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Intercambios de calor en invernaderos
• Transferencia de calor:
– Conducción : propagación molecular entre dos sólidos a distinta
temperatura. En invernaderos se da entre las superficies de suelo, las
capas profundas y la estructura de invernadero. Y va desde la superior
a la inferior, se da la gradiente térmica.
– Convección: transporte de energía por un fluido en la dirección del
flujo, induce movimiento. (tuberia→ambiente→planta)
– Condensación: El inverso de la evaporación, éste mejora el balance
térmico.
– Radiación: se llama cuerpo negro a toda superficie en la que el
coeficiente de absorción es 1, sea cual sea la longitud de onda (ideal).
Cuerpo gris: Coef. De radiación es independiente de la radiación
incidente.
1UVG AD06/05/2014
2UVG AD06/05/2014
CLIMATIZACION DE INVERNADEROS
PERIODOS CALIDOS
• Durante la mayor parte del ciclo productivo la
temperatura del invernadero afecta el rendimiento en
todos los niveles:
– Rendimiento en planta
– Rendimiento de la mano operativo.
• Cuatro factores importantes que permiten reducir
temperaturas:
(ligados a la ecuación de balance de energía)
1. Por sombreo
2. Evapotranspiración del cultivo
3. Ventilación
4. Por evaporación de agua (Nebulización)
3UVG AD06/05/2014
Balance de energía
Balance principalmente de cubierta y del aire de invernadero:
Gabs-Hco-Hci = 0 (w.mˉ²)
Donde:
Gabs= Radiación solar absorbida por la cubierta y la malla de sombreo
Hco= Calor transmitido por convección desde la cubierta hacia el exterior
Hci= Calor transmitido por convección desde la cubierta hacia el interior
Enunciados del salto térmico:
• Todos los invernaderos reducen su temperatura conforme aumenta
la tasa de ventilación.
• El sombreo tiene mucha mas influencia sobre el clima del
invernadero si la ventilación es escasa.
• La refrigeración por renovación es mas efectiva en climas secos.
• El cierre de ventilación permite la humectación y control de
temperatura
4UVG AD06/05/2014
Sistemas de sombreo
• Dos grupos:
1. Sistemas estáticos: sombreo estacionario y
permanente ( No se tiene control)
Estos sistemas no favorecen la tramitación PAR
frente a la de infrarrojo corto.
2. Sistemas Dinámicos: permiten radiación solar en
función de las necesidades climáticas del
invernadero.
5UVG AD06/05/2014
Sistemas estáticos
6UVG AD06/05/2014
Mallas de sombreo
• Ventajas:
• Distintos % de transmision, reflexion y
porosidad al aire.
• Mejor reflectancia en climas calidos.
Contribuye a la actividad fotonica, MIP
• Algunas reducen radiacion IR y dejan pasar la
fotonica.
• Permiten la saturacion luminica
7UVG AD06/05/2014
8UVG AD06/05/2014
Mallas del color negro duran mas pero tienen menor efecto climático, mallas de color blanco
son mejores controladores climáticos duran menos, tomar en cuenta que:
1.Porcentaje de sombreo rara vez corresponde a la hoja técnica.
2.Todos los materiales son menos transparentes a radiación difusa que a la radiación solar
directa.
9UVG AD06/05/2014
INTERCAMBIO DE ENERGIA
Intercambio por radiación:
 Del suelo
 De la atmosfera
 Del ambiente y la vegetación
 De la emisión hacia el
ambiente por la estructura y
cubierta.
Intercambio por convección:
• Ambiente exterior
• Ambiente interior
Intercambio por conducción:
• En suelo interior
• Pared de invernadero
UVG AD 1006/05/2014
LAS HORTALIZAS Y SU EXIGENCIA TERMICA
Fisiológicamente las hortalizas responden a factores
térmicos y lumínicos, representadas por la:
Temperatura y Saturación fotosintética
Las dimensionales para temperatura puede ser en ˚C y para
las saturación fotosintética en µMolar/seg.m².
El aporte artificial de calor que permite pasar de la
temperatura espontanea en el interior del invernadero a la
deseada según el tiempo del cultivo, se caracteriza por
que la instalación del equipo tenga fiabilidad en el tiempo
y el espacio, buena regulación y seguridad, potencia
térmica suficiente para cubrir las necesidades fisiológicas
de la planta a del balance energético.
UVG AD 1106/05/2014
UVG AD 1206/05/2014
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FACTORES IMPORTANTES
• Figuras planas y cuadradas tienen una captación
superior de energía
• El viento fuerte es un factor negativo en la estructura
del invernadero.
• El viento influye en el coeficiente de perdidas de calor
por conducción y convección y sobre la tasa o índice
de renovación del volumen de invernadero.
• El uso de contravientos ahorra de 5 a 10 % de energía
térmica y depende de tres factores:
• Permeabilidad (50 %)
• Altura (Área de 15 a 20 veces la altura de cortina)
• Homogeneidad (variabilidad de especies)
UVG AD 1406/05/2014
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CRITERIOS DE USO E INSTALACION DE PANTALLAS
• La pantalla ideal para el día:
– Trasparente a la radiación solar visible fotosintetica
– Reflectante y/o absorbente a la radiación infrarroja de
origen solar.
• Intercambio de aire de la pantalla sea mínimo
• Perdidas de radiación deben ser compensadas
por el calor emitido por el suelo y plantas.
• Si la reflexión solar se evita por absorción de
pantalla, esta aumentara de T˚ y por consiguiente
la planta.
UVG AD 1606/05/2014
CRITERIOS DE USO E INSTALACION DE PANTALLAS
• Si la radiación global se hace por reflexión, se
tendrá un efecto de sombreo y la elevación de
T˚ será reducida.
• Durante la noche la cortina reduce perdida de
energía a radiación infrarroja, en ese sentido
es eficaz si su transmisión y emisividad
disminuyen.
• Telas metalizadas tienen baja emisividad IR y
transmisión nula.
UVG AD 1706/05/2014
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Anexo
Disposición de pasillos
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  • 1. Intercambios de calor en invernaderos • Transferencia de calor: – Conducción : propagación molecular entre dos sólidos a distinta temperatura. En invernaderos se da entre las superficies de suelo, las capas profundas y la estructura de invernadero. Y va desde la superior a la inferior, se da la gradiente térmica. – Convección: transporte de energía por un fluido en la dirección del flujo, induce movimiento. (tuberia→ambiente→planta) – Condensación: El inverso de la evaporación, éste mejora el balance térmico. – Radiación: se llama cuerpo negro a toda superficie en la que el coeficiente de absorción es 1, sea cual sea la longitud de onda (ideal). Cuerpo gris: Coef. De radiación es independiente de la radiación incidente. 1UVG AD06/05/2014
  • 3. CLIMATIZACION DE INVERNADEROS PERIODOS CALIDOS • Durante la mayor parte del ciclo productivo la temperatura del invernadero afecta el rendimiento en todos los niveles: – Rendimiento en planta – Rendimiento de la mano operativo. • Cuatro factores importantes que permiten reducir temperaturas: (ligados a la ecuación de balance de energía) 1. Por sombreo 2. Evapotranspiración del cultivo 3. Ventilación 4. Por evaporación de agua (Nebulización) 3UVG AD06/05/2014
  • 4. Balance de energía Balance principalmente de cubierta y del aire de invernadero: Gabs-Hco-Hci = 0 (w.mˉ²) Donde: Gabs= Radiación solar absorbida por la cubierta y la malla de sombreo Hco= Calor transmitido por convección desde la cubierta hacia el exterior Hci= Calor transmitido por convección desde la cubierta hacia el interior Enunciados del salto térmico: • Todos los invernaderos reducen su temperatura conforme aumenta la tasa de ventilación. • El sombreo tiene mucha mas influencia sobre el clima del invernadero si la ventilación es escasa. • La refrigeración por renovación es mas efectiva en climas secos. • El cierre de ventilación permite la humectación y control de temperatura 4UVG AD06/05/2014
  • 5. Sistemas de sombreo • Dos grupos: 1. Sistemas estáticos: sombreo estacionario y permanente ( No se tiene control) Estos sistemas no favorecen la tramitación PAR frente a la de infrarrojo corto. 2. Sistemas Dinámicos: permiten radiación solar en función de las necesidades climáticas del invernadero. 5UVG AD06/05/2014
  • 7. Mallas de sombreo • Ventajas: • Distintos % de transmision, reflexion y porosidad al aire. • Mejor reflectancia en climas calidos. Contribuye a la actividad fotonica, MIP • Algunas reducen radiacion IR y dejan pasar la fotonica. • Permiten la saturacion luminica 7UVG AD06/05/2014
  • 9. Mallas del color negro duran mas pero tienen menor efecto climático, mallas de color blanco son mejores controladores climáticos duran menos, tomar en cuenta que: 1.Porcentaje de sombreo rara vez corresponde a la hoja técnica. 2.Todos los materiales son menos transparentes a radiación difusa que a la radiación solar directa. 9UVG AD06/05/2014
  • 10. INTERCAMBIO DE ENERGIA Intercambio por radiación:  Del suelo  De la atmosfera  Del ambiente y la vegetación  De la emisión hacia el ambiente por la estructura y cubierta. Intercambio por convección: • Ambiente exterior • Ambiente interior Intercambio por conducción: • En suelo interior • Pared de invernadero UVG AD 1006/05/2014
  • 11. LAS HORTALIZAS Y SU EXIGENCIA TERMICA Fisiológicamente las hortalizas responden a factores térmicos y lumínicos, representadas por la: Temperatura y Saturación fotosintética Las dimensionales para temperatura puede ser en ˚C y para las saturación fotosintética en µMolar/seg.m². El aporte artificial de calor que permite pasar de la temperatura espontanea en el interior del invernadero a la deseada según el tiempo del cultivo, se caracteriza por que la instalación del equipo tenga fiabilidad en el tiempo y el espacio, buena regulación y seguridad, potencia térmica suficiente para cubrir las necesidades fisiológicas de la planta a del balance energético. UVG AD 1106/05/2014
  • 14. FACTORES IMPORTANTES • Figuras planas y cuadradas tienen una captación superior de energía • El viento fuerte es un factor negativo en la estructura del invernadero. • El viento influye en el coeficiente de perdidas de calor por conducción y convección y sobre la tasa o índice de renovación del volumen de invernadero. • El uso de contravientos ahorra de 5 a 10 % de energía térmica y depende de tres factores: • Permeabilidad (50 %) • Altura (Área de 15 a 20 veces la altura de cortina) • Homogeneidad (variabilidad de especies) UVG AD 1406/05/2014
  • 16. CRITERIOS DE USO E INSTALACION DE PANTALLAS • La pantalla ideal para el día: – Trasparente a la radiación solar visible fotosintetica – Reflectante y/o absorbente a la radiación infrarroja de origen solar. • Intercambio de aire de la pantalla sea mínimo • Perdidas de radiación deben ser compensadas por el calor emitido por el suelo y plantas. • Si la reflexión solar se evita por absorción de pantalla, esta aumentara de T˚ y por consiguiente la planta. UVG AD 1606/05/2014
  • 17. CRITERIOS DE USO E INSTALACION DE PANTALLAS • Si la radiación global se hace por reflexión, se tendrá un efecto de sombreo y la elevación de T˚ será reducida. • Durante la noche la cortina reduce perdida de energía a radiación infrarroja, en ese sentido es eficaz si su transmisión y emisividad disminuyen. • Telas metalizadas tienen baja emisividad IR y transmisión nula. UVG AD 1706/05/2014