Los invernaderos son estructuras fundamentales para la producción agrícola moderna, especialmente en los cultivos de alto valor económico. Estas construcciones están diseñadas para proteger los cultivos de factores ambientales adversos, como las bajas y altas temperaturas, lluvias intensas, granizo, vientos fuertes y heladas. Al estar cubiertos por materiales traslúcidos, permiten controlar el clima interno, lo que favorece el crecimiento y desarrollo de las plantas en condiciones más controladas y estables.
Originalmente, los invernaderos se crearon para proteger las plantas del frío invernal, pero su uso ha evolucionado con el tiempo. Hoy en día se emplean en diversas regiones, incluidas zonas tropicales, donde el calor es constante. Estos espacios permiten simular condiciones ideales de temperatura, humedad y luz, optimizando el rendimiento de los cultivos, independientemente del clima exterior. Además, su diseño cerrado contribuye a minimizar la incidencia de plagas, lo que reduce la necesidad de pesticidas.
En la agricultura moderna, los invernaderos han sido clave para el avance de la agricultura intensiva y de precisión. Gracias a la implementación de tecnología avanzada, como sistemas de ventilación, riego automatizado y control de temperatura, se ha logrado aumentar considerablemente la productividad por unidad de superficie. Esto ha hecho que los invernaderos sean una inversión valiosa para los agricultores que buscan maximizar la eficiencia y la rentabilidad de sus cultivos.
Sin embargo, para que los invernaderos se conviertan en una herramienta más accesible y común en el futuro de la agricultura, es necesario seguir perfeccionando su uso y hacer que las tecnologías asociadas sean más asequibles y fáciles de implementar.
Factores de clasificación de invernaderos
Invernaderos hay muchos y existen diferentes clasificaciones basadas en diversos parámetros para poder catalogarlos. Así, es posible encontrar clasificaciones que los agrupan atendiendo factores como régimen térmico, perfil externo de las estructuras, tamaño o tipo de material empleado en la construcción, etc.
Sobre las clasificaciones
Una clasificación consiste en caracterizar y describir los elementos de un conjunto, con la finalidad de agrupar sus componentes en diferentes categorías o grupos. De esta manera se busca facilitar su estudio o análisis con objetivos muy distintos.
Una clasificación también sirve como punto de referencia para conocer qué modelos existen en el mercado y cuáles son sus características, de manera tal que sea relativamente sencillo elegir el que se adecue a nuestras necesidades. En este caso, el invernadero más apropiado para producir.
Clasificaciones comunes
Generalmente todo diseño de invernadero se puede clasificar en alguna categoría. A continuación mencionaré cuáles son las clasificaciones más comunes:
- Por tamaño.
- Por la disposición o emplazamiento de las estructuras.
- Por la forma o perfil externo.
- Por el material de construcción.
- Por régimen térmico nocturno.
- Por período de vida útil.
- Por características del control ambiental.
- Por orientación social.
- Por niveles tecnológicos.
Elementos de la estructura de un invernadero
El diseño de los invernaderos se divide en dos grandes áreas, una es el diseño agronómico y la otra es el diseño estructural. El primero se basa en las necesidades ambientales del cultivo y el segundo se centra más en las cuestiones técnicas de la estructura. Se necesita considerar ambas partes para tener un buen diseño.
Uno de los aspectos más importantes a considerar cuando se habla de diseño estructural de invernaderos son los elementos que componen la estructura, pues es necesario conocer su función principal para poder considerarlos como factores, que de una u otra manera condicionarán el diseño estructural en su totalidad.
Elementos principales
Los principales elementos de un invernadero son los siguientes:
- La estructura, que tiene que soportar las inclemencias del tiempo, además del cultivo.
- La cubierta, que puede ser permeable o impermeable al agua y al viento.
- El área de crecimiento de cultivos, donde van las plantas en suelo o sustrato.
- El sistema de riego y drenaje, con algún tipo de canaleta si es en hidroponía.
- El sistema de ventilación, para modificar el flujo de aire que entra y sale.
- El sistema de calentamiento y enfriamiento, según las necesidades de la zona.
- El sistema de iluminación, en caso de ser necesario para dar más horas luz.
- Los sistemas mecánicos y de automatización, para mover ventilas y otras cosas.
Es importante que cuando se plantee el diseño estructural de un invernadero se tengan en consideración todos los puntos mencionados, de lo contrario es muy probable que después se tengan que hacer adecuaciones que impliquen un gasto extra de recursos materiales y humanos. De hecho, hacer modificaciones posteriores es algo bastante normal.
Debes tener en cuenta que cada elemento del invernadero tiene una función específica, y que no todos los elementos son necesarios en todas las zonas de producción. Por ejemplo, en un lugar con altas temperaturas un sistema de calefacción tendría poco sentido, pero el sistema de enfriamiento quizá sea un elemento crucial para el éxito.
Estructura de un invernadero
La estructura o armazón constituye uno de los elementos principales de un invernadero, ya que es donde van soportadas la mayoría de las demás partes. Las estructuras se clasifican en dos grandes grupos: estructuras rígidas y estructuras modificables. La diferencia es que las primeras no cuentan con elementos móviles, mientras que las segundas pueden modificar su forma hasta cierto punto.
Arcos superiores en un invernadero
Las estructuras diseñadas con líneas rectas presentan una mayor resistencia a las corrientes de aire. Por su parte, las estructuras que techos y paredes curveadas, es decir, más aerodinámicas, pueden desalojar de mejor manera los vientos que inciden sobre ellos.
Para lograr una forma superior más recta o más curveada se modifica la forma de las piezas superiores. Se tiene forma de arco en invernaderos de líneas curvas o forma de triángulo en aquellos de líneas rectas, aunque no siempre es así.
Estas piezas se unen por la parte superior con otras conocidas como largueros o correas, los cuales pueden ser del mismo material que los puntales o de uno más ligero o de menor grosor, y todo el conjunto se suele atornillar y en algunos casos soldar.
Columnas principales y laterales
La estructura se construye generalmente con postes de soporte que son llamados puntales, columnas o pilares. Estás piezas son las que reciben la mayoría de la carga que representan la cubierta y los aparatos de mecanización o automatización.
Es importante calcular la sobrecarga que crearán los factores ambientales sobre la estructura, como los vientos y lluvias fuertes, a fin de que se tenga la seguridad de que las columnas aguantarán y el invernadero no colapsará.
Consideración del sistema de tutoreo
Para el caso de cultivos que se desarrollan verticalmente y requieren de tutoreo, tales como el jitomate de variedades indeterminadas, pepino, pimiento, melón y sandía, se recomienda diseñar un sistema de soporte independiente de la estructura del invernadero.
Si esto no es posible se debe considerar dicho peso adicional, a fin de utilizar materiales y calibres que sean capaces de soportar el peso de la estructura misma, más el peso de los cultivos en plena producción y con rendimiento máximo.
Mas componentes estructurales
En la construcción de la estructura del invernadero se deben utilizar materiales que sean ligeros y esbeltos pero a la vez resistentes, es decir, deben ser poco voluminosos para que la sombra que proyecten sobre las plantas sea mínima.
Además, los materiales deben permitir que el invernadero se pueda modificar o adaptar de manera sencilla, algo a tener en consideración por las empresas grandes que tienen planes de expandir su superficie bajo cubierta.
Son varios los elementos estructurales que conforman cuerpo del invernadero, algunos de los cuales ya mencioné:
- Cimentación y muro perimetral.
- Postes, pilares columnas o puntales.
- Capiteles.
- Arcos o formas.
- Largueros, travesaños o correas.
- Puertas y ventilas.
- Canales y bajadas de agua.
- Tensores o tirantes y contravientos.
Ventajas y desventajas de los invernaderos
Los invernaderos constituyen la estructura de protección de cultivos por excelencia, pero al igual que todas las estructuras de protección presenta ciertas ventajas y desventajas, las cuales necesitamos conocer para implementarla de manera correcta. A continuación te presento mi análisis sobre los principales pros y contras de los invernaderos.
Ventajas de los invernaderos
Comencemos con las ventajas que podemos tener si utilizamos un invernadero.
Intensificación de la producción
Los invernaderos se consideran elementos de la agricultura intensiva por varias razones. En primer lugar porque es posible establecer las condiciones para el óptimo desarrollo de las plantas. La razón es que existe cierto aislamiento con el exterior.
También porque se pueden colocar más plantas por unidad de superficie, en comparación con campo abierto. Y el último aspecto, también de relevancia, es la posibilidad de utilizar sistemas de control climático, que mejoran las condiciones del cultivo hasta un punto óptimo.
Aumento de los rendimientos
Se ha comprobado, tras mucho tiempo de estudio, que los rendimientos por unidad de superficie de un cultivo se ven aumentados de dos a tres veces bajo invernadero. Esto si hablamos de producción en suelo dentro de invernadero comparado con producción a campo abierto.
Pero si se combinan los invernaderos con hidroponía los rendimientos pueden aumentar bastante en comparación con campo abierto. Se habla incluso de que se pueden obtener rendimientos diez veces superiores, siempre y cuando se conozca el manejo óptimo de ambas tecnologías.
Menor riesgo de producción
A estas alturas ya no queda duda que el cambio climático está comenzando a afectar la producción de cultivos. Por ello al estar los cultivos protegidos por estructuras como lo son los invernaderos se minimiza el daño que estos puedan sufrir debido a la aleatoriedad de los fenómenos naturales
No resulta extraño escuchar sobre cosechas completamente perdidas en la producción a campo abierto. Las pérdidas totales por fenómenos meteorológicos de gran severidad son cada vez más normales. Por ejemplo, las heladas pueden acabar por completo con zonas productoras.
Uso más eficiente de insumos
Con técnicas como la fertirrigación y la hidroponía es posible brindarle a las plantas solo los elementos que necesitan durante cada etapa de su desarrollo. De esta manera solo se gastan los fertilizantes necesarios, minimizando el desperdicio, que al final se traduce en ahorro de dinero.
Lo mismo ocurre con el agua. En instalaciones modernas con sistemas de riego eficientes la distribución del agua es un proceso mucho más eficiente. En este sentido hago referencia al riego localizado o de precisión, como lo son el riego por goteo, microaspersión y nebulización.
Mayor control de plagas, malezas y enfermedades
Para que un invernadero facilite el control de plagas, enfermedades y malezas debe haber sido correctamente diseñado y construido. Es decir, se necesita que sea lo más hermético posible. En este sentido muchos proyectos fallan, pues la hermeticidad es la clave principal de un control exitoso.
Además, el cultivo en invernaderos facilita la programación de las aplicaciones. De esta manera resulta factible controlar quien tiene acceso al cultivo. Lo anterior se traduce en que es posible minimizar la entrada de personal a solo el indispensable, de modo que el riesgo de introducir plagas y enfermedades es menor.
Posibilidad de cultivar todo el año
Debido a que dentro del invernadero se tiene relativa independencia del medio exterior es posible tener producción en cualquier época del año. Sin importar si el invierno es muy frío o el verano trae altas temperaturas la producción es factible.
Para el primer caso se puede implementar calefacción y para el segundo ventilación y enfriamiento. De esta manera al utilizar invernaderos es factible producir sin interrupciones debidas a las condiciones climáticas. Cabe mencionar que dentro de un invernadero todo es posible, solo hay que analizar los costos económicos.
Obtención de productos fuera de temporada
Como consecuencia de poder producir todo el año también se tiene la ventaja de obtener productos fuera de temporada. Esto genera la posibilidad de encontrar mejores mercados de comercialización. Es decir, es posible evitar las temporadas con mayor competencia.
Es normal que los mercados de ciertos productos se encuentren saturados durante la temporada de mayor producción. Para evitar tanta competencia, y obtener mejores precios, es necesario conocer los tiempos que se manejan en los cultivos a campo abierto.
Obtención de productos en regiones con condiciones restrictivas
Las condiciones medioambientales de una zona en particular no siempre son las adecuadas para el establecimiento de diversos cultivos. Incluso suelen restringir en gran medida las especies que se pueden cultivar a solo aquellas adaptadas a las condiciones del lugar.
Es por ello que con la ayuda de invernaderos es factible aprovechar las extensiones de tierra en donde la producción es muy difícil. Como se ha mencionado, un invernadero puede adaptarse de acuerdo a las condiciones climáticas que requieran los cultivos. Aunque eso sí, siempre hay que tener claro la viabilidad económica del proyecto.
Obtención de productos de alta calidad
Dentro de un invernadero las plantas no están expuestas al desgaste físico producido por elementos ambientales. Cuestiones como lluvias, vientos fuertes, granizadas y alta radiación solar suelen afectar la calidad de los productos. Por tanto la calidad de los productos obtenidos dentro de invernaderos es mayor.
Tanto la presentación al consumidor final como la composición interna de los productos es mejor. Esto puede permitir obtener mayores ganancias al momento de vender los productos. Incluso es un factor que permitiría encontrar mejores mercados, pudiendo llegar a exportar si se obtiene una calidad superior.
Mayor comodidad y seguridad para realizar el trabajo
Dentro de un invernadero no solo las plantas están protegidas. Los trabajadores también encuentran cobijo de las inclemencias del tiempo. Y es que a campo abierto es más factible sufrir por la radiación solar que provoca altas temperaturas, o en cualquier momento puede comenzar a llover y granizar.
Dentro del invernadero se pueden cumplir las actividades de cultivo programadas con anterioridad sin que el tiempo climático sea un obstáculo para dejarlas para otro día. Dicho de otra manera, el trabajo dentro de un invernadero se mantiene más estable porque depende mucho menos de las condiciones exteriores.
Condiciones ideales para investigación
Si contamos con un invernadero medianamente tecnologizado podemos manipular las condiciones del ambiente según el cultivo lo requiera. Pero también podemos hacer modificaciones sometiendo a las plantas a distintas condiciones.
Lo anterior permite realizar diversas pruebas al mismo tiempo. De estas se pueden obtener conclusiones sobre lo que resulta más favorable para el cultivo. En otras palabras, si se está dispuesto a hacer algo de investigación un invernadero lo permite de forma relativamente sencilla.
Desventajas de los invernaderos
Continuemos con las desventajas que podemos tener si utilizamos un invernadero.
Inversión inicial elevada
Los invernaderos son estructuras que tienen un costo de construcción relativamente alto. Por ello los proyectos de invernaderos suelen requerir una inversión inicial bastante elevada. De hecho, el principal objetivo de un proyecto de este tipo debe ser recuperar ese gasto.
Esta es una razón por la cual solo es recomendable utilizarlos para producir cultivos de alto valor comercial. Estamos hablando de algunas hortalizas, berries y ornamentales. El problema es que económicamente los invernaderos no se justifican para cultivos básicos o con poco valor de comercialización.
Desconocimiento de las estructuras
Un invernadero debe ser diseñado y construido en función de varios aspectos. Algunos que destacan son las condiciones medioambientales de la zona y los requerimientos climáticos de los cultivos que se quieren producir. Sin embargo, también hay que considerar el nivel tecnológico deseado.
El hecho de no identificar el tipo de estructura que requiere el proyecto es arriesgado. En primer lugar, es muy posible que implique más gastos a futuro, sobre todo para reacondicionar los espacios. Pero también existe el riesgo de que la estructura no proporcione las condiciones óptimas para los cultivos.
Altos costos de producción
Los gastos de operación en un invernadero son mayores que en campo abierto. Siempre debe quedar claro, lo cual es lógico porque se tienen gastos mucho mayores por el hecho de brindarle al cultivo las condiciones idóneas para su desarrollo.
Si en el exterior las temperaturas son bajas el gasto en electricidad y/o gas por concepto de calefacción elevará el costo de producción. De igual manera ocurrirá si se tienen altas temperaturas y se quiere enfriar el ambiente. Solo por mencionar un par de ejemplos bastante comunes en la producción bajo invernaderos.
Alto nivel de capacitación
Dentro de los invernaderos los trabajadores son completamente responsables de las plantas. El hecho de poder controlar todas las variables del ambiente significa que cualquier problema presentado hace responsable al hombre inmediatamente.
Por esta razón los trabajadores deben ser capacitados constantemente para que puedan estar preparados para cualquier inconveniente que se presente. Esta capacitación siempre implicará mayores costos de producción. Pero sin duda es indispensable para que la operación se realice de forma eficiente y segura.
Condiciones óptimas para el desarrollo de patógenos
Uno de los objetivos de los invernaderos es mantener a las plantas en las condiciones óptimas para su desarrollo. Esto implica que los patógenos disfrutarán de las mismas ventajas. Es cierto que estás estructuras permiten aislar los cultivos de las plagas y enfermedades encontradas en el exterior.
El problema surge cuando no se implementan las medidas fitosanitarias adecuadas. Es entonces cuando los patógenos logran introducirse dentro del invernadero. Entonces lo más probable es que su desarrollo se vea acelerado y sus efectos sean inmediatos, representando pérdidas en la producción.
Dependencia del mercado
La comercialización de los cultivos obtenidos en invernaderos requiere tener un mercado seguro con canales de comercialización previamente verificados. Pues de nada sirve obtener rendimientos elevados si al final los productos serán vendidos a precios bajos, o incluso al mismo precio que los productos de campo abierto.
Recordemos que los productos hortícolas, como las flores, hortalizas y berries, son altamente perecederos. Mientras más tiempo se mantengan en almacenamiento su precio de venta será menor debido a la disminución de la calidad. Por tanto, tener un mercado seguro es totalmente indispensable cuando se produce bajo invernadero.
¿Qué es el diseño agronómico de invernaderos?
Debido al auge de los invernaderos en México desde hace varios años hemos escuchado el concepto de diseño agronómico de invernaderos. Este es un concepto fundamental para entender la producción agrícola moderna bajo invernaderos. El concepto es explicado de la siguiente manera:
El diseño agronómico de invernaderos se entiende como la definición de las características que debe tener una estructura de invernadero para optimizar el ambiente del cultivo que se desarrollará en su interior. Esto en función del clima exterior, a fin de obtener el mayor rendimiento y calidad de los cultivos, a la vez que se busca la mayor rentabilidad posible.
Entonces, el diseño agronómico de invernaderos está relacionado con el diseño funcional de los mismos. Este es un concepto relativamente reciente y entenderlo invita a comprender el entorno completo de la producción en invernaderos. Cabe mencionar que el concepto fue desarrollado por el Dr. Felipe Sánchez del Castillo, profesor-investigador de la Universidad Autónoma Chapingo.
Ideas más específicas sobre el concepto
El diseño agronómico de invernaderos consiste en diversos detalles. Estamos hablando de determinar los materiales de la cubierta, el tamaño, la forma y la orientación de la misma, así como otras características más. El objetivo es lograr las mejores condiciones climáticas para el crecimiento y desarrollo de los cultivos albergados en su interior. Eso sí, siempre buscando el mayor nivel de rentabilidad económica posible.
Para realizar este tipo de diseño es necesario conocer las condiciones climáticas predominantes en la zona donde estará ubicado el invernadero. También necesitamos la aplicación de estrategias tecnológicas apropiadas para modificar dichas condiciones en caso de ser necesario. Esto porque dentro de los invernaderos requerimos modificar constante las condiciones climáticas para garantizar el desarrollo óptimo del cultivo.
Por tal motivo debemos entender bien el diseño agronómico de los invernaderos. Se trata de la construcción de los mismos en función de que contribuyan a cubrir las necesidades fisiológicas de los cultivos. Es decir, a requerimientos de luz, temperatura, humedad relativa, etc. Todo bajo un sistema de manejo y cultivo determinados. Siempre considerando las condiciones climáticas
Impacto ambiental que están generando los invernaderos
No cabe duda que las estructuras de mayor importancia de la agricultura protegida son los invernaderos. Tanto si hablamos de superficie cubierta como por el valor de la producción cosechada. Actualmente su uso ha empezado a extenderse a causa de las condiciones climáticas cada vez más severas y aleatorias.
Los invernaderos son funcionales
¿Son los invernaderos funcionales? Mi respuesta es si. Siempre y cuando se manejen adecuadamente se les puede obtener mucho provecho. Con su ayuda es posible controlar los aspectos climáticos para poder brindarle a los cultivos las mejores condiciones para su crecimiento.
En el aspecto de funcionalidad no tengo ninguna crítica. Digo, hay mucho margen de mejora, pero es parte de su proceso de evolución. Sin embargo, hay una pregunta un poco más difícil de responder. ¿Cuál es el impacto de los invernaderos en el ambiente? Analicemos la situación.
El impacto ambiental de los invernaderos
Los invernaderos son un pilar fundamental de la llamada plasticultura, es decir, el uso de los plásticos en la agricultura. Y es que la mayor parte de los insumos que se ocupan en la producción bajo invernadero son fabricados con este material. Estamos hablando de bolsas, tinacos, tubería, anillos de tutoreo, plástico para cubierta, etc.
El plástico ha sobresalido por encima de otros materiales debido a su amplia gama de aplicaciones. Por supuesto que su bajo costo y relativa durabilidad son sus mejores características. Sin embargo, una preocupación que ha empezado a surgir con la masificación de su uso es el impacto negativo que pueda tener en los ecosistemas.
Por el momento no existen programas que involucren su recolección y posterior reciclaje. De hecho, ver montañas de desechos plásticos cerca de lugares con invernaderos es una escena bastante común. Quizá en algunos lugares se este intentando hacer algo, pero son casos aislados. Para hacer frente al problema, que cada año es de mayor magnitud, se requiere de acciones conjuntas entre todos los actores. Tanto, fabricantes como productores, así como gobiernos, deben juntarse para abordar esta problemática, que en unos cuantos años será aún más grave.
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