El CO2 es a menudo el factor de producción que más limitaciones impone en los invernaderos. Es posible añadirlo gratuitamente a las plantas a partir del humo del calentamiento. Pero, desafortunadamente, las necesidades de la planta de CO2 y los periodos en los que necesita la calefacción no son los mismos. Ahora parece que una solució puede empezar a entreverse...
Todo parte de una fórmula: CO2 + H2O = C6H12O6 + O2. Es decir, óxido de carbono + agua dan azúcares + oxígeno. Es la fórmula base de la función vegetal esencial: la fotosíntesis.
Los azúcares producidos son después utilizados por la respiración para liberar la energía necesaria para todas las funciones de la planta. Además, estos azúcares participan también en la construcción de la estructura vegetal.
¿Por qué enriquecer?
Así pues, sin fotosíntesis no es posible ni la producción de biomasa ni el desarrollo. Los factores que limitan la fotosíntesis son el agua y el CO2, elementos base, pero también la luz, fuente de energía que permite la síntesis de los azúcares.
En condiciones normales de cultivo, el agua no es nunca un factor limitador, salvo que se quiera por una razón técnica (favorecer la floración, por ejemplo). Por contra, la luz puede serlo, durante los días grises de invierno, entre otros. Pero, globalmente, bajo el invernadero, el factor limitador más frecuente es el CO2. Esto es así por dos razones esenciales: la primera es que la fotosíntesis absorbe el óxido de carbono y desprende oxígeno, lo que hace bajar automáticamente la parte proporcional de óxido de carbono en un medio confinado.
La segunda razón es que la atmósfera contiene de forma natural alrededor de 350 ppm (parte por millón) de CO2, mientras que la proporción óptima para la fotosíntesis se sitúa, en la mayor parte de vegetales, muy por encima de esta cifra. Con un nivel de CO2 demasiado débil, la luz resulta mal aprovechada.
¿Cuándo enriquecer?
Un ejemplo: a 350 ppm, nivel normal de CO2, y 200W/m2 de luz, la planta asimila 20 kg de óxido de carbono por hectárea y por hora. Si el contenido en CO2 cae a 100 ppm, la planta no asimila más de 10 kg de carbono por hectárea y por hora.
Una hectárea de invernadero contiene alrededor de 40.000 m3 de aire, es decir, 14 m3 o 27 kg de CO2 por una hora de fotosíntesis a 350 W/m2, sin ventilación.
Para favorecer el crecimiento de las plantas, es pues interesante recurrir a la fertilización carbonatada, que consiste en enriquecer la atmósfera en CO2. Pero esto no debe hacerse de cualquier manera. Cuando la luz es insuficiente, por ejemplo. Por debajo de 50 W/m2, se debe introducir iluminación suplementaria, si no, no sirve de nada el enriquecimiento. Se debe prestar atención también a la aireación del invernadero: las grandes aireaciones abiertas tienen la ventaja de evitar que la atmósfera del invernadero descienda muy por debajo de las 350 ppm, pero tienen el inconveniente de dejar escapar el CO2 que sería aportado de más. A igual cantidad aportada, vale más enriquecer con un porcentaje más bajo, durante unos periodos de tiempo más largos. En verano, dado que la luz es más intensa, la necesidad de aporte es ghmayor. Pero, como es necesario airear permanentemente, se deberá utilizar un porcentaje bajo, para evitar pérdidas.
¿Cómo enriquecer?
Es posible instalar un sistema de enriquecimiento en CO2 a partir de bombonas comercializadas por la mayor parte de empresas especializadas en gas embotellado. Pero también a partir del calor del invernadero se puede recuperar CO2. En efecto, todas las energías que normalmente se utilizan lo desprenden. Por ejemplo: el gas natural. Constituido de metano, CH4, quema según la fórmula siguiente: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.
Este óxido de carbono es en general enviado a la atmósfera con humos y otros gases residuales de la combustión, provocando, en parte, el conocido efecto invernadero. Es posible recuperarlo para volverlo a inyectar en los invernaderos, lo que permite una fertilización carbonatada gratuita.
Por ejemplo, la combustión de un m3 de productos de gas produce alrededor de 11 m3 de productos de combustión, de los que 2 kg son de CO2.
Para llegar a niveles elevados, es decir 1.000 a 1.500 ppm, se deben inyectar de 70 a 100 kg de CO2 por hora por hectárea. Una potencia térmica de calefacción de 350 a 500 kW por hectárea es suficiente para conseguir este objetivo. Teniendo en cuenta que son necesarios de 2.500 a 3.000 kW por hectárea para calentar durante los momentos mas fríos del invierno, este objetivo es fácil de conseguir.
Debemos hacer hincapié en que la inyección del CO2 tiene que hacerse de manera controlada. Es necesario dosificarla y los inyectores del invernadero tienen que ser calibrados regularmente. Es importante que un especialista se encargue de la instalación: él podrá posicionar los inyectores en el invernadero de la manera más adecuada.
Ajustar la oferta a la demanda
En cualquier caso, este sistema de fertilización gratuita presenta un gran inconveniente: el CO2 se encuentra disponible sobre todo en el momento en el que las necesidades de calefacción son máximas. Ahora bien, este periodo se da durante la noche y la mañana, cuando las necesidades de CO2 son menores.
Para paliar este inconveniente, es posible practicar el llamado mínimo tubo, que consiste en aumentar la temperatura de la caldera para aumentar su funcionamiento y recuperar más óxido de carbono.
Pero los investigadores han pensado algo mejor: hacer girar las calderas durante el día para recuperar el CO2. Es suficiente entonces almacenar el agua caliente dentro de un depósito de acumulación. Este agua será puesta en circulación durante la noche para la calefacción.
Existen sistemas de este tipo en Bretaña y en los Países Bajos. La estación de experimentación de AIREL (Asociación Interregional de Investigación y Experimentación Hortícola) ha llevado a cabo experimentos en este sentido sobre el cultivo del tomate, para adaptar el método citado a las especificidades del suroeste francés.
Una inversión para reflexionar
Según los cálculos de la AIREL, el método no cuesta más del 3% de energía suplementaria con relación a la técnica del "mínimo tubo". El sobrecoste generado por pérdidas debidas al almacenaje de agua se puede considerar despreciable.
El método del mínimo tubo ha permitido inyectar 14,5 kg de CO2 por metro cuadrado en el invernadero. El método de almacenamiento ha permitido elevar esta cantidad a 21 kg. A priori, para una hectárea de invernadero, es necesario disponer de alrededor de 50 m3 de capacidad de almacenamiento de agua caliente. Por una hectárea de invernadero, el coste de esta capacidad de almacenamiento se eleva a 4.500.000 pesetas. El sistema de inyección de CO2 sale a 2.050.000 pesetas. Los costes disminuyen en la medida que la superficie equipada es menor.
En el cultivo de tomates y bajo ciertas condiciones, los investigadores de la AIREL estiman que en un año y medio aproximadamente se empiezan a obtener los rendimientos de la inversión, sin tener en cuenta la amortización del material y el coste del dinero invertido. Así pues, se deberá tomar la decisión en función de los cultivos que se tengan, de su reacción al enriquecimiento con CO2 y de su valor añadido. El estudio sólo se ha llevado a cabo en cultivos hortícolas, pero quizás también pueden imaginarse aplicaciones en plantas de maceta.
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