Invernaderos solares pasivos y soluciones de bajo coste

En los invernaderos solares pasivos la energía desempeña un papel fundamental de su gestión. El control de la temperatura, luz y humedad son claves para la producción eficiente de cultivos y la agricultura durante todo el año.

La energía se utiliza para calentar el interior del invernadero, especialmente durante las estaciones frías o las noches frías. Esto es esencial para mantener una temperatura adecuada para el crecimiento de las plantas, ya que muchas plantas sensibles al frío requieren temperaturas más altas que las que se encuentran en el exterior.

En ocasiones, se utilizan lámparas o sistemas de iluminación artificial en los invernaderos para proporcionar luz adicional a las plantas. Esto es especialmente importante en regiones con poca luz solar durante ciertas estaciones o en invernaderos donde se cultivan plantas que requieren una alta intensidad de luz para crecer de manera óptima.

La energía también se emplea para mantener niveles adecuados de humedad en el invernadero. Esto se logra a través de sistemas de riego, sistemas de nebulización o ventiladores que ayudan a controlar la humedad relativa dentro del invernadero.

Las energías renovables y los invernaderos

El uso de energías renovables en los invernaderos es una práctica cada vez más común para reducir el impacto ambiental y los costos operativos. La implementación de estas fuentes de energía renovable no solo reduce la huella de carbono del invernadero, sino que también puede disminuir los costos a largo plazo al reducir la dependencia de fuentes de energía no renovables.

La elección de la fuente de energía renovable más adecuada depende de la ubicación geográfica, el clima, los recursos disponibles y las necesidades específicas del invernadero:

• La instalación de paneles solares fotovoltaicos en el techo o cerca del invernadero permite capturar la energía del sol y convertirla en electricidad. Esta electricidad se puede utilizar para alimentar sistemas de calefacción, iluminación, sistemas de riego y otros dispositivos eléctricos del invernadero.
• También se pueden usar colectores solares térmicos para proporcionar calefacción adicional mediante la captura de calor solar.
• En áreas con vientos consistentes, se pueden instalar turbinas eólicas cerca del invernadero para generar electricidad. Esta energía eólica puede utilizarse para alimentar sistemas de iluminación, ventilación y otros equipos eléctricos.
• La biomasa, como la madera, los desechos agrícolas o los residuos orgánicos, se puede utilizar como fuente de energía renovable para generar calor. Se pueden emplear calderas de biomasa para proporcionar calefacción en el invernadero utilizando estos recursos naturales.
• Si se encuentra en una ubicación adecuada, se puede aprovechar la energía geotérmica para calefacción y refrigeración. Los sistemas geotérmicos aprovechan el calor almacenado en la tierra para mantener una temperatura constante en el invernadero durante todo el año.
• En áreas con corrientes de agua cercanas, se pueden utilizar sistemas de micro-hidroeléctrica para generar electricidad. Esta electricidad puede utilizarse para alimentar diversos equipos eléctricos en el invernadero.
• La digestión anaeróbica de residuos orgánicos, como estiércol animal o restos vegetales, puede producir biogás. Este biogás se puede utilizar como fuente de calor para calefacción en el invernadero.
• También es posible combinar varias fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, para crear un sistema híbrido que garantice un suministro de energía más estable y confiable para el invernadero.

La implementación de estas fuentes de energía renovable no solo reduce la huella de carbono del invernadero, sino que también puede disminuir los costos a largo plazo al reducir la dependencia de fuentes de energía no renovables.

En zonas remotas, donde la infraestructura energética puede ser limitada o inexistente, los invernaderos innovadores que utilizan energía renovable pueden ser especialmente beneficiosos para el cultivo de alimentos y el desarrollo sostenible. Por esto, te contamos algunos ejemplos de invernaderos innovadores con energía renovable y otros sistemas de bajo coste:

Los invernaderos solares pasivos 

Estos invernaderos solares pasivos están diseñados para maximizar la captura de calor solar durante el día y retenerlo durante la noche. Utilizan materiales y técnicas de construcción específicas para crear un ambiente cálido sin necesidad de energía adicional. La energía solar pasiva puede ser suficiente para mantener temperaturas adecuadas para el crecimiento de plantas incluso en zonas remotas.

Un ejemplo muy interesante es el invernadero solar pasivo de Agrosavia en la sabana de Bogotá. En Colombia la climatización activa de los invernaderos no es viable por cuestiones económicas, tanto por la inversión como por el consumo energético requerido. Los sistemas de calefacción pasiva son mucho más económicos y se basan en el uso de energías de fuentes renovables, particularmente la energía solar.

Este tipo de invernaderos incorporan sistemas de almacenamiento térmico, como grandes tanques de agua o materiales de cambio de fase, para capturar y almacenar el calor solar durante el día y liberarlo durante la noche para mantener una temperatura constante.

En el caso de Agrosavia, el invernadero es de 40 m2 y dispone de cubierta plástica con un sistema mejorado de ventilación. Cuenta con 2 sistemas de calefacción pasiva, uno de lecho rocoso donde en el día se suministra aire caliente y en la noche se extrae. El segundo sistema está pasado en suelo radiante, que calienta el ambiente mediante el agua caliente almacenada en un termotanque.

En otras regiones con acceso a embalses, se han desarrollado invernaderos que flotan en la superficie del agua y utilizan la reflexión de la luz solar desde la superficie del agua para proporcionar luz adicional a las plantas. Además, la energía solar se utiliza para alimentar sistemas de riego y otras necesidades eléctricas.

En áreas con vientos consistentes, se pueden instalar pequeñas turbinas eólicas para generar electricidad. Esta energía eólica puede utilizarse en combinación con sistemas solares para proporcionar energía continua al invernadero.

En zonas con recursos geotérmicos, se pueden construir invernaderos solares pasivos que aprovechan el calor almacenado en el subsuelo para proporcionar calefacción y refrigeración de manera sostenible.

Estos ejemplos demuestran cómo la combinación de tecnologías de invernadero innovadoras con fuentes de energía renovable puede ayudar a establecer sistemas de cultivo sostenible en zonas remotas, contribuyendo a la seguridad alimentaria y la autosuficiencia energética de esas comunidades.

Invernaderos con paredes de botellas de plástico

La combinación de invernaderos solares pasivos construidos con botellas de plástico son una solución sostenible y económica que se ha implementado en diversas comunidades de América Latina.

El uso de botellas de plástico para construir parte de los muros del invernadero permite abaratar costes y aportar un buen aislamiento térmico. Un buen ejemplo es el invernadero construido en la provincia de Córdoba (Argentina) por un grupo de alumnos de la Especialidad Agropecuaria, dentro del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. autosuficiencia energética de esas comunidades.

Fuente: Web portalfruticola.com 

El objetivo del invernadero es cultivar hortalizas durante el invierno y surge por la necesidad de abaratar costes frente al alto precio de los invernaderos tradicionales. Este proyecto empezó siendo un experimento con el alumnado, acabó albergando una plantación estupenda y variada de hortalizas y verduras cultivadas en los meses más fríos de Argentina.

Además, las botellas colocadas en vertical, ensambladas unas en otras como una columna, aíslan mejor que el polietileno y crean una cámara de aire en el interior que permite cultivar en invierno. Las botellas resisten mejor los vientos, golpes y rayones, según sus inventores.

Para un invernadero de 4 por 2,5 metros se necesitan entre 1.500 y 2.000 botellas de plástico preferentemente transparentes, alambres, listones y postes para las puertas y sujeción de las botellas.

Existen otras formas innovadoras de calefactar los invernaderos de forma pasiva es usar botellas o mangas flexibles llenas de agua en el interior. Debido a la inercia térmica estas absorben la radiación durante el día, calentando el agua en su interior, y devuelven el calor al invernadero durante la noche.

Fuente: Web ecomercioagrario.com 

Se han realizado ensayos en Almería observándose incrementos en los valores de temperatura entre 0,5 y 2,2 grados centígrados sobre las mínimas nocturnas. El incremento podría ser aún mayor (de hasta 5 grados) evitando que las mangas no se vean sombreadas por las propias plantas y así puedan absorber aún más energía.

Los sistemas de recogida de agua de lluvia

Estos sistemas son un buen complemento para los invernaderos solares pasivos.

Ekomuro H2O+ es un innovador sistema de recolección de agua de lluvia elaborado modularmente reutilizando 54 botellas PET de 3 o 2.5 litros. Estas botellas interconectadas entre sí conforman un depósito de agua tipo vertical, compacto y resistente a las presiones del líquido. Ocupa un mínimo de espacio y está orientado al ahorro de agua en viviendas o bien a otros usos como el riego en invernaderos.

Fuente: Web negociosenelsur.net

El colector de agua lluvia con botellas de plástico es fácil de fabricar y cuesta muy poco. A través de su filtro, las personas pueden obtener agua potable. La propuesta les garantiza el mínimo vital a las comunidades vulnerables, les puede mejorar la calidad de vida notablemente.

El proyecto aborda dos problemáticas ambientales:

• La circularidad de los envases PET, que una vez convertidos en residuos, se reciclan pero una gran cantidad se convierte en basura, taponando desagües, generando inundaciones y contaminación ambiental.
• La necesidad de innovar en el ahorro de agua, debido a la presión del cambio climático sobre las fuentes hídricas. En este sentido la recolección de aguas lluvias se ve como un paso positivo.

Los sistemas convencionales para recolección de agua lluvia tipo Muro Cisterna son de plástico y fibra de vidrio son de alto costo y no existen en el mercado local. El sistema Ekomuro cumple la misma función de una forma innovadora, ecoeficiente, económica y de fácil elaboración, fundamentado en la tecnología apropiada a partir de la reutilización de un residuo sólido, el envase pet de tres litros.

Este proyecto ha recibido el primer premio del desafío que buscaba ideas innovadoras para el aprovechamiento de los recursos naturales en el Séptimo Foro Mundial del Agua, celebrado en Corea del Sur.

Los Ekomuros de Segunda Generación, tienen un doble finalidad, por un lado almacenan agua lluvia y por otro recuperan las aguas grises, que una vez tratadas de manera independiente, pueden ser reutilizadas. Se elaboran a partir de la recuperación de botellones de 20 litros, permitiendo un mayor volumen de depósito de agua en un espacio mínimo.