¿Cómo se pueden refrigerar los invernaderos de fresas en verano? ¿Cómo pueden los productores reducir los costos de electricidad?

Temperaturas excesivamente altas en fresas invernaderos durante el verano pueden afectar la diferenciación de yemas florales, la polinización, el agrandamiento de los frutos y la calidad final de estos. Para controlar la temperatura, muchos invernaderos utilizan ventiladores, placas refrigerantes, sistemas de nebulización o equipos de refrigeración.

Aunque estos sistemas pueden reducir eficazmente la temperatura, un mayor tiempo de funcionamiento también incrementa el consumo eléctrico y los costos de producción. Además de depender de equipos de refrigeración activa, se pueden elegir paneles de policarbonato o películas para invernaderos con propiedades ópticas y de aislamiento térmico adecuadas durante la etapa de construcción del invernadero. Estos materiales reducen la acumulación de calor provocada por la radiación solar, ralentizando así la velocidad de calentamiento del invernadero y disminuyendo la carga operativa sobre los equipos.

1. ¿Por qué la temperatura en un invernadero se eleva fácilmente demasiado?

Primero, debemos saber que, tras penetrar en el invernadero, parte de la radiación solar es absorbida por las plantas, el suelo, las canaletas de cultivo y los equipos, y se convierte en calor. Como el movimiento del aire y la velocidad de eliminación del calor dentro del invernadero son limitados, el calor sigue acumulándose, lo que finalmente provoca un aumento de la temperatura interior.

Por lo tanto, las altas temperaturas en el invernadero no se deben únicamente al clima caluroso; también están relacionadas con la cantidad de energía solar que el propio invernadero permite que entre y con la capacidad de eliminar el calor a tiempo. Aunque los materiales de cubierta se ubican en el exterior del invernadero, determinan la cantidad y el modo en que la radiación solar penetra en él, y, por ende, también afectan la cantidad de calor que los equipos de refrigeración posteriores deben gestionar.

2¿Qué propiedades relacionadas con la refrigeración deben considerarse en los materiales de cubierta para invernaderos?

Si su objetivo es reducir la temperatura del invernadero y acortar el tiempo de funcionamiento de equipos como ventiladores y paneles de enfriamiento, no debe centrarse únicamente en el grosor, el precio o el nombre del producto al elegir paneles de policarbonato o láminas para invernaderos. En cambio, debe prestar especial atención a las siguientes propiedades:

1. Transmitancia de la luz solar;

2. Rendimiento difusor de la luz;

3. Reflectancia solar;

4. Control de la radiación térmica infrarroja cercana;

5. Rendimiento de aislamiento térmico;

6. Compatibilidad con los sistemas de ventilación y sombreado externo.

Una transmitancia luminosa excesivamente alta puede permitir que entre más radiación solar en el invernadero, mientras que una transmitancia luminosa excesivamente baja puede afectar la fotosíntesis de las fresas. Por lo tanto, el material debe lograr un equilibrio entre el control eficaz de la luz y la temperatura.

El rendimiento difusor de la luz puede dispersar parte de la luz solar directa y reducir la concentración de luz intensa sobre las superficies de las hojas y los frutos. El rendimiento reflectante puede reflejar parte de la radiación solar hacia el exterior del invernadero. El control de la radiación infrarroja cercana se centra principalmente en la radiación solar que tiene mayor probabilidad de convertirse en calor.

3. ¿Cómo pueden los paneles de policarbonato ayudar a reducir la carga térmica del invernadero?

Los paneles de policarbonato afectan principalmente la temperatura del invernadero mediante su estructura, su transmitancia luminosa, su rendimiento difusor de la luz y su aislamiento térmico.

Si su proyecto está ubicado en una región con veranos cálidos y alta radiación solar, debe prestar especial atención a:

1. Una transmitancia luminosa adecuada a las condiciones locales de luz;

2. Un rendimiento difusor de la luz que mejore la distribución de la luz solar directa;

3. El control de la radiación térmica infrarroja cercana;

4. El aislamiento térmico proporcionado por la estructura hueca;

5. Compatibilidad con sistemas de ventilación en el techo y sombreado exterior.

Es importante tener en cuenta que las diferencias entre los paneles de policarbonato y la lámina para invernadero no necesariamente se manifiestan como efectos de refrigeración estival. Por ejemplo, una prueba comparativa entre invernaderos cubiertos con paneles de policarbonato y lámina de polietileno de doble capa mostró que, bajo condiciones de calefacción nocturna, el consumo total de energía térmica del invernadero con policarbonato fue aproximadamente un 27,89 % menor que el del invernadero cubierto con lámina de polietileno de doble capa. Esto indica que la ventaja de aislamiento térmico de los paneles de policarbonato es más probable que se refleje en la reducción del intercambio de calor y la mejora de la retención de calor en invierno. No debe interpretarse directamente como que los paneles de policarbonato siempre producirán temperaturas estivales más bajas que la lámina para invernadero.

4. ¿Cómo puede la lámina para invernadero ayudar a reducir las temperaturas estivales?

Las láminas para invernadero pueden variar considerablemente en su función, por lo que no debe centrarse únicamente en el grosor y el precio al elegir una lámina. Si su proyecto se enfoca en la refrigeración estival y la reducción del consumo eléctrico, debe prestar especial atención a los siguientes tipos de lámina.

1. Lámina difusora de luz

La lámina difusora de luz puede dispersar parte de la luz solar directa, permitiendo que la luz penetre de forma más uniforme en el dosel de las fresas.

En un ensayo realizado en invernadero, se utilizaron láminas difusoras de luz con niveles de turbidez de aproximadamente 20 % y 29 %. Los resultados mostraron que dichas láminas mejoraron la distribución vertical y horizontal de la luz dentro del dosel del cultivo y redujeron la temperatura foliar. En el ensayo se registró una diferencia entre la temperatura de la hoja y la del aire de aproximadamente 2,64 ° C en algunos puntos de medición, frente a aproximadamente 4,08 ° C bajo otra condición de cobertura. Esto demuestra que el valor de la película para luz difusa no se limita a reducir la temperatura del aire interior. También puede ayudar a reducir el estrés térmico localizado en las superficies de hojas y frutos.

2. Película reflectante o sombreadora

La película reflectante es adecuada para regiones con intensa radiación solar y temperaturas estivales notablemente elevadas.

En una comparación de invernaderos realizada en una región árida, la película reflectante redujo la temperatura del aire interior aproximadamente 3 ° C al mediodía en comparación con la película convencional de PE.

3. Película bloqueadora de infrarrojo cercano

El propósito principal de la película bloqueadora de infrarrojo cercano no es simplemente reducir la luz visible, sino reducir la cantidad de radiación infrarroja cercana —más propensa a convertirse en calor— que ingresa al invernadero.

Los resultados de un estudio en invernadero sobre película de control de infrarrojo cercano mostraron que la película de PE de control de infrarrojo cercano redujo la temperatura del aire del invernadero hasta aproximadamente 2 ° C y ofreció un mejor control de la carga térmica estival en comparación con la película de cubierta convencional.

En otra simulación del consumo energético de un invernadero, suponiendo que el material de cubierta podía reflejar toda la radiación infrarroja cercana, la temperatura del aire en el invernadero al mediodía en verano disminuyó aproximadamente 2 ° C, mientras que la demanda de refrigeración se redujo hasta un 50 %. No obstante, este resultado se obtuvo bajo condiciones específicas del modelo. El rendimiento real sigue afectado por la estructura del invernadero, la ventilación, las sombras y el dosel de los cultivos.

4. Película aislante térmicamente

La película aislante térmicamente se utiliza principalmente para reducir la pérdida de calor del invernadero durante la noche y también puede ayudar a mejorar las fluctuaciones de temperatura entre el día y la noche.

Es más adecuado para proyectos que necesitan equilibrar la retención de calor en invierno y los costos operativos en verano. Sin embargo, si su principal preocupación son las altas temperaturas estivales, no debe centrarse únicamente en el rendimiento térmico aislante de la lámina. También debe considerar su transmitancia a la luz solar, su rendimiento difusor de luz y su control de infrarrojo cercano.

5. ¿Cómo pueden los materiales de cubierta ayudar a reducir el consumo eléctrico de los equipos?

Los materiales de cubierta pueden reducir parte de la carga térmica en su origen limitando la cantidad de calor que ingresa al invernadero.

Su lógica de funcionamiento es:

Reducir la cantidad de radiación solar que ingresa → reducir la acumulación de calor en el interior → disminuir la velocidad con la que se calienta el invernadero → bajar la temperatura máxima → reducir la carga operativa de los equipos de refrigeración.

Los datos anteriores muestran que los materiales de cubierta pueden afectar efectivamente la carga de refrigeración. Sin embargo, esto no debe interpretarse como que todos los proyectos obtendrán los mismos resultados. El área del invernadero, la eficiencia de la ventilación, las sombras externas, la temperatura exterior, la radiación solar y la densidad de siembra de fresas afectarán todos los resultados finales.

Si desea evaluar con precisión el efecto de ahorro de electricidad, se recomienda también supervisar:

• Las temperaturas interior y exterior del invernadero;
• La temperatura máxima al mediodía;
• La intensidad de la radiación solar;
• El tiempo de funcionamiento de los ventiladores y las placas refrigerantes;
• La potencia del equipo de refrigeración;

6. ¿Cómo debe elegir los materiales de cubierta según el clima del proyecto?

En regiones con veranos cálidos y alta radiación solar, debe centrarse en el desempeño difusor de luz, reflectante y de control de infrarrojo cercano de los materiales de cubierta, y combinarlos con sistemas de sombra externa y ventilación en el techo.

Para regiones con insuficiente luminosidad que, no obstante, requieren refrigeración en verano, debe evitarse el sombreado excesivo. Como prioridad, pueden considerarse materiales con una transmitancia efectiva de luz relativamente alta y un buen rendimiento difusor de luz.

Para invernaderos de fresas operativos durante todo el año, deben evaluarse tanto la refrigeración estival como la retención térmica invernal. Los paneles de policarbonato multicelular resultan más adecuados para proyectos que priorizan la estabilidad estructural y el control del intercambio térmico. Las películas funcionales multicapa son más adecuadas para proyectos que necesitan ajustar el rendimiento de la cubierta según la estación, controlar la inversión inicial o facilitar su sustitución posterior.

Para los operadores de invernaderos de fresas, los materiales de cubierta no solo están relacionados con los costos de construcción, sino también con el control posterior de la temperatura, el tiempo de funcionamiento de los equipos de refrigeración y los gastos eléctricos a largo plazo. Los materiales adecuados no pueden sustituir por completo los equipos de refrigeración activa, pero sí reducen la entrada de calor al invernadero, ralentizan la velocidad a la que este se calienta y disminuyen la carga de funcionamiento de los equipos, ayudándole a construir un invernadero de fresas más eficiente energéticamente y estable.

Según las condiciones climáticas de distintas regiones, los requisitos para el cultivo de fresas y los métodos de operación del invernadero, FZY invernadero puede evaluar de forma integral cómo interactúan entre sí los materiales de cubierta, los sistemas de ventilación, las sombras externas y los equipos de refrigeración, y ofrecer soluciones para invernaderos más adecuadas para su funcionamiento a largo plazo.