Los invernaderos: estado de la tecnología

Los materiales plásticos empleados como cubiertas de invernadero se pueden clasificar en filmes flexibles, placas rígidas y mallas, aunque la superficie cubierta con los primeros supera con mucho a las otras dos opciones.

Los filmes plásticos utilizados para cubierta de invernaderos habitualmente tienen espesores comprendidos entre 80 y 220 micrómetros (μm)* y anchos de hasta 20 metros. En mercados avanzados se pueden encontrar filmes monocapa y tricapa. Respecto a los polímeros utilizados, el polietileno de baja densidad (LDPE) y los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA) y acrilato de butilo (EBA) representan más del 80% del mercado mundial, el cual incluye también PVC en Japón y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) en el resto del mundo. Las cubiertas de invernadero han ido evolucionando desde su lanzamiento en los años cincuenta.

Actualmente el tiempo de vida útil alcanza hasta cuarenta y cinco meses (frente a los nueve de hace unas décadas), dependiendo de los fotoestabilizantes utilizados, la localización geográfica, el uso de pesticidas, etc. La Norma para filmes de invernadero UNE-EN 13206:2002 ‘Filmes termoplásticos de cubierta para su utilización en agricultura y horticultura’ se ha publicado recientemente e incluye instrucciones sobre cómo medir el tiempo de vida, las dimensiones, propiedades ópticas y mecánicas, así como la opacidad a la radiación infrarroja; sin embargo, no incluye información sobre el comportamiento de los filmes respecto a la condensación (efecto antigoteo o antiniebla) o el efecto de los pesticidas en el envejecimiento acelerado.

Las placas rígidas tienen espesores mayores que los filmes, del orden del milímetro, y a veces presentan estructuras alveolares. Los materiales más utilizados son el poliéster reforzado con fibra de vidrio, el policloruro de vinilo (PVC), el policarbonato (PC) y el polimetacrilato de metilo (PMMA). Su empleo se reduce a invernaderos para cultivo de alto valor añadido o cuando se necesita que la cubierta tenga una gran duración (10-15 años).

El empleo de mallas en lugar de filmes como material de cerramiento, que no generan ‘efecto invernadero’ y sí ‘efecto sombreo’ y ‘efecto cortavientos’ es una opción de cultivo protegido que tiene cierta importancia en áreas de temperaturas invernales benignas, como las Islas Canarias y, en verano, en zonas de interior de cota alta, como la provincia de Granada. No existe para las mallas una norma española análoga a la de los filmes.

En cuanto a los materiales estructurales,16 aproximadamente el 50% de los invernaderos son de estructura metálica (tubo de acero galvanizado), mientras que un 30% es de madera y el resto es de estructura mixta, entendiendo como tal el uso combinado de laminados de madera, perfiles metálicos, etc. Los materiales metálicos han ido sustituyendo a la madera, al mismo tiempo que la superficie media de un invernadero iba creciendo, siendo en la actualidad de unos 8.000 metros cuadrados. La geometría ha ido pasando de la estructura plana, frecuente

hace unos años, a otras estructuras más avanzadas (figura 1). Aun así, la mayor parte de los invernaderos sigue siendo de estructura plana, aunque la que más se está construyendo (un 55%), es la ‘raspa y amagado’ simétrico, que surge a partir de la estructura plana ante la necesidad de poder evacuar el agua de lluvia con la cubierta simétrica a dos aguas. Estos dos tipos copan casi todo el mercado, lo que da una idea de la homogeneidad de las geometrías y de la escasa diversificación que éstas han tenido hasta el momento. El resto de estructuras se reparte entre multicapilla ‘raspa y amagado’ asimétrico (mayor superficie del plano expuesto al sur con el objeto de aumentar la capacidad de captación de radiación solar), multitúnel, macrotúnel y otros. Por zonas geográficas, Almería se decanta por las estructuras tipo ‘raspa y amagado’, mientras que en Murcia abundan más las estructuras multitúnel y en Huelva las de tipo túnel. Para cultivos ornamentales está más generalizada la utilización de invernaderos multitúnel en todas las zonas geográficas.

El aspecto que más ha variado en la geometría en los últimos años ha sido el crecimiento en la altura media del invernadero. Este se traduce en un aumento del volumen unitario (m3/m2), de forma que aumenta la inercia del invernadero a los cambios en los diferentes parámetros del clima (temperatura, humedad ambiental, déficit de presión de vapor, dióxido de carbono…) y amortigua los cambios bruscos de dichas variables. El incremento de altura también tiene un efecto positivo sobre la ventilación natural y hace el invernadero más funcional y susceptible de adaptación a sistemas de climatización activa y más apto para su posible mecanización. La altura promedio de los invernaderos más recientes es de 3 a 4 m, en comparación con los de 2,5 a 3 m de hace veinticinco años. La anchura de las capillas (cada una de las naves en las que se divide el invernadero) varía de 6 a 8 m de los simétricos frente a los 12 m de los asimétricos.

Una de las técnicas que más ha influido en el desarrollo de la agricultura bajo plástico ha sido el enarenado. Esta técnica consiste en la incorporación de una capa de arena de unos diez centímetros de espesor sobre el suelo, que confiere importantes ventajas: la arena crea un microclima favorable para la planta, ya que altera el balance de agua y energía, aumentando la temperatura y estimulando la fotosíntesis. También la humedad del suelo se conserva durante un tiempo más prolongado debido a la reducción de la evaporación, con el consiguiente ahorro de agua de riego.

Junto al enarenado, los cultivos en sustrato (medio de cultivo artificial sobre el que crece la planta) constituyen una alternativa interesante y con un rápido crecimiento en los últimos diez años, llegando al 20% de la superficie en Almería. Los sustratos más habituales son la lana de roca (9%), perlita (10%) y fibra de coco (1%). También se utiliza la turba tanto negra, con mayor contenido de materia orgánica, como rubia, más inerte. Para cultivos ornamentales existen sustratos apropiados para las distintas especies, que combinan mezclas de distintos sustratos en función de las necesidades de retención de agua o de duración de los cultivos.

Hay una tendencia a la implantación de cultivos en sustrato en los invernaderos de reciente construcción, por el menor coste inicial frente al enarenado, llegando al 50% en los invernaderos de menos de cinco años de antigüedad. También se está introduciendo el cultivo hidropónico puro, sin sustrato, en cultivos como la fresa, aunque su superficie es aún escasa.

La horticultura bajo invernadero se ha caracterizado por ser una agricultura intensiva en mano de obra frente a un relativamente bajo nivel de mecanización. En la actualidad el 40% de las explotaciones cuenta con tractor y, aunque un 10% tiene más de veinte años, la incorporación de tractores es creciente en los últimos años. Con ellos se cubren labores de mantenimiento del suelo, tratamientos fitosanitarios, transporte del cultivo dentro de la explotación y, en menor grado, el transporte del producto hasta el centro de comercialización. Se observa actualmente un crecimiento importante en la incorporación de maquinaria auxiliar a las explotaciones, destinada a mejorar la productividad en labores de transporte y carga de la producción. Los invernaderos para cultivos ornamentales tienen en general un grado de automatización mayor que los de plantas hortícolas, con sistemas de movimiento de plantas dentro del invernadero o de trazabilidad desde la semilla hasta el consumidor final mediante código de barras.

El sistema más generalizado para la aplicación de los tratamientos fitosanitarios es la pulverización, empleando para ello instalaciones fijas, presentes en más del 85% de la superficie bajo plástico. En los últimos años se ha producido un crecimiento muy importante de los pulverizadores hidroneumáticos (cañones).

En España los sistemas de climatización como la calefacción o la refrigeración activa son bastante escasos, aunque en otras áreas geográficas más frescas o con cultivos de mayor valor añadido, por ejemplo ornamentales, éstos son más frecuentes. Los sistemas de calefacción más utilizados, por ser los más baratos, son los generadores de aire caliente (combustión directa e indirecta) y los sistemas de tubería por los que circula agua caliente a temperatura media (30-45 °C). Menos utilizados son los sistemas basados en conducción de agua a alta temperatura (80-85 °C) por tuberías metálicas, por el alto coste de la inversión inicial. Los invernaderos con calefacción más frecuentes son los de tipo multicapilla o multitúnel, de gran altura en cumbrera (punto más alto del invernadero) y con una antigüedad menor de cinco años. Su superficie también está por encima de la media (8.900 m2), pertenecen a fincas de gran tamaño que siempre tienen electricidad y el nivel técnico de sus propietarios suele ser también superior a la media.

Los sistemas de ventilación lateral suelen ser de ventana enrollable o plegable (ventana flexible que se enrolla o pliega sobre un eje). Los de ventilación cenital suelen ser de banda deslizante, ventana abatible (ventana rígida que gira sobre un eje para abrir y cerrar), ventana enrollable o sin ventilación. El automatismo en el accionamiento de las ventanas, ya sea con motores independientes (sistemas semiautomáticos) o con programadores de clima (automáticos, con sensores de viento y temperatura) es poco significativo con respecto a los sistemas de accionamiento manual, pero continúa creciendo.

La refrigeración por evaporación de agua para reducir temperatura y aumentar la humedad ambiental dentro de los invernaderos es una alternativa que empieza a utilizarse. Los equipamientos de implantación más reciente y con más posibilidades de expansión son los sistemas de nebulización o pulverización de agua.

Fertirrigación es la aplicación de forma simultánea de los fertilizantes y el agua de riego. La fertirrigación se encontró en sus inicios con una serie de inconvenientes que dificultaban el manejo y la aplicación de los fertilizantes a través del entonces novedoso sistema de riego por goteo. Tradicionalmente los fertilizantes empleados para la aplicación en el suelo presentaban unas características que limitaban su uso en los sistemas de riego localizado, que son aquellos que aportan agua a puntos muy concretos, generalmente cerca de las raíces de las plantas. Tales características eran su escasa solubilidad, que provocaba obturación de goteros y filtros; la gran cantidad de impurezas, que impedía el control de las aportaciones y desvirtuaba los valores de salinidad o conductividad eléctrica del agua de riego; formulaciones descompensadas (ricas en ciertos elementos que, si bien son necesarios para los cultivos, en porcentajes excesivos son dañinos). En la actualidad existe una amplia gama de abonos solubles, con elevado grado de pureza y una gran variedad de formulaciones adaptables a las necesidades del cultivo en cada fase de crecimiento.

Paralelamente al desarrollo de fertilizantes aptos para fertirrigación, se han producido importantes avances en los sistemas de filtrado, que se han traducido en nuevos materiales resistentes a la corrosión, mejoras en el diseño y fabricación del elemento filtrante (mallas de gran fiabilidad, anillas microrranuradas de precisión...) y aparición de los sistemas automáticos de filtrado, que garantizan la limpieza continua del sistema.

El riego por goteo es una tecnología que se impuso en la década de los años ochenta y, en la actualidad, la utilizan casi todos los invernaderos.16 Hay que destacar la importante renovación que han experimentado los sistemas de riego por goteo: el 80% tiene menos de diez años y el 55% menos de cinco. En paralelo, se ha producido una mejora en la calidad de los goteros: el 80% de los invernaderos presenta una uniformidad excelente (coeficiente de uniformidad mayor del 90%). El consumo de agua por hectárea y año ha pasado en Almería de 7.000 m3 en el año 1982 a 5.500 m3 en la actualidad, con una eficiencia económica media (valor en la producción en finca) de 9 euros por m3 de agua empleada.

Sin embargo, el factor que más contribuye a la elevada eficiencia en el uso del agua en los cultivos bajo invernadero es el menor consumo de agua frente a los mismos cultivos al aire libre. La cubierta plástica reduce la demanda hídrica debido a la reducción de la radiación solar y al confinamiento, que limita los intercambios con el entorno exterior. En regiones con alta insolación el invernadero puede reducir el consumo de agua hasta en un 50%.

El cabezal de riego es un componente importante tanto por su repercusión económica en la inversión inicial como por el papel que juega en la fertilización. Aunque cada sistema es diferente en función de las necesidades del regante, suele incluir una unidad de bombeo, filtros, equipos de fertilización y elementos de control y medida.

El sistema de incorporación de abonos es uno de los de mayor importancia. Los tipos más habituales suelen ser la abonadora (sistema en el que los fertilizantes son disueltos por parte del caudal de agua que circula por un depósito auxiliar) (50%) y el ‘venturi’ (sistema en el que los fertilizantes se inyectan directamente en la corriente del agua de riego con un sistema de succión: 35%), aunque el primero es más antiguo. El sistema de fertilización manual está ligado a la presencia anecdótica de algunos invernaderos con riego a pie. La abonadora y la absorción directa son sistemas obsoletos, ya que la incorporación del abono se produce de forma variable a lo largo del tiempo, lo que se traduce en oscilaciones de la conductividad eléctrica del agua de riego. En la actualidad los sistemas más instalados son los de tipo ‘venturi’.

Otro factor de creciente incorporación es el programador de riego, presente en más del 30% de los invernaderos y ligado al crecimiento de la superficie de cultivo sin suelo. El 86% de los programadores se instaló hace menos de cinco años. Más del 80% de las fincas tiene balsa de riego, con una capacidad media de 2.000 m3. En su mayor parte están construidas con hormigón, aunque se tiende a utilizar cada vez más la geomembrana plástica. Todos los invernaderos, excepto los de cubierta plana, permiten la recogida de las aguas pluviales y su conducción a la balsa si dispone de las condiciones apropiadas. Se estima que un buen sistema de recogida de aguas pluviales puede cubrir un notable porcentaje de las necesidades hídricas de los cultivos.

Para obtener una buena cosecha en frutales y hortalizas de fruto, es necesario que las flores se polinicen. El transporte del polen puede llevarse a cabo por un agente físico, caso del viento, o un agente biológico, como los insectos. Los cultivos protegidos necesitan ayuda para que se produzca una polinización óptima, siendo uno de los métodos más utilizados el empleo de abejorros. La introducción de estos insectos en cultivos bajo plástico, desde finales de los años ochenta, se ha incrementado y ha sido aceptada por los agricultores. Esto se ha debido a que anteriormente la polinización se hacía con vibradores eléctricos o con hormonas, siendo muy laboriosa y con alto coste de mano de obra. En la actualidad, el uso de abejorros en invernadero ha permitido abaratar los costes de producción, mejorando la calidad de los frutos y haciendo que el uso de tratamientos fitosanitarios se haya dejado en un segundo plano para dejar paso a la introducción de organismos de control biológico para el control de plagas.

El control fitosanitario ha sido siempre uno de los caballos de batalla de la agricultura y así, a medida que se producían innovaciones tecnológicas, se han ensayado aplicaciones en este sentido: a principios del siglo XX se experimentó con corrientes eléctricas, campos electromagnéticos, distintos tipos de radiaciones, frecuencias, etc. Pero lo que sin duda ofreció un resultado rotundo fue el avance de la industria química, produciéndose un gran desarrollo de la agricultura a partir de la segunda mitad de siglo, avances jalonados de indudables éxitos y también de bastantes dificultades. Una de estas dificultades es la pérdida de eficacia en el control de plagas debido al desarrollo de resistencias a las materias activas utilizadas. Además en las últimas décadas la agricultura ha conllevado graves contaminaciones y degradaciones del medio por el exceso de plaguicidas y de agroquímicos en general. A partir de la década de los noventa la preocupación por la preservación del medio ambiente y la salud pública se recoge en la legislación de los diferentes gobiernos europeos.

Se produce así una reforma de la política agraria basada en planteamientos preventivos que promueven la sostenibilidad y reconocen el doble papel de los agricultores como productores y protectores del medio. Dentro de los objetivos propuestos se incluye la reducción del uso de pesticidas y la conversión de los agricultores hacia métodos de control integrado de plagas. Para lograr estos objetivos, en las diferentes comunidades autónomas españolas se aplican ayudas agroambientales, mediante las cuales los agricultores reciben ayudas compensatorias a cambio de establecer determinadas practicas agrícolas. Entre estas medidas destacan las ayudas para fomentar la producción integrada y la agricultura ecológica.

Por otro lado, el concepto de producción certificada se refiere a la producción de acuerdo a una norma determinada y certificada por un organismo de normalización. En España existe la norma UNE 155001 'Hortalizas para consumo en fresco. Producción controlada'. En la actualidad, más de la mitad de la superficie de invernaderos en Almería está certificada por alguna de las normas de calidad existentes. Las hectáreas acogidas a la norma UNE 155001 han crecido rápidamente en la última década, aunque parece que se han estabilizado en torno a las 11.700 hectáreas. A esta superficie habría que añadir la certificada por producción ecológica, producción integrada (utiliza productos naturales y de síntesis siempre que sean respetuosos con la naturaleza) o por EurepGap, principalmente (programa privado de certificación consistente en aumentar la confianza del consumidor en la sanidad de los alimentos a través del desarrollo “buenas prácticas agrícolas” que deben adoptar los productores). Destaca la gran expansión del control biológico que se ha dado en el sureste de España, en el Campo de Cartagena a partir de 2001 y en los dos últimos años en Almería. Se ha pasado de unas pocas hectáreas con control integrado en la campaña 2005-2006 a 1.400 hectáreas el año siguiente y a más de 11.000 hectáreas en la última campaña 2007-2008.