Los invernaderos son zonas específicas dedicadas al cultivo de hortalizas que tienen como principal misión conservar el calor del sol y templar el ambiente interior del recinto. Para mantener la producción de estos alimentos durante todo el año es preciso ofrecer una aclimatación de estas hortalizas que vaya más allá del luz solar natural, porque las plantas requieren de sistemas de calefacción más avanzados que los habitualmente empleados del derivado del petróleo.
Hasta la fecha los responsables de las explotaciones agrícolas vascas han usado tradicionalmente calderas de gasóleo para este fin, sin embargo, el precio de este combustible se ha elevado en tal medida que hace necesaria una energía alternativa.
El centro tecnológico Neiker Tecnalia ha dado un paso adelante en la implantación de las energías renovables para este tipo de cultivos ideando sistemas de calefacción pioneros que a través de fuentes naturales de biomasa y dispositivos sostenibles en forma de paneles termodinámicos permiten climatizar los invernaderos de una forma más económica y respetuosa con el medio ambiente.
Un novedoso sistema contribuye además a aumentar la eficiencia energética de los cultivos hasta en un 90%, lo que significa que sólo se pierde un 10% de la energía generada.
El sistema de paneles solares termodinámicos diseñados por la empresa funciona acoplando a una bomba de calor que mediante una generación de un gas calienta el agua caldea las raíces a una temperatura de 45 grados, mientras la caldera de biomasa aporta una energía más ecológica, reduciendo la emisión de C02 a la atmósfera.
El proyecto germinó hace tres años cuando los responsables de Neiker Tecnalia observaron la poca rentabilidad que ofrece el combustible de gasoil empleado para calentar los invernaderos vascos.
"El precio del kilovatio hora consumido por este combustible es muy elevado y supone un incremento importante en la inversión realizada en las explotaciones vascas. Una situación que se ha agravado por la crisis del petróleo", explica Patrick Riga, investigador del departamento de producción y protección vegetal en Neiker.
Con el objetivo de ofrecer una nueva alternativa energética eficiente al elevado precio de este combustible, los técnicos que comandan el proyecto decidieron apostar por un "sistema de cultivo basado en el empleo de energías alternativas y renovables".
"Nuestro objetivo es evaluar el coste energético de la producción del tomate de label y para ello, hemos investigado sistemas de calentamiento innovadores que contribuyan a reducir el gasto de las explotaciones agrícolas".
Fruto de esta inquietud Riga y su equipo de colaboradores emprendió una labor profunda de análisis que les ha llevado a la puesta en práctica de energías sostenibles fundadas en el uso de paneles termodinámicos y calderas de biomasa ecológica.
En paralelo al desarrollo de estos sistemas de calentamiento energético y sostenible, Neiker ha ideado un método pionero en la gestión del calor en los invernaderos destinados al cultivo de baja intensidad.
En sus instalaciones con una extensión cercana a los 350 metros cuadrados, que posibilitan la cosecha de una media aproximada de 20 kilogramos de tomate por metro cuadrado, han creado un 'suelo hidropónico' donde las plantas se colocan sobre su sustrato a una altura de unos 10 centímetros de la base del firme del invernadero. Un innovador formato de cultivo que se distingue de las explotaciones convencionales por carecer de tierra en la base del suelo.
El sistema hidropónico se completa con un circuito de monorraíles por los que circula el agua a una alta temperatura –aproximadamente a una media de 80 grados–, que logra caldear el ambiente del recinto interior del invernadero.
Junto a estos conductos de metal funcionan varios tubos corrugados que trasladan el agua caliente a una temperatura media de 45 grados que ayuda a caldear directamente las raíces de las plantas. "Hemos optado por actuar en las raíces en lugar de hacerlo en el ambiente del invernadero porque implica un menor gasto porque la superficie a calentar es menor. La clave es aumentar el calor en el sustrato para rebajar después la temperatura ambiente", recalca Riga.
El complejo dispositivo cuenta con una red de sensores distribuidos por todo el invernadero que permiten regular la temperatura del recinto hortícola. Los medidores, a su vez están monitorizados por potentes ordenadores que sirven para recoger datos relativos y en tiempo real sobre la temperatura o humedad de la zona de cultivo.
"El software es capaz de programar diferentes eventos que valen para calentar, enfriar o establecer las horas de calentamiento de las plantas en manera on line", detallan desde el equipo de investigadores del centro tecnológico. Un novedoso concepto de cultivo que sirve para calentar la raíces de los vegetales, pero sin embargo, no ofrece garantías suficientes para poder actuar sobre una extensión tan amplia como la de un invernadero.
Para completar la acción de este sistema en Neiker han desarrollado dos procedimientos fundamentados en el uso de energías más limpias y con menor "impacto sobre el medio ambiente", en comparación con combustibles más nocivos como es el caso del gasoil.
En esta línea han instalado 40 paneles termodinámicaos en el exterior del invernadero. El equipamiento funciona encajado a una bomba de calor que mediante la emisión de un gas posibilita calentar el agua que irá a parar al sustrato de las raíces.
"Este componente gaseoso se comprime a través de un sistema de intercambiadores de calor que logra caldear la base de las plantas", subraya Riga. Así, cuando el gas pierde el calor ganado durante la operación previa "este se transforma a un estado líquido, retornando al circuito de las placas, donde se gasifica logrando un calentamiento del aire mayor", indican desde el equipo de responsables del proyecto.
Los paneles empleados por el centro tecnológico están diseñados para ofrecer energía en condiciones climatológicas límite. No en vano, su estructura puede soportar temperaturas de hasta -5 grados y no requiere de la luz solar para poder funcionar por su funcionamiento autónomo.
"Su principal ventaja es que podría funcionar en ausencia de sol y en días especialmente nublados a diferencia de las placas solares que sin luz solar pierden eficacia", destaca.
Los paneles son capaces de producir un volumen de agua caliente a 45 grados de temperatura y posibilitan a su vez un incremento productivo de hasta "4 kilovatios de agua caliente por kilovatio consumido y reducen a un 60% el gasto generado por el combustible de gasoil".
Este sistema novedos se completa con una caldera de biomasa que se alimenta por diversos residuos orgánicos como cáscaras de almendras, poda de árboles o pellet –granulados de serrín–, virutas y otros excedentes de la industria de la madera vasca.
"El sistema se basa en un horno que quema este madera y mediante otro intercambiador prodice el agua caliente para después desplazarse por una red de tubos monoraíles que mediante un ventilador caldean el aire".
El equipamiento se integra con un aparato que se denomina 'ciclón' y cuya misión se centra en "centrifugar" el humo generado por el horno de "combustión para poder precipitar todos las pequeñas partículas contaminantes", describe el responsable del proyecto en Neiker.
El doble dispositivo energético ideado por el centro está destinado a hacer posible la producción de tomate y pimiento durante todo el año. "El sistema facilita que se pueda cultivar estas hortalizas incluso en invierno cuando más cotizados están estos productos alimentarios en el mercado".
En concreto, se trata de vegetales con sello de label vasco como es el caso, del tomate 'Jack' y 'Goloso', que han sido aceptadas por la marca Eusko Label. "La explotación del invernadero puede producir una media de 20 kilos de tomate y otras 60 docenas de pimientos al tratarse de un cultivo de bajo invernadero".
Entre las principales ventajas que ofrece este pionero procedimiento ecológico está la reducción de los niveles de gases contaminantes a la atmósfera, así como una "menor dependencia a combustibles contaminantes como el petróleo o gasoil".
A esto, el responsable añade un sensible beneficio económico para el agricultor. "Si se compara el gasto producido por los combustibles convencionales es de 92 céntimos, mientras que con la biomasa se reduce a 55 céntimos por kilovatio consumido".
Energías limpias que logran un cultivo más eficiente y con un impacto menor que el gasoil de los invernaderos vascos actuales.
