¿Cómo solucionar la mala circulación del aire en un invernadero de varias naves?
Una mala circulación del aire provocará diferencias de temperatura, humedad y niveles de gases en todo el invernadero. El problema puede ser más difícil de diagnosticar en un invernadero con varias secciones, ya que las áreas de cultivo son interdependientes.
Antes de cambiar el equipo, conviene diferenciar dos conceptos que suelen confundirse. La ventilación es el intercambio de aire entre el interior y el exterior, medido en renovaciones de aire por hora (ACH) y normalmente diseñado para 40-60 ACH en la máxima refrigeración de verano, con un mínimo de aproximadamente 1 ACH en invierno. La circulación es el movimiento interno del aire dentro del invernadero, medido por la integridad del circuito de aire y dimensionado en torno a 2 CFM por pie cuadrado de superficie. Un invernadero puede alcanzar su tasa de intercambio y aun así tener zonas muertas, y puede tener una mezcla interna vigorosa y aun así sobrecalentarse. Diagnosticar cuál de los dos sistemas está fallando es el primer paso para lograr un buen resultado.
Encuentra dónde se interrumpe el flujo de aire
Antes de cambiar el equipo, identifique los puntos con flujo de aire débil o irregular. El diagnóstico permitirá a los cultivadores corregir la distribución, eliminar las restricciones y decidir si es necesaria la circulación mecánica.
Verifique las zonas de crecimiento estancado.
Compare las condiciones a nivel de cultivo, entre hileras y cerca del techo. Las zonas cálidas son áreas con poca circulación de aire. Busque variaciones desde los extremos hacia el centro. Si, por ejemplo, la situación del flujo varía con frecuencia en un área, podría tratarse de un problema de distribución del flujo en lugar de un problema de capacidad de ventilación.
La prueba práctica consiste en una medición de tres niveles. Registre simultáneamente la temperatura y la humedad a la altura del canalón, a la altura del toldo y cerca del suelo en al menos tres tramos. Una zona cálida y húmeda persistente a la altura del toldo, mientras que el canalón registra valores normales, indica una falla en la circulación. Una elevación en todo el tramo que coincide con la temperatura exterior indica una falla en la ventilación o la capacidad. Registrar las lecturas en diferentes momentos del día permite distinguir las fallas de diseño reales de las condiciones transitorias.
Inspeccione las rejillas de ventilación y las aberturas.
Las aberturas del techo y los laterales deben permitir un intercambio de aire sin obstrucciones. El flujo de aire fresco hacia el espacio de cultivo puede verse reducido debido a rejillas de ventilación cerradas, mecanismos averiados, aberturas bloqueadas o controles mal coordinados.
Observe todas las secciones de ventilación, en lugar de una sola abertura de ventilación. Verifique el área de ventilación efectiva como proporción del área del piso: la ventilación natural generalmente necesita al menos 15%–20% del área del piso en aberturas combinadas de techo y laterales, medidas después de cerchas, mecanismos y pantallas. Cuando existe una ventilación inadecuada en un invernadero de múltiples tramos, el diseño de la ventilación puede ser revisado por el fabricante de invernaderos de múltiples naves .
Busque barreras físicas
Las estructuras, pantallas, separadores y equipos colgantes pueden obstruir el flujo de aire en cultivos densos. Incluso con ventiladores y rejillas de ventilación en funcionamiento, estas barreras pueden crear zonas sin ventilación. A medida que los cultivos crecen, revise la configuración. El espacio de aire limitado en plantas y equipos maduros puede ser un problema.
Las mosquiteras merecen especial atención porque su impacto es cuantificable: las mosquiteras con una porosidad entre el 25 % y el 53 % reducen la ventilación a medida que disminuye la porosidad; una mosquitera estándar suele reducir el flujo de aire entre un 10 % y un 20 % en comparación con una abertura sin obstrucciones; una mosquitera de 75 mallas reduce la ventilación natural en aproximadamente un 25 % con respecto a una de 40 mallas; y una mosquitera de 50 mallas con una superficie abierta del 55 % en una abertura de 100 m² deja pasar el aire equivalente a solo unos 55-60 m². Las mosquiteras térmicas y de sombra que se dejan parcialmente cerradas tienen un efecto similar y son fáciles de pasar por alto.
Compruebe la dirección y la posición del ventilador.
Los ventiladores deben crear una trayectoria de flujo de aire planificada a través del cultivo, en lugar de mover grandes cantidades de aire en una zona pequeña.
Verifique la altura, la dirección, el espaciado y la secuencia de funcionamiento de los ventiladores. Considere también la altura del cultivo y los equipos internos que puedan obstruir el flujo de aire. El objetivo es reducir las zonas de estancamiento sin generar corrientes de aire excesivas. Para sistemas de flujo de aire horizontal, la regla de dimensionamiento es de aproximadamente 2 CFM de capacidad del ventilador por pie cuadrado de superficie, o aproximadamente 0,6 m³/min por metro cuadrado, con los ventiladores dispuestos en línea de manera que la descarga de uno alimente la entrada del siguiente. Los ventiladores inclinados hacia abajo o espaciados irregularmente interrumpen el circuito y crean bolsas de recirculación que los operadores suelen describir como "el aire simplemente no llega al otro extremo".
Comparar las condiciones en toda la estructura.
Interprete patrones y extraiga conclusiones a partir de los datos de temperatura y humedad recopilados en múltiples ubicaciones. Las mediciones cerca del techo, la cubierta vegetal, las paredes y el centro permiten detectar diferencias que no se detectaron con una inspección rápida.
Tome medidas en diferentes momentos. Los patrones observados pueden indicar si es necesario ajustar la ventilación o la circulación.
Mejore la circulación del aire con una mejor coordinación del sistema.
Identifique los puntos débiles y optimice la circulación del aire mediante ventilación, ventiladores, cambios en la distribución y ajustes de control. El objetivo es garantizar un movimiento de aire uniforme que favorezca el crecimiento de los cultivos, evitando corrientes de aire innecesarias, pérdidas de calor y un consumo excesivo de energía. Este equilibrio debe lograrse en invernaderos de múltiples naves bien diseñados.
Mejorar el intercambio de aire natural
La ventilación natural permite la entrada de aire exterior al edificio a la vez que se extrae el aire cálido y húmedo. Las aberturas del techo y los laterales pueden funcionar simultáneamente si están correctamente ubicadas y controladas.
No siempre es posible que las aberturas más grandes solucionen los problemas de circulación. Otros factores incluyen la dirección del flujo de aire y cualquier obstrucción en el interior. Las combinaciones de aberturas también difieren sustancialmente en su rendimiento: una entrada lateral junto con rejillas de ventilación en el techo orientadas hacia el viento produce el mayor flujo natural (aproximadamente 12,3 renovaciones de aire por hora a una velocidad del viento de 0,5 m/s), mientras que las configuraciones solo en el techo y solo a sotavento tienen un rendimiento notablemente inferior. Si una casa tiene rejillas de ventilación en la cumbrera pero no una entrada de aire a nivel del suelo para alimentarlas, aumentar el recorrido de la ventilación no ayudará.
Utilice los ventiladores de circulación estratégicamente.
Los ventiladores de circulación se utilizan para hacer circular el aire en espacios donde las ventanas convencionales no lo permiten. Deben colocarse de manera que proporcionen un flujo continuo a través del cultivo, en lugar de crear zonas diferenciadas. El funcionamiento de los ventiladores debe ajustarse a la densidad del cultivo, la temperatura, la humedad y el tamaño del invernadero.
Primero, analice el flujo de aire: identifique las zonas de estancamiento antes de añadir equipos.
Coloque los ventiladores para lograr una buena cobertura: Dirija el flujo de aire hacia las zonas con menor cobertura.
Evite las corrientes de aire excesivas: Un flujo de aire directo y fuerte puede dañar los cultivos sensibles.
Mantenga los caminos despejados: Retire los obstáculos que impidan el paso.
Tamaño en relación con la superficie del piso: Calcule aproximadamente 2 CFM por pie cuadrado (aproximadamente 0,6 m³/min por m²) de capacidad de circulación.
Ventilación y refrigeración coordinadas
Los equipos de refrigeración y ventilación deben suministrar un flujo de aire coordinado, sin que haya competencia entre ellos. Una mala coordinación puede provocar que el aire acondicionado se extraiga demasiado rápido o que no circule aire más frío por todo el cultivo.
Este es un riesgo real en los sistemas de refrigeración por evaporación. El sistema de refrigeración por ventilador y paneles está diseñado para una eficiencia de los paneles humedecidos del 70 % al 80 %, lo que produce una caída de temperatura de aproximadamente 9 °F (5 °C) con una eficiencia general del sistema del 80 %, y el aire de suministro llega entre 10 y 20 °F por debajo de la temperatura ambiente. Si las rejillas de ventilación del techo se abren mientras los ventiladores de los paneles están funcionando, una gran parte del aire enfriado se escapa por la cumbrera antes de llegar al cultivo, y el rendimiento de refrigeración medido se desploma, incluso aunque todos los componentes estén funcionando.
Planifique las secuencias de operación basándose en situaciones reales. Al planificar un sistema de invernadero de múltiples secciones, un fabricante de invernaderos de este tipo puede ayudar a coordinar la ventilación, la refrigeración y la circulación del agua.
Ajustar la disposición interna
La ubicación de los cultivos, el equipo, los pasillos y las divisiones pueden mejorar la circulación. No siembre en exceso solo porque haya espacio disponible; debe dejarse espacio para la circulación del aire entre las áreas de cultivo. Mantenga el acceso operativo al equipo y las rutas de ventilación. A veces, la circulación se puede mejorar con cambios en la distribución en lugar de realizar modificaciones importantes.
Gestionar el flujo de aire entre tramos conectados
Los tramos interconectados de un invernadero pueden desarrollar patrones de flujo de aire diferentes cuando el aire no se distribuye uniformemente entre las secciones. Revise las aberturas, las hileras de cultivo y el equipo interno en cada tramo. Mantener despejadas las vías de circulación ayuda a prevenir la formación de zonas aisladas con calor o humedad excesiva y permite que los ventiladores distribuyan el aire de manera más uniforme en todo el espacio de producción.
Compruebe el flujo de aire a través de los tramos conectados.
El aire no siempre se distribuye de manera uniforme en un invernadero grande con múltiples secciones. Las diferencias en la posición de las rejillas de ventilación, la densidad de los cultivos, el equipamiento interno y la presión pueden provocar que una sección reciba mayor flujo de aire que otra.
Mapa de las principales rutas aéreas
Identifique por dónde entra el aire exterior, por dónde debería salir el aire caliente y cómo se mueve el aire a través del cultivo. Compruebe estos recorridos con el cultivo en su tamaño maduro previsto, ya que las plantas densas pueden alterar significativamente el flujo de aire.
El objetivo es encontrar zonas donde el aire entra pero no llega al cultivo de manera uniforme, o donde queda atrapado antes de llegar a una salida. Una prueba de humo o un anemómetro manual a la altura del dosel transforma estas observaciones en un mapa que se puede comparar con el circuito previsto, y un fabricante de invernaderos de múltiples naves debería poder proporcionar la trayectoria de flujo de aire de diseño para dicha comparación.
Compruebe las diferencias de presión entre las zonas.
Los espacios grandes y conectados pueden presentar diferentes condiciones de presión cuando los ventiladores, respiraderos o equipos de refrigeración funcionan simultáneamente. Un ventilador en un área puede extraer aire de otra área en lugar de mejorar la circulación general.
Verifique el funcionamiento del ventilador junto con las rejillas de ventilación del techo, las rejillas laterales, el equipo de refrigeración y las pantallas. El sistema debe funcionar en combinaciones que creen una trayectoria de flujo de aire planificada, en lugar de movimientos de aire que compitan entre sí. Cuando intervienen varios tramos y etapas de refrigeración, la secuencia del ventilador, la rejilla y la pantalla debe coordinarse como un único programa, que el fabricante del invernadero multitramo puede especificar como parte de la lógica de control.
Compruebe el flujo de aire tras los cambios en el crecimiento de los cultivos.
El flujo de aire puede cambiar a medida que los cultivos crecen en altura o densidad. Los equipos, los sistemas de suspensión y las estructuras de soporte de los cultivos también pueden alterar la trayectoria original del aire.
Por lo tanto, conviene revisar el flujo de aire tras cambios importantes en los cultivos o la incorporación de nuevos equipos. Esto puede ayudar a identificar zonas de estancamiento antes de que se conviertan en un problema recurrente de temperatura o humedad. Es de esperar que tanto el volumen de aire libre sobre el dosel como la resistencia al flujo horizontal cambien considerablemente a medida que el dosel se cierra, por lo que conviene reajustar el programa de circulación en ese momento, en lugar de al final de la temporada.
Mantenimiento de ventiladores y equipos de ventilación.
Un mantenimiento deficiente puede reducir gradualmente el flujo de aire, incluso cuando el sistema original fue diseñado correctamente. Limpie las aspas del ventilador, inspeccione los motores, revise los mecanismos de ventilación y elimine el polvo o los restos de plantas de las aberturas. Las inspecciones periódicas también ayudan a identificar problemas mecánicos antes de que reduzcan la circulación en áreas de cultivo importantes. Las rejillas sucias son un caso particular: dado que la rejilla ya reduce el flujo de aire entre un 10 % y un 20 % incluso estando limpia, una malla fina contaminada puede reducirlo mucho más silenciosamente.
Automatizar la monitorización y el control
Los sensores y controladores pueden ajustar los ventiladores, las rejillas de ventilación y los equipos de refrigeración según cambien las condiciones. En un invernadero grande, utilice las lecturas de varias zonas de cultivo en lugar de depender de un solo sensor.
Los ajustes de control deben coincidir con el cultivo y las condiciones de funcionamiento. El control automático también debe revisarse periódicamente, ya que un sensor o actuador defectuoso puede generar problemas de flujo de aire sin que se detecten de inmediato.
Preguntas frecuentes
Las causas comunes incluyen ventilación insuficiente, ubicación incorrecta de los ventiladores, obstrucciones internas, cultivos densos y sistemas climáticos mal coordinados. La causa real debe identificarse antes de instalar el equipo. En la práctica, las fallas específicas más frecuentes son una relación entre el área de ventilación y el área del piso inferior al 15 %-20 % de la línea base de diseño, ventilaciones de cumbrera sin entrada de aire a nivel del suelo, un circuito de circulación insuficiente según la regla de 2 CFM por pie cuadrado y pantallas o telas de sombra parcialmente cerradas.
No. Los ventiladores pueden mejorar la circulación, pero no pueden compensar las rejillas de ventilación obstruidas, las malas vías de flujo de aire ni un diseño inadecuado del sistema. Aumentar la capacidad de circulación en una vivienda con ventilación insuficiente incrementa la mezcla interna sin eliminar el calor y, a menudo, enmascara el problema real a la vez que aumenta los costes de funcionamiento.
No existe una cifra universal, ya que los requisitos dependen del tamaño, la distribución, la densidad de cultivo, el clima y el equipo. Lo que sí se puede especificar es la capacidad total: aproximadamente 2 CFM por pie cuadrado de superficie, o lo que es lo mismo, 0,6 m³/min por metro cuadrado, para el circuito de flujo de aire horizontal, más la capacidad del ventilador de extracción que cumpla con la tasa de intercambio de aire requerida de 40 a 60 renovaciones de aire por hora en el punto máximo de refrigeración. La ubicación del ventilador y la cobertura del flujo de aire son más importantes que simplemente aumentar la cantidad.
Mida simultáneamente a tres alturas: canaleta, marquesina y piso, en varios tramos. Una zona cálida y húmeda confinada al nivel de la marquesina, mientras que la canaleta registra una temperatura normal, indica un problema de circulación y distribución. Un aumento uniforme de la temperatura en todo el tramo, que sigue las condiciones exteriores, indica un problema de capacidad de ventilación o de configuración de las aberturas.
Debido a que tanto el volumen de aire libre sobre el dosel como la resistencia al flujo horizontal cambian a medida que las plantas llenan el invernadero, un circuito diseñado para un cultivo joven o vacío suele ser insuficiente con el dosel completo. Por lo tanto, el programa de circulación normalmente necesita reajustarse una vez que el cultivo se cierra, y nuevamente después de cualquier cambio significativo en la distribución interna.
De forma indirecta, y puede empeorar las cosas. Si las rejillas de ventilación del techo permanecen abiertas mientras funciona un sistema de evaporación, el aire enfriado se escapa por la cumbrera antes de llegar al cultivo, por lo que el rendimiento medido cae muy por debajo de la eficiencia del 70 % al 80 % para la que se diseñó el sistema. Primero, corrija la trayectoria del flujo de aire y luego evalúe si realmente se necesita capacidad de enfriamiento adicional.
Una buena circulación de aire es una cuestión de diseño del sistema, no simplemente un problema del ventilador. Las empresas deben evaluar las aberturas de ventilación, los obstáculos internos, la ubicación de los ventiladores, la coordinación de la refrigeración y los controles ambientales como un sistema integrado.
La distinción que conviene mantener es que la ventilación y la circulación son magnitudes separadas con objetivos de diseño separados: entre 40 y 60 renovaciones de aire por hora en el pico para el intercambio, y aproximadamente 2 CFM por pie cuadrado para el circuito interno; y que una falla en una no se puede reparar con la capacidad de la otra.
Un fabricante experimentado de invernaderos de múltiples naves puede ayudar a integrar estos elementos antes de la instalación y reducir los problemas de flujo de aire posteriormente. En estructuras ya existentes, se pueden realizar ajustes específicos para mejorar la circulación sin necesidad de reemplazar todos los componentes.
