Cómo funciona un invernadero y por qué es mejor para la rentabilidad

Buenas de nuevo y bienvenido al blog de Inveurop. En esta ocasión vamos a tratar un tema muy básico pero importante al mismo tiempo: cómo funciona un invernadero.

Un invernadero funciona convirtiendo la energía luminosa en energía térmica. Los rayos de luz del sol entran en el invernadero, donde son absorbidos por las plantas y los objetos y convertidos en calor. Las plantas del invernadero liberan la energía calorífica, pero ésta queda atrapada en el pequeño espacio del invernadero por el cristal (o las láminas de plástico).

Los invernaderos proporcionan muchas ventajas comparado con la agricultura al aire libre. Sin embargo, hay que tener en cuenta que pueden calentarse demasiado, por lo que muchos tienen ventanas, rejillas de ventilación o ventiladores que ayudan a liberar el aire caliente cuando es necesario. Algunos también tienen sistemas de calefacción independientes que aumentan la temperatura cuando los niveles de luz son bajos.

Cómo funciona un invernadero

La forma más sencilla de explicar cómo funciona un invernadero es decir que convierte la energía luminosa en energía térmica. Los rayos del sol entran en el invernadero a través de las láminas o paneles transparentes. Los objetos del invernadero, incluidas las plantas, absorben la luz del sol y la convierten en calor.

El vídeo anterior de Science with Bobert muestra cómo funciona un invernadero y cómo responden a la luz solar los objetos de distinto color. Los objetos de color oscuro absorben la luz y se calientan, mientras que los objetos de color claro reflejan la luz.

Paso 1: La luz entra

Para proporcionar luz, los invernaderos deben tener alguna forma de entrada de luz. Por eso los invernaderos están hechos principalmente de materiales translúcidos, como el cristal o el plástico transparente. De este modo, las plantas tienen el máximo acceso a la luz solar.

Paso 2: El calor se absorbe

Cuando la luz entra por las paredes de cristal del invernadero, es absorbida por las plantas, el suelo y cualquier otra cosa que haya en el invernadero, convirtiéndola en energía infrarroja (también conocida como calor) en el proceso. Cuanto más oscura es la superficie, más energía puede absorber y convertir en calor. Por eso el pavimento negro se calienta mucho en verano. Absorbe mucho calor.

Paso 3: El calor queda atrapado

Una vez que la energía luminosa se convierte en energía infrarroja (calor), tiene una «forma» diferente a la de la energía luminosa, lo que los científicos denominan longitud de onda. El cambio en la longitud de onda hace que el calor no pueda salir fácilmente de las paredes de cristal del invernadero. Así que si entrar era fácil, salir es más difícil.

Paso 4: Calentar el invernadero

El calor atrapado calienta el aire dentro del invernadero y, como éste es relativamente hermético, el aire más caliente se queda dentro, aumentando la temperatura de todo el edificio. Es el mismo efecto que, sin duda, has experimentado al subirte a un coche después de haber permanecido en un aparcamiento soleado durante unas horas. Está bien calentito.

Paso 5: Mantener el calor

Con suficiente luz solar, la temperatura del interior de un invernadero puede llegar a ser mucho más alta que la del exterior; de hecho, en un día soleado y caluroso puede ser necesario ventilar el invernadero durante todo el día para evitar que se cocinen literalmente las plantas del interior. En los días nublados, al haber menos luz solar, el invernadero se calentará más lentamente, si es que lo hace. Por eso, los invernaderos son más útiles en zonas con mucho sol.

Paso 6: Promover la fotosíntesis

Toda esta luz y las temperaturas cálidas dan a las plantas un amplio acceso a la luz solar y a las temperaturas necesarias para crecer. De este modo, disponen de las condiciones adecuadas para que se produzca la fotosíntesis.

La fotosíntesis consiste en combinar el dióxido de carbono del aire y la energía de la luz solar para producir azúcares simples, que la planta utiliza como alimento. Si tú utilizas una hamburguesa con queso para hacerte grande y fuerte, una planta utiliza el sol.

Por término medio, las plantas necesitan unas seis horas de luz solar al día, aunque esto varía según el tipo de planta; si colocas tu invernadero en un lugar donde reciba pleno sol todo el día, te asegurarás de que las plantas de su interior reciban suficiente luz.

¿Qué ocurre cuando no hay sol?

El plástico o el cristal que componen la mayor parte del exterior de un invernadero son excelentes para dejar pasar la máxima cantidad de luz, pero son un mal aislante (no retienen bien el calor). Esto significa que la energía térmica viaja a través de él para acabar escapando al mundo exterior.

Mientras el sol brille, esto no importa porque la energía luminosa entra más rápido de lo que el calor puede salir. Pero por la noche, toda esa energía calorífica se irá rápidamente, lo que dejará a tus plantas a merced de las bajas temperaturas nocturnas. Para proteger tus plantas tiernas, tienes que almacenar el exceso de calor durante el día o utilizar una fuente de calor artificial por la noche.

¿Por qué el calor no vuelve a salir del invernadero si entró tan fácilmente?

En primer lugar, los objetos que absorbieron la luz inicialmente liberan el calor muy lentamente. Las plantas y objetos como una mesa de color oscuro o trozos de cemento pintados de negro no tardan mucho en calentarse. Pero sí tardan en enfriarse.

A medida que los objetos se enfrían, liberan su energía calorífica en el aire. El aire más caliente es más ligero y sube al techo del invernadero. El aire más frío vuelve a caer hacia el suelo y los objetos, donde absorbe el calor que se desprende.

Una vez que el aire caliente llega a la parte superior del invernadero, no tiene realmente a dónde ir. Aunque la luz puede pasar fácilmente a través del cristal o las láminas de plástico, el calor no pasa tan bien. El vidrio y el plástico no son los mejores aislantes, pero ayudan a mantener el calor en el invernadero.

El efecto invernadero

Si quieres saber cómo funciona un invernadero, podemos observar el propio planeta Tierra. En muchos sentidos, la Tierra es nuestro propio invernadero. Está rodeada por una gruesa capa de atmósfera que impide que el aire caliente se escape al espacio. En este caso, la atmósfera desempeña un papel similar al del cristal o el plástico de un invernadero.

Sin la capa que proporciona la atmósfera, la temperatura de la Tierra sería de unos gélidos -18 grados centígrados. Gracias a la atmósfera, la Tierra suele tener una media de 15 grados centígrados.

Hay una serie de factores que influyen en el funcionamiento del efecto invernadero en la Tierra. La nubosidad nocturna puede aumentar el efecto invernadero, según la NASA. Cuando está nublado por la noche, el aire caliente que se eleva desde la superficie de la Tierra no es capaz de subir completamente a la atmósfera.

En cambio, queda atrapado por la capa de nubes y la temperatura exterior aumenta. Cuando las nubes finalmente se rompen, el aire caliente atrapado puede escapar y las temperaturas bajan.

Cómo controlar la temperatura en un invernadero

En algunas partes del mundo, donde las temperaturas exteriores son muy frías en invierno o donde simplemente no hay suficiente luz solar para calentar completamente el invernadero, es posible que no se caliente lo suficiente como para mantener las plantas, sin un poco de ayuda del agricultor.

Por eso, muchas explotaciones agrícolas bajo plástico, necesitan utilizar una fuente de calor adicional para controlar la temperatura dentro de un invernadero. especialmente en las zonas frías utilizan calefactores para mantener los invernaderos a una temperatura relativamente agradable de 18 grados durante el invierno.

En verano, la cosa cambia, sobre todo en las zonas más cálidas. Dado que el blanco ayuda a reflejar la luz y a evitar la absorción de calor, los agricultores de invernaderos de lugares cálidos suelen pintar los techos de los invernaderos de blanco en verano y quitar la pintura en invierno. Una opción más rentable es utilizar mallas de sombreo para bloquear la luz del sol en verano.

La ubicación es una de las claves para el correcto funcionamiento del invernadero

La ubicación de un invernadero influye no sólo en la cantidad de luz que puede absorber, sino también en la cantidad de calor que puede irradiar. Por lo general, es mejor colocar un invernadero al sur de un edificio u otra estructura, según la Extensión de la Universidad de Clemson.

Un invernadero orientado al sur recibirá la máxima cantidad de luz solar. La siguiente mejor opción es colocar la estructura al este o al sureste. Recibirá menos sol, pero la cantidad de luz que recibe debería ser suficiente para la mayoría de las plantas.

En las zonas donde hace mucho calor en verano, tiene sentido colocar un invernadero a la sombra de los árboles. Los árboles que pierden sus hojas en otoño permitirán que el invernadero reciba una cantidad suficiente de sol en otoño e invierno. Pero cuando las temperaturas suban y el sol sea más intenso, las hojas de esos árboles proporcionarán suficiente protección en primavera y verano.

Otra forma en que la ubicación influye en la eficacia de un invernadero es en términos de lo bien aislada que está la estructura. Por lo general, los invernaderos independientes son los menos aislados y suelen necesitar alguna fuente de calor externa en invierno.

Pero un invernadero adosado a un edificio puede obtener calor y aislamiento de la pared compartida, especialmente si ésta está expuesta a la luz del sol durante el día. La pared absorbe la luz del sol, convierte la energía en calor y la irradia de nuevo por la noche, ayudando a mantener la temperatura.

Ventilación

Muchos invernaderos incluyen sistemas de ventilación para mantener la temperatura bajo control. Algunas estructuras tienen ventanas que pueden abrirse para dejar salir parte del calor. Otras utilizan ventiladores para hacer circular el aire por la estructura. Además de evitar que la temperatura sea demasiado alta, un invernadero bien ventilado ayuda a reducir el riesgo de infecciones fúngicas en las plantas.

Esperamos que la entrada haya resultado útil para conocer cómo funciona un invernadero desde el punto de vista del mantenimiento del calor.