La ventilación es algo que se suele dejar para el último momento cuando se piensa en el diseño y funcionamiento de un entorno de cultivo. Sin embargo, los mejores sistemas están muy pensados, no necesariamente requieren de una gran inversión y se empiezan a diseñar en las primeras fases de la planificación. Los sistemas de ventilación proveen el entorno para el desarrollo y la producción de plantas y cosechas, así como el control del mismo, por lo que merecen más atención que la que se le suele ofrecer. Hay dos partes en este discurso, la primera la ocupan los fundamentos de ventilación, el “dónde, qué y por qué”; la segunda hace referencia a las prácticas de ventilación, el “cómo y cuándo”.
¿Cuál es el objetivo de la ventilación? La ventilación mueve el aire, pero ¿de qué sirve que se mueva el aire? Existen dos formas primordiales de ventilación, o, más bien, podríamos decir dos sistemas básicos de ventilación. El primero sería el sistema de ventilación natural o pasiva, con el que se produce un intercambio de aire. El segundo, el sistema de ventilación mecánica, forzada o activa, no implica intercambio de aire. El término circulación hace referencia al movimiento del aire, lo cual se puede conseguir tanto en sistemas naturales como forzados, sin embargo, el intercambio de aire solo puede darse en sistemas naturales, ya que se trata de reemplazar el aire de un recinto con una nueva masa de aire.
Circulación
En el proceso de circulación del aire, lo que ocurre, básicamente, es que se transfieren condiciones de calor, humedad y biológicas de un lugar a otro. El aire que ha permanecido estático durante un tiempo comienza a separarse, proceso conocido como estratificación, que afecta tanto a la temperatura como a la composición de los gases y puede dar lugar a la superposición de diferentes capas de temperatura y a un déficit de gases primordiales
Intercambio de aire
El intercambio de aire es lo mismo que la circulación, bueno, casi. El intercambio de aire (sistemas de ventilación natural) se utiliza para sustituir el aire de una zona con la atmósfera de otra, con lo que también se produce una circulación del aire. Tanto la temperatura como el intercambio de gases y la humedad pueden ser mejorados con el intercambio.
Sistemas de ventilación natural y de ventilación forzada
Para los espacios de interior, ya sea una habitación o un invernadero, los fundamentos son los mismos; todo gira en torno al cultivo de plantas en un área controlada. Las plantas absorben luz y agua, y “respiran” dióxido de carbono, principalmente, junto con algo de oxígeno. Estos cuatro elementos son utilizados para producir energía partiendo de la luz y los carbohidratos, así como para almacenarla; también sirven de pilares para el desarrollo de futuras plantas y, además, el oxígeno es utilizado en un proceso de respiración que libera dicha energía cuando es necesario. Con todo ello, las plantas causan un desequilibrio de los gases localizados en las áreas de contacto del aire con la hoja, un aumento de la humedad -con mayores niveles cuanto más cerca de la planta se mida- y un aumento de la temperatura, debido a la luz o la energía radiada por el sol u otra fuente de luz. En un sistema forzado, el efecto de la circulación del aire da lugar a la combinación de estos factores con el aire que se encuentra más alejado de las plantas, aunque siempre dentro de la misma habitación o área ventilada, moderando de este modo la temperatura, igualando la humedad y proporcionando aire renovado a las áreas de superficie foliar que han quedado desprovistas de gases, de modo que tanto el dióxido de carbono como el oxígeno estén disponibles para dichos procesos básicos de la vida de una planta. En este proceso, los gases consumidos de la masa total de aire no son repuestos, tampoco se impide el aumento de la temperatura ni se elimina la acumulación de agua en el aire, únicamente se mezcla todo para prevenir la estratificación del aire o áreas con carencias.
Por el contrario, reemplazando el aire de un área o habitación con aire seco, o más frío, se eliminará la humedad y el exceso de temperatura de todo el sistema. Los sistemas de ventilación natural llevarán a cabo tanto la circulación como el intercambio de aire, y están basados en el aire nuevo que entra. La circulación se utiliza constantemente para mantener un movimiento fluido y equilibrado de los elementos, y el intercambio de aire para evitar que los niveles de temperatura o la humedad se nos vayan de las manos. Incluso en los casos en que una habitación mantenga una temperatura y humedad adecuadas en todo momento, será igualmente necesario establecer un calendario de ventilación para suministrar los gases principales que hayan desaparecido, como el oxígeno y el dióxido de carbono. El sistema tendrá el mismo funcionamiento en los casos en que sea necesario aumentar la temperatura o la humedad, ya que está basado en el aire entrante, que producirá amento o disminución de los niveles según sea necesario.
Desafortunadamente, el ajuste de un solo elemento puede afectar negativamente al equilibrio de otros, por lo que equilibrio y prioridades son conceptos primordiales a tener en cuenta. Si un cultivador necesita aumentar los niveles de dióxido de carbono para incrementar el índice de crecimiento, el intercambio de aire se complicará si no se disminuye la cantidad de CO2 liberada, lo que supondrá una pérdida de tiempo y dinero. Puede ser necesario trabajar con un sistema que permita priorizar un elemento ante otros en determinadas ocasiones.
Otras funciones:
La ventilación también realiza otras funciones a través de la circulación y los sistemas naturales y forzados. Dichas funciones están basadas en uno de los dos primeros efectos causados por las plantas citados anteriormente, el relativo a la humedad, y son las siguientes:
- Control de enfermedades
- Control del crecimiento/ Evapotranspiración
- Control del estrés
Control de enfermedades
Con el control de la humedad y la temperatura, particularmente el de la humedad, es menos probable que se den condiciones ambientales favorables para el establecimiento y desarrollo de algunos transmisores de enfermedades así como de algunos patógenos. Con el control de la humedad se impide que se cree una película en la superficie de la hoja, limitando así la capacidad de germinación y acceso al tejido interno de la hoja de las esporas de hongos como el oídio o los responsables de la antracnosis, lo cual aplicará también a las áreas más escondidas. Las esporas de algunos patógenos se irán degradando al no disponer de las condiciones adecuadas para su desarrollo, disminuyendo así sus efectos perniciosos. Algunos patógenos son detenidos solo con rebajar los niveles altos de humedad, como es el caso de mohos acuáticos, entre ellos Phythium y Phytophthora, y, aunque es posible que continúen su actividad en el interior de la hoja, no podrán hacerlo en el exterior. La actividad de los insectos también puede verse afectada por la humedad en lo referente a su supervivencia y niveles de reproducción, como es el caso de los peligrosos ácaros y de otros menos problemáticos como la mosca del mantillo. La humedad también afectará al crecimiento y desarrollo de la planta.
Evapotranspiración
El proceso conocido como evapotranspiración es el que dirige y controla el movimiento del agua o fluido desde su acceso a la planta a través de las raíces, hasta que la abandona a través de los estomas de las hojas. El agua o fluido recogido por las raíces va cargado con nutrientes y materiales necesarios para el desarrollo de la planta, y será arrastrado hasta la parte superior de la misma. Lo que no haya sido absorbido por la planta acabará evaporándose a través de unos poros especiales que hay en las hojas, los estomas, pero dicha evaporación dependerá del nivel de humedad del aire que envuelva dichos estomas. Cuanto más seco sea el aire, más rápida será la evaporación, mayor la presión negativa en el estoma y el agua será empujada hacia arriba a mayor velocidad para reemplazar a la que está siendo evaporada, aportando de nuevo los nutrientes necesarios para el crecimiento de la planta. Si los niveles de humedad son elevados la planta no verá cubiertas sus necesidades en su totalidad, ya que el agua se moverá lentamente por la planta independientemente de que la necesidad de nutrientes y agua de esta sea alta. En los casos de sequedad elevada del aire puede ocurrir que el agua se desplace demasiado rápido dando lugar a una acumulación de iones (sales) en las hojas, o que, por el contrario, no consiga desplazarse lo suficientemente rápido y sus tejidos acaben sufriendo quemaduras. La evapotranspiración controla el crecimiento de la planta, actuando como el acelerador de la tubería que suministra o transporta el agua y los nutrientes a los tejidos de la planta.
Estrés
El estrés es otro de los factores importantes a tener en cuenta en lo concerniente al desarrollo de la planta, ya que sus efectos en la planta pueden ser tanto positivos como negativos. Es necesario que se de algo de estrés para que una planta crezca fuerte, porque esto ayudará a obtener tallos robustos, a controlar el crecimiento y uniformidad de la cosecha, y favorecerá cierto nivel de competitividad. La presión del movimiento circulatorio del aire sobre la planta da lugar a que esta reaccione, fortaleciéndose sus tejidos de sostén, aumentando sus posibilidades de supervivencia, estimulándose una floración con frutos de mayor tamaño y un periodo de maduración más corto (con tallos más fuertes para sostener dichos frutos), e incrementándose el número de metabolitos que la planta produce normalmente para protegerse y aumentar su potencial de reproducción. Muy poco o demasiado estrés no resultan convenientes; la circulación del aire puede ayudar a mantener la cantidad de estrés adecuada.
Áreas y estaciones
Puede darse el caso de que en un área con ventilación natural, la cual depende del intercambio de aire para poder reducir la temperatura y controlar la humedad, un sistema de ventilación forzada funcione mejor. Estos sistemas son utilizados en casos en los que el CO2 es reemplazado internamente y la temperatura regulada con equipos de aire acondicionado y sistemas de calor. Uno o ambos sistemas, junto con los de control de humedad, son utilizados en la mayoría de las áreas de cultivo. En zonas más frías, el sistema de aire acondicionado es menos necesario, al contrario que en las zonas más cálidas, donde el calor es un problema más acuciante. La deshumidificación suele ser necesaria en la mayoría de las zonas de cultivo, sin embargo, los equipos de humidificación solo suelen establecerse en áreas más frías para los periodos más calurosos, y en áreas de clima árido. En los sistemas de ventilación forzada, no solo la temperatura supone un problema de mayor peso que en los naturales, sino también el control y mantenimiento de otros elementos atmosféricos.
Averiguar qué necesitamos
Ahora viene lo más divertido, averiguar qué necesitamos para que nuestra cosecha funcione. Bueno, sin un curso de ingeniería va a ser complicado, porque no se puede resumir en unos cuantos párrafos. Los cálculos son específicos para cada situación y necesidades. Conocer la formulación para obtener los datos de detalles básicos como el caudal de aire necesario para enfriar ((m3/s) qc = Hc/(p cp (to – tr)) es vital para los entendidos en la materia, mientras que no es algo muy tenido en cuenta por los cultivadores. Es necesario tener un amplio conocimiento de la materia, saber manejar numerosos conceptos como cargas térmicas (BTU), temperaturas de diseño, resistencia del caudal de aire, densidad del aire, humedad, media estacional, y muchos otros. El cultivador con intenciones de construir el entorno adecuado debería consultar fuentes profesionales para ello. El gasto que conlleva una inversión en diseños inapropiados, la renovación del sustrato con el tiempo, la pérdida de producción debido a errores, los gastos excesivos y la falta de consistencia del entorno, es suficiente para cubrir el coste que supondría la asistencia de profesionales en el diseño, así como la instalación de un sistema adecuado a las necesidades concretas del entorno de cultivo. Incluso un pequeño estudio sobre las necesidades a cubrir ya sería mejor que nada.
La ventilación aglutina todos los aspectos expuestos aquí. Cuando diseñes tu sistema, ten en cuenta todos los factores que se verán afectados. ¿De dónde vendrá el aire para la ventilación y cuál será su destino? ¿Cómo se puede controlar el consumo del CO2 en un sistema que también requiere de un amento del calor durante el mismo periodo? ¿Qué dimensiones tienen que tener los sistemas de aire acondicionado y de calor? ¿Cómo se controlan? ¿Cómo son sus conductos y cómo funcionan? Todas estas son preguntas para las que el cultivador necesita respuesta, y el conocerla garantiza menos dolores de cabeza y una producción más fácil de gestionar. Conjugarlo todo es la parte práctica de la ventilación.
