio ambiente dentro de los túneles

Comparados con los invernaderos los túneles de bajo volumen mantienen menor cantidad de aire, lo cual crea diferencias en temperaturas y humedad.

3.2.2.1 Temperatura

La temperatura dentro del túnel, sigue una curva de tipo sinusoidal. La temperatura interior aumenta durante las horas más cálidas y disminuye durante las horas más frías. El aumento de la temperatura interior depende fundamentalmente del tipo de cubierta y de la intensidad de la radiación solar. En días soleados se ha observado que cuando la temperatura ambiente es de 15º C., la temperatura dentro del túnel de polietileno es alrededor de 30º C. Durante noches cubiertas la temperatura del aire en el túnel, generalmente es de 1 a 3º C. más alta que en el ambiente exterior y durante las noches despejadas es de 1 a 2,5º inferior.

Este es el fenómeno denominado de inversión de temperatura, muy temido por los agricultores que a menudo exageran su peligro. El que exista inversión térmica, no significa que el cultivo vaya a sufrir daño a menos que se alcance el punto de mínima letal por helada. Salvo en este caso los daños no son irreparables y únicamente se limitan a la desventaja que supone el freno en el proceso de crecimiento.

El PVC, el EVA o el polietileno modificado, generalmente aumentan las temperaturas mínimas en 1 o 2º C. en comparación con la temperatura observada en PE ordinario.

Los túneles de bajo volumen pueden también instalarse dentro de invernaderos o túneles mayores como protección complementaria.

Esto es una técnica muy utilizada en España. De esta manera se consigue aumentar la temperatura mínima en 2 o 3º C. e incluso más si la insolación es suficiente.

Generalmente los túneles bajos no tienen calefacción, se han hecho experimentos y pruebas para calentarlos por medio de electricidad, circulación de agua caliente o poniendo dentro del túnel tubos llenos de agua y bloques de asfalto con el objetivo de absorber calor de la radiación solar diurna y liberarlo durante la noche.

La ventilación es el problema más serio. Los túneles deben tener ventilación suficiente, sin que por ello se reduzca su resistencia al viento. En las regiones del N y el NO del Mediterráneo, los túneles solamente se abren, cuando la radiación es suficiente y el grado de apertura va ligado al grado de variación a conseguir.

En el S se mantienen los túneles siempre abiertos durante períodos grandes de tiempo y a veces durante la noche y únicamente se cierran, para proteger al cultivo de los vientos fuertes.

Si se utilizan plásticos perforados para cubrir los túneles, se alcanzan algunas ventajas como reducción de la temperatura máxima ambiental, reducción de la condensación y de la necesidad de mano de obra que se utiliza para ventilar, alta resistencia al viento, etc. La mayor desventaja asociada a los filmes perforados es la pérdida de precocidad. Se ha podido comprobar que la ventilación de los túneles de bajo volumen es adecuada si se utilizan láminas perforados con mil agujeros de 1,5 cm de diámetro por cada metro cuadrado, (lo que representa aproximadamente el 20%). En tiempos muy cálidos se recomienda aumentar el número de boquetes (Aireación superior al 20 %).

Tanto el número y el tamaño y la localización de las perforaciones, ya sea en los laterales o en la zona de la cumbrera condicionan el grado de eficacia de la ventilación.

Si la ventilación se hace manualmente, consume mucha mano de obra. Para ventilar se levanta la película en la cara de sotavento, se recomienda hacer esta operación durante las últimas horas de la mañana. En invierno a las 10, para que el cultivo se aproveche del aumento de temperatura, resultante de la radiación de las primeras horas del día. Se recomienda cerrar el túnel al comienzo de la tarde alrededor de las 3 en invierno, para mantener el calor acumulado por la noche.

En Grecia se suele rasgar la parte superior del túnel, para que de esta manera haya siempre renovación de aire.

3.2.2.2 Luz

Los túneles de bajo volumen debido a su forma trasmiten generalmente muy bien la luz, pero la condensación de humedad y el polvo reducen a veces la luz trasmitida. Como es obvio, las condiciones de luminosidad de los túneles, se mejoran al utilizar películas de plástico de la mayor trasparencia, al ventilar para reducir la humedad y la condensación, si es posible al lavar la acumulación de polvo y al instalar los túneles en las regiones más iluminadas, lejos de los árboles y en las pendientes. En las regiones del Sur del Mediterráneo, se pueden usar películas de dos años de duración, si el cultivo no es especialmente exigente en luz, como por ejemplo las calabazas.

3.2.2.3 Humedad

Si la ventilación es inadecuada, la humedad relativa aumenta por encima del nivel deseado y se condensa la humedad en la película plástica. El aumento de la humedad no suele ser un problema al final de la primavera y en el verano, pero si puede afectar a los cultivos de otoño e invierno. Si la cubierta es de plástico perforado, no suele haber problemas de enfermedades e infecciones de cultivos.

3.2.3 El uso de los túneles bajos y de las cubiertas flotantes

Ambas técnicas han demostrado su utilidad en una serie de cultivos en distintos países. El clima creado bajo los túneles promueve el desarrollo del sistema radicular, mejora la fotosíntesis con sus efectos en la precocidad, la calidad y la productividad.

Fig. 53. Túneles tipo "Nantes" protegidos por cortavientos. (Marruecos) y túneles construídos en invernaderos de cristal (Europa).

Fig. 53. Túneles tipo "Nantes" protegidos por cortavientos. (Marruecos) y túneles construídos en invernaderos de cristal (Europa).

Fig. 54. Sistema simple de ventilación.

Con frecuencia, las primeras siembras o trasplantes de primavera, sufren el ataque de los pájaros y se ha comprobado que las cubiertas son una protección efectiva. Además si los túneles no están separados, unos de otros, una distancia superior a los 2 ó 3 m, actúan como cortavientos para los cultivos que se planten entre los túneles.

Si un túnel carece de la ventilación suficiente, las condiciones de alta humedad inciden en el desarrollo de enfermedades fúngicas que inciden sobre la polinización y la fecundación de fresas, tomates y melones, resultando con malformaciones de frutos.

También pueden usarse los túneles de bajo volumen como semilleros desde la siembra hasta el trasplante al aire libre.

Los túneles se usan generalmente para proteger el cultivo de plantas de porte bajo, como las fresas, melones, calabazas y ensaladas. En algunas regiones se usan los túneles para el cultivo de tomates de crecimiento determinado.

Los cultivos de melón, tomate, pimiento y berenjena se trasplantan a los túneles bajos de 2 a 3 semanas antes de lo que serían trasplantados en cultivo abierto. Comparando con la producción al aire libre, la precocidad ganada bajo el túnel es de 10 a 25 días.

Como cifras representativas del aumento de precocidad, pueden darse las siguientes:

- Cultivos para ensaladas de 8 a 10 días.

- Patatas de 15 a 20 días.

- Rábanos 15 días.

Para la aplicación práctica de los túneles bajos, cabe puntualizar lo que sigue:

Espesor de la película de polietileno

Si la región no está batida por vientos especialmente fuertes, las películas de PE de 60 a 80 micras, tienen espesor suficiente. Si se utilizan películas de polietileno de 100 micras, es preciso comprar 1.000 kg de material por Ha., mientras que si la película es de 60 micras de espesor, solamente se necesitan aproximadamente 600 kg La distancia entre los aros de soporte determina también la resistencia al viento. Se recomienda mantener una distancia de 75 cm en regiones ventosas y una máxima de 2 m en lugares abrigados. Las películas de PVC y de EVA deben estar más tensadas, puesto que su elasticidad excesiva puede producir bolsas.

Fig. 55. Túnel cubriendo cultivo bajo (a) y alto (b).

Uso anual

Se recomienda utilizar la película durante sólo un año por razones de trasparencia a la luz.

Anchura del túnel

La temperatura de un volumen grande de aire sufre cambios menores que con un volumen pequeño. Por esta razón en Túnez y en otros países se utilizan películas de 2 m de ancho, de manera que los cultivos tienen más espacio si los túneles son más anchos, la protección frente a las bajas temperaturas es mas duradera y el uso del suelo es más intensivo.

Si la película tiene una anchura de 2 m, se pueden plantar tres filas de cultivos dentro del túnel y regarlas con mayor eficiencia.

Alambre de hierro galvanizado

Si los túneles tienen una longitud de 80 a 100 mts, se recomienda usar alambre galvanizado del número 22, según las unidades de medida francesa, que mide 5,4 mm de diámetro, en lugar del alambre del número 18 que mide un diámetro de 3,4 mm. En la zona de mayor viento se puede utilizar la técnica tunecina, que consiste en reforzar la resistencia en ambos extremos del túnel, usando alambre del numero 25 de alrededor de seis mm de diámetro.

Aros

Para sujetar películas de 2 m de ancho, los aros se preparan como sigue:

1.- Se corta el alambre de hierro en secciones de 2,5 m de longitud.

2.- Se hacen una especie de bloques de 3 cm de diámetro a 20 cm de cada extremo del alambre previamente cortado.

3.- Se curva el alambre de manera que tome una forma semicircular

Alambres de fijación

Los aros se soportan y mantienen a una distancia constante por medio de los alambres de fijación, que van atados a las picas que se clavan en ambos extremos del túnel. Los alambres de fijación se colocan en los arcos antes de la instalación de la película y están constituídos por acero ordinario galvanizado, del número 6 o por cuerda plástica. El material que se utilice debe ser fuerte y duradero, como por ejemplo la cuerda de polietileno agrícola, que es resistente y económica.

Alambres de tensado

El tensado del plástico se hace por medio de una serie de cables que van atados a los bucles de los arcos, yendo el cable desde un bucle al otro del mismo aro o cruzándose de un aro hasta el bucle del siguiente aro haciendo una especie de zig-zag. Se recomienda usar plástico o alambre plastificado, puesto que es más sólido y duradero.

Espaciado

El intervalo comprendido entre dos arcos consecutivos, depende del diámetro del alambre que forme el arco o aro. Si el alambre es del número 22 (d= 5,4 mm.) la distancia máxima de separación es de dos m.

Instalación de la película

La película debe instalarse cuando la temperatura sea más bien alta y debe tensarse correctamente. Si la instalación es correcta, se mejora la vida de la película y el sistema de ventilación.

Hermeticidad

Cuando se cierra el túnel por la noche, debe mantenerse la hermeticidad del recinto. Es preciso vigilar que al cerrar los dos bordes de la película estén en contacto con el suelo.

Instalación mecanizada

A veces la instalación se hace con máquinas arrastradas por un tractor, que permiten cubrir los túneles y extender las películas de acolchado.

Orientación de los túneles

Este punto es de la máxima importancia. El riesgo de que las películas se rompan y de que el túnel sea arrancado, disminuye si la estanqueidad es perfecta y la orientación es de manera, que el eje sea perpendicular a los vientos dominantes. Si se levanta el filme de la cara de sotavento, la ventilación es suficiente, mientras que se mantiene el efecto de cortavientos.

Precalefacción

En los climas relativamente fríos deben erigirse los túneles, al menos una semana antes de hacer la plantación. Debe regarse abundantemente el suelo y evitarse la ventilación, de manera que el suelo se precaliente y adquiera la temperatura adecuada para el cultivo.

Riego

Si el diseño del túnel es incorrecto, la operación del riego es difícil de realizar. Si el túnel es suficientemente ancho se pueden plantar dos o tres filas, haciendo canales de drenaje entre las hileras de cultivos, pero si los surcos no están correctamente hechos, es preciso levantar el túnel y rehacer los surcos. En la práctica el riego por surcos en los túneles es muy complicado y se recomienda el uso de algún sistema de riego localizado con tuberías perforadas, particularmente si se utiliza algún tipo de acolchado

Inversiones

El precio actual por Ha en túnel puede ser aproximadamente de 0,2 a 0,3 dólares americanos por m cuadrado. Por supuesto el precio depende del tipo de material que se utilice y de cada país.

3.3 Acolchado

El acolchado consiste en extender sobre el suelo cualquier tipo de sustancia como la paja, la viruta de madera, los restos del cultivo del maíz o láminas plásticas, con el objetivo de proteger las raíces de las plantas del calor o del frío, o de la sequedad o para mantener el fruto limpio, como el caso de la fresa.

El acolchado es una práctica de hace por lo menos 300 años. Los primeros materiales que se usaron, fueron los residuos vegetales y el estiércol animal. A final de 1.920 y a comienzos de 1.930 se utilizaron otros materiales como el asfalto y el papel crapp en los EEUU. El acolchado ha tenido un desarrollo espectacular a partir de 1,950 cuando las películas de polietileno aparecieron en el mercado.

El año 1.955, marca el comienzo de las tres técnicas que usan plásticos en la horticultura que son el acolchado, los túneles bajos y el invernadero en Europa entre los grados 47 y 52 de latitud. Pronto se vio que las regiones más al Sur podían aprovecharse todavía más de estas nuevas técnicas.

Fig. 56. Aplicación de un acolchado plástico con un tractor.

3.3.1 Materiales para el acolchado

Hay que hacer la distinción entre productos naturales y artificiales hechos por el hombre.

Los materiales naturales incluyen los productos derivados de la madera,(como las virutas) turba, estiércol animal y residuos de plantas como el heno, la paja, los compost etc... El estiércol puede mezclarse con arena para mejorar la técnica (véase el apartado 5.1.2.). El acolchado con estos materiales mejora la infiltración del agua en el suelo, ayuda a mantener el nivel de humedad del suelo de una manera más uniforme, vuelve a dar al suelo los restos de materia orgánica y nutrientes de las plantas, reduce la evaporación de agua, controla mejor el desarrollo de las malas hierbas y aumenta el contenido de materia orgánica del suelo.

Las desventajas principales de utilizar los materiales naturales como acolchado son: la dificultades de manejo, en algunos casos el mantener la temperatura del suelo relativamente baja y algunos materiales como la paja suelen contener semillas que aumentan la población de malas hierbas.

Los materiales artificiales incluyen el papel, la láminas de plástico, las combinaciones de papel y plástico, las láminas de aluminio, las emulsiones asfálticas. Todos estos materiales se han utilizado con distintos grados de éxito. Los materiales artificiales para acolchado, se adaptan con facilidad a la mecanización, pueden producirse en cantidad a bajo costo e incluso pueden diseñarse específicamente para cada cultivo individual. El papel es un buen material pero es demasiado costoso y frágil. A menudo se deteriora antes de que termine el período de cultivo. El color y el espesor del papel son factores importantes puesto que deben poder trasmitir una cantidad grande de luz.

La aplicación mecanizada del papel como acolchado es tan fácil como la aplicación de una lámina de plástico. El papel tiene la ventaja de ser biodegradable y se descompone con las labores de arado. El papel para acolchado es resistente al ataque de los hongos y tiene propiedades de aumentar su resistencia con la humedad

Fig. 57. Dispositivo manual de rueda dentada para la realización de orificios en películas de plástico.

Las películas de plástico se aplican mecánicamente con facilidad, no son caras, conservan la humedad y en muchos casos controlan el desarrollo de malas hierbas. El inconveniente de las películas plásticas es que no se descomponen y deben retirarse al final de la estación de cultivo, pues de otra manera la película permanece en el suelo. Los polietilenos blancos y transparentes son los que se usan con mayor frecuencia. Ofrecen los mejores resultados al mínimo coste. El papel recubierto con lámina muy fina de plástico combinan las ventajas de la película de plástico y las del papel, (descomposición, degradación en el suelo). Las láminas de aluminio también son materiales muy útiles para el acolchado puesto que reflejan la radiación solar, aumentan la luz para el crecimiento del cultivo y repelen una serie de insectos perjudiciales.

El riego con emulsión asfáltica se aplica directamente sobre las hileras, para aumentar la temperatura del suelo, pero la formulación, la aplicación, el control de las malas hierbas y la escasa resistencia a la lluvia son dificultades inherentes a esta técnica,

Otros materiales de acolchado que están siendo investigados o que están empezando a utilizarse, son las películas fotodegradables los polietilenos técnicos y antigoteos, las películas absorbentes de luz.

El uso del acolchado orgánico y sintético

Previamente a la aplicación del acolchado, el suelo debe labrarse, fertilizarse y prepararse. El acolchado debe aplicarse cuando las condiciones del suelo lo permitan, cuando no esté, ni demasiado seco, ni demasiado húmedo. Si el acolchado se hace con anterioridad a la siembra o trasplante, se gana la ventaja de calentar el suelo.

Los materiales orgánicos, se extienden generalmente alrededor de plantas ya establecidas, con una altura de 10 a 15 cm. Algunos materiales como la paja de trigo y la alfalfa, contienen semillas de malas hierbas y tienen bajo contenido en nitrógeno, por tanto consumen la mayoría del nitrógeno contenido en el suelo, en su proceso de descomposición e imponen la aplicación de fertilizantes adicionales. El uso de materiales naturales, implica el uso de gran cantidad de mano de obra, porque generalmente no se pueden esparcir de una manera mecánica.

Para aplicar los acolchados sintéticos, se practican en cada lado de la era, una pequeña zanja a una distancia de unos 25 cm del centro de la fila, después se extiende el plástico y sus bordes se cubren con la tierra suelta, para que no se levanten. En las zonas de gran pluviometría se recomienda sembrar en la parte superior de las eras, para prevenir la asfixia del sistema radicular. A veces se prefiere hacer únicamente el acolchado sobre la fila de cultivo, en vez de cubrir toda la zona. En este caso, la zona sin acolchado, debe cultivarse o tratarse con herbicidas para controlar las malas hierbas. Puesto que la siembra y el trasplante son labores muy manuales, tal técnica sólo se practica en cultivos que puedan producir grandes beneficios.

Para la aplicación mecanizada de los acolchados sintéticos se utilizan maquinarias de distinto tipo. Algunas máquinas pueden ajustarse para cubrir anchuras entre 60 y 180 cm. La película puede tenerse en su sitio antes o después de plantar. Para que las plantas jóvenes crezcan atravesando el filme de plástico, es preciso practicar una serie de perforaciones, lo cual puede hacerse por medio de una herramienta afilada o por una punta calentada por butano. La experiencia demuestra que el efecto del acolchado está ligado a la anchura de la banda acolchada.

Si el plástico se extiende después de haber hecho el trasplante, las perforaciones se abren cuando se considera que ha pasado el riesgo de heladas y antes de que las temperaturas altas puedan destruir las plantas.

3.3.2 Influencia del acolchado

El acolchado cambia el medio ambiente que rodea las plantas y esto afecta el desarrollo del cultivo, en un período en que las condiciones son poco favorables. Puede ayudar a aliviar el estrés de las plantas, por efecto de la escasez de lluvias y la baja temperatura del aire y del suelo. También ayudan a controlar las malas hierbas, la evaporación, la compactación del suelo, el lixiviado,...,etc.

3.3.2.1 Humedad

Está comprobado que los acolchados reducen la evaporación de agua del suelo y ahorran agua, al reducir la competición de las malas hierbas. Los acolchados orgánicos aumentan la tasa de absorción de la lluvia. Si se utilizan láminas de plástico transparente, debido al aumento de temperatura del suelo se favorece la evaporación. A pesar de que el acolchado ahorra agua, no puede considerase de ninguna manera como un sustituto del riego, razón por la que, en el clima mediterráneo es preciso tener algún sistema de irrigación. El acolchado del suelo con película de polietileno negro, se utiliza mucho en invernaderos para evitar el problema del exceso de humedad en el aire y de crecimiento de malas yerbas.

3.3.2.2 Temperatura

La paja y el estiércol animal aíslan la superficie del suelo de la pérdida de calor y dan como resultado el que las temperaturas sean más uniformes a lo largo de la estación de cultivo. Pero al contrario, las láminas de plástico aumentan la temperatura del suelo y del aire, en la proximidad de las plantas. El tipo y el color del plástico, tienen su influencia sobre la temperatura del suelo. Las películas transparentes trasmiten los rayos solares al suelo y mantienen su calentamiento.

Durante el día la temperatura del suelo bajo polietileno negro, es la misma que en un suelo sin ningún tipo de protección, pero por la noche, el suelo cubierto es de 2 a 3 ºC más caliente, a causa de la absorción de la radiación térmica del suelo. En algunas regiones la temperatura de la superficie del suelo y del aire bajo plástico, puede alcanzar los 60ºC, causando efectos adversos en el crecimiento de las plantas.

Se dan casos en los que las plantas con acolchado plástico, pueden sufrir más los daños causados por baja temperatura y heladas, puesto que, el suelo retiene el calor y no lo cede al ambiente que, además, se mantiene más seco. Si el plástico es trasparente, la energía radiante queda convertida en calor, una vez que ha sido absorbida por la superficie de suelo y el sistema de captación energética es eficaz. Si el plástico es negro, la mayoría del calor se reemite a la atmósfera, en vez de ser cedido al suelo. El tipo de cubierta plástica tiene un efecto significativo en la temperatura del suelo y así si el material es de PVC y EVA, la temperatura es generalmente 2 a 3º C mayor, que en el caso de que se utilice polietileno trasparente, pero en la práctica ni el PVC ni el EVA se utiliza en acolchado debido a su elevado precio.

Se ha comprobado que en ocasiones (cuando las noches son muy claras) la helada puede afectar a cultivos acolchados de polietileno negro y no hacerlo a los de polietileno trasparente. Este fenómeno puede explicarse por el hecho de que el suelo con polietileno trasparente, esta más caliente y porque la cubierta negra absorbe la radiación emitida por el suelo. La fluctuación de temperaturas bajo polietileno trasparente, es mayor que bajo el polietileno negro debido a que la lámina transparente permite un intercambio mayor tanto de pérdidas como de ganancias de calor en el ciclo de 24 horas.

3.3.2.3 Control de malas hierbas

El acolchado elimina la mayoría de las labores de control de malas hierbas. Si se dan pases con cultivador para eliminar las malezas, no solamente se daña al sistema radicular del cultivo, sino también su sistema aéreo y se puede producir pérdida de rendimiento. El acolchado elimina muchos de estos riesgos.

El color de la cubierta plástica tiene una clara influencia en el desarrollo de malas hierbas. Las películas opacas impiden la penetración de la luz, que es necesaria para el desarrollo de las malezas, mientras que las películas claras no lo hacen y por tanto, es imprescindible el uso de herbicidas. Sin embargo si las temperaturas ambientes son suficientemente altas (28 a 30º C) y las películas trasparentes no tienen escapes de aire, las malas hierbas no tienen un ambiente favorable para su desarrollo.

Recientemente se ha empezado a utilizar el polietileno lineal, que es particularmente resistente a las perforaciones. Se ha comprobado que incluso especies perennes tan vigorosas como la juncia (Cyperus esculentum), no pueden traspasar estas películas de plástico, como pueden hacerlo con el polietileno ordinario y que después de cierto tiempo sus raíces son destruídas por solarización.

3.3.2.4 Concentración de CO2

Los trabajos llevados a cabo en los EEUU y en Francia, han demostrado que la concentración de CO2 en el aire que rodea a las plantas con acolchado plástico, es de 2 a 6 veces mayor que cuando no hay acolchado. Este fenómeno es el resultado de la producción de CO2, ligado a la descomposición de materiales orgánicos en el suelo y de su concentración en la zona de cultivo, puesto que el CO2 se mueve hacia arriba, a través de los agujeros practicados en el filme. Esta es otra razón, por la que las plantas con acolchado plástico, tienen una tasa de crecimiento superior (véase el apartado 4.4.).

3.3.2.5 Luz

Las medidas fotométricas de luz reflejada por distintos materiales, dan los siguientes resultados:

La reflexión de radiación solar de los plásticos metalizados repele a los áfidos y atrae a las abejas.

3.3.2.6 Estructura del suelo

El acolchado ayuda a mantener la estructura del suelo, ya que previene la formación de la costra y la compactación. El suelo permanece poroso, suelto y aireado. Todo ello contribuye a la salud del sistema radicular y al uso más eficaz de los nutrientes. Puesto que las condiciones de aireación son buenas la actividad biológica de los microorganismos del suelo se ve favorecida también. El acolchado debe aplicarse únicamente en suelos con buen drenaje, pues de lo contrario la lámina contribuirá a retener la humedad del suelo que aumentará los riegos de asfixia radicular. Los acolchados previenen de que las lluvias o el riego deterioren la estructura del suelo. Mejoran la tasa de infiltración del agua. Los acolchados orgánicos devuelven materia orgánica al suelo y nutrientes, pero para prevenir la falta de nitrógeno se recomienda añadir fertilizantes nitrogenados adicionales.

3.3.2.7 Resultados agronómicos

El acolchado afecta a la calidad, a la producción y al calendario del cultivo. los factores ya comentados de cambios de temperatura, mejor humedad y luz, mayor concentración de CO2 y mejora de la textura del suelo, contribuyen a mejorar el cultivo.

Los acolchados plásticos son, especialmente beneficiosos para los cultivos, que tienen un sistema radicular superficial y/o, cuyas raíces necesitan temperaturas altas, mayor concentración de oxígeno o abundancia de humedad en la superficie del suelo. Las cucurbitaceas responden mejor al acolchado, que ningún otro cultivo. En el caso del tomate las raíces crecen hacia abajo y pronto llenan un volumen del suelo, en ambos lados de la planta, hasta una profundidad mínima de 70 cm. Las cucurbitaceas tienen un sistema radicular muy extensivo y ramificado, que se difunde lateralmente, a una profundidad no superior a los 10 o 20 cm, con muy pocas raíces importantes, localizadas a una profundidad de 40 o 50 cm.

El acolchado da el máximo rendimiento, si el suelo es pobre y arenoso, la temperatura es normal, la precipitación es baja y siempre que el suelo esté adecuadamente regado.

La tabla 12 muestra los efectos del acolchado en la precocidad y en la producción de una serie de cultivos.

Tabla 12. Efecto del acolchado de PE en al norte de Francia sobre diferentes cultivos (según LEMAIRE, Angers).

- Tomate

En general el acolchado actúa en dos factores: promueve el crecimiento radicular y aumenta el tamaño del fruto del tomate. Como consecuencia aumenta la producción que empieza de 5 a 10 días antes y alcanza un rendimiento superior en el 10 o 15 %. La producción es mayor si se utilizan plásticos metalizados.

- Pepino

Su crecimiento se acelera debido al aumento de la temperatura del suelo. Los resultados experimentales en las condiciones mediterráneas, muestran que la producción sube en un 35 o un 40 %, que la precocidad aumenta del 200 al 250 % en las primeras dos semanas. También parece que si se usa polietileno negro los frutos son de mayor tamaño.

- Melones y berenjenas

Se ha comprobado que los melones con acolchado de polietileno trasparente, alcanzan su producción de 12 a 15 días antes y aumentan su rendimiento de un 25 a un 100 % y también aumentan significativamente el tamaño de los frutos.

- Fresas

Puesto que los frutos no están en contacto directo con el suelo se evitan muchas pudriciones. Además de mejorar la calidad, se promueve la precocidad y se aumentan extraordinariamente los rendimientos.

Fig. 58. Acolchado de gladiolos con película plástica transparente.

- Otros cultivos

El acolchado puede ser usado también extensivamente, en el cultivo forzado de espárragos, uvas, gladiolos,..., pimientos.

Por último se añaden una serie de comentarios prácticos:

- Puesto que el plástico se compra por su peso y el espesor no tiene ninguna ventaja técnica, a excepción de su duración, se aconseja comprar la película más fina, siempre y cuando su duración y su resistencia mecánica sean suficientes, Como media las películas de 30 a 50 micras de espesor son suficientemente gruesas, reservándose las películas de 80 micras, para aquellas aplicaciones en las que se busque una duración superior a un año. El espesor viene determinado por el nivel de esfuerzo tensil, que impone la labor de la instalación mecánica. Para que la fijación sea correcta, las películas de polietileno lineal deben ser como mínimo de 15 micras y las de PE radicular de 25. En China que el plástico se pone a mano, (mas de 1.400.000 Has) el espesor no tiene porque ser superior a las 10 micras.

- La anchura del filme depende del cultivo, pero no debe exceder a 0,9 a 1,5 m, a menos que bajo su superficie exista un sistema de riego localizado. Debe recordarse que se necesita aproximadamente 10 cm en cada borde para cubrirlo con tierra.

- Se pueden usar películas preperforadas antes de su instalación. Se practican agujeros de 4 a 5 mm. de diámetro en la superficie, preferentemente en una banda central, que permita la entrada del agua de lluvia y que evite la formación de charcos en la superficie y la pudrición de frutas. La película preperforada no evita el crecimiento de la mala hierba y no se utilizan en todos los países.

- Los plásticos negros son los de mayor uso, a pesar de que la calidad de algunos de ellos no satisface las mínimas normas. La película trasparente logra un balance térmico mejor, pero no controla de la misma forma el desarrollo de malezas. También se ha desarrollado una película de color gris humo, intermedia entre las dos anteriores, que no ha ofrecido los resultados esperados.

- No está suficientemente definido el efecto del acolchado plástico en la salinidad del suelo. Por iniciativa de la FAO, se han llevado a cabo una serie de experimentos, que muestran que la reducción en el consumo de agua y en la evaporación del suelo, son dos fenómenos inducidos por el uso la lámina y que cuando se utiliza el riego por surcos, disminuye los efectos negativos del riego con agua de baja calidad. La película negra es mejor que la trasparente, en el sentido de que frena más la velocidad del movimiento del agua en el suelo y por tanto reduce los efectos negativos de la migración de sales, ya que la sal se concentra en las partes del suelo no recubierto por el plástico. Si el riego es por goteo la sal se concentra principalmente alrededor del bulbo húmedo, esto es, en la superficie y entre los cultivos. En consecuencia, el acolchado juega un papel protectivo puesto que evita que la lluvia trasporte las sales a las zonas radiculares.

- En cuanto al tensado la lámina cabe decir lo siguiente:

a) No deben tensarse en exceso las películas de plástico, sino que debe permitirse cierta flexibilidad, para que absorba las extensiones y contracciones resultantes de los cambios de temperatura que sufrirá a lo largo del período de cultivo.

b) Si el polietileno es negro, debe dejarse más destensado puesto que absorbe mayor cantidad de radiación solar, se calienta más y se expande durante el día, encogiéndose durante la noche.

c) Las películas deben extenderse durante las horas más cálidas del día debido a su expansión.

d) El quitar y eliminar el plástico, es un problema no resuelto todavía. Conforme se va terminando su período de cultivo, la película queda rasgada, sucia y no es fácil de recoger, ni de entregar. Hasta que aparezcan los productos bio y fotodegradables a un precio razonable, lo mejor es recogerlos y quemarlo.

e) La asociación de dos técnicas, como el acolchado y los túneles del semiforzado tienen una serie de ventajas que deben ser destacadas.

Como tantas veces los costos principalmente de mano de obra excluyen el uso combinado de ambas técnicas y cada país y cada caso particular requiere un análisis específico para determinar la rentabilidad del acolchado y de los túneles semiforzados

3.4 Varios

3.4.1 Cortavientos

Los cortavientos se usaron por primera vez en regiones barridas por vientos frecuentes y violentos de dirección predominante bien definida. Se construyeron con la intención de proteger los cultivos de los efectos mecánicos del viento y de los elementos por él arrastrados, como por ejemplo la arena. Los contravientos también influyen en el microclima del cultivo puesto que reducen la velocidad del viento, siendo este un factor que afecta al comportamiento de las plantas.

3.4.1.1 Efectos físicos

a) Reducción de la velocidad del viento

Puesto que el cortavientos es un obstáculo modifica el flujo de aire en su alrededor y como resultado la velocidad del viento disminuye una vez que ha atravesado la barrera. El efecto del cortavientos es función de su permeabilidad, su altura y su distancia a los cultivos.

Los cortavientos impermeables como los muros o los cipreses densamente plantados generan remolinos que pueden causar serios daños.

Los contravientos permeables protegen a una zona mayor que los no permeables.

Su eficacia cubre una distancia de 10 a 12 veces su altura.

Los impermeables protegen a una distancia de 7 a 8 veces su altura.

La porosidad óptima de los cortavientos artificiales es del 50% (30 % si el régimen del viento es turbulento.)

Fig. 59. Efecto de la porosidad de un cortavientos en la velocidad del viento.

b) Modificación de los intercambios radiantes

Durante el día el cortavientos intercepta y refleja parte de la radiación solar y genera una distribución heterogénea de la luz. Esto se complementa con una reducción de pérdidas tanto durante la noche como en el día. Normalmente el cortavientos significa una ganancia energética.

Fig. 60. Efecto del cortavientos sobre balance de radiación de los cultivos que protege.

c) Modificaciones térmicas

Los efectos combinados de la modificación de los intercambios radiantes y de la reducción de la mezcla de aire como resultado de la disminución de la velocidad del viento, conducen a la amplificación de la variación de la temperatura al nivel de tierra, al aumento de las temperaturas diurnas y a la menor disminución de la temperaturas nocturnas. Normalmente dentro de la zona protegida por los cortavientos. las temperaturas medias son mayores

d) Modificaciones higrométricas

La reducción del movimiento del aire también causa variaciones en el régimen de humedad.

Durante el día el nivel de humedad se ve incrementado y durante la noche se ve reducido. De una manera global el cortavientos reduce el déficit de saturación.Tanto por la reducción de la velocidad del viento y del déficit de saturación se disminuye la evapotranspiración y se reduce el estrés hídrico.

3.4.1.2 Efectos agronómicos

a) Protección de los daños por causa de la fuerza del viento o de las partículas en suspensión

Este es el efecto más claro e importante de los cortavientos, hasta el extremo que algunos cultivos especialmente sensibles, no pueden plantarse si no están protegidos por algún tipo de cortavientos.

La protección mecánica es un objetivo que puede alcanzarse, siempre y cuando la distancia entre cortavientos no exceda de 8 a 10 veces su altura.

b) Ganancia en precocidad

El aumento inducido de temperatura tiene un efecto positivo en el crecimiento y en la tasa de desarrollo y como resultado, se aumenta la precocidad. Para lograr la máxima precocidad, el espacio entre cortavientos no debe exceder de 5 a 7 veces la altura de las barreras.

c) Reducción del estrés hídrico

La disminución del poder evaporativo del aire mejora, la respuesta fisiológica de las plantas. A pesar de todo, los cortavientos rara vez reducen el consumo medio de agua de una manera significativa.

Desafortunadamente la reducción del estrés hídrico puede favorecer el desarrollo de patógenos.

d) Aumento de los riesgos de helada y de escarcha

Cuando las temperaturas extremas alcanzan los valores críticos, el aumento de la amplitud de su variación, puede ser la causa de que las zonas protegidas sufran un daño más serio que las desprotegidas.

Bajo vientos muy moderados, estarán expuestas a un riesgo mayor de heladas a una distancia de 3 a 5 veces la altura del cortavientos. En estas condiciones las temperaturas nocturnas pueden caer de 1 a 3º más bajos, que la de las parcelas sin protección. Si el espacio entre cortavientos, no excede la altura de los mismos en 5 o 7 veces, no hay prácticamente ningún riesgo adicional. El aumento del riesgo de escarcha puede conducir a la aparición de quemaduras en las puntas de las hojas y a la desecación de los órganos florales, pero puesto que el cultivo intensivo, siempre debe contar con un buen suministro de agua, este riesgo sólo se manifiesta en las zonas áridas en condiciones de sequía.

e) Ventajas técnicas

El cortavientos logra que el riego por aspersíon distribuya el agua con mayor uniformidad, siempre y cuando el diseño del mismo sea el adecuado.

El papel del cortavientos es especialmente importante. cuando ellos son el único sistema de protección del cultivo.

Cuando se utilizan túneles de semiforzado, la reducción de los vientos fuertes permite que la estructura del abrigo o invernadero sea más ligera. Además si los túneles están abiertos para ventilar, los contravientos reducen el estrés de las plantas jóvenes que no están aclimatadas.

Si los invernaderos no tienen calefacción artificial deben compararse las ventajas y desventajas del cortavientos, para decidir si es adecuado combinar ambos.

Por una parte el cortavientos mejora el balance térmico nocturno del invernadero, pero por otra parte cuesta una cantidad determinada de dinero, reducen la cantidad de luz disponible y aumenta la dificultad de alcanzar una tasa de ventilación natural suficiente, a menos que, el invernadero este localizado en una región expuesta a vientos fuertes.

Pero cuando el invernadero tiene calefacción artificial (lo que significa que está localizado en una región más fría y necesita menos ventilación), el cortavientos tiene más ventajas.

La protección contra el viento es una manera positiva de ahorrar energía por infiltración y por conducción-convección. Por cada grado C. de aumento dentro del invernadero, la reducción de la velocidad del viento de 1 m/s reduce aproximadamente las necesidades de calefacción en 1,2 Kcal/hm².

Cuando la temperatura interior de un invernadero de 1.000 m² es de 10 grados más que la del exterior, la reducción de la velocidad del viento en 5 m/s permite ahorrar al menos 6 litros de combustible por hora.

Puesto que el efecto del cortavientos disminuye con la distancia, es preciso aumentar el aporte de calor en las zonas más alejadas del cortavientos. Por ejemplo en el valle del Ródano zona atacada por el mistral, que es un viento violento del N, si el invernadero tiene calefacción por aire, la caldera o quemador se coloca en la parte S del invernadero y el aire se impulsa dirección S-N.

Fig. 61. Situación del sistema de impulsión de aire en una parcela protegida por cortavientos.

3.4.1.3 Tipos de cortavientos

Los cortavientos tradicionales se hacen de elementos naturales vivos o muertos, pero a partir de 1.960 se empezaron a utilizar materiales plásticos.

a) Cortavientos vivos

Están formados por árboles adaptados a las condiciones normales (eucaliptos, álamos, ciprés, casuarinas, tamarindos, acacias, sesbanias, opuntias, etc.) que alcanzan más de 5 m protegen una zona de 30 a 80 m. A menudo se utilizan contravientos secundarios para el cultivo de hortalizas. Las barreras tienen la dirección principal según el eje E-O, solamente la zona del S puede usarse para la producción precoz, mientras la zona N se usa para cultivos estacionales o para caminos o zonas de tránsito. Los cortavientos vivos necesitan cuidados agronómicos, en particular el riego y la fertilización, para no competir con los cultivos que deben proteger. A veces es necesario controlar el crecimiento de su raíz por medio del subsolado y las partes aéreas deben podarse con asiduidad. Debe puntualizarse que los cortavientos sirven de abrigos y protección de algunos animales, insectos, plagas y enfermedades.

También se utilizan a veces cortavientos anuales, hechos de una asociación temporal de cultivos, por ejemplo la asociación de cultivos de invierno de melones- guisantes, plantados en hileras alternativas y perpendicular a la dirección predominante del viento.

b) Cortavientos inertes

Están hechos de elementos naturales como ramas o tallos de gramíneas (cañas, palmeras canarias,...). Tanto su altura como su acción protectora son limitadas, sus ventajas principales son la utilización de materiales locales, la facilidad de instalación, el grado de permeabilidad en función de lo que el agricultor pida, la ausencia de competición por nutrientes o agua con las plantas cultivadas...

Los elementos constitutivos de la barrera se clavan en el suelo a una profundidad suficiente para aguantar la presión del viento, pero es necesario reforzar la empalizada con estacas, utilizándose alambre de hierro o restos vegetales: palmas, cañas, etc., para atar y sujetar las partes del cortavientos

c) Cortavientos artificiales

Están formados por redes de material extrusionado o por tejidos, con una vida garantizada de 4 a 5 años. La mayor dificultad es la del anclaje al terreno. Puesto que las redes no están clavadas en el suelo, las estacas tienen que aguantar toda la presión del viento. El anclado no puede hacerse si la altura del cortavientos es de 2 m. Por lo tanto los cortavientos artificiales se utilizan a menudo para reforzar la acción protectora de cultivos bajos ya protegidos por cortavientos naturales más espaciados

3.4.2 Camas calientes

Las camas calientes se utilizan desde hace siglos en la industria de la horticultura mediterránea. Todavía es posible identificar en algunos sitios el sistema tradicional de construcción de las camas sobre pilas de estiércol.

El principal objetivo es el de mantener una temperatura adecuada en el suelo para la germinación de semillas y el crecimiento de plantas jóvenes. Esto es muy importante en primavera cuando la temperatura del suelo es demasiado baja para la germinación de cultivos que requieren como mínimo 12ºC, por ejemplo el tomate y el pimiento dulce. Además de favorecer la germinación se aumenta la uniformidad de las plantas.

A pesar de que pueden construirse al aire es preferible protegerlas bajo túneles o invernaderos. Las camas al aire tienen mayores pérdidas de calor y pueden ser afectadas por las lluvias. Si están protegidas el efecto invernadero aumenta la temperatura del suelo, principalmente durante el día y la cama mantiene esta ganancia térmica durante la noche. La necesidad de calefacción por tanto se ven reducidas.

Puede hacerse una clasificación de acuerdo con la fuente de calor que utilice: tuberías de aire caliente, cables eléctricos o fermentación de materia orgánica. Puesto que las dos primeras son más sofisticadas y se usan asociadas a otro sistema de calefacción, sólo se tratará aquí del último tipo.

Se pueden utilizar muchos materiales orgánicos como base de una cama caliente, el estiércol ganadero, las hojas, los residuos de uva, etc. Sin embargo el mejor es el estiércol de caballo debido a la gran cantidad de calor que cede.

Se pone el estiércol en una pila que tenga una anchura mínima de 1 m y una altura máxima de 0,8 m. Después se comprime y se riega a capas, con una cantidad de 8 a 10 litros de agua por metro cuadrado. El prensado y el riego son factores muy importantes, puesto que controlan el proceso de fermentación y por tanto la cesión de calor.

Después de 6 o 7 días empieza a aumentar la temperatura de la pila, alcanzando los 70º ó 75º, once o doce días después. A partir de este punto la temperatura empieza a descender y alcanza 40ºC en el día 15, 30º en el 20 y se estabiliza en 30º en el siguiente mes. Por consiguiente es necesario esperar al menos 15 días, desde la construcción de la cama hasta que se plantan las semillas, puesto que de no hacerlo así, quedarían dañadas por el exceso de temperatura. La siembra se hace generalmente en una capa de 10 a 15 cm. de suelo cubierto.

El drenaje es muy importante puesto que el exceso de agua frena el proceso de fermentación y enfría la cama. El estiércol de caballo genera una gran cantidad de calor en pequeño espacio de tiempo. Otros materiales como por ejemplo las hojas, producen temperaturas más bajas, pero durante un período de tiempo más prolongado. Por consiguiente se recomienda mezclar ambos, cuando se pretende usar la cama durante un período mayor de tiempo.

Si la cama es más grande, la temperatura que puede alcanzarse es también más grande. Paro las camas de una altura mayor de 50 ó 70 cm. sólo deben usarse cuando se necesite producir una gran cantidad de calor. La mayoría de los casos y principalmente si se usan dentro de un túnel o invernadero, una cama de 30 a 50 cm. es suficiente.