EL VERANERO: Una solución tropical

 

Por Luis Bérriz, Manuel Alvarez y Lisandro Vázquez

Ilustraciones: Aleman

 

El cultivo de vegetales en cámaras de clima controlado es uno de los requerimientos del desarrollo actual de la agricultura cubana y de otras con condiciones climáticas similares, para la obtención tanto de semillas de alta calidad, así como de ciertos tipos de vegetales y hortalizas durante todo el año.

En las cámaras de clima controlado pueden regularse los siguientes parámetros:

  • Nivel de radiación solar e iluminación

  • Temperatura, humedad relativa, velocidad y composición química del aire

  • Disponibilidad de agua y nutrientes necesarios

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Veranero en el CIES

En estas cámaras puede lograrse además un estricto control de plagas y enfermedades.

En países de latitudes medias y altas se utilizan los invernaderos como base para la construcción de cámaras de clima controlado. Sin embargo los requerimientos de los países tropicales para cultivar vegetales típicos de otros climas son muy diferentes. En Cuba se han construido casas de cristal, invernaderos en los que el efecto de trampa de calor hace incosteable y poco eficiente los sistemas de control de clima.

La mayoría de los vegetales superiores tienen un nivel de saturación a la radiación solar fotosintéticamente útil de 50 a 150 W/m2 de superficie horizontal; en esta zona del espectro el valor de la radiación suele llegar en Cuba a 500 W/m2.

La temperatura óptima para el desarrollo de las plantas superiores del tipo C-3, a la cual pertenece la mayoría de las plantas, es de 15 a 25 ºC. La temperatura ambiente en Cuba durante el día suele tener el valor de 30 a 35 ºC.

Estas plantas del tipo metabólico C-3 tienen un punto de saturación del contenido de CO2 del aire muy superior al contenido de la atmósfera, de 300 volúmenes por millón, y por tanto sería recomendable aumentarlo artificialmente para incrementar la asimilación neta de dióxido de carbono de las plantas.

Después de ver que el efecto invernadero es el que transforma una casa o estructura acristalada en una trampa de calor y que para lograr aislar los cultivos las construcciones más comunes son las acristaladas, sobre todo para poder aislar del entorno y mantener la iluminación, nos preguntamos, ¿Cómo podemos evitar el efecto invernadero en las condiciones tropicales?

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                                                           Esquema general de un veranero

Ante todo vemos que las soluciones usadas más comúnmente se apoyan en el aire acondicionado para eliminar el calor del interior del local. Pero el aire es transparente a la radiación, por lo que la eficiencia del enfriamiento no es como se supone. No evita el efecto invernadero sino que mitiga en parte sus consecuencias, pero además influye negativamente en las plantas con la velocidad del aire y la disminución de la cantidad de humedad del mismo, ya que el aire en el equipo de climatización sufre un proceso de enfriamiento y deshumidificación que obliga a la evaporación más rápida del agua a través de las hojas, y la planta aprovecha menos eficientemente sus líquidos vitales, todo lo cual provoca un amarillamiento que refleja la muerte lenta de las mismas.

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                                                                  Interior del veranero

Por esto, el uso de los invernaderos como cámaras de clima controlado no es la solución adecuada, ya que se necesitarían grandes consumos de energía en la climatización de las naves para lograr las temperaturas deseadas. Según los cálculos se necesitan potencias instaladas de 0,15 a 0,25 toneladas de refrigeración por cada metro cuadrado de superficie horizontal ocupada por el invernadero. Por ejemplo, para una nave de 200 m2 (8 x 25) se requeriría una potencia instalada de 30 a 50 toneladas de refrigeración. Esto además de una alta inversión inicial en el equipamiento significa un gran consumo de energía durante todo el tiempo de explotación.

Una instalación diseñada según las características de un clima tropical húmedo y por lo tanto para Cuba, debe dejar pasar a su interior exclusivamente la radiación solar en la zona del espectro útil y en la cantidad necesaria para el desarrollo de las plantas y evitar que pase la radiación no útil que se convierte en calor y que sería obligatorio extraer por medio de la climatización, este tipo de instalación es llamada aquí "veranero"

El veranero como solución consiste en una instalación (figura 1) que tiene en su cubierta una piscina o cubeta de fondo transparente y que está llena de un filtro líquido, el cual está formado por una solución acuosa de una sustancia cuya coloración sólo permite que pasen aquellas componentes espectrales de la luz del sol que son utilizadas por las plantas (figura 2).

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                                                      Absorción de los pigmentos vegetales

Así la parte de la radiación que no es usada por las plantas no entra en el local y no produce una carga térmica adicional. La cantidad de radiación que entrará entonces dependerá del espesor y la concentración de la solución que forma el filtro líquido. Estos son parámetros que se pueden controlar.

El agua que está en el techo de la cámara se enfría por evaporación, llevándose cerca de 600 kilocalorías por cada litro de agua evaporada.

Al ser menor la carga térmica ésta se puede eliminar no sólo con aire acondicionado, o sea enfriando el aire interior de la cámara, sino también al añadir superficies enfriadas con la circulación de agua fría por su interior o por aspersión de agua fría, que al igual que la superficie mencionada, absorbe el calor además de mantener el control de la humedad.

Uno de los usos más importantes del veranero es la producción de semillas híbridas de alta calidad de vegetales, que tienen un precio muy alto en el mercado mundial. Es un método necesario para la sustitución de importaciones y para garantizar la producción de alimentos.

Actualmente existen tres proyectos de veraneros: dos en el Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES) en Santiago de Cuba, (uno funcionando y otro en fase de prueba), y otro en fase de remodelación en el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) en La Habana.