Como resolver o problema da má circulação de ar em uma estufa de múltiplos vãos?
A má circulação de ar produzirá diferenças de temperatura, umidade e níveis de gases em toda a estufa. O problema pode ser mais difícil de diagnosticar em uma estufa com múltiplos vãos, já que as áreas de cultivo são interdependentes.
Antes de trocar o equipamento, é importante distinguir dois conceitos que costumam ser confundidos. Ventilação é a troca de ar entre o interior e o exterior, medida em renovações de ar por hora (ACH) e normalmente projetada para 40 a 60 ACH no pico do resfriamento de verão, com um mínimo de cerca de 1 ACH no inverno. Circulação é o movimento interno do ar dentro da estufa, medido pela completude do circuito de ar e dimensionado em cerca de 2 CFM por pé quadrado de área do piso. Uma estufa pode atingir a taxa de renovação de ar ideal e ainda apresentar áreas estagnadas, e pode ter uma mistura interna vigorosa e ainda assim superaquecer. Diagnosticar qual dos dois está falhando é o primeiro passo produtivo.
Identifique onde o fluxo de ar é interrompido.
Antes de trocar de equipamento, identifique os locais com fluxo de ar fraco e/ou inconsistente. O diagnóstico permitirá que os produtores corrijam o layout, eliminem obstruções e decidam se a circulação mecânica é necessária.
Verifique se há zonas de crescimento estagnado.
Compare as condições ao nível da cultura, entre as fileiras e perto do telhado. Bolsões de calor são áreas com pouca circulação de ar. Procure por variações entre as extremidades da estrutura e o centro. Se, por exemplo, a circulação de ar variar frequentemente em uma área, pode ser um problema de distribuição do fluxo de ar, e não de capacidade de ventilação.
O teste prático consiste em uma medição em três níveis. Registre a temperatura e a umidade simultaneamente na altura da calha, na altura da copa e próximo ao piso em pelo menos três vãos. Uma área persistentemente quente e úmida na altura da copa, enquanto a calha indica valores normais, indica uma falha de circulação. Uma elevação ao longo de todo o vão que acompanha a temperatura externa indica uma falha de ventilação ou de capacidade. O registro das leituras em vários horários do dia permite diferenciar falhas de projeto reais de condições transitórias.
Inspecione as aberturas e saídas de ar.
O teto e as aberturas laterais devem permitir a troca de ar desimpedida. O fluxo de ar fresco para o espaço de cultivo pode ser reduzido devido a aberturas fechadas, mecanismos quebrados, entradas bloqueadas ou controles mal coordenados.
Analise todas as seções de ventilação, em vez de uma única abertura. Verifique a área efetiva de ventilação em proporção à área do piso: a ventilação natural geralmente requer pelo menos 15% a 20% da área do piso em aberturas combinadas no teto e nas laterais, medidas após a instalação de treliças, mecanismos e telas. Quando a ventilação for inadequada em uma estufa com múltiplos vãos, o projeto de ventilação pode ser revisado por um profissional. fabricante de estufas de múltiplos vãos .
Procure por barreiras físicas
Estruturas, telas, divisórias e equipamentos suspensos podem obstruir o fluxo de ar em plantações densas. Mesmo com ventiladores e aberturas de ventilação em funcionamento, essas barreiras podem causar áreas sem circulação de ar. À medida que as plantas crescem, verifique a instalação. Espaço de ar limitado em plantas adultas e equipamentos pode ser um problema.
As telas merecem atenção especial, pois seu impacto negativo é mensurável: telas à prova de insetos com porosidade entre 25% e 53% reduzem a taxa de ventilação à medida que a porosidade diminui; uma tela padrão normalmente consome de 10% a 20% do fluxo de ar de uma abertura desobstruída; uma tela com malha 75 reduz a ventilação natural em cerca de 25% em comparação com uma tela de malha 40; e uma tela com malha 50 e uma área aberta de 55% em uma abertura de 100 m² permite a passagem de ar equivalente a apenas 55-60 m². Telas térmicas e de sombreamento parcialmente fechadas têm um efeito semelhante e são fáceis de passar despercebidas.
Verifique a direção e a posição do ventilador.
Os ventiladores devem criar um fluxo de ar planejado através da plantação, em vez de movimentar grandes quantidades de ar em uma área pequena.
Verifique a altura, a direção, o espaçamento e a sequência de operação dos ventiladores. Considere também a altura da cultura e os equipamentos internos que possam bloquear o fluxo de ar. O objetivo é reduzir as áreas estagnadas sem criar correntes de ar excessivas. Para sistemas de fluxo de ar horizontal, a regra de dimensionamento é de cerca de 2 CFM de capacidade do ventilador por pé quadrado de área do piso, ou aproximadamente 0,6 m³/min por metro quadrado, com os ventiladores dispostos em linha de forma que a saída de um alimente a entrada do próximo. Ventiladores inclinados para baixo ou com espaçamento irregular interrompem o circuito e criam as bolsas de recirculação que os operadores geralmente descrevem como "o ar simplesmente não chega à outra extremidade".
Compare as condições em toda a estrutura.
Interprete padrões e faça inferências a partir dos dados de temperatura e umidade coletados em vários locais. As medições próximas ao telhado, à copa da plantação, às paredes e ao centro podem detectar diferenças que não foram percebidas em uma inspeção rápida.
Faça medições em vários momentos. Os padrões podem indicar se há necessidade de ajuste da ventilação ou da circulação.
Melhore a circulação de ar com uma melhor coordenação do sistema.
Identifique os pontos fracos e melhore a circulação utilizando ventilação, ventiladores, alterações no layout e ajustes de controle. O objetivo é garantir uma circulação de ar uniforme para auxiliar as culturas, sem criar correntes de ar desnecessárias, perda de calor ou consumo excessivo de energia. Esse equilíbrio deve ser alcançado em estufas de múltiplos vãos bem projetadas.
Melhorar a troca natural de ar
A ventilação natural proporciona a troca de ar externo com o ar interno do edifício, enquanto o ar quente e úmido é removido do interior. Aberturas no telhado e nas laterais podem funcionar simultaneamente se forem posicionadas e controladas adequadamente.
Nem sempre é possível que aberturas maiores resolvam problemas de circulação. Outros fatores incluem a direção do fluxo de ar e quaisquer obstruções internas. As combinações de aberturas também diferem substancialmente em desempenho: uma entrada lateral combinada com aberturas de ventilação no telhado voltadas para o vento produz o maior fluxo natural — cerca de 12,3 trocas de ar por hora a uma velocidade do vento de 0,5 m/s — enquanto as configurações apenas com aberturas no telhado ou apenas com aberturas voltadas para o lado oposto ao vento apresentam desempenho notavelmente inferior. Se uma casa possui aberturas de ventilação no cumeeiro, mas não possui uma entrada de ar na parte inferior para alimentá-las, aumentar o percurso da ventilação não ajudará.
Utilize ventiladores de circulação estrategicamente
Os ventiladores de circulação são usados para circular o ar em espaços onde as janelas comuns não conseguem fazê-lo. Devem ser posicionados de forma a proporcionar uma zona contínua de fluxo de ar através da cultura, em vez de camadas isoladas. O funcionamento dos ventiladores deve ser adequado à densidade da cultura, à temperatura, à humidade e ao tamanho da estufa.
Mapeie primeiro o fluxo de ar: Identifique áreas estagnadas antes de adicionar equipamentos.
Posicione os ventiladores para obter cobertura: direcione o fluxo de ar para as zonas com menor cobertura.
Evite correntes de ar excessivas: fortes correntes de ar diretas podem perturbar culturas sensíveis.
Mantenha os caminhos desobstruídos: Remova os obstáculos que bloqueiam a passagem.
Dimensionamento em relação à área do piso: Considere aproximadamente 2 CFM por pé quadrado (cerca de 0,6 m³/min por m²) de capacidade de circulação.
Ventilação e resfriamento coordenados
Os equipamentos de refrigeração e ventilação devem fornecer fluxo de ar de forma coordenada, sem competição. A falta de coordenação pode fazer com que o ar condicionado seja removido muito rapidamente e/ou não consiga circular o ar mais frio por toda a plantação.
Isso representa um risco real com sistemas evaporativos. O resfriamento por ventilador e painel evaporativo é projetado para uma eficiência de 70% a 80% do painel umedecido, proporcionando uma queda de temperatura de aproximadamente 5 °C (9 °F) com uma eficiência geral do sistema de cerca de 80%, com o ar de suprimento chegando a uma temperatura 10 a 20 °F abaixo da temperatura ambiente. Se as aberturas de ventilação do telhado estiverem abertas enquanto os ventiladores do painel evaporativo estiverem funcionando, grande parte desse ar resfriado escapa pela cumeeira antes de chegar à plantação, e o desempenho de resfriamento medido entra em colapso, mesmo que todos os componentes estejam operando.
Planeje as sequências de operação com base em situações reais. Ao planejar um sistema de estufa com múltiplos vãos, um fabricante especializado pode auxiliar na coordenação da ventilação, resfriamento e circulação.
Ajustar o layout interno
O posicionamento das culturas, dos equipamentos, das passarelas e das divisórias pode melhorar a circulação. Não plante em excesso só porque há espaço disponível; é preciso deixar espaço para a circulação de ar entre as áreas de cultivo. Mantenha o acesso operacional aos equipamentos e às vias de ventilação. Às vezes, a circulação pode ser melhorada com ajustes no layout, em vez de grandes alterações.
Gerenciar o fluxo de ar entre vãos conectados
Em estufas interligadas, podem surgir diferentes padrões de fluxo de ar quando o ar não circula uniformemente entre as seções. Analise as aberturas, as fileiras de cultivo e os equipamentos internos em cada vão. Manter os caminhos de circulação desobstruídos ajuda a evitar áreas isoladas, quentes ou úmidas, e permite que os ventiladores distribuam o ar de forma mais consistente por todo o espaço de produção.
Verificar o fluxo de ar ao longo dos vãos conectados
O ar nem sempre circula de forma uniforme em uma grande estufa com múltiplos vãos. Diferenças na posição das aberturas de ventilação, na densidade de cultivo, nos equipamentos internos e na pressão podem fazer com que um vão receba mais fluxo de ar do que outro.
Mapeie as principais rotas aéreas
Identifique por onde o ar externo entra, por onde o ar quente deve sair e como o ar se move pela plantação. Verifique esses caminhos com a plantação em seu tamanho adulto esperado, pois plantas densas podem alterar significativamente o fluxo de ar.
O objetivo é encontrar áreas onde o ar entra, mas não atinge a cultura de maneira uniforme, ou onde o ar fica retido antes de chegar a uma saída. Um teste de fumaça ou uma medição transversal com anemômetro manual na altura da copa converte essas impressões em um mapa que pode ser comparado com o circuito projetado, e um fabricante de estufas de múltiplos vãos deve ser capaz de fornecer o percurso do fluxo de ar projetado para essa comparação.
Verifique as diferenças de pressão entre as áreas.
Grandes espaços interligados podem apresentar diferentes condições de pressão quando ventiladores, sistemas de ventilação ou equipamentos de refrigeração operam simultaneamente. Um ventilador em uma área pode puxar o ar de outra área em vez de melhorar a circulação geral.
Verifique o funcionamento dos ventiladores em conjunto com as aberturas de ventilação do teto, as aberturas laterais, os equipamentos de refrigeração e as telas de proteção. O sistema deve operar em combinações que criem um fluxo de ar planejado, em vez de movimentos de ar concorrentes. Quando houver vários vãos e estágios de refrigeração envolvidos, a sequência de ventiladores, aberturas de ventilação e telas de proteção deve ser coordenada como um único programa, que um fabricante de estufas com múltiplos vãos pode especificar como parte da lógica de controle.
Verifique o fluxo de ar após mudanças no crescimento da cultura.
O fluxo de ar pode mudar à medida que as culturas crescem ou se tornam mais densas. Equipamentos, sistemas de suspensão e estruturas de suporte das culturas também podem alterar o percurso original do ar.
Portanto, o fluxo de ar deve ser verificado novamente após grandes mudanças na cultura ou a adição de equipamentos. Isso pode ajudar a identificar novas áreas de estagnação antes que se tornem um problema regular de temperatura ou umidade. Espere que o volume de ar livre acima da copa e a resistência ao fluxo horizontal mudem significativamente à medida que a copa se fecha, e reequilibre o programa de circulação nesse momento, em vez de no final da estação.
Manutenção de ventiladores e equipamentos de ventilação
A manutenção inadequada pode reduzir gradualmente o desempenho do fluxo de ar, mesmo quando o sistema original foi projetado corretamente. Limpe as pás do ventilador, inspecione os motores, verifique os mecanismos de ventilação e remova poeira ou detritos vegetais das aberturas. Inspeções regulares também ajudam a identificar problemas mecânicos antes que eles reduzam a circulação em áreas importantes de cultivo. Telas sujas são um caso particular: como a tela já representa de 10% a 20% do fluxo de ar quando limpa, uma malha fina contaminada pode remover silenciosamente uma quantidade muito maior.
Automatize o monitoramento e o controle.
Sensores e controladores podem ajustar ventiladores, aberturas de ventilação e equipamentos de refrigeração conforme as condições mudam. Em uma estufa grande, utilize leituras de diversas zonas de cultivo em vez de depender de um único sensor.
As configurações de controle devem ser adequadas à cultura e às condições de operação. O controle automático também deve ser verificado regularmente, pois um sensor ou atuador defeituoso pode causar problemas no fluxo de ar sem ser percebido imediatamente.
Perguntas frequentes
As causas comuns incluem ventilação insuficiente, posicionamento incorreto do ventilador, obstruções internas, culturas densas e sistemas de climatização mal coordenados. A causa real deve ser identificada antes da instalação de equipamentos. Na prática, as falhas específicas mais frequentes são uma relação entre a área de ventilação e a área do piso abaixo da linha de base de projeto de 15% a 20%, aberturas de ventilação no telhado sem entrada de ar na parte inferior, um circuito de circulação subdimensionado em relação à regra de 2 CFM por pé quadrado e telas ou telas de sombreamento parcialmente fechadas.
Não. Os ventiladores podem melhorar a circulação, mas não compensam obstruções nas aberturas de ventilação, fluxos de ar deficientes ou um projeto inadequado do sistema. Aumentar a capacidade de circulação em uma casa com área de ventilação insuficiente aumenta a mistura interna sem remover o calor e, muitas vezes, mascara o problema real, além de aumentar os custos de funcionamento.
Não existe um número universal, pois as necessidades dependem do tamanho, layout, densidade da cultura, clima e equipamentos. O que pode ser especificado é a capacidade total: cerca de 2 CFM por pé quadrado de área do piso, aproximadamente 0,6 m³/min por metro quadrado, para o circuito de fluxo de ar horizontal, mais a capacidade do exaustor que atenda à taxa de renovação de ar necessária de 40 a 60 trocas de ar por hora no pico de resfriamento. O posicionamento do ventilador e a cobertura do fluxo de ar são mais importantes do que simplesmente aumentar a quantidade.
Meça em três alturas — calha, cobertura e piso — em vários vãos simultaneamente. Uma área quente e úmida confinada ao nível da cobertura, enquanto a calha apresenta leitura normal, indica um problema de circulação e distribuição de ar. Um aumento uniforme de temperatura em todo o vão, acompanhando as condições externas, indica um problema de capacidade de ventilação ou de configuração das aberturas.
Isso ocorre porque tanto o volume de ar livre acima da copa quanto a resistência ao fluxo horizontal mudam à medida que as plantas preenchem a estufa. Um circuito que foi balanceado para uma cultura jovem ou vazia geralmente é insuficiente quando a copa está totalmente preenchida, portanto, o programa de circulação normalmente precisa ser reequilibrado quando a cultura fecha a estufa e novamente após qualquer mudança significativa no layout interno.
Apenas indiretamente, e isso pode piorar a situação. Se as aberturas de ventilação do telhado permanecerem abertas enquanto um sistema evaporativo estiver em funcionamento, o ar resfriado escapa pela cumeeira antes de chegar à plantação, fazendo com que o desempenho medido caia bem abaixo da eficiência de 70% a 80% para a qual o sistema foi projetado. Corrija primeiro o fluxo de ar e, em seguida, avalie se é realmente necessária capacidade de resfriamento adicional.
Uma boa circulação de ar é uma questão de projeto do sistema, e não apenas um problema de ventilador. As empresas devem avaliar as aberturas de ventilação, os obstáculos internos, o posicionamento dos ventiladores, a coordenação do resfriamento e os controles ambientais como um sistema integrado.
A distinção importante a ser considerada é que ventilação e circulação são grandezas distintas com metas de projeto diferentes — 40 a 60 trocas de ar por hora no pico para a troca de ar e cerca de 2 CFM por pé quadrado para o circuito interno — e que uma falha em uma não pode ser reparada com a capacidade da outra.
Um fabricante experiente de estufas de múltiplos vãos pode ajudar a integrar esses elementos antes da instalação e reduzir problemas de fluxo de ar posteriormente. Para estruturas existentes, ajustes específicos podem melhorar a circulação sem a necessidade de substituir todos os componentes.
