ECOVELAS: Fórmulas de mejora y optimización de la lucha contra las heladas en el cultivo de fruta de hueso

El Grupo Operativo ECOVELAS se constituyó en 2016 para mejorar el sistema de lucha antiheladas en el cultivo de la fruta de hueso en la Vega del Guadalquivir, a través del calentamiento con velas y para desarrollar un nuevo combustible o vela que permitiera mantener la eficacia del sistema actual pero reduciendo el humo que provoca. A la conclusión del proyecto, los resultados han sido valorados positivamente y existe un potencial de mejora para las próximas campañas que permitirá reducir el impacto medioambiental.

Asociafruit, conjuntamente con AICIA (Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla), SAT Royal y Primor Fruit, SA, empresas andaluzas referentes en el cultivo de frutales de hueso, han conformado el Grupo Operativo ECOVELAS con el objetivo de reducir el impacto medioambiental del uso, en la lucha contra las heladas, de velas antiheladas en el cultivo de la fruta de hueso en la Vega del Guadalquivir. Todas las fases del proyecto han sido cofinanciadas a través de los Fondos Europeos para el Desarrollo Rural, con la participación de la Junta de Andalucía mediante la Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Sostenible, así como el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

El cultivo de la fruta de hueso en la Vega del Guadalquivir es, tradicionalmente, uno de los más importantes para el entorno económico/social de los municipios que la componen y se extiende a lo largo de toda la Vega –Sevilla y Córdoba- además de tener una presencia muy significativa en áreas de la provincia de Huelva. Es probablemente el cultivo que más mano de obra intensiva utiliza, suponiendo un total de 1.649.970 jornales al año, ó 6.875 puestos de trabajo (calculado mediante la estimación de 210 jornales al año por cada hectárea de fruta de hueso). Se trata pues, como las cifras reflejan, de un cultivo cuya actividad tiene una tremenda importancia a nivel económico y social. Su impacto, además, se desarrolla en zonas rurales, que precisamente son las zonas más necesitadas a nivel social de empleo y dinamismo empresarial.

No obstante, actualmente el cultivo está en claro retroceso. Los estudios reflejan que desde 2007 hasta fecha actual se ha arrancado más del 50% de la superficie total, debido, entre otros, a factores como el encarecimiento de la mano de obra con respecto a otras zonas productoras del país, la fuerte competencia de países terceros con costes de producción más bajos, y las nuevas tendencias hacia la liberalización de los mercados internacionales. Existen también factores técnicos que limitan la viabilidad de este tipo de cultivo, entre ellos, la lucha contra las heladas.

Desde el punto de vista económico los daños ocasionados por este tipo de sucesos son evidentes, y aunque existen herramientas financieras como los seguros agrarios para cubrir riesgos meteorológicos, éstos sólo alcanzan a cubrir parte de los costes, perdiéndose otros muchos, y lógicamente el beneficio que origina la comercialización. Sin embargo, los costes sociales son aún mayores, pues no hay ningún tipo de compensación a la pérdida de los jornales que implica la pérdida de una cosecha. Las heladas son, por tanto, un componente importante a la hora de explicar la deslocalización de un cultivo de tanto valor para Andalucía Occidental, y más concretamente, para la Vega del Guadalquivir.

En la actualidad, existen tres sistemas antiheladas que se aplican con mayor o menor éxito en distintos cultivos, entre ellos la fruta de hueso, para evitar en la medida de lo posible los daños ocasionados por las heladas: ventiladores o torres de viento, riego por aspersión y uso de calentadores (velas). Las heladas dañinas en frutales de hueso en la Vega del Guadalquivir se producen por 'heladas negras' o heladas por convección donde no existe inversión térmica cerca del suelo. Las torres de viento sólo son efectivas en situación de 'helada blanca' o helada por radiación, donde sí existe una inversión térmica, donde el aire frío, más denso, se acumula cerca del suelo. En situación de 'helada negra', la que nos ocupa, no hay inversión térmica, y además el aire es muy seco, aumentando los efectos del frío -la temperatura interna del vegetal puede estar entre 3 y 4°C por debajo a la temperatura del aire-. En esas condiciones, las torres de viento no actúan y no permiten reducir la incidencia del frío. El riego por aspersión se descarta por el bajo número de heladas (inversión mínima demasiado alta) en la zona, así como el riesgo de asfixia radicular.

Es por ello que la práctica la totalidad de los calentadores utilizados en las fincas de frutales de la Vega del Guadalquivir consisten en unas latas de derivados de parafina, con mechas de cartón, que se distribuyen a lo largo de las plantaciones. Las latas tienen unos 5 litros de combustible, y su duración está entre las 8-10 horas. Al ser latas son muy fáciles de distribuir y de almacenar, lo que implica una gran ventaja comparativa con respecto a otros métodos, además su coste no es elevado. Al ser inputs que se utilizan de manera esporádica es elemental su fácil manejo y la posibilidad de almacenaje. Cuando se prevén riesgos importantes de helada en estados fenológicos sensibles, se encienden en la cantidad y por el tiempo que deciden los ingenieros de campo responsables de las plantaciones. Los efectos de este encendido masivo son emisiones de CO₂ y humos que provocan altos índices de contaminación del aire y una nube negra que acaba por cubrir toda el área en un efecto 'boina'.

La lata de parafina, la primera en llegar al agricultor como mejora notable respecto de los bloques de mezcla serrín/parafina, resulta muy efectiva en cuanto a su efecto de protección del cultivo, ya que recupera y mantiene la temperatura mínima en un nivel que permite evitar o minimizar los daños debido a las heladas. Sin embargo, su producción de humo negro la convierte en un problema medioambiental y de salud pública. La lata de estearina por su parte supone una mejora en este sentido, aunque su menor duración y, por tanto, su mayor coste económico, la convierten en una solución que se ha de mejorar.

El objetivo global del proyecto ECOVELAS es encontrar una solución alternativa a la actualmente en uso para poder mitigar el problema de las heladas en los cultivos del valle de Guadalquivir. En concreto, en este proyecto se estableció como objetivos la búsqueda de una alternativa de vela (composición, tamaño y forma) así como un estudio para entender el efecto de la configuración (distribución de la colocación en campo) de las velas, que se adapte a las necesidades climatológicas concretas del valle del Guadalquivir, aunque no se descarta su aplicación en otros escenarios climatológicos.

Durante el desarrollo de los estudios se ensayaron velas fabricadas mezclando varios aditivos al material base utilizado actualmente en los sistemas de protección antihelada (parafina y estearina). Los aditivos incluyeron atapulgita, compuesta principalmente por óxidos de silicio, magnesio y aluminio, en aras de conseguir una distribución uniforme del combustible en la vela y promover la reducción de inquemados sólidos, así como minimizar el goteo (cera líquida que se escurre y no se quema); estearina de palma con ácidos grasos vegetales para reducir la formación de hollín, mezclado con triacilgliceridos para mejora de la dureza de la vela; cera de soja para aumentar el punto de fusión y evitar el uso de recipiente, además de minimizar el hollín y aumentar la durabilidad.

Además, se estudiaron varias mechas: enceradas, de algodón y bañadas en borax con el objeto de reducir el humo proveniente de la mecha. También se valoraron varias soluciones para el encendido con el objeto de evitar el uso de combustibles líquidos externos, así como mejoras que permitan prescindir el uso de recipientes. Para cada vela se realizaron ensayos de medidas de caracterización de hollín y de potencia radiante durante la combustión utilizando pirometría. Los resultados ayudaron a entender los efectos de las diferentes sustancias. Las mejores combinaciones se obtuvieron usando mechas de algodón y enceradas con estearina de palma o soja. La estearina animal presentó ventajas con respecto a las de parafina líquida, actualmente usadas en mayor eficiencia y reducción de hollín.

Por su parte, el estudio numérico se centró en analizar la distribución y la potencia de las velas para garantizar la uniformidad del calentamiento del aire y maximizar la eficacia del sistema calentando la menor capa de aire posible. Se realizó un estudio bibliográfico y se desarrollaron varios modelos numéricos CFD que se utilizaron para predecir el comportamiento en campo. Se obtuvo una mejor compresión de la distribución del flujo radiante, convección de aire y aprovechamiento energético para diferentes distribuciones de velas. Se ha mostrado que el número de velas y su distribución superficial sobre el terreno determina la distribución del calor dentro de la zona que se desea proteger. El modelo predice satisfactoriamente las medidas experimentales de campo y explica de forma comprehensiva las estrategias a seguir para seleccionar la disposición en función de la meteorología del lugar, tipo de cultivo y tipo de vela.

Los ensayos de campo se realizaron en una finca de melocotoneros en febrero/marzo de 2020, utilizando dos tipos de latas, una con parafina de petróleo, y la otra con estearina animal previamente ensayada y caracterizada en el laboratorio. Las velas consisten en el material combustible dentro de latas metálicas de tipo pintura, de 5 litros de capacidad, con una mecha de cartón. Cada tipo de vela se dispuso en una zona de ensayo donde se colocaron varios termómetros y se realizó una monitorización durante 12 horas varias noches con heladas, repartidos en las filas intermedias entre los árboles, mientras que una tercera zona igual a las anteriores se reservó como zona “blanco” para comparar el efecto de las velas. Ambos tipos de velas produjeron una mejora notable respecto a los bloques de mezcla serrín/parafina utilizados con anterioridad, resultando muy efectivas en cuanto a su efecto de protección del cultivo, ya que recupera y mantiene la temperatura mínima en un nivel que permite evitar o minimizar los daños debido a las heladas. La parafina, sin embargo, produjo gran cantidad de humo negro mientras que la estearina supuso la mejora que ya se advertía en el laboratorio, corroborando que es un tipo de vela más adecuado medioambientalmente.

Asimismo, la optimización de la distribución superficial permitió predecir una reducción del consumo, además, ensayos en el banco de datos permiten avalar que el uso de aditivos podría mejorar incluso más la durabilidad y la formación de humos. Los resultados han sido muy satisfactorios, y muestran que existe un significativo potencial de mejora que se podría aprovechar en futuras campañas.