Tecnología de ventilación en invernaderos optimizando la rentabilidad

Los invernaderos vuelven a estar de moda. No al estilo del s. XIX, cuando las entonces llamadas ‘estufas’ eran un signo de belleza, refinamiento y distinción casi obligado en jardines de villas y palacetes aristocráticos de la época, sino más bien como el despliegue de las tecnologías más punteras en términos de materiales, técnicas de cultivo y sistemas de climatización y ventilación.

Este concepto de arquitectura de hierro forjado y vidrio templado aunaba modernas técnicas de jardinería y nuevos mecanismos de aireación y calefacción; significó el boom de los jardines de invierno y los palacios de cristal en toda Europa.

Un siglo después, la aplicación del cultivo bajo abrigo en zonas como Almería fue más una cuestión de supervivencia y lucha contra la despoblación que de estética social.

Hoy día el sistema de invernaderos (estructuras permanentes) es un sector al alza, implica unas 500.000 ha de superficie cultivada¹ y constituye un referente mundial en agricultura.

En España ha sido un proceso de aprendizaje, prueba y error, a lo largo del s. XX. Partiendo de una economía familiar de subsistencia, las grandes inversiones no tenían cabida en aquel momento de modo que en principio se optó por el cultivo bajo plástico a ras de suelo que evolucionó en los años ‘60 para adaptarse a las estructuras de emparrado, ofreciendo todo un mundo de posibilidades.

La multiplicación de cosechas y rendimientos ha profesionalizado el sector y la cadena de suministro; más allá de proveedores y clientes, este nicho de mercado se organiza en torno a un clúster de empresas agroindustriales e instituciones, donde todos los eslabones se coordinan para añadir valor añadido al producto final: formación, producción, transformación, distribución, comercialización, marketing y regulación. El funcionamiento de estos clústeres tiene un marcado carácter local lo que hace que las grandes multinacionales de sectores como semillas, fitosanitarios, plásticos o incluso empresas de transporte incrementen su presencia en las zonas de concentración de invernaderos a través de oficinas o subsidiarias. La exportación es el principal motor en la evolución de este sector en nuestro país, segundo exponente mundial en superficie productiva después de China.

En términos de tecnificación y más allá de la mejora constante durante los últimos 40 años en cuanto a estructuras o materiales vegetales y constructivos, hay dos aspectos que han marcado claramente la diferencia: Irrigación y Climatización.

El agua ha sido siempre un bien muy preciado en España; el sistema de cultivo protegido casi implica por definición una aplicación localizada del riego.

Sin embargo, este sector ha ido mucho más allá en su optimización y los modernos invernaderos de hoy transcienden la humilde tierra o incluso los sustratos comerciales orgánicos hacia sistemas hidropónicos, acuapónicos o aeropónicos.

La fertilización va de la mano del riego; estos sistemas localizados junto con mecanismos móviles permiten maximizar el espacio de cultivo en invernadero también en altura e intensificar la producción aún más.

En cuanto a climatización, tradicionalmente el foco ha estado sobre la temperatura; los invernaderos se denominaban estufas porque estaban pensadas para recrear un clima cálido a lo largo de todo el año. La profesionalización hortícola incorporó los factores complementarios de humedad y fertilización carbónica y al mismo tiempo el concepto de aireación no se acabó de desarrollar.

Hasta hace relativamente poco tiempo no se ha abordado de forma seria la ingeniería de la ventilación en los invernaderos, aún menos en las instalaciones nacionales, donde se está llegando sólo de la mano de tendencias procedentes del norte de Europa.

Hoy en día nadie discutiría la necesidad de contar con semillas mejoradas de alta producción, polímeros de última generación (PEs, EVAs, PMMAs², …), avanzados mecanismos de fertiirrigación; no obstante, aún son frecuentes los invernaderos con ventilación natural y aún más habitual que no cuenten con ningún sistema de desestratificación.

Mano de obra aparte, la mayor partida en cuanto a costes en un ciclo de producción en invernadero es la adquisición de semilla-semillero (incluyendo planta injertada); dependiendo del cultivo podemos estar hablando tranquilamente de un 12% de los costes de cultivo (valores de referencia en tomate y pimiento). Para preservar la capacidad productiva de estas semillas se asumen como necesarios considerables gastos adicionales en fitosanitarios y plaguicidas.

Un enfoque integrado de la ventilación en el invernadero es fundamental en un sistema de cultivo que aspira a alcanzar los límites productivos de estas especies tan seleccionadas y tiene un papel innegable en la prevención de enfermedades y plagas.

La tasa de renovación de aire considerada en un cultivo intensivo bajo abrigo tiende a subestimarse, incluso en sistemas que contemplan la fertilización carbónica; la homogeneización de estratos y su relevancia para la fotosíntesis, el intercambio de gases y el balance energético del invernadero no suele ni aparecer en la ecuación. Diferentes estudios nacionales e internacionales señalan incrementos de producción de hasta un 20% debidos a la incorporación de una adecuada recirculación de aire, a igualdad del resto de factores (se consideran condiciones ideales, plantas de alto rendimiento bien abastecidas de agua y fertilización, sin problemas de enfermedades o plagas y en invernaderos con buen aislamiento).

El margen es tan amplio que no es necesario siquiera entrar en polémicas, considerando sólo un humilde incremento del 5% en los valores medios de un típico invernadero de 8.000 m² de modesto pimiento en Almería implica un aumento de rentabilidad neta por encima de los 2.500 €/ciclo³ que se traducen en retornos de inversión más que interesantes.

Y, sin embargo, no vale cualquier sistema ni cualquier ventilador. Demasiado a menudo se tiende en nuestro sector y en nuestro país a resolver la necesidad a corto plazo, atendiendo más a la minimización de la inversión inicial que a su rentabilidad; eso es algo a lo que se debe prestar atención. Los sistemas de ventilación implican su correspondiente consumo energético y es crucial que sean lo más eficientes posible. Al mismo tiempo es importante exigir y comprobar el correcto desempeño de los equipos; de nada sirve tener recirculadores de última generación si la distribución en el invernadero no garantiza el alcance apropiado y la mínima velocidad de aire para conseguir el efecto buscado en la distribución de las variables ambientales. Circuladores colocados a más de 40 metros donde la velocidad de aire apenas alcanza los 0,5 m/s se revelan como totalmente insuficientes para obtener los resultados deseados.

¿Qué tecnología tenemos disponible en cuanto a ventilación para nuestros invernaderos?

El incremento del tamaño de las explotaciones favorece la acumulación de capital y trae consigo la mejora de la tecnología, tan necesaria para incrementar la rentabilidad y la sostenibilidad de los invernaderos.

Más allá de la necesaria renovación de aire o la recirculación, hoy en día encontramos equipos de ventilación incorporados a la climatización, calefactores, evaporadores y condensadores, humidificadores y deshumidificadores, sombreado e iluminación… su justificación viene dada por la rentabilización de su inversión a través del incremento de producción y el impacto en la reducción de problemas sanitarios pero no debemos dejar de prestar atención al consumo de estos equipos y por lo tanto a su eficiencia.

Y cuando hablamos de eficiencia no sólo hablamos de diferentes tecnologías en los motores eléctricos (trifásicos vs monofásicos, accionamiento directo vs transmisión por correas o engranajes, motores EC vs AC…) sino de la aerodinámica en el diseño de sus hélices, cuya relevancia para eficiencia y prestaciones es incluso más importante.

Tras muchas décadas de evolución, los líderes mundiales en ventilación industrial nos proporcionan todo un abanico de posibilidades que incorporan la última tecnología de accionamientos eléctricos con los más modernos desarrollos biomiméticos.

En cualquier caso, cualquiera que sea el nivel de sofisticación del equipo, debemos considerar sistemas de ventilación desarrollados de forma integral donde cada elemento se ha diseñado para trabajar conjuntamente, conforme a la lesgislación sobre eficiencia energética de obligado cumplimiento en Europa (ErP*), garantizando prestaciones y vida útil.

Es importante huir de modelos tipo 'mecano' donde los diferentes componentes (motor, hélice, soporte, rejilla, embocadura,...) son adquiridos individualmente y montados en un conjunto que rara vez cuenta con el respaldo de un laboratorio solvente con bancos de prueba y cámaras anecoicas adecuadas para certificar máximos de vibraciones y niveles sonoros o mínimos de velocidad de corriente de aire. La eficiencia es sólo la consecuencia final: no es posible definir niveles mínimos o certificar la normativa ErP si no se considera el sistema de ventilación como una unidad operativa, cuya eficiencia total será muy diferente de los correspondientes valores individuales certificados por fabricantes de motores y hélices.

Son soluciones habituales ya en sectores como la energía, la edificación o la informática, ¿por qué no incorporar sus beneficios también a los sectores agrarios? Se trata de todo un nuevo horizonte abierto ante nosotros.

Preguntas como ésta se plantean empresas innovadoras como Procalor del Poniente, en su empeño por incrementar el valor añadido de la cadena de suministro hortícola.

Foto: Procalor del Poniente.

Emilio Sierra está a la cabeza de este proyecto que comenzó en 2003, basado en diseños llave en mano de agricultura intensiva en los que la tecnología tiene un papel protagonista.

Su inquietud se centra ahora en la incorporación de sistemas punteros de ventilación a sus proyectos de invernaderos.

Para ello confía en los equipos y el asesoramiento del grupo Ziehl-Abegg.

Ventilador ZAplus de 800/900 mm (izq.) con el modelo especial para invernaderos en color blanco (dcha.).

[1]: https://www.rabobank.com/en/images/rabobank-world-vegetable-map-2018.pdf

[2]: PE.- Poliestireno | EVA.- Etilenvinilacetato | PMMA.- Metacrilato de polimetilo

[3] Superficie de cultivo = 8.000 m² | Rendimiento = 7 kg/m² | Precio de venta = 0,93 €/kg

Producción por ciclo (6-9 meses) = 56.000 kg ® 52.080 € | Incremento 5% = 58.800 kg ® 54.684 €