Principios termodinámicos y funcionamiento de los invernaderos solares

Los invernaderos solares funcionan mediante una gestión térmica precisa de la radiación solar. Cuando la temperatura en el interior del invernadero aumenta, las superficies emiten radiación infrarroja de onda larga. Los materiales de acristalamiento (vidrio o película de plástico) contienen esta radiación impidiendo su disipación al exterior.

Mecánica de transferencia de calor:

La pérdida de calor primaria se produce por convección a través de:

• Intercambio de aire entre interior/exterior

• Conducción térmica a través de huecos estructurales

Las contramedidas incluyen un mejor sellado y aislamiento para minimizar estas pérdidas.

Ciclo térmico diurno:

1. Operación diurna

▫ La radiación solar incidente supera la pérdida de calor → Acumulación de temperatura

▫ El exceso de calor puede requerir ventilación activa para lograr condiciones óptimas en la planta.

▫ Los sistemas de almacenamiento térmico pueden capturar el excedente de energía

2.Operación nocturna

▫ Emisión continua de calor sin aporte solar → Fase de enfriamiento

▫ Capas aislantes ("edredones térmicos") desplegadas para reducir la pérdida de calor

▫ La calefacción auxiliar (sistemas de carbón/gas) complementa los períodos de baja insolación.

Evolución material:

Si bien las estructuras de vidrio tradicionales siguen siendo predominantes, los invernaderos modernos utilizan cada vez más:

• Polímeros transparentes

• Compuestos de fibra de vidrio

Permitiendo diseños diversificados, desde simples invernaderos hasta fábricas agrícolas avanzadas.

Aplicaciones agrícolas:

Implementado globalmente en:

• Producción de hortalizas (invernaderos túnel de plástico)

• Instalaciones de cultivo avanzadas

• Sistemas integrados de acuicultura

Todo ello aprovechando el efecto invernadero solar fundamental para lograr una producción durante todo el año.