Sistemas alternativos para quentar invernadoiros para cultivar verduras e herbas frescas no inverno.
Como resultado do aumento dos prezos dos combustibles fósiles e das restricións ás emisións de CO2 e outros contaminantes, hai que atopar sistemas alternativos para quentar invernadoiros para cultivar verduras e herbas frescas no inverno. Unha alternativa posible é o uso de enerxía solar. O quentamento de invernadoiros durante a noite con enerxía solar require unha combinación de varios compoñentes baseados nos seguintes principios: 1. absorción da enerxía do sol (durante o día), 2. almacenamento da enerxía e evitación de perdas de enerxía nos arredores e 3. empregando a enerxía pola noite.
A absorción de enerxía solar increméntase cubrindo o chan cunha folla de plástico transparente. O chan mollado ten capacidade para almacenar unha gran cantidade de enerxía calorífica. Un método adicional de absorción e almacenamento de enerxía solar consiste na colocación de tubos de auga de PE (polietileno) transparentes horizontais e verticais nos túneles de invernadoiro (figs. 3 e 4). Usar PE negro para construír os tubos de auga permite unha maior absorción de calor que os tubos transparentes de uso común.
A orientación do invernadoiro tamén pode aumentar a absorción de enerxía solar. Un túnel orientado leste-oeste absorberá substancialmente máis enerxía que unha estrutura similar orientada norte-sur. A colocación dos tubos de auga verticais autoportados no lado norte como "parede de auga" aumenta a absorción e almacenamento de enerxía, polo que aumenta as temperaturas nocturnas de invernadoiro ata 16 C0 en Israel, dependendo da radiación local e das condicións climáticas.
A perda de enerxía ao redor redúcese cubrindo o invernadoiro cunha dobre capa de láminas de plástico con bloqueo IR, cun espazo de aire entre as láminas ou mediante o uso de pantallas térmicas ou mantas illantes. A partir do solpor, cando xa non hai acumulación de calor, os tubos de auga e o chan liberan enerxía calorífica ao volume do invernadoiro.
Aplicacións prácticas similares destes principios úsanse noutros lugares do mundo. En partes de China a enerxía solar almacénase nunha grosa parede feita con ladrillos de barro ou barro. En Israel aplicamos estes principios nos túneles para o cultivo de albahaca. A combinación destes compoñentes permitiunos cultivar albahaca (un cultivo de verán) no inverno, ao mesmo tempo que aumentamos a produción, evitamos enfermidades das plantas e melloramos a calidade ao tempo que reducimos os custos e a emisión de gases de efecto invernadoiro.
O uso de tubos de auga horizontais non é un método novo, xa que se probou hai anos. Aínda que os tubos horizontais teñen algunha contribución ao quentamento do invernadoiro, sitúanse no peor lugar do invernadoiro, o lugar máis frío e sombreado, e están expostos a danos mecánicos. Unha solución única para organizar verticalmente os tubos de auga é unha boa e eficaz solución aos problemas dos tubos de auga horizontais. Mantéñense de forma independente e non están apoiados pola estrutura do invernadoiro. Teñen un marco ríxido feito cunha manga de chapa metálica, ou están soportados usando unha manga feita dunha malla metálica.
Os tubos verticais están expostos ao sol e non están no camiño dos traballadores do invernadoiro. É posible almacenar un volume de auga moito maior no invernadoiro para permitir un maior almacenamento de enerxía calorífica. A colocación correcta dos tubos verticais reduce os problemas de sombreamento invernal e é adecuada para invernadoiros de varios tramos e orientacións norte-sur en túneles de entrada.
A orientación do túnel de entrada ten unha importante influencia na absorción de enerxía solar. A orientación leste-oeste permite que entre o invernadoiro moita máis luz solar. No inverno, cando o sol está baixo, os raios solares chocan contra a cuberta de plástico do túnel de entrada orientado ao sur, nun ángulo nítido. Como resultado, parte do feixe reflíctese. Os raios de sol que alcanzan a orientación leste-oeste están case en ángulo recto, o que resulta en que entra moita máis luz no túnel, o que produce maiores rendementos.
Este coñecemento deu paso ao desenvolvemento e construción do invernadoiro "Eden". O invernadoiro "Eden" está orientado leste - oeste e os tubos verticais están situados no lado norte. Forman unha "parede de auga". Esta situación ten a vantaxe de que non hai sombreado na colleita e non hai molestias físicas para os traballadores. Pódese manter unha cantidade de auga relativamente grande no paseo no túnel (8 m3 de auga nun túnel de 30 m de lonxitude). A "parede da auga" absorbe a enerxía solar durante os días relativamente quentes e libera a calor durante a noite, creando temperaturas óptimas para a produción de cultivos.
A razón para usar auga nos tubos é a alta calor específica da auga en comparación con outros materiais. Hai auga dispoñible e non contaminará o chan se os tubos están danados. Unha imaxe térmica que se tomou pola noite mostra a calor almacenada na parede da auga e a influencia sobre a temperatura da planta. O rendemento da colleita de albahaca foi significativamente maior no inverno nos túneles de entrada equipados cunha parede de auga.
En conclusión, desenvolvemos un sistema sinxelo, sostible, non contaminante, sen emisións para cultivar cultivos de verán no inverno aumentando a temperatura usando só enerxía solar. É posible cultivar cultivos de albahaca no inverno en Israel empregando: mulching de PE, tubos de auga, pantallas térmicas e capas dobres de material de recubrimento de PE. Os mellores resultados obtivéronse empregando unha parede de tubos de auga de PE negros situados no lado norte do túnel orientado leste-oeste.
Orientar o túnel en dirección leste-oeste ten unha vantaxe considerable sobre os túneles orientados norte-sur. Este método permitiu cultivar albahaca libre de enfermidades invernais sen necesidade de pulverización química de funxicidas. Dependendo das condicións climáticas existe a posibilidade de empregar só algúns dos métodos mencionados para producir altos rendementos de excelente calidade.