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Estrutura e tecnologias

Estrutura e tecnologias

Construindo uma estufa

Este artigo aborda os seguintes aspectos da construção de uma estufa:

  • Local
  • Altura
  • Apoio/Suporte às plantas
  • Materiais de construção

Sistemas de controle por computador, sensores e equipamentos de vigilância em estufas

Ter um bom gerenciamento do cultivo também depende de ter as informações adequadas para tomar as decisões necessárias. No passado, o produtor sempre foi o sensor da estufa e o sistema de controle – as condições de verificação e ajuste das configurações do equipamento conforme necessário para otimizar o crescimento do cultivo.

Para melhorar o gerenciamento dos cultivos, uma série de sensores e instrumentos pode (e deve) ser usada para coletar informações. Um sistema de controle por computador pode utilizar essas informações para fazer ajustes regulares na configuração do equipamento para otimizar as condições de crescimento.

Instalação de tela térmica em micro-túnel
Instalação de tela térmica em micro-túnel

O monitoramento das condições de crescimento é essencial. Mesmo sem o controle automatizado do sistema de produção, não é possível tomar as decisões corretas sobre o cultivo sem ter as informações adequadas e o mais precisas possível. A temperatura e a umidade relativa (e/ou o déficit de pressão de vapor) devem ser monitorizadas em cada estufa. Os níveis de luz devem ser verificados periodicamente para garantir que os materiais de revestimento estão funcionando corretamente, mas o ideal é comprovar periodicamente os níveis de luz para conhecer o regime de temperatura ótima para o cultivo. A condutividade elétrica e o pH das soluções de alimentação e drenagem também devem ser monitorizados em cada sistema hidropônico.

Os sensores de temperatura e umidade relativa devem ser colocados no mesmo nível que as pontas de crescimento das plantas no cultivo. Colocar um termômetro perto da porta de uma estufa pode ser conveniente, mas não proporcionará as informações necessárias para produzir um cultivo ideal.

As estufas de média e alta tecnologia utilizam uma gama de sensores que se conectam a sistemas de controle automatizados. Esses sistemas podem monitorizar a temperatura, a umidade relativa, o déficit de pressão de vapor, a intensidade da luz, a condutividade elétrica (alimentação e drenagem), o pH (alimentação e drenagem), as concentrações de dióxido de carbono, a velocidade e direção do vento e até mesmo se está chovendo ou não. As informações são utilizadas para controlar o aquecimento, a ventilação, os ventiladores, as telas, a dosagem de nutrientes, a irrigação, a suplementação com dióxido de carbono e os sistemas de nebulização ou a nebulização.

O bom funcionamento dos controladores automáticos é essencial para o gerenciamento de um ambiente de crescimento ideal. Os alarmes de emergência e os geradores de apoio podem ser utilizados em caso de problemas ou falhas de energia devido aos grandes investimentos feitos na produção de uma safra.

Uma vigilância mais rigorosa no ambiente da estufa, com sensores e software avançado, pode melhorar significativamente o rendimento do cultivo e o desempenho econômico, otimizando o crescimento das plantas. O custo dos equipamentos automatizados e dos sistemas de controle por computador geralmente pode ser recuperado em apenas duas temporadas, através da economia em mão-de-obra e melhoria da produção de cultivos.

Os sensores cada vez mais sofisticados estão sendo desenvolvidos e adotados em operações comerciais de estufa para monitorizar diretamente as plantas. Os produtores de hoje têm acesso à medição contínua de uma ampla gama de aspectos do crescimento das plantas, incluindo diâmetros de caules/talos, caudais de seiva, expansão das temperaturas da fruta e da folha. A integração dessas informações nas decisões de produção ainda é nova, mas está proporcionando rapidamente melhores dados sobre as condições de crescimento e até ajudando na detecção precoce do estresse gerado nas plantas.

Um bom controle do cultivo em estufa é o objetivo final da horticultura ambiental controlada. O benefício mais importante do controle na estufa é a eficiência e a eficácia de suas decisões de gerenciamento. Existem muitos outros benefícios que também economizam dinheiro e levam a uma colheita melhor. Estes incluem maior eficiência energética e laboral, uso mais eficiente de água e fertilizantes e menos pesticidas. Um melhor controle, por sua vez, proporciona um cultivo mais uniforme pelo que custará menos a vender.

Materiais para cobrir

Aqui, explicamos as propriedades de quatro tipos de revestimentos para estufa (vidro, placas plásticas, películas plásticas e tecidos protetores de telas), bem como a transmissão de luz e calor em estufas.

Refrigeração por evaporação em estufas

O resfriamento evaporativo utiliza a relação natural entre umidade relativa, água e temperatura do ar. Quando a água evapora tem um efeito de resfriamento. A umidade também aumenta e o déficit de pressão de vapor é reduzido. O resfriamento por evaporação é mais eficaz nas áreas costeiras do Sul e na maioria das áreas continentais da Austrália.

A temperatura do ar pode ser medida como uma temperatura de bulbo seco ou de bulbo úmido. A temperatura do bulbo úmido fornece uma indicação de qual temperatura o ar pode ser resfriado com resfriamento evaporativo. A temperatura do bulbo úmido é medida usando um termômetro com uma manga úmida ou mecha ao redor dele. O ar que passa sobre o termômetro e a água na manga evapora e esfria o termômetro, por isso ele está lendo menos do que a temperatura lida por um termômetro normal (seco).

A quantidade de resfriamento que pode ser obtida nos sistemas de refrigeração por evaporação depende da quantidade de água que pode evaporar, para que a quantidade de água que já está no ar seja relacionada. Esta é a umidade relativa. A Tabela 1 mostra a temperatura na qual o ar pode ser potencialmente resfriado. Como pode ser visto na tabela, o resfriamento evaporativo é mais eficaz quando a umidade relativa é inferior a 60%.

Tabela 1: Efeito de resfriamento potencial em diferentes níveis de umidade relativa

Temperatura do ar (° C)Efeito de refrigeração potencial (diferença entre a temperatura do bulbo seco e do bulbo úmido) Em graus (° C) em diferentes níveis de umidade relativa
 0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.0
1094%88%82%77%71%65%60%54%49%44%39%34%29%24%19%14%9%5%  
1595%90%85%80%75%71%66%61%57%52%48%44%40%36%31%27%24%20%16%12%
2096%91%87%83%78%74%70%66%62%59%55%51%48%44%41%37%34%30%27%24%
2596%92%88%84%81%77%74%70%67%63%60%57%54%50%47%44%41%38%36%33%
3096%93%89%86%83%79%76%73%70%67%64%61%58%55%52%50%47%44%42%39%
3597%93%90%87%84%81%78%75%72%70%67%64%61%59%56%54%51%49%47%44%
4097%94%91%88%85%82%80%77%74%72%69%67%64%62%60%57%55%53%51%48%

Sistemas de ventiladores e almofadas

Os sistemas de ventiladores e almofadas combinam duas peças do equipamento. Um ventilador de escape localizado em uma extremidade da estufa e uma almofada porosa incorporada na parede da estrutura na extremidade oposta. Uma bomba faz a água circular através da almofada. Quando o ventilador está funcionando, ele extrai o ar do exterior da estrutura, através da almofada de evaporação, na estufa. O ar, que passa através e sobre a almofada úmida, evapora parte da água e esfria. Como resultado, o ar frio é extraído da estufa para substituir o ar quente expelido pelo ventilador.

Estes sistemas são bastante eficazes para o resfriamento, mas são relativamente caros para instalar e manter. Uma desvantagem do sistema de ventiladores e almofadas é que tende a criar um gradiente de temperatura significativo de uma extremidade da estufa para a outra (mais quente no extremo do ventilador e mais fresco no extremo da almofada), que pode afetar a uniformidade do cultivo e dificultar o gerenciamento. Em condições extremas que exigem muito resfriamento, o movimento do ar através da estufa gerado pelos ventiladores de escape pode danificar as plantas.

Sistemas de neblina

Os sistemas de neblina são um método bastante eficiente e uniforme de refrigeração em estufas e proporcionam um aumento razoável de umidade relativa em uma estufa. Em um dia quente, é possível obter um efeito de resfriamento de até 10° C. Os sistemas de neblina produzem pequenas gotas de água no intervalo de 10 a 20 mícrons que se suspendem no ar e evaporam antes que tenham tempo de cair no dossel do cultivo.

Os bicos de nebulização devem ser mantidos adequadamente. Um sistema mal mantido pode não proporcionar refrigeração suficiente ou resultar em folhas e frutas encharcadas ou úmidas. Isto pode levar a uma redução na qualidade do produto e a uma possível maior incidência de pragas e doenças.

Sistemas de nebulização

Os sistemas de neblina podem ser usados para pulverizar um jato fino de água no espaço aéreo da estufa para proporcionar algum alívio durante condições muito quentes e/ou secas. A maioria dos sistemas de nebulização opera a uma pressão entre 250 kPa e 300 kPa. As pequenas gotículas de água estão tipicamente no intervalo de 100 a 200 micrômetros. O tamanho dessa gotícula é de fato grande demais para ser completamente evaporada e, portanto, cai rapidamente, molhando a colheita e o solo da estufa.

INVERNAVELO® é uma barreira que protege os cultivos das difíceis condições ambientais que podem surgir
INVERNAVELO® é uma barreira que protege os cultivos das difíceis condições ambientais que podem surgir

Embora os sistemas de nebulização possam ter um benefício de resfriamento, um dossel úmido pode levar ao aumento de doenças e danos às frutas. Um piso molhado pode representar um risco para a segurança das pessoas na estufa.

Princípios básicos da estufa

Uma estufa é um termo genérico que se refere ao uso de um material transparente ou parcialmente transparente suportado por uma estrutura para fechar uma área para propagar ou cultivar plantas.

Especificamente, quando o material de revestimento é de vidro, a estrutura pode ser denominada de “estufa”. Uma “estufa” ou “polistería” é referente ao uso de películas ou placas de plástico. Quando o material que contém é tecido ou construído para permitir que a luz solar, a umidade e o ar passem através das lacunas, a estrutura é conhecida como «casa da cortina» ou «casa da tela».

Ao procurar desenvolver ou expandir uma empresa de estufas, é importante garantir que as estruturas nas quais vai investir são adequadas e próprias para atender às suas necessidades.

A forma e o design da estrutura influenciam:

  • A quantidade de luz transmitida
  • A quantidade de ventilação natural
  • O espaço interno utilizável
  • Uso eficiente de materiais estruturais
  • Escoamento da condensação
  • Requisitos de calefação/aquecimento
  • O custo.

Ao decidir sobre um projeto de estufa para produção comercial, os principais fatores da estufa devem ser considerados. Não é possível proporcionar uma lista definitiva de prioridades para todos, mas, em geral, a altura da estrutura é crítica e terá uma influência significativa no gerenciamento do ambiente em crescimento em várias condições. A ventilação também está no topo da lista e a ventilação do teto é superior à ventilação da parede lateral. Os sistemas de ventilação ativa também podem ser considerados.

A calefação/aquecimento é essencial para a horticultura controlada pelo ambiente e, naturalmente, os sistemas de controle por computador são críticos. Os materiais de cobertura, telas (térmicas e de insetos) e os sistemas de refrigeração evaporativa também devem ser cuidadosamente avaliados.

O uso de redes e malhas dentro da estufa é favorável, por exemplo, o uso de malha/rede treliça.

Com a tela anti-geadas é possível controlar o acesso de insetos que afetam o cultivo
Com a tela anti-geadas é possível controlar o acesso de insetos que afetam o cultivo

Materiais de revestimento para estufas

O material de cobertura utilizado em uma estufa influencia a produtividade e o desempenho de uma estrutura. Os materiais de revestimento afetam o nível e a qualidade da luz disponível para o cultivo. A luz difusa é melhor que a luz direta. As películas fluorescentes e pigmentadas podem aumentar a proporção de boa luz vermelha. A poeira atraída pelas películas plásticas reduzirá a transmissão da radiação. Foi demonstrado que as gotículas de água no interior das coberturas reduzem a transmissão de luz em 8% e também bloqueiam a radiação térmica.

Todos os tipos de revestimentos de estufas reduzem a luz em certa medida. Por exemplo, as coberturas ficam sujas ou manchadas e, à medida que envelhecem, menos luz pode entrar através delas na estufa. A condensação (gotas de água) no material de revestimento também reduz a luz. Os materiais de cor clara na estufa, como o tapete branco de ervas-daninhas, aumentam a luz disponível para o cultivo.

As principais características que devem ser levadas em consideração ao selecionar um material de revestimento são o custo, a durabilidade (quanto tempo dura), o peso e a facilidade de reparação ou possível substituição, a quantidade de luz transmitida pelo material e a quantidade de energia que se move através do material.

Os materiais difusores são projetados para dispersar a luz recebida e resultar em melhores condições de luz para os cultivos. Por exemplo, uma película plástica branca e nublada difunde a luz melhor do que uma película de plástico transparente.

Vidro 

O vidro foi durante muito tempo a cobertura tradicional por excelência. Suas propriedades favoráveis incluem:

  • Alta transmissão na largura de banda da radiação fotossinteticamente ativa (PAR)
  • Boa retenção de calor à noite
  • Baixa transmissão de luz UV
  • Alta durabilidade
  • Baixos custos de manutenção.

Placas de plástico

Essencialmente, existem três materiais nesta categoria – policarbonato, acrílico (polimetilmetacrilato) e fibra de vidro. As placas de plástico não são amplamente utilizadas em alguns países, mas seu uso está aumentando. Os produtos laminados são mais duráveis que as películas plásticas e têm uma boa retenção de calor, boa transmissão inicial na gama PAR e baixa transmissão de luz UV.

Películas de plástico

As películas são o tipo mais comum e mais barato de material de revestimento. Os tipos de película disponíveis são polietileno, EVA (acetato de etil vinil) e PVC (cloreto de polivinil). Com as constantes melhorias nos plásticos, estes materiais de revestimento proporcionam grande flexibilidade e opções de desempenho. Os revestimentos podem ter uma variedade de aditivos que são usados para dar propriedades únicas às películas plásticas. Por exemplo, as películas podem ser usadas para excluir a luz ultravioleta (UV) para controle de pragas sem produtos químicos ou para refletir a radiação infravermelha (IR) de onda larga para melhorar a retenção de calor durante a noite. Como resultado, alguns materiais de revestimento de plástico são coloridos ou tingidos.

Os aditivos ao plástico determinam a:

  • Durabilidade do produto
  • Capacidade de reduzir a perda de calor
  • Capacidade de reduzir a formação de gota
  • Transmissão de comprimentos de onda particulares de luz
  • Capacidade de reduzir a quantidade de poeira aderida à película.

Tipos de Aditivos

Os absorvedores e estabilizadores de UV (290-400 nm) aumentam a durabilidade, reduzem os danos potenciais aos sistemas biológicos na estufa e podem controlar alguns patógenos das plantas

Os absorvedores de infravermelhos (700-2500 nm) reduzem a radiação de ondas longas e minimizam a perda de calor

Os absorvedores de ondas longas (2500-40000 nm) reduzem a perda de calor irradiado de materiais e objetos (incluindo plantas) dentro da estufa

Os difusores de luz dispersam a luz que entra na estufa, reduzindo o risco de queima das plantas e melhorando a quantidade de luz disponível nas partes inferiores da planta

Os tensioativos reduzem a tensão superficial da água, dispersando a condensação

Os agentes anti estáticos reduzem a tendência de acúmulo de poeira nas películas plásticas.

Em adição

Os pigmentos coloridos podem melhorar o crescimento das plantas alterando a proporção dos intervalos de comprimento de onda selecionados

A fluorescência pode ser utilizada para aumentar a emissão de luz vermelha

As superfícies brilhantes podem repelir os insetos

O processo de fabricação de películas multicamada permite que camadas finas de materiais sejam unidas com propriedades diferentes para fabricar películas de material composto superiores. As propriedades como durabilidade, fluência (deformação ao longo do tempo) e absorção de radiação de ondas longas podem ser melhoradas.

Manutenção

Um material de revestimento com manutenção deficiente pode perder muita energia e aumentar significativamente os custos de produção.

Os revestimentos de vidro devem ser mantidos limpos e os vidros quebrados devem ser substituídos. Os revestimentos de plástico precisam ser substituídos rotineiramente. O desempenho dos revestimentos de plástico diminui com o tempo. Os revestimentos velhos/antigos reduzem a transmissão de luz, o que pode restringir o desempenho. A vida útil das películas plásticas depende das especificações do plástico comprado. Todos os materiais de cobertura de plástico precisam ser substituídos antes de começarem a se decompor visivelmente; A descoloração, por exemplo, é uma indicação precoce de desgaste.

Estufas com calefação/aquecimento

A calefação/aquecimento é usada para proporcionar temperaturas ideais para o crescimento dos cultivos e para o gerenciamento da umidade na estufa. A calefação/aquecimento pode ser necessária durante todo o ano, não apenas no inverno. De preferência, o calor deve ser aplicado o mais baixo possível na estufa (com exceção dos “tubos de crescimento”) e é essencial distribuir o calor uniformemente para a produção ideal dos cultivos.

Existem, essencialmente, dois métodos de calefação/aquecimento, mediante ar quente e com água quente. O aquecimento hidráulico diz respeito ao uso de uma caldeira para aquecer a água que é continuamente canalizada através da estufa. Os tubos, situados ao redor das paredes da estrutura e/ou entre as fileiras da planta, irradiam calor.

Os custos principais desta técnica estão na caldeira e nos tubos. Um sistema de calefação/aquecimento hidrônico centralizado é geralmente uma das formas mais eficientes de proporcionar calefação/aquecimento em estufas com mais de 1000m2 e, especialmente, onde existem várias estufas separadas. Quando é usada a calefação/aquecimento com água quente, as caldeiras podem estar colocadas longe da estufa. Esta flexibilidade oferece a oportunidade de colocar caldeiras potencialmente barulhentas afastadas dos limites da fazenda, para minimizar a perturbação que podem causar aos vizinhos.

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O ar quente também pode ser usado para manter as temperaturas adequadas dentro de uma estufa. O ar quente pode ser gerado diretamente na estufa ou o ar interno pode ser aquecido através da troca de calor com uma fonte de calor externa. Quando ocorre combustão na fonte de calor, como em um aquecedor a gás, é altamente recomendável colocar o aquecedor fora da estufa e usar uma almofada de troca de calor e, assim, aquecer o ar interno. Isto ocorre porque o processo de combustão pode resultar na produção de etileno e também vapor de água. O etileno pode causar queda de folhas e amadurecimento prematuro da fruta. O aumento dos níveis de umidade do ar pode causar problemas de umidade e condensação.

O gás continua sendo a principal fonte de energia para o aquecimento de estufas em diferentes partes do mundo. Também são utilizados óleo, diesel e carvão. O gás natural tem um custo menor e uma combustão limpa. Não requer tanques de armazenamento na fazenda e geralmente é de baixa manutenção. Infelizmente, o gás natural não está disponível em todas as áreas. O gás engarrafado (GPL) é semelhante ao gás natural, mas é mais caro. Os custos podem ser voláteis e são necessários tanques de armazenamento.

O petróleo e o diesel são mais caros que o gás natural e, como esses combustíveis não queimam de maneira limpa, é necessária mais manutenção da caldeira, assim como também é necessário o armazenamento destes produtos dentro da fazenda.

O carvão tem um custo relativamente baixo se estiver disponível localmente. É mais poluente do que outras fontes de combustível. São necessárias grandes áreas de armazenamento na fazenda, assim como equipamentos de carga. Como o carvão não queima de maneira limpa, é necessária uma manutenção significativa da caldeira.

Requisitos para a calefação/aquecimento da estufa

As três maneiras mais comuns pelas quais é perdido o calor da estufa são:

  1. Condução: o movimento direto através de materiais estruturais
  2. Fuga: o ar quente que escapa através de aberturas e portas
  3. Radiação: a energia é irradiada ao se mover diretamente através de materiais de revestimento

A principal base para a calefação/aquecimento em uma estufa é a substituição do calor perdido. O calor pode ser perdido por condução, fugas e radiação. A maior parte do calor é perdida por condução, onde a energia térmica é transferida diretamente através dos materiais de cobertura e estrutura para a atmosfera exterior.

A fuga de ar representa a próxima maior quantidade de calor perdido. Em uma estrutura bem construída e mantida, até 10% da perda de calor ainda pode ser devido a fugas. Em estufas com portas mal ajustadas, respiradouros parcialmente abertos, outros buracos ou materiais de revestimento quebrados, muito mais calor pode ser perdido devido a estes fatos.

O calor perdido por radiação depende do material de cobertura. Geralmente é ignorado. O vidro não permite que seja perdido muito calor através da radiação, embora a película de polietileno seja praticamente transparente à radiação térmica.

Calcular a quantidade de calefação/aquecimento necessária

As perdas de calor devem ser resolvidas antes que as temperaturas noturnas previstas sejam mais frias. Isto nos proporciona a capacidade máxima de calefação/aquecimento necessária. A capacidade do aquecedor é calculada a partir da carga térmica (Q) da estufa e da eficiência do aquecedor.

O cálculo da carga térmica total (QT)

A carga térmica total é a soma da quantidade de perda de calor através dos três processos diferentes: condução (QC) + Fuga (QL) + Radiação (QR);

QT = QC + QL + QR

A radiação é a terceira maneira mais comum pela qual o calor pode ser perdido da estufa. A carga térmica através da radiação (QR) depende do material de revestimento. O vidro não permite que escape muito calor através da radiação, mas os materiais básicos de revestimento de polietileno permitem. No entanto, hoje em dia existem no mercado diversas películas de plástico que restringem a radiação térmica. São conhecidas como películas térmicas.

A perda devido à radiação é geralmente ignorada, portanto a carga total de calor é:

QT = QC + QL

Carga de calor por condução (QC)

A condução, a transferência de calor através dos materiais estruturais, é a principal forma pela qual o calor dentro das estufas é perdido. Diferentes materiais têm diferentes valores de condução. Estes são denominados de valores «U» ou valores de transferência de calor. São medidos em watts por metro quadrado por grau Kelvin ou podem ser encontrados em BTU por hora por pé quadrado por grau Fahrenheit.

Também é necessário conhecer a superfície da estufa e a diferença entre o ponto de ajuste da temperatura para seu cultivo e a temperatura exterior mais fria.

Superfície da estufa (SA)

A quantidade de calor que pode ser transferida para fora da estufa dependerá da superfície da estrutura. Uma superfície grande pode perder mais calor do que uma superfície menor durante o mesmo período de tempo. A superfície da estufa é denominada de SA e é medida em metros quadrados. A área inclui o teto/telhado e todas as paredes da estufa.

Estufa dobrável

Para uma estufa dobrável, é necessário medir a altura total do pico do teto/telhado (H), a altura da calha ou beiral (G), a largura (W), o comprimento (L) e a largura da inclinação do teto/telhado (S).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área das paredes laterais = 2 x (L x G)

Área do teto/telhado inclinado = 2 x (L x S)

Área das paredes finais = 2 x [(G x W) + (0,5 x (H – G)) x W]

Superfície total = Superfície das paredes laterais + área do teto/telhado + área das paredes finais

É preciso ter em mente que uma estufa de várias escalas possui apenas 2 paredes laterais, mas cada compartimento possui áreas de teto/telhado e paredes finais.

Casa túnel

Para uma casa de macro-túnel, é necessário medir a altura (H), a largura (W), o comprimento (L) e o comprimento da estrutura curva (C).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área do teto/telhado curvo e paredes = L x C

Área das paredes finais = 2 x π x (h x w)

Onde π = 3,14

Superfície total = Superfície do teto/telhado curvo e paredes + área da parede final

Estufa com teto/telhado curvo

Para uma estufa com teto/telhado reto curvo, é necessário medir a altura da seção em curva (H), a largura (W), o comprimento (L) e o comprimento da estrutura curva (C). Também é preciso a altura da secção vertical do lado (S).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área do teto/telhado curvo e paredes = L x C

Área da parte curva das paredes finais = 2 x π x (h x w) onde π = 3,14

Área das paredes laterais retangulares = 2 x L x S

Área da parte retangular das paredes finais = 2 x W x S

Superfície total = Superfície da cobertura (teto/telhado) curva e paredes + área da parte curva das paredes finais + área das paredes laterais retangulares + área da parte retangular das paredes finais

É preciso ter em mente que uma estufa de várias escalas possui apenas 2 paredes laterais, mas cada compartimento possui áreas de teto/telhado e paredes finais.

Diferença de temperatura (Δ)

A diferença de temperatura (Δ), chamada «delta T», é a diferença entre a temperatura mínima exigida na estufa e a temperatura exterior mais baixa. A temperatura exigida na estufa é o ponto estabelecido que se deseja alcançar. Isto pode ser uma temperatura de compromisso para reduzir os custos de calefação/aquecimento. Por exemplo, se desejar uma temperatura noturna mínima de 19 ° C, para reduzir seus custos de calefação/aquecimento, você pode optar por utilizar um ponto de referência de 17 ° C.

Se a temperatura exterior mais baixa for de 1 ° C e seu ponto de referência for de 17 ° C, o ΔT será de 16 graus.

Cálculos da carga térmica devido à condução

A carga de calor devido à condução (CC) da sua estufa é igual à perda de calor (U) multiplicada pela área da superfície (SA) multiplicada pela diferença de temperatura, dividida por 1000. Isto dará uma carga de calor em kilowatts (kW):

QC = (U x SA x \ Delta T) / 1000

É possível obter precisão adicional no cálculo da carga de calor, incluindo:

  1. A) O efeito do vento

O vento aumenta a eliminação de calor do lado de fora da estufa, para que o calor possa ser transferido mais rapidamente. Se você estiver em uma área particularmente ventosa, especialmente durante o inverno, é uma boa ideia incluir esse vento. Quanto mais forte o vento, maior será a perda de calor. No cálculo das perdas de calor, é utilizado um fator de vento (W).

QC = (U x SA x AT x W) / 1000

  1. B) A quantidade de perda de calor através do piso

O piso da estufa é outra superfície onde um certo nível de calor pode ser perdido. Para incluir a perda de calor através do piso, será necessário um valor de U para o piso (por exemplo, o concreto/cimento derramado é de aproximadamente 1,1, o plástico preto é de aproximadamente 2,7) e a superfície do piso.

Carga de calor devido a fugas (QL)

A fuga de ar é geralmente a segunda maior fonte de perda de calor em uma estufa. Para incluir a carga térmica devido à fuga de ar (QL), você deve conhecer o volume de ar da estufa em metros cúbicos (V), o número de alterações de ar que ocorrem (E), o fator de vento (W) e a diferença entre o ponto de ajuste da temperatura e as temperaturas mínimas externas (ΔT). Período (QL) = 0,373 x ΔT x V x E x W

Cálculo do volume de ar na estufa

Para calcular o volume de ar na estufa (V), imagine a estrutura como formas diferentes (retangular, triangular ou metade cilíndrica) e use as seguintes fórmulas.

Volume de uma secção retangular

Fórmula:

Volume = Comprimento x Largura x Altura

Volume de uma secção de Píon

Fórmula:

Volume = 0,5 x Comprimento x Largura x Altura

Volume de uma secção de túnel

Fórmula:

Volume = Comprimento x 6,28 x Largura x Altura

Se a estufa for composta por mais de uma forma, o volume de cada uma deverá ser calculado e somados. Todas as dimensões devem estar em metros para gerar um resultado de volume em metros cúbicos.

Capacidade do aquecedor

Depois de saber qual é a carga máxima de calor da sua estufa, pode averiguar a capacidade do sistema de calefação/aquecimento que é necessária. Isso depende da eficiência do aquecedor. Em geral, usando gás natural ou engarrafado, a eficiência de aquecimento é de aproximadamente 80%.

Capacidade do aquecedor = carga de calor da sua estufa (Q) / eficiência do aquecedor

Redução dos requisitos de calefação/aquecimento

Existem várias estratégias que podem ser usadas para reduzir os custos de calefação/aquecimento.

  • O principal é implementar um projeto de estufa que minimize a área de superfície em relação à área de produção, por exemplo, uma estufa de várias escalas conectada a calhas tem uma superfície menor do que um número de estufas separadas da mesma área total de produção.
  • Ao utilizar materiais de revestimento com baixo valor de U, por exemplo, uma estufa revestida com polietileno de camada dupla perde menos calor do que uma estufa coberta com polietileno de uma camada só.
  • Incorporar as telas térmicas que tenham um valor U inferior ao do material de revestimento.
  • Fechar as fugas de ar e reparar qualquer dano nos materiais de revestimento. Estando também seguro de que as portas e as grelhas de ventilação ficam bem fechadas.
  • Usar quebra-ventos para reduzir a velocidade do vento que passa sobre a estufa.
  • Utilizar o aquecedor mais eficiente possível.
  • Utilizar um sistema de controle automatizado.
  • Utilizar pontos de ajuste mais frios quanto possível, por exemplo, ao controlar um regime de temperatura média de 24 horas, aumentar a temperatura do dia e baixar a temperatura noturna.

Altura em estruturas de estufas

A altura é um dos aspectos mais importantes de uma estufa. A altura de uma estrutura afeta diretamente a ventilação natural, a estabilidade do meio ambiente interno e o gerenciamento do cultivo. As estruturas de estufas devem ser construídas com paredes que tenham pelo menos 4 metros de altura, sempre que possível. Estas estruturas devem ser construídas, de preferência, para projetos de menor altura. O “efeito chaminé” natural do aumento do ar quente e do colapso do ar mais frio, que é a base para a ventilação passiva, é realmente eficaz acima de aproximadamente 3,5 metros.

Uma estufa alta, de teto/telhado ventilado, pode alcançar um ambiente de cultivo mais uniforme, estável e, em última instância, superior para o cultivo. Durante o tempo quente, uma estrutura mais alta evita o ar quente e úmido entorno das plantas.

Muitos dos problemas que podem ser encontrados nos cultivos de estufa, podem ser diretamente atribuídos à capacidade de gerenciar o meio ambiente no crescimento. Um melhor controle do meio ambiente dentro da estufa tem um impacto direto na maneira como outros problemas do cultivo podem ser gerenciados. Uma proporção significativa da perda de rendimento nos cultivos de estufa em todo o mundo pode ser atribuída ao mau gerenciamento do calor. A capacidade de um produtor lidar com o calor no verão melhora muito quando se aumenta a altura da estufa.

O manejo eficaz de pragas e doenças usando estratégias de manuseio não químicas também depende do bom controle do ambiente de crescimento e o valor da altura na estrutura não pode ser exagerado.

Embora alguns cultivos possam ser cultivados relativamente bem em estufas de baixo perfil, as estruturas mais altas são mais versáteis e mais adequadas para uma ampla variedade de cultivos e, portanto, melhor investimento a longo prazo.

Luz na estufa

Resumo:

Nesta seção proporcionamos informações sobre a medição de luz e energia luminosa. Também abrange:

Transmissão de luz

Qualidade leve

Intensidade luminosa e

Níveis de luz na estufa.

Luz nas estufas

A luz é medida de forma diferente, dependendo de qual parte do espectro da luz está sendo medida. O espectro total de luz do sol (comprimentos de onda de 400 a 1100 nanômetros) é medido em unidades de watts/m2. Em um dia claro e ensolarado de verão, pode haver 1000 watts/m2.

A luz pode ser medida em termos de sua intensidade (lux) ou do número de fotões que alcançam uma superfície (densidade de fluxo de fotões). A parte do espectro que os humanos podem ver, chamada luz visível (380 a 770 nanômetros de comprimento de onda) é medida em lúmen. O lúmen é a unidade de medida da intensidade luminosa e o termo lux se refere ao número de lúmens por metro quadrado de superfície.

Na horticultura, o número de fotões que alcançam uma superfície é mais importante. Os fotões são basicamente pacotes de energia que formam uma corrente de luz. O número de fotões retidos por uma folha determina o nível de fotossíntese e, portanto, a quantidade de crescimento da planta.

A parte do espectro que as plantas usam é chamada de radiação fotossinteticamente ativa (PAR sua sigla em inglês) e está relacionada com a luz no comprimento de onda de 400 a 700 nanômetros que é quase o mesmo que a luz visível, mas não completamente. É medido em unidades de μmol / m2 / s e descreve a densidade do fluxo de fotões, ou seja, o número de pacotes de energia que alcançam uma superfície.

A taxa de pico de fotossíntese na maioria das plantas é de cerca de 450 nm (luz azul) e 650 nm (luz vermelha).

Transmissão de luz

A quantidade de luz que entra em uma estufa é influenciada por:

A orientação da estrutura

Os materiais utilizados na construção e coberturas

A forma do teto/telhado.

A estufa deve ser colocada de norte para sul para proporcionar uma luz mais uniforme e reduzir o efeito de sombreamento da estrutura de suporte. A estrutura de suporte também deve ser minimizada para evitar o sombreamento, tanto quanto possível. Os metais constituem um bom material estrutural devido à sua resistência, o que significa que podem ser usadas treliças mais estreitas e farpadas. Uma estrutura típica de estufa pode reduzir a transmissão de luz em mais de 10%. O tipo de material de cobertura também influenciará o nível de luz na estufa.

Finalmente, a forma do teto/telhado afetará a quantidade de luz que entra na estufa. Por exemplo, um teto/telhado plano limitará a quantidade de luz devido à reflexão, enquanto um teto/telhado curvo proporciona a maior transmissão de luz anual.

Qualidade da luz

Consideramos que é preferível um equilíbrio de luz através da gama PAR, no entanto, estão sendo realizadas pesquisas cada vez maiores no campo da modificação do espectro de luz para melhorar o crescimento da planta.

A luz difusa é melhor que a luz direta, porque é capaz de alcançar as partes inferiores do toldo (menos sombreado) e não causará queimaduras solares. Independentemente de a luz ser direta ou difusa, ela deve ter intensidade suficiente (lux).

O material de revestimento selecionado também pode ser usado para aumentar a quantidade de luz difusa. Uma superfície texturizada sobre vidro, por exemplo, pode aumentar a proporção de luz difusa sem reduzir significativamente o nível total de luz transmitida.

Películas coloridas

A cor das películas de plástico afeta o nível total de luz capaz de penetrar na estufa.

Uma película clara transmitirá maior quantidade de luz. Os plásticos de cor azul e verde transmitem muita luz nos comprimentos de onda do azul para o verde, mas cortam grande parte da luz nos comprimentos de onda vermelhos. A partir dos diagramas de pesquisa em horticultura, é possível observar que a luz vermelha é a banda de onda mais eficiente para o crescimento da planta. É provável que um plástico azul produza uma planta mais lenta, mais curta e mais resistente.

Também é de interesse que as plantas demonstraram usar a luz vermelha como forma de determinar quanta concorrência existe pela luz. Isso ocorre porque superfícies verdes, como as folhas de outras plantas, refletem muita luz vermelha. Se a planta perceber que existe muita concorrência, ela colocará menos energia nas raízes de crescimento e mais no crescimento em altura, crescendo mais rapidamente.

É provável que um plástico verde produza uma planta esticada, de crescimento lento e baixo desempenho.

Uma película branca reduzirá a quantidade total de luz transmitida em até 20%, mas o espectro de luz que entra na estufa permanecerá semelhante ao espectro da luz natural.

Intensidade da luz

As plantas têm uma intensidade ideal de luz. Este é o ponto em que o processo de fotossíntese é maximizado e o crescimento da planta é maior. Se o nível de luz for menor, o crescimento é reduzido. O ponto em que um aumento na intensidade da luz não aumentará mais a fotossíntese é chamado de saturação de luz.

Os pepinos em estufa, por exemplo, requerem pelo menos 250 μmol / m2 / s de radiação fotossinteticamente ativa (PAR). Abaixo deste nível, a produtividade diminuirá. A quantidade de luz na estufa deve ser maximizada sempre que possível. O gerenciamento de calor é a única razão para reduzir os níveis de luz recebida.

O que apontar na estufa

A baixa luminosidade diminui o crescimento e aumenta o custo de produção, mas a intensidade excessiva de luz pode danificar algumas plantas e/ou frutas. A luz é aumentada minimizando os objetos sobre as plantas, incluindo estruturas, tubos, luzes e outros equipamentos. O nível de radiação que entra na estufa pode ser reduzido com os materiais de triagem.

Iluminação suplementar

A iluminação suplementar não é considerada económica o suficiente para produzir na maioria dos cultivos ao redor do mundo, no entanto, pode ser usada luz suplementar para melhorar a uniformidade das mudas durante a propagação.

Gerenciamento de águas residuais da horticultura intensiva: um sistema de áreas úmidas (pântanos)

Resumo

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Minimizar o impacto no meio ambiente das operações agrícolas intensivas foi um projeto de dois anos financiado em conjunto pelo NSP DPI (o então NSW Agriculture) e o Natural Heritage Trust. O projeto foi criado para aumentar a conscientização sobre as águas residuais que são desperdiçadas e estão carregadas de nutrientes em horticultura de estufa e outras indústrias hortícolas intensivas.

Uma parte essencial deste projeto foi a construção de uma abordagem prática e simples para o gerenciamento de águas residuais carregadas de nutrientes. Um sistema de demonstração de áreas úmidas foi construído no Centro Nacional de Horticultura de Estufas.

Orientação e colocação de uma estufa           

A orientação da estufa é tipicamente colocada de norte para sul. Internacionalmente é dada muita ênfase a esta orientação para maximizar a interceptação de luz na estufa. Isso não é um problema nos países onde os níveis de luz são muito mais altos.

As sombras projetadas por calhas, vigas e equipamentos no teto/telhado da estufa podem levar a condições irregulares de luz no cultivo. À medida que o sol se move de leste para oeste durante o dia, as sombras da estrutura da estufa também se movem. Uma alienação este-oeste cria sombras estruturais na mesma parte da colheita ao longo do dia que podem afetar a produtividade dos cultivos e a saúde das plantas nessa área. Posteriormente, para minimizar os efeitos do sombreamento, as estufas são geralmente orientadas de norte para sul.

Nas zonas meridionais, uma orientação de este-oeste pode resultar em uma transmissão um pouco mais suave, mas a necessidade de refrigeração e ventilação é um fator mais importante nas condições dos países mais quentes. À medida que se avança mais para norte, existem ainda menos diferenças na transmissão da luz, independentemente da orientação da estufa. Sublinhamos novamente, o resfriamento e a ventilação e, portanto, a direção dos ventos predominantes devem ser a principal consideração na orientação de uma estufa.

As fileiras de cultivos também são tipicamente alinhadas de norte para sul para minimizar o sombreamento dentro do cultivo. Na maioria das áreas, os respiradouros estarão no este e oeste. A direção dos ventos predominantes debe ser levada em consideração, com estruturas orientadas para aproveitar a brisa fresca do verão.

Nas regiões onde os ventiladores são usados para ventilação forçada, eles devem ser colocados para minimizar qualquer impacto provável nos vizinhos que vivem próximo.

Ao colocar uma estufa, o efeito de sombreamento das telas vegetativas e quebra-ventos também deve ser levado em consideração. A localização de estufas contra uma linha de árvores resultará em rendimentos mais baixos devido aos níveis reduzidos de luz. Os materiais que cobrem a estufa perto das árvores também ficarão sujos com mais facilidade, reduzindo ainda mais a transmissão de luz.

Quando uma estufa é colocada, é recomendado:

Promover uma propriedade com uma projeção visual natural

Considerar a proximidade aos mercados principais

Impedir uma linha direta de visão entre o desenvolvimento e as casas ou estradas adjacentes

Localizar novos desenvolvimentos, tais como estufas adicionais, atrás das estruturas existentes

Situar as estruturas com os reveses suficientes das arestas, estradas e limites

Utilizar paisagismo e vegetação para suavizar o impacto do desenvolvimento

Manter a vegetação e formas de relevo existentes, onde seja prático

Considerar rotas de transporte, disponibilidade de mão-de-obra e serviços

Evitar o desenvolvimento em áreas que sejam visualmente proeminentes ou muito expostas, tais como linhas de arrasto.

Procurar estruturas que sigam os contornos da terra

Evitar situar as estruturas em encostas íngremes (maiores que 1 em 5);

Verificar os possíveis impactos do uso da terra adjacente em termos de pragas, doenças e vegetação indesejada (ervas-daninhas)

Tomar nota das áreas adjacentes sensíveis (por exemplo, áreas úmidas, vias fluviais, vegetação nativa) e colocar as estufas em locais apropriados.

A estufa

Resumo

Esta seção proporciona informações gerais de introdução sobre estufas, tais como:

Suas vantagens

Tipos de estruturas e

Custos

Tipos de estufas

Forma

A classificação de uma estufa está de acordo com sua forma básica. Os tipos incluem Gable, arco plano, cúpula elevada, dente de serra, Skillion e túnel.

Estruturas de múltiplas seções

As estufas multi-extensão ou de múltiplas seções têm uma área de superfície menor do que uma série de estufas de espaço único com capacidade de produção equivalente. Isto resulta em menos perda de calor e uma economia significativa de energia. As economias de escala substanciais e as eficiências de produção também podem ser alcançadas usando projetos com multi-palmo.

As estufas de múltiplas seções tendem a ser mais robustas no design. Como resultado, tendem a sofrer menos danos durante tempestades e ventos fortes.

Outros tipos de estruturas

Casas de sombra

As casas de sombra são estruturas cobertas com materiais tecidos ou construídas de outra forma para permitir que a luz solar, a umidade e o ar passem pelas aberturas. O material de revestimento é usado para proporcionar uma modificação ambiental específica, como luz reduzida ou proteção contra condições climáticas severas. A altura da estrutura pode variar de acordo com o tipo de cultivo que é produzido e podem atingir os 8 metros.

As casas de sombra são usadas em sistemas hidropônicos ao ar livre, especialmente em regiões mais quentes.

Casas de tela

As casas de tela são estruturas cobertas por telas de materiais anti-insetos em vez do plástico ou vidro. Essas casas proporcionam modificações ambientais e proteção contra condições climáticas severas, assim como a exclusão de pragas. Frequentemente são usadas para obter alguns dos benefícios das estufas em climas quentes ou tropicais.

Estruturas superiores da colheita

Uma parte superior da colheita é uma estrutura com um teto/telhado, mas sem paredes. O revestimento do teto/telhado pode ser um material que cubra a estufa, como plástico ou vidro, ou tela de sombra ou proteção contra insetos. Estas estruturas proporcionam algumas modificações no ambiente em crescimento, como a proteção do cultivo contra a chuva ou a redução dos níveis de luz.

Classificação de estufas

As estufas são um investimento baseado em tecnologia. Quanto maior o nível de tecnologia utilizada, maior o potencial de alcançar condições de crescimento estritamente controladas. Essa capacidade de controlar estritamente as condições em que se cultiva está fortemente relacionada com a saúde e produtividade do cultivo. As três categorias de estufas, mencionadas a seguir, foram definidas para ajudar as pessoas a selecionar o investimento mais adequado às suas necessidades e orçamento.

Estufas de baixa tecnologia

Uma proporção significativa de indústrias em países como a Austrália atualmente utiliza estruturas de baixa tecnologia. Essas estufas têm menos de 3 metros de altura no total. Casas de túneis ou «iglus», são o tipo mais comum. Não têm paredes verticais. Têm má ventilação. Esse tipo de estrutura é relativamente barato e fácil de montar. Pouca ou nenhuma automatização é utilizada.

Embora esse tipo de estrutura proporcione vantagens básicas sobre a produção em campo, o potencial dos cultivos continua limitado pelo ambiente crescente e o gerenciamento dos cultivos é relativamente difícil. As estufas de baixo nível tecnológico geralmente resultam em um ambiente de cultivo abaixo do ideal, que restringe a produção e faz pouco para reduzir a incidência de pragas e doenças. O controle de pragas e doenças, como resultado, normalmente é estruturado em torno de um programa de pulverização química.

As estufas de baixa tecnologia têm limitações significativas de produção e ambientais, mas proporcionam uma receita rentável ao setor.

Estufas de média tecnologia

As estufas de nível médio em tecnologia são geralmente caracterizadas por paredes verticais com mais de 2 metros, mas menos de 4 metros de altura e uma altura total normalmente inferior a 5,5 metros. Podem ter ventilação no teto/telhado, na parede lateral ou ambos. As estufas de nível médio são geralmente revestidas com uma película de plástico de uma ou duas camadas ou com vidro, e utilizam diferentes graus de automatização.

As estufas de nível médio proporcionam um compromisso entre custo e produtividade e representam uma base econômica e ambiental razoável para a indústria. A produção em estufas de nível médio pode ser mais eficiente que a produção em campo. Os sistemas hidropônicos aumentam a eficiência do uso da água. Existe uma oportunidade maior de usar estratégias não químicas para o manejo de pragas e doenças, mas, em geral, é difícil alcançar o potencial total da horticultura na estufa.

Estufas de alta tecnologia

As estufas de alta tecnologia têm paredes com uma altura de pelo menos 4 metros, com um pico de teto/telhado de até 8 metros acima do nível do solo. Essas estruturas proporcionam um rendimento superior do cultivo e do meio ambiente. As estruturas de alta tecnologia terão ventilação no teto/telhado e também poderão ter respiradouros nas paredes laterais. O revestimento pode ser uma película de plástico (simples ou dupla), placas de policarbonato ou vidro. Os controles ambientais são quase sempre automatizados. Essas estruturas proporcionam enormes oportunidades de sustentabilidade econômica e ambiental. O uso de pesticidas pode ser reduzido significativamente. As estruturas de alta tecnologia oferecem uma visão geralmente impressionante e, internacionalmente, estão cada vez mais envolvidas em oportunidades de agronegócios.

Embora essas estufas sejam intensivas em capital, proporcionam uma oportunidade altamente produtiva e ambientalmente sustentável para uma indústria avançada de produtos frescos. Para decisões de investimento, sempre que possível, deve procurar instalar estufas de alta tecnologia, pois são elas que proporcionam maior produtividade.

Uniformidade na estufa

A uniformidade na estufa é um requisito básico para obter um cultivo uniforme, bom e de alto rendimento. A uniformidade aumenta a produtividade, a eficiência da mão-de-obra e dos recursos e a qualidade do produto.

Uma das principais áreas de variação de uma estufa é o sistema de irrigação. Uma alta uniformidade de distribuição é crítica. A temperatura e a umidade também podem variar significativamente na estufa e afetar o crescimento e a produção dos cultivos. Em algumas situações, os níveis de dióxido de carbono esgotam e afetam o crescimento dos cultivos.

Informações registradas sobre o tamanho das frutas colhidas e o desenvolvimento das plantas podem ser usadas para dar uma indicação da uniformidade na estufa e também para identificar problemas que poderiam ser melhor gerenciados. O maior desempenho obtido no extremo norte é um fator de níveis mais altos de luz e temperaturas diurnas mais altas. Também existe um caminho de cimento em toda a largura da estufa. Com os dados coletados, pode ser projetado um diagrama para destacar o impacto do design do local e da estufa sobre a uniformidade do cultivo.

Existem três áreas principais que precisam ser abordadas para garantir que o ambiente de estufa seja o mais uniforme possível.

Ventilação

É necessária uma ventilação adequada para evitar o acúmulo de excesso de calor, umidade e exaustão de dióxido de carbono. Tanto a ventilação passiva (com ventilação) como a ventilação ativa (com ventiladores) devem conseguir trocar completamente o ar na estufa pelo menos uma vez por minuto. É melhor ter mais capacidade de ventilação do que a estufa, em vez de não ter energia suficiente.

A ventilação no teto/telhado também é melhor que a ventilação na parede lateral. Os respiradouros, nas paredes de uma estufa, têm uma capacidade limitada para proporcionar um ambiente uniforme. Embora sejam muito eficazes na troca de ar nas primeiras duas filas da colheita, o próprio cultivo atua como um quebra-ventos. Isso se traduz em muito pouco movimento de ar em direção ao centro da colheita.

Circulação de ar

O movimento e a mistura do ar em toda a estufa iguala as diferenças de temperatura e umidade. Sem circulação de ar suficiente, bolsas de ar quente e frio podem ser produzidas. A umidade também se acumulará excessivamente em torno das plantas. As aberturas laterais são limitadas em sua capacidade de misturar completamente o ar em uma estufa (um fator da largura da seção da estufa). A ventilação do teto/telhado circula bem quanto está sendo usada. Os ventiladores podem ser usados para melhorar a circulação de ar e reduzir as condições de crescimento irregulares.

Calefação/Aquecimento

A calefação/aquecimento é relativamente cara e precisa ser eficiente desde o início para reduzir as fugas e custos de manutenção. Um sistema de calefação/aquecimento deve ser capaz de distribuir o calor uniformemente ao longo de todo o cultivo.

As partes específicas da estufa serão mais quentes ou mais frias. O extremo norte e o lado ocidental de uma estrutura tenderão a ser mais quentes. O extremo sul será mais frio. O extremo norte também terá menos sombreamento. As telas podem ser usadas para reduzir os extremos e melhorar a uniformidade.

Ventilação em estufas

Uma boa ventilação é essencial para manter um ambiente ideal de cultivo e melhorar a eficiência geral de uma estufa. É essencial para um bom gerenciamento da temperatura e umidade. O resfriamento é fundamental no meio ambiente dos países mais quentes e é mais comumente alcançado usando ventilação passiva no teto/telhado. O movimento do ar quente para cima e para fora dos respiradouros de ventilação do teto/telhado, tira o ar mais frio para fora.

A ventilação também é importante para a circulação do ar e a reposição de dióxido de carbono. A má circulação de ar reduz a atividade da planta e pode conduzir a problemas com o gerenciamento da umidade e doenças. O movimento do ar na estufa deve estar entre 0,2 e 0,7 metros por segundo. Se os níveis de dióxido de carbono não forem mantidos, o crescimento das plantas será afetado.

A ventilação tem tudo a ver com troca de ar. Grandes volumes de ar precisam ser movimentados durante as condições quentes. Uma estufa precisa ser capaz de alcançar pelo menos 30 alterações de ar por hora, mas o ideal seriam 60, o que nos deixa com uma alteração de ar a cada minuto, e é necessário garantir que o ambiente da estufa possa ser manuseado em condições quentes.

A ventilação pode ser alcançada de forma passiva ou ativa. A capacidade de ventilação das estufas é geralmente descrita como uma porcentagem da superfície do solo. Por exemplo, uma estufa com 30% de ventilação no teto/telhado tem 0,3 m2 de área de ventilação aberta por cada m2 de superfície. Uma estufa nas regiões menos frias deve ter uma capacidade de ventilação de pelo menos 25%, mas é desejável até 40%. É melhor ter mais capacidade de ventilação do que a estufa precisa.

Aberturas ou janelas

A ventilação passiva utiliza aberturas (janelas) que atraem naturalmente o ar através da estufa. As janelas são o método de ventilação mais comum utilizado na produção de estufas. A ventilação no teto/telhado é um método mais eficaz para a troca de ar do que a ventilação na parede lateral. Embora projetos diferentes variem na sua eficácia, em termos gerais, os respiradouros de teto/telhado são até 5 vezes mais eficazes que os respiradouros da parede lateral.

A altura de uma estrutura e a altura dos respiradouros afetam significativamente a capacidade de um respiradouro eliminar o calor da estufa. O “efeito chaminé” natural do aumento do ar quente e do colapso do ar mais frio, que é a base da ventilação passiva, se torna realmente eficaz acima de aproximadamente 3,5 metros. Uma estufa de baixo perfil exigirá, portanto, resfriamento forçado para proporcionar condições semelhantes adequadas a uma estrutura alta.

Ventiladores

A ventilação ativa é o uso de equipamentos para forçar a entrada ou saída de ar da estrutura. Os ventiladores são o método dominante de ventilação ativa de uma estufa e também podem ser instalados em estufas para mover ou circular o ar dentro da estrutura. Os ventiladores de circulação são frequentemente utilizados dentro de estruturas passivamente ventiladas para ajudar o movimento do ar quando a ventilação é mínima.

Quando os ventiladores são usados para a troca de ar, a abordagem mais eficaz é projetar o ar ao longo de todo o comprimento da estrutura para evitar que fiquem bolsas de ar quente. Os ventiladores colocados altos para extrair o ar são mais eficazes para o resfriamento do que os ventiladores que se colocam mais baixo.

Os sistemas de ventilação ativa têm uma capacidade limitada de trocar rapidamente grandes volumes de ar. Se a especificação do projeto para sua estufa for inadequada, poderá ocorrer uma má circulação de ar através do cultivo, gerando um declínio no rendimento.

As estruturas mal ventiladas geralmente têm problemas de sobreaquecimento no cultivo no meio da estufa. Para garantir a capacidade e instalação corretas, é recomendável escolher os ventiladores em conjunto com o fabricante e um especialista independente. Os ventiladores geralmente precisam ter capacidade suficiente para substituir completamente o ar na estufa a cada minuto.

Os ventiladores têm um custo operacional contínuo e a geração de ruído pode causar problemas em algumas áreas. A eficiência dos ventiladores influencia os custos operacionais e devem ser considerados na compra. É importante limpar e manter os ventiladores para garantir que eles estejam funcionando corretamente.

Construindo uma estufa

Este artigo aborda os seguintes aspectos da construção de uma estufa:

  • Local
  • Altura
  • Apoio/Suporte às plantas
  • Materiais de construção

Sistemas de controle por computador, sensores e equipamentos de vigilância em estufas

Ter um bom gerenciamento do cultivo também depende de ter as informações adequadas para tomar as decisões necessárias. No passado, o produtor sempre foi o sensor da estufa e o sistema de controle – as condições de verificação e ajuste das configurações do equipamento conforme necessário para otimizar o crescimento do cultivo.

Para melhorar o gerenciamento dos cultivos, uma série de sensores e instrumentos pode (e deve) ser usada para coletar informações. Um sistema de controle por computador pode utilizar essas informações para fazer ajustes regulares na configuração do equipamento para otimizar as condições de crescimento.

Instalação de tela térmica em micro-túnel
Instalação de tela térmica em micro-túnel

O monitoramento das condições de crescimento é essencial. Mesmo sem o controle automatizado do sistema de produção, não é possível tomar as decisões corretas sobre o cultivo sem ter as informações adequadas e o mais precisas possível. A temperatura e a umidade relativa (e/ou o déficit de pressão de vapor) devem ser monitorizadas em cada estufa. Os níveis de luz devem ser verificados periodicamente para garantir que os materiais de revestimento estão funcionando corretamente, mas o ideal é comprovar periodicamente os níveis de luz para conhecer o regime de temperatura ótima para o cultivo. A condutividade elétrica e o pH das soluções de alimentação e drenagem também devem ser monitorizados em cada sistema hidropônico.

Os sensores de temperatura e umidade relativa devem ser colocados no mesmo nível que as pontas de crescimento das plantas no cultivo. Colocar um termômetro perto da porta de uma estufa pode ser conveniente, mas não proporcionará as informações necessárias para produzir um cultivo ideal.

As estufas de média e alta tecnologia utilizam uma gama de sensores que se conectam a sistemas de controle automatizados. Esses sistemas podem monitorizar a temperatura, a umidade relativa, o déficit de pressão de vapor, a intensidade da luz, a condutividade elétrica (alimentação e drenagem), o pH (alimentação e drenagem), as concentrações de dióxido de carbono, a velocidade e direção do vento e até mesmo se está chovendo ou não. As informações são utilizadas para controlar o aquecimento, a ventilação, os ventiladores, as telas, a dosagem de nutrientes, a irrigação, a suplementação com dióxido de carbono e os sistemas de nebulização ou a nebulização.

O bom funcionamento dos controladores automáticos é essencial para o gerenciamento de um ambiente de crescimento ideal. Os alarmes de emergência e os geradores de apoio podem ser utilizados em caso de problemas ou falhas de energia devido aos grandes investimentos feitos na produção de uma safra.

Uma vigilância mais rigorosa no ambiente da estufa, com sensores e software avançado, pode melhorar significativamente o rendimento do cultivo e o desempenho econômico, otimizando o crescimento das plantas. O custo dos equipamentos automatizados e dos sistemas de controle por computador geralmente pode ser recuperado em apenas duas temporadas, através da economia em mão-de-obra e melhoria da produção de cultivos.

Os sensores cada vez mais sofisticados estão sendo desenvolvidos e adotados em operações comerciais de estufa para monitorizar diretamente as plantas. Os produtores de hoje têm acesso à medição contínua de uma ampla gama de aspectos do crescimento das plantas, incluindo diâmetros de caules/talos, caudais de seiva, expansão das temperaturas da fruta e da folha. A integração dessas informações nas decisões de produção ainda é nova, mas está proporcionando rapidamente melhores dados sobre as condições de crescimento e até ajudando na detecção precoce do estresse gerado nas plantas.

Um bom controle do cultivo em estufa é o objetivo final da horticultura ambiental controlada. O benefício mais importante do controle na estufa é a eficiência e a eficácia de suas decisões de gerenciamento. Existem muitos outros benefícios que também economizam dinheiro e levam a uma colheita melhor. Estes incluem maior eficiência energética e laboral, uso mais eficiente de água e fertilizantes e menos pesticidas. Um melhor controle, por sua vez, proporciona um cultivo mais uniforme pelo que custará menos a vender.

Materiais para cobrir

Aqui, explicamos as propriedades de quatro tipos de revestimentos para estufa (vidro, placas plásticas, películas plásticas e tecidos protetores de telas), bem como a transmissão de luz e calor em estufas.

Refrigeração por evaporação em estufas

O resfriamento evaporativo utiliza a relação natural entre umidade relativa, água e temperatura do ar. Quando a água evapora tem um efeito de resfriamento. A umidade também aumenta e o déficit de pressão de vapor é reduzido. O resfriamento por evaporação é mais eficaz nas áreas costeiras do Sul e na maioria das áreas continentais da Austrália.

A temperatura do ar pode ser medida como uma temperatura de bulbo seco ou de bulbo úmido. A temperatura do bulbo úmido fornece uma indicação de qual temperatura o ar pode ser resfriado com resfriamento evaporativo. A temperatura do bulbo úmido é medida usando um termômetro com uma manga úmida ou mecha ao redor dele. O ar que passa sobre o termômetro e a água na manga evapora e esfria o termômetro, por isso ele está lendo menos do que a temperatura lida por um termômetro normal (seco).

A quantidade de resfriamento que pode ser obtida nos sistemas de refrigeração por evaporação depende da quantidade de água que pode evaporar, para que a quantidade de água que já está no ar seja relacionada. Esta é a umidade relativa. A Tabela 1 mostra a temperatura na qual o ar pode ser potencialmente resfriado. Como pode ser visto na tabela, o resfriamento evaporativo é mais eficaz quando a umidade relativa é inferior a 60%.

Tabela 1: Efeito de resfriamento potencial em diferentes níveis de umidade relativa

Temperatura do ar (° C)Efeito de refrigeração potencial (diferença entre a temperatura do bulbo seco e do bulbo úmido) Em graus (° C) em diferentes níveis de umidade relativa
 0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.0
1094%88%82%77%71%65%60%54%49%44%39%34%29%24%19%14%9%5%  
1595%90%85%80%75%71%66%61%57%52%48%44%40%36%31%27%24%20%16%12%
2096%91%87%83%78%74%70%66%62%59%55%51%48%44%41%37%34%30%27%24%
2596%92%88%84%81%77%74%70%67%63%60%57%54%50%47%44%41%38%36%33%
3096%93%89%86%83%79%76%73%70%67%64%61%58%55%52%50%47%44%42%39%
3597%93%90%87%84%81%78%75%72%70%67%64%61%59%56%54%51%49%47%44%
4097%94%91%88%85%82%80%77%74%72%69%67%64%62%60%57%55%53%51%48%

Sistemas de ventiladores e almofadas

Os sistemas de ventiladores e almofadas combinam duas peças do equipamento. Um ventilador de escape localizado em uma extremidade da estufa e uma almofada porosa incorporada na parede da estrutura na extremidade oposta. Uma bomba faz a água circular através da almofada. Quando o ventilador está funcionando, ele extrai o ar do exterior da estrutura, através da almofada de evaporação, na estufa. O ar, que passa através e sobre a almofada úmida, evapora parte da água e esfria. Como resultado, o ar frio é extraído da estufa para substituir o ar quente expelido pelo ventilador.

Estes sistemas são bastante eficazes para o resfriamento, mas são relativamente caros para instalar e manter. Uma desvantagem do sistema de ventiladores e almofadas é que tende a criar um gradiente de temperatura significativo de uma extremidade da estufa para a outra (mais quente no extremo do ventilador e mais fresco no extremo da almofada), que pode afetar a uniformidade do cultivo e dificultar o gerenciamento. Em condições extremas que exigem muito resfriamento, o movimento do ar através da estufa gerado pelos ventiladores de escape pode danificar as plantas.

Sistemas de neblina

Os sistemas de neblina são um método bastante eficiente e uniforme de refrigeração em estufas e proporcionam um aumento razoável de umidade relativa em uma estufa. Em um dia quente, é possível obter um efeito de resfriamento de até 10° C. Os sistemas de neblina produzem pequenas gotas de água no intervalo de 10 a 20 mícrons que se suspendem no ar e evaporam antes que tenham tempo de cair no dossel do cultivo.

Os bicos de nebulização devem ser mantidos adequadamente. Um sistema mal mantido pode não proporcionar refrigeração suficiente ou resultar em folhas e frutas encharcadas ou úmidas. Isto pode levar a uma redução na qualidade do produto e a uma possível maior incidência de pragas e doenças.

Sistemas de nebulização

Os sistemas de neblina podem ser usados para pulverizar um jato fino de água no espaço aéreo da estufa para proporcionar algum alívio durante condições muito quentes e/ou secas. A maioria dos sistemas de nebulização opera a uma pressão entre 250 kPa e 300 kPa. As pequenas gotículas de água estão tipicamente no intervalo de 100 a 200 micrômetros. O tamanho dessa gotícula é de fato grande demais para ser completamente evaporada e, portanto, cai rapidamente, molhando a colheita e o solo da estufa.

INVERNAVELO® é uma barreira que protege os cultivos das difíceis condições ambientais que podem surgir
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Embora os sistemas de nebulização possam ter um benefício de resfriamento, um dossel úmido pode levar ao aumento de doenças e danos às frutas. Um piso molhado pode representar um risco para a segurança das pessoas na estufa.

Princípios básicos da estufa

Uma estufa é um termo genérico que se refere ao uso de um material transparente ou parcialmente transparente suportado por uma estrutura para fechar uma área para propagar ou cultivar plantas.

Especificamente, quando o material de revestimento é de vidro, a estrutura pode ser denominada de “estufa”. Uma “estufa” ou “polistería” é referente ao uso de películas ou placas de plástico. Quando o material que contém é tecido ou construído para permitir que a luz solar, a umidade e o ar passem através das lacunas, a estrutura é conhecida como «casa da cortina» ou «casa da tela».

Ao procurar desenvolver ou expandir uma empresa de estufas, é importante garantir que as estruturas nas quais vai investir são adequadas e próprias para atender às suas necessidades.

A forma e o design da estrutura influenciam:

  • A quantidade de luz transmitida
  • A quantidade de ventilação natural
  • O espaço interno utilizável
  • Uso eficiente de materiais estruturais
  • Escoamento da condensação
  • Requisitos de calefação/aquecimento
  • O custo.

Ao decidir sobre um projeto de estufa para produção comercial, os principais fatores da estufa devem ser considerados. Não é possível proporcionar uma lista definitiva de prioridades para todos, mas, em geral, a altura da estrutura é crítica e terá uma influência significativa no gerenciamento do ambiente em crescimento em várias condições. A ventilação também está no topo da lista e a ventilação do teto é superior à ventilação da parede lateral. Os sistemas de ventilação ativa também podem ser considerados.

A calefação/aquecimento é essencial para a horticultura controlada pelo ambiente e, naturalmente, os sistemas de controle por computador são críticos. Os materiais de cobertura, telas (térmicas e de insetos) e os sistemas de refrigeração evaporativa também devem ser cuidadosamente avaliados.

O uso de redes e malhas dentro da estufa é favorável, por exemplo, o uso de malha/rede treliça.

Com a tela anti-geadas é possível controlar o acesso de insetos que afetam o cultivo
Com a tela anti-geadas é possível controlar o acesso de insetos que afetam o cultivo

Materiais de revestimento para estufas

O material de cobertura utilizado em uma estufa influencia a produtividade e o desempenho de uma estrutura. Os materiais de revestimento afetam o nível e a qualidade da luz disponível para o cultivo. A luz difusa é melhor que a luz direta. As películas fluorescentes e pigmentadas podem aumentar a proporção de boa luz vermelha. A poeira atraída pelas películas plásticas reduzirá a transmissão da radiação. Foi demonstrado que as gotículas de água no interior das coberturas reduzem a transmissão de luz em 8% e também bloqueiam a radiação térmica.

Todos os tipos de revestimentos de estufas reduzem a luz em certa medida. Por exemplo, as coberturas ficam sujas ou manchadas e, à medida que envelhecem, menos luz pode entrar através delas na estufa. A condensação (gotas de água) no material de revestimento também reduz a luz. Os materiais de cor clara na estufa, como o tapete branco de ervas-daninhas, aumentam a luz disponível para o cultivo.

As principais características que devem ser levadas em consideração ao selecionar um material de revestimento são o custo, a durabilidade (quanto tempo dura), o peso e a facilidade de reparação ou possível substituição, a quantidade de luz transmitida pelo material e a quantidade de energia que se move através do material.

Os materiais difusores são projetados para dispersar a luz recebida e resultar em melhores condições de luz para os cultivos. Por exemplo, uma película plástica branca e nublada difunde a luz melhor do que uma película de plástico transparente.

Vidro 

O vidro foi durante muito tempo a cobertura tradicional por excelência. Suas propriedades favoráveis incluem:

  • Alta transmissão na largura de banda da radiação fotossinteticamente ativa (PAR)
  • Boa retenção de calor à noite
  • Baixa transmissão de luz UV
  • Alta durabilidade
  • Baixos custos de manutenção.

Placas de plástico

Essencialmente, existem três materiais nesta categoria – policarbonato, acrílico (polimetilmetacrilato) e fibra de vidro. As placas de plástico não são amplamente utilizadas em alguns países, mas seu uso está aumentando. Os produtos laminados são mais duráveis que as películas plásticas e têm uma boa retenção de calor, boa transmissão inicial na gama PAR e baixa transmissão de luz UV.

Películas de plástico

As películas são o tipo mais comum e mais barato de material de revestimento. Os tipos de película disponíveis são polietileno, EVA (acetato de etil vinil) e PVC (cloreto de polivinil). Com as constantes melhorias nos plásticos, estes materiais de revestimento proporcionam grande flexibilidade e opções de desempenho. Os revestimentos podem ter uma variedade de aditivos que são usados para dar propriedades únicas às películas plásticas. Por exemplo, as películas podem ser usadas para excluir a luz ultravioleta (UV) para controle de pragas sem produtos químicos ou para refletir a radiação infravermelha (IR) de onda larga para melhorar a retenção de calor durante a noite. Como resultado, alguns materiais de revestimento de plástico são coloridos ou tingidos.

Os aditivos ao plástico determinam a:

  • Durabilidade do produto
  • Capacidade de reduzir a perda de calor
  • Capacidade de reduzir a formação de gota
  • Transmissão de comprimentos de onda particulares de luz
  • Capacidade de reduzir a quantidade de poeira aderida à película.

Tipos de Aditivos

Os absorvedores e estabilizadores de UV (290-400 nm) aumentam a durabilidade, reduzem os danos potenciais aos sistemas biológicos na estufa e podem controlar alguns patógenos das plantas

Os absorvedores de infravermelhos (700-2500 nm) reduzem a radiação de ondas longas e minimizam a perda de calor

Os absorvedores de ondas longas (2500-40000 nm) reduzem a perda de calor irradiado de materiais e objetos (incluindo plantas) dentro da estufa

Os difusores de luz dispersam a luz que entra na estufa, reduzindo o risco de queima das plantas e melhorando a quantidade de luz disponível nas partes inferiores da planta

Os tensioativos reduzem a tensão superficial da água, dispersando a condensação

Os agentes anti estáticos reduzem a tendência de acúmulo de poeira nas películas plásticas.

Em adição

Os pigmentos coloridos podem melhorar o crescimento das plantas alterando a proporção dos intervalos de comprimento de onda selecionados

A fluorescência pode ser utilizada para aumentar a emissão de luz vermelha

As superfícies brilhantes podem repelir os insetos

O processo de fabricação de películas multicamada permite que camadas finas de materiais sejam unidas com propriedades diferentes para fabricar películas de material composto superiores. As propriedades como durabilidade, fluência (deformação ao longo do tempo) e absorção de radiação de ondas longas podem ser melhoradas.

Manutenção

Um material de revestimento com manutenção deficiente pode perder muita energia e aumentar significativamente os custos de produção.

Os revestimentos de vidro devem ser mantidos limpos e os vidros quebrados devem ser substituídos. Os revestimentos de plástico precisam ser substituídos rotineiramente. O desempenho dos revestimentos de plástico diminui com o tempo. Os revestimentos velhos/antigos reduzem a transmissão de luz, o que pode restringir o desempenho. A vida útil das películas plásticas depende das especificações do plástico comprado. Todos os materiais de cobertura de plástico precisam ser substituídos antes de começarem a se decompor visivelmente; A descoloração, por exemplo, é uma indicação precoce de desgaste.

Estufas com calefação/aquecimento

A calefação/aquecimento é usada para proporcionar temperaturas ideais para o crescimento dos cultivos e para o gerenciamento da umidade na estufa. A calefação/aquecimento pode ser necessária durante todo o ano, não apenas no inverno. De preferência, o calor deve ser aplicado o mais baixo possível na estufa (com exceção dos “tubos de crescimento”) e é essencial distribuir o calor uniformemente para a produção ideal dos cultivos.

Existem, essencialmente, dois métodos de calefação/aquecimento, mediante ar quente e com água quente. O aquecimento hidráulico diz respeito ao uso de uma caldeira para aquecer a água que é continuamente canalizada através da estufa. Os tubos, situados ao redor das paredes da estrutura e/ou entre as fileiras da planta, irradiam calor.

Os custos principais desta técnica estão na caldeira e nos tubos. Um sistema de calefação/aquecimento hidrônico centralizado é geralmente uma das formas mais eficientes de proporcionar calefação/aquecimento em estufas com mais de 1000m2 e, especialmente, onde existem várias estufas separadas. Quando é usada a calefação/aquecimento com água quente, as caldeiras podem estar colocadas longe da estufa. Esta flexibilidade oferece a oportunidade de colocar caldeiras potencialmente barulhentas afastadas dos limites da fazenda, para minimizar a perturbação que podem causar aos vizinhos.

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O ar quente também pode ser usado para manter as temperaturas adequadas dentro de uma estufa. O ar quente pode ser gerado diretamente na estufa ou o ar interno pode ser aquecido através da troca de calor com uma fonte de calor externa. Quando ocorre combustão na fonte de calor, como em um aquecedor a gás, é altamente recomendável colocar o aquecedor fora da estufa e usar uma almofada de troca de calor e, assim, aquecer o ar interno. Isto ocorre porque o processo de combustão pode resultar na produção de etileno e também vapor de água. O etileno pode causar queda de folhas e amadurecimento prematuro da fruta. O aumento dos níveis de umidade do ar pode causar problemas de umidade e condensação.

O gás continua sendo a principal fonte de energia para o aquecimento de estufas em diferentes partes do mundo. Também são utilizados óleo, diesel e carvão. O gás natural tem um custo menor e uma combustão limpa. Não requer tanques de armazenamento na fazenda e geralmente é de baixa manutenção. Infelizmente, o gás natural não está disponível em todas as áreas. O gás engarrafado (GPL) é semelhante ao gás natural, mas é mais caro. Os custos podem ser voláteis e são necessários tanques de armazenamento.

O petróleo e o diesel são mais caros que o gás natural e, como esses combustíveis não queimam de maneira limpa, é necessária mais manutenção da caldeira, assim como também é necessário o armazenamento destes produtos dentro da fazenda.

O carvão tem um custo relativamente baixo se estiver disponível localmente. É mais poluente do que outras fontes de combustível. São necessárias grandes áreas de armazenamento na fazenda, assim como equipamentos de carga. Como o carvão não queima de maneira limpa, é necessária uma manutenção significativa da caldeira.

Requisitos para a calefação/aquecimento da estufa

As três maneiras mais comuns pelas quais é perdido o calor da estufa são:

  1. Condução: o movimento direto através de materiais estruturais
  2. Fuga: o ar quente que escapa através de aberturas e portas
  3. Radiação: a energia é irradiada ao se mover diretamente através de materiais de revestimento

A principal base para a calefação/aquecimento em uma estufa é a substituição do calor perdido. O calor pode ser perdido por condução, fugas e radiação. A maior parte do calor é perdida por condução, onde a energia térmica é transferida diretamente através dos materiais de cobertura e estrutura para a atmosfera exterior.

A fuga de ar representa a próxima maior quantidade de calor perdido. Em uma estrutura bem construída e mantida, até 10% da perda de calor ainda pode ser devido a fugas. Em estufas com portas mal ajustadas, respiradouros parcialmente abertos, outros buracos ou materiais de revestimento quebrados, muito mais calor pode ser perdido devido a estes fatos.

O calor perdido por radiação depende do material de cobertura. Geralmente é ignorado. O vidro não permite que seja perdido muito calor através da radiação, embora a película de polietileno seja praticamente transparente à radiação térmica.

Calcular a quantidade de calefação/aquecimento necessária

As perdas de calor devem ser resolvidas antes que as temperaturas noturnas previstas sejam mais frias. Isto nos proporciona a capacidade máxima de calefação/aquecimento necessária. A capacidade do aquecedor é calculada a partir da carga térmica (Q) da estufa e da eficiência do aquecedor.

O cálculo da carga térmica total (QT)

A carga térmica total é a soma da quantidade de perda de calor através dos três processos diferentes: condução (QC) + Fuga (QL) + Radiação (QR);

QT = QC + QL + QR

A radiação é a terceira maneira mais comum pela qual o calor pode ser perdido da estufa. A carga térmica através da radiação (QR) depende do material de revestimento. O vidro não permite que escape muito calor através da radiação, mas os materiais básicos de revestimento de polietileno permitem. No entanto, hoje em dia existem no mercado diversas películas de plástico que restringem a radiação térmica. São conhecidas como películas térmicas.

A perda devido à radiação é geralmente ignorada, portanto a carga total de calor é:

QT = QC + QL

Carga de calor por condução (QC)

A condução, a transferência de calor através dos materiais estruturais, é a principal forma pela qual o calor dentro das estufas é perdido. Diferentes materiais têm diferentes valores de condução. Estes são denominados de valores «U» ou valores de transferência de calor. São medidos em watts por metro quadrado por grau Kelvin ou podem ser encontrados em BTU por hora por pé quadrado por grau Fahrenheit.

Também é necessário conhecer a superfície da estufa e a diferença entre o ponto de ajuste da temperatura para seu cultivo e a temperatura exterior mais fria.

Superfície da estufa (SA)

A quantidade de calor que pode ser transferida para fora da estufa dependerá da superfície da estrutura. Uma superfície grande pode perder mais calor do que uma superfície menor durante o mesmo período de tempo. A superfície da estufa é denominada de SA e é medida em metros quadrados. A área inclui o teto/telhado e todas as paredes da estufa.

Estufa dobrável

Para uma estufa dobrável, é necessário medir a altura total do pico do teto/telhado (H), a altura da calha ou beiral (G), a largura (W), o comprimento (L) e a largura da inclinação do teto/telhado (S).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área das paredes laterais = 2 x (L x G)

Área do teto/telhado inclinado = 2 x (L x S)

Área das paredes finais = 2 x [(G x W) + (0,5 x (H – G)) x W]

Superfície total = Superfície das paredes laterais + área do teto/telhado + área das paredes finais

É preciso ter em mente que uma estufa de várias escalas possui apenas 2 paredes laterais, mas cada compartimento possui áreas de teto/telhado e paredes finais.

Casa túnel

Para uma casa de macro-túnel, é necessário medir a altura (H), a largura (W), o comprimento (L) e o comprimento da estrutura curva (C).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área do teto/telhado curvo e paredes = L x C

Área das paredes finais = 2 x π x (h x w)

Onde π = 3,14

Superfície total = Superfície do teto/telhado curvo e paredes + área da parede final

Estufa com teto/telhado curvo

Para uma estufa com teto/telhado reto curvo, é necessário medir a altura da seção em curva (H), a largura (W), o comprimento (L) e o comprimento da estrutura curva (C). Também é preciso a altura da secção vertical do lado (S).

A área da superfície é a soma do seguinte:

Área do teto/telhado curvo e paredes = L x C

Área da parte curva das paredes finais = 2 x π x (h x w) onde π = 3,14

Área das paredes laterais retangulares = 2 x L x S

Área da parte retangular das paredes finais = 2 x W x S

Superfície total = Superfície da cobertura (teto/telhado) curva e paredes + área da parte curva das paredes finais + área das paredes laterais retangulares + área da parte retangular das paredes finais

É preciso ter em mente que uma estufa de várias escalas possui apenas 2 paredes laterais, mas cada compartimento possui áreas de teto/telhado e paredes finais.

Diferença de temperatura (Δ)

A diferença de temperatura (Δ), chamada «delta T», é a diferença entre a temperatura mínima exigida na estufa e a temperatura exterior mais baixa. A temperatura exigida na estufa é o ponto estabelecido que se deseja alcançar. Isto pode ser uma temperatura de compromisso para reduzir os custos de calefação/aquecimento. Por exemplo, se desejar uma temperatura noturna mínima de 19 ° C, para reduzir seus custos de calefação/aquecimento, você pode optar por utilizar um ponto de referência de 17 ° C.

Se a temperatura exterior mais baixa for de 1 ° C e seu ponto de referência for de 17 ° C, o ΔT será de 16 graus.

Cálculos da carga térmica devido à condução

A carga de calor devido à condução (CC) da sua estufa é igual à perda de calor (U) multiplicada pela área da superfície (SA) multiplicada pela diferença de temperatura, dividida por 1000. Isto dará uma carga de calor em kilowatts (kW):

QC = (U x SA x \ Delta T) / 1000

É possível obter precisão adicional no cálculo da carga de calor, incluindo:

  1. A) O efeito do vento

O vento aumenta a eliminação de calor do lado de fora da estufa, para que o calor possa ser transferido mais rapidamente. Se você estiver em uma área particularmente ventosa, especialmente durante o inverno, é uma boa ideia incluir esse vento. Quanto mais forte o vento, maior será a perda de calor. No cálculo das perdas de calor, é utilizado um fator de vento (W).

QC = (U x SA x AT x W) / 1000

  1. B) A quantidade de perda de calor através do piso

O piso da estufa é outra superfície onde um certo nível de calor pode ser perdido. Para incluir a perda de calor através do piso, será necessário um valor de U para o piso (por exemplo, o concreto/cimento derramado é de aproximadamente 1,1, o plástico preto é de aproximadamente 2,7) e a superfície do piso.

Carga de calor devido a fugas (QL)

A fuga de ar é geralmente a segunda maior fonte de perda de calor em uma estufa. Para incluir a carga térmica devido à fuga de ar (QL), você deve conhecer o volume de ar da estufa em metros cúbicos (V), o número de alterações de ar que ocorrem (E), o fator de vento (W) e a diferença entre o ponto de ajuste da temperatura e as temperaturas mínimas externas (ΔT). Período (QL) = 0,373 x ΔT x V x E x W

Cálculo do volume de ar na estufa

Para calcular o volume de ar na estufa (V), imagine a estrutura como formas diferentes (retangular, triangular ou metade cilíndrica) e use as seguintes fórmulas.

Volume de uma secção retangular

Fórmula:

Volume = Comprimento x Largura x Altura

Volume de uma secção de Píon

Fórmula:

Volume = 0,5 x Comprimento x Largura x Altura

Volume de uma secção de túnel

Fórmula:

Volume = Comprimento x 6,28 x Largura x Altura

Se a estufa for composta por mais de uma forma, o volume de cada uma deverá ser calculado e somados. Todas as dimensões devem estar em metros para gerar um resultado de volume em metros cúbicos.

Capacidade do aquecedor

Depois de saber qual é a carga máxima de calor da sua estufa, pode averiguar a capacidade do sistema de calefação/aquecimento que é necessária. Isso depende da eficiência do aquecedor. Em geral, usando gás natural ou engarrafado, a eficiência de aquecimento é de aproximadamente 80%.

Capacidade do aquecedor = carga de calor da sua estufa (Q) / eficiência do aquecedor

Redução dos requisitos de calefação/aquecimento

Existem várias estratégias que podem ser usadas para reduzir os custos de calefação/aquecimento.

  • O principal é implementar um projeto de estufa que minimize a área de superfície em relação à área de produção, por exemplo, uma estufa de várias escalas conectada a calhas tem uma superfície menor do que um número de estufas separadas da mesma área total de produção.
  • Ao utilizar materiais de revestimento com baixo valor de U, por exemplo, uma estufa revestida com polietileno de camada dupla perde menos calor do que uma estufa coberta com polietileno de uma camada só.
  • Incorporar as telas térmicas que tenham um valor U inferior ao do material de revestimento.
  • Fechar as fugas de ar e reparar qualquer dano nos materiais de revestimento. Estando também seguro de que as portas e as grelhas de ventilação ficam bem fechadas.
  • Usar quebra-ventos para reduzir a velocidade do vento que passa sobre a estufa.
  • Utilizar o aquecedor mais eficiente possível.
  • Utilizar um sistema de controle automatizado.
  • Utilizar pontos de ajuste mais frios quanto possível, por exemplo, ao controlar um regime de temperatura média de 24 horas, aumentar a temperatura do dia e baixar a temperatura noturna.

Altura em estruturas de estufas

A altura é um dos aspectos mais importantes de uma estufa. A altura de uma estrutura afeta diretamente a ventilação natural, a estabilidade do meio ambiente interno e o gerenciamento do cultivo. As estruturas de estufas devem ser construídas com paredes que tenham pelo menos 4 metros de altura, sempre que possível. Estas estruturas devem ser construídas, de preferência, para projetos de menor altura. O “efeito chaminé” natural do aumento do ar quente e do colapso do ar mais frio, que é a base para a ventilação passiva, é realmente eficaz acima de aproximadamente 3,5 metros.

Uma estufa alta, de teto/telhado ventilado, pode alcançar um ambiente de cultivo mais uniforme, estável e, em última instância, superior para o cultivo. Durante o tempo quente, uma estrutura mais alta evita o ar quente e úmido entorno das plantas.

Muitos dos problemas que podem ser encontrados nos cultivos de estufa, podem ser diretamente atribuídos à capacidade de gerenciar o meio ambiente no crescimento. Um melhor controle do meio ambiente dentro da estufa tem um impacto direto na maneira como outros problemas do cultivo podem ser gerenciados. Uma proporção significativa da perda de rendimento nos cultivos de estufa em todo o mundo pode ser atribuída ao mau gerenciamento do calor. A capacidade de um produtor lidar com o calor no verão melhora muito quando se aumenta a altura da estufa.

O manejo eficaz de pragas e doenças usando estratégias de manuseio não químicas também depende do bom controle do ambiente de crescimento e o valor da altura na estrutura não pode ser exagerado.

Embora alguns cultivos possam ser cultivados relativamente bem em estufas de baixo perfil, as estruturas mais altas são mais versáteis e mais adequadas para uma ampla variedade de cultivos e, portanto, melhor investimento a longo prazo.

Luz na estufa

Resumo:

Nesta seção proporcionamos informações sobre a medição de luz e energia luminosa. Também abrange:

Transmissão de luz

Qualidade leve

Intensidade luminosa e

Níveis de luz na estufa.

Luz nas estufas

A luz é medida de forma diferente, dependendo de qual parte do espectro da luz está sendo medida. O espectro total de luz do sol (comprimentos de onda de 400 a 1100 nanômetros) é medido em unidades de watts/m2. Em um dia claro e ensolarado de verão, pode haver 1000 watts/m2.

A luz pode ser medida em termos de sua intensidade (lux) ou do número de fotões que alcançam uma superfície (densidade de fluxo de fotões). A parte do espectro que os humanos podem ver, chamada luz visível (380 a 770 nanômetros de comprimento de onda) é medida em lúmen. O lúmen é a unidade de medida da intensidade luminosa e o termo lux se refere ao número de lúmens por metro quadrado de superfície.

Na horticultura, o número de fotões que alcançam uma superfície é mais importante. Os fotões são basicamente pacotes de energia que formam uma corrente de luz. O número de fotões retidos por uma folha determina o nível de fotossíntese e, portanto, a quantidade de crescimento da planta.

A parte do espectro que as plantas usam é chamada de radiação fotossinteticamente ativa (PAR sua sigla em inglês) e está relacionada com a luz no comprimento de onda de 400 a 700 nanômetros que é quase o mesmo que a luz visível, mas não completamente. É medido em unidades de μmol / m2 / s e descreve a densidade do fluxo de fotões, ou seja, o número de pacotes de energia que alcançam uma superfície.

A taxa de pico de fotossíntese na maioria das plantas é de cerca de 450 nm (luz azul) e 650 nm (luz vermelha).

Transmissão de luz

A quantidade de luz que entra em uma estufa é influenciada por:

A orientação da estrutura

Os materiais utilizados na construção e coberturas

A forma do teto/telhado.

A estufa deve ser colocada de norte para sul para proporcionar uma luz mais uniforme e reduzir o efeito de sombreamento da estrutura de suporte. A estrutura de suporte também deve ser minimizada para evitar o sombreamento, tanto quanto possível. Os metais constituem um bom material estrutural devido à sua resistência, o que significa que podem ser usadas treliças mais estreitas e farpadas. Uma estrutura típica de estufa pode reduzir a transmissão de luz em mais de 10%. O tipo de material de cobertura também influenciará o nível de luz na estufa.

Finalmente, a forma do teto/telhado afetará a quantidade de luz que entra na estufa. Por exemplo, um teto/telhado plano limitará a quantidade de luz devido à reflexão, enquanto um teto/telhado curvo proporciona a maior transmissão de luz anual.

Qualidade da luz

Consideramos que é preferível um equilíbrio de luz através da gama PAR, no entanto, estão sendo realizadas pesquisas cada vez maiores no campo da modificação do espectro de luz para melhorar o crescimento da planta.

A luz difusa é melhor que a luz direta, porque é capaz de alcançar as partes inferiores do toldo (menos sombreado) e não causará queimaduras solares. Independentemente de a luz ser direta ou difusa, ela deve ter intensidade suficiente (lux).

O material de revestimento selecionado também pode ser usado para aumentar a quantidade de luz difusa. Uma superfície texturizada sobre vidro, por exemplo, pode aumentar a proporção de luz difusa sem reduzir significativamente o nível total de luz transmitida.

Películas coloridas

A cor das películas de plástico afeta o nível total de luz capaz de penetrar na estufa.

Uma película clara transmitirá maior quantidade de luz. Os plásticos de cor azul e verde transmitem muita luz nos comprimentos de onda do azul para o verde, mas cortam grande parte da luz nos comprimentos de onda vermelhos. A partir dos diagramas de pesquisa em horticultura, é possível observar que a luz vermelha é a banda de onda mais eficiente para o crescimento da planta. É provável que um plástico azul produza uma planta mais lenta, mais curta e mais resistente.

Também é de interesse que as plantas demonstraram usar a luz vermelha como forma de determinar quanta concorrência existe pela luz. Isso ocorre porque superfícies verdes, como as folhas de outras plantas, refletem muita luz vermelha. Se a planta perceber que existe muita concorrência, ela colocará menos energia nas raízes de crescimento e mais no crescimento em altura, crescendo mais rapidamente.

É provável que um plástico verde produza uma planta esticada, de crescimento lento e baixo desempenho.

Uma película branca reduzirá a quantidade total de luz transmitida em até 20%, mas o espectro de luz que entra na estufa permanecerá semelhante ao espectro da luz natural.

Intensidade da luz

As plantas têm uma intensidade ideal de luz. Este é o ponto em que o processo de fotossíntese é maximizado e o crescimento da planta é maior. Se o nível de luz for menor, o crescimento é reduzido. O ponto em que um aumento na intensidade da luz não aumentará mais a fotossíntese é chamado de saturação de luz.

Os pepinos em estufa, por exemplo, requerem pelo menos 250 μmol / m2 / s de radiação fotossinteticamente ativa (PAR). Abaixo deste nível, a produtividade diminuirá. A quantidade de luz na estufa deve ser maximizada sempre que possível. O gerenciamento de calor é a única razão para reduzir os níveis de luz recebida.

O que apontar na estufa

A baixa luminosidade diminui o crescimento e aumenta o custo de produção, mas a intensidade excessiva de luz pode danificar algumas plantas e/ou frutas. A luz é aumentada minimizando os objetos sobre as plantas, incluindo estruturas, tubos, luzes e outros equipamentos. O nível de radiação que entra na estufa pode ser reduzido com os materiais de triagem.

Iluminação suplementar

A iluminação suplementar não é considerada económica o suficiente para produzir na maioria dos cultivos ao redor do mundo, no entanto, pode ser usada luz suplementar para melhorar a uniformidade das mudas durante a propagação.

Gerenciamento de águas residuais da horticultura intensiva: um sistema de áreas úmidas (pântanos)

Resumo

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Minimizar o impacto no meio ambiente das operações agrícolas intensivas foi um projeto de dois anos financiado em conjunto pelo NSP DPI (o então NSW Agriculture) e o Natural Heritage Trust. O projeto foi criado para aumentar a conscientização sobre as águas residuais que são desperdiçadas e estão carregadas de nutrientes em horticultura de estufa e outras indústrias hortícolas intensivas.

Uma parte essencial deste projeto foi a construção de uma abordagem prática e simples para o gerenciamento de águas residuais carregadas de nutrientes. Um sistema de demonstração de áreas úmidas foi construído no Centro Nacional de Horticultura de Estufas.

Orientação e colocação de uma estufa           

A orientação da estufa é tipicamente colocada de norte para sul. Internacionalmente é dada muita ênfase a esta orientação para maximizar a interceptação de luz na estufa. Isso não é um problema nos países onde os níveis de luz são muito mais altos.

As sombras projetadas por calhas, vigas e equipamentos no teto/telhado da estufa podem levar a condições irregulares de luz no cultivo. À medida que o sol se move de leste para oeste durante o dia, as sombras da estrutura da estufa também se movem. Uma alienação este-oeste cria sombras estruturais na mesma parte da colheita ao longo do dia que podem afetar a produtividade dos cultivos e a saúde das plantas nessa área. Posteriormente, para minimizar os efeitos do sombreamento, as estufas são geralmente orientadas de norte para sul.

Nas zonas meridionais, uma orientação de este-oeste pode resultar em uma transmissão um pouco mais suave, mas a necessidade de refrigeração e ventilação é um fator mais importante nas condições dos países mais quentes. À medida que se avança mais para norte, existem ainda menos diferenças na transmissão da luz, independentemente da orientação da estufa. Sublinhamos novamente, o resfriamento e a ventilação e, portanto, a direção dos ventos predominantes devem ser a principal consideração na orientação de uma estufa.

As fileiras de cultivos também são tipicamente alinhadas de norte para sul para minimizar o sombreamento dentro do cultivo. Na maioria das áreas, os respiradouros estarão no este e oeste. A direção dos ventos predominantes debe ser levada em consideração, com estruturas orientadas para aproveitar a brisa fresca do verão.

Nas regiões onde os ventiladores são usados para ventilação forçada, eles devem ser colocados para minimizar qualquer impacto provável nos vizinhos que vivem próximo.

Ao colocar uma estufa, o efeito de sombreamento das telas vegetativas e quebra-ventos também deve ser levado em consideração. A localização de estufas contra uma linha de árvores resultará em rendimentos mais baixos devido aos níveis reduzidos de luz. Os materiais que cobrem a estufa perto das árvores também ficarão sujos com mais facilidade, reduzindo ainda mais a transmissão de luz.

Quando uma estufa é colocada, é recomendado:

Promover uma propriedade com uma projeção visual natural

Considerar a proximidade aos mercados principais

Impedir uma linha direta de visão entre o desenvolvimento e as casas ou estradas adjacentes

Localizar novos desenvolvimentos, tais como estufas adicionais, atrás das estruturas existentes

Situar as estruturas com os reveses suficientes das arestas, estradas e limites

Utilizar paisagismo e vegetação para suavizar o impacto do desenvolvimento

Manter a vegetação e formas de relevo existentes, onde seja prático

Considerar rotas de transporte, disponibilidade de mão-de-obra e serviços

Evitar o desenvolvimento em áreas que sejam visualmente proeminentes ou muito expostas, tais como linhas de arrasto.

Procurar estruturas que sigam os contornos da terra

Evitar situar as estruturas em encostas íngremes (maiores que 1 em 5);

Verificar os possíveis impactos do uso da terra adjacente em termos de pragas, doenças e vegetação indesejada (ervas-daninhas)

Tomar nota das áreas adjacentes sensíveis (por exemplo, áreas úmidas, vias fluviais, vegetação nativa) e colocar as estufas em locais apropriados.

A estufa

Resumo

Esta seção proporciona informações gerais de introdução sobre estufas, tais como:

Suas vantagens

Tipos de estruturas e

Custos

Tipos de estufas

Forma

A classificação de uma estufa está de acordo com sua forma básica. Os tipos incluem Gable, arco plano, cúpula elevada, dente de serra, Skillion e túnel.

Estruturas de múltiplas seções

As estufas multi-extensão ou de múltiplas seções têm uma área de superfície menor do que uma série de estufas de espaço único com capacidade de produção equivalente. Isto resulta em menos perda de calor e uma economia significativa de energia. As economias de escala substanciais e as eficiências de produção também podem ser alcançadas usando projetos com multi-palmo.

As estufas de múltiplas seções tendem a ser mais robustas no design. Como resultado, tendem a sofrer menos danos durante tempestades e ventos fortes.

Outros tipos de estruturas

Casas de sombra

As casas de sombra são estruturas cobertas com materiais tecidos ou construídas de outra forma para permitir que a luz solar, a umidade e o ar passem pelas aberturas. O material de revestimento é usado para proporcionar uma modificação ambiental específica, como luz reduzida ou proteção contra condições climáticas severas. A altura da estrutura pode variar de acordo com o tipo de cultivo que é produzido e podem atingir os 8 metros.

As casas de sombra são usadas em sistemas hidropônicos ao ar livre, especialmente em regiões mais quentes.

Casas de tela

As casas de tela são estruturas cobertas por telas de materiais anti-insetos em vez do plástico ou vidro. Essas casas proporcionam modificações ambientais e proteção contra condições climáticas severas, assim como a exclusão de pragas. Frequentemente são usadas para obter alguns dos benefícios das estufas em climas quentes ou tropicais.

Estruturas superiores da colheita

Uma parte superior da colheita é uma estrutura com um teto/telhado, mas sem paredes. O revestimento do teto/telhado pode ser um material que cubra a estufa, como plástico ou vidro, ou tela de sombra ou proteção contra insetos. Estas estruturas proporcionam algumas modificações no ambiente em crescimento, como a proteção do cultivo contra a chuva ou a redução dos níveis de luz.

Classificação de estufas

As estufas são um investimento baseado em tecnologia. Quanto maior o nível de tecnologia utilizada, maior o potencial de alcançar condições de crescimento estritamente controladas. Essa capacidade de controlar estritamente as condições em que se cultiva está fortemente relacionada com a saúde e produtividade do cultivo. As três categorias de estufas, mencionadas a seguir, foram definidas para ajudar as pessoas a selecionar o investimento mais adequado às suas necessidades e orçamento.

Estufas de baixa tecnologia

Uma proporção significativa de indústrias em países como a Austrália atualmente utiliza estruturas de baixa tecnologia. Essas estufas têm menos de 3 metros de altura no total. Casas de túneis ou «iglus», são o tipo mais comum. Não têm paredes verticais. Têm má ventilação. Esse tipo de estrutura é relativamente barato e fácil de montar. Pouca ou nenhuma automatização é utilizada.

Embora esse tipo de estrutura proporcione vantagens básicas sobre a produção em campo, o potencial dos cultivos continua limitado pelo ambiente crescente e o gerenciamento dos cultivos é relativamente difícil. As estufas de baixo nível tecnológico geralmente resultam em um ambiente de cultivo abaixo do ideal, que restringe a produção e faz pouco para reduzir a incidência de pragas e doenças. O controle de pragas e doenças, como resultado, normalmente é estruturado em torno de um programa de pulverização química.

As estufas de baixa tecnologia têm limitações significativas de produção e ambientais, mas proporcionam uma receita rentável ao setor.

Estufas de média tecnologia

As estufas de nível médio em tecnologia são geralmente caracterizadas por paredes verticais com mais de 2 metros, mas menos de 4 metros de altura e uma altura total normalmente inferior a 5,5 metros. Podem ter ventilação no teto/telhado, na parede lateral ou ambos. As estufas de nível médio são geralmente revestidas com uma película de plástico de uma ou duas camadas ou com vidro, e utilizam diferentes graus de automatização.

As estufas de nível médio proporcionam um compromisso entre custo e produtividade e representam uma base econômica e ambiental razoável para a indústria. A produção em estufas de nível médio pode ser mais eficiente que a produção em campo. Os sistemas hidropônicos aumentam a eficiência do uso da água. Existe uma oportunidade maior de usar estratégias não químicas para o manejo de pragas e doenças, mas, em geral, é difícil alcançar o potencial total da horticultura na estufa.

Estufas de alta tecnologia

As estufas de alta tecnologia têm paredes com uma altura de pelo menos 4 metros, com um pico de teto/telhado de até 8 metros acima do nível do solo. Essas estruturas proporcionam um rendimento superior do cultivo e do meio ambiente. As estruturas de alta tecnologia terão ventilação no teto/telhado e também poderão ter respiradouros nas paredes laterais. O revestimento pode ser uma película de plástico (simples ou dupla), placas de policarbonato ou vidro. Os controles ambientais são quase sempre automatizados. Essas estruturas proporcionam enormes oportunidades de sustentabilidade econômica e ambiental. O uso de pesticidas pode ser reduzido significativamente. As estruturas de alta tecnologia oferecem uma visão geralmente impressionante e, internacionalmente, estão cada vez mais envolvidas em oportunidades de agronegócios.

Embora essas estufas sejam intensivas em capital, proporcionam uma oportunidade altamente produtiva e ambientalmente sustentável para uma indústria avançada de produtos frescos. Para decisões de investimento, sempre que possível, deve procurar instalar estufas de alta tecnologia, pois são elas que proporcionam maior produtividade.

Uniformidade na estufa

A uniformidade na estufa é um requisito básico para obter um cultivo uniforme, bom e de alto rendimento. A uniformidade aumenta a produtividade, a eficiência da mão-de-obra e dos recursos e a qualidade do produto.

Uma das principais áreas de variação de uma estufa é o sistema de irrigação. Uma alta uniformidade de distribuição é crítica. A temperatura e a umidade também podem variar significativamente na estufa e afetar o crescimento e a produção dos cultivos. Em algumas situações, os níveis de dióxido de carbono esgotam e afetam o crescimento dos cultivos.

Informações registradas sobre o tamanho das frutas colhidas e o desenvolvimento das plantas podem ser usadas para dar uma indicação da uniformidade na estufa e também para identificar problemas que poderiam ser melhor gerenciados. O maior desempenho obtido no extremo norte é um fator de níveis mais altos de luz e temperaturas diurnas mais altas. Também existe um caminho de cimento em toda a largura da estufa. Com os dados coletados, pode ser projetado um diagrama para destacar o impacto do design do local e da estufa sobre a uniformidade do cultivo.

Existem três áreas principais que precisam ser abordadas para garantir que o ambiente de estufa seja o mais uniforme possível.

Ventilação

É necessária uma ventilação adequada para evitar o acúmulo de excesso de calor, umidade e exaustão de dióxido de carbono. Tanto a ventilação passiva (com ventilação) como a ventilação ativa (com ventiladores) devem conseguir trocar completamente o ar na estufa pelo menos uma vez por minuto. É melhor ter mais capacidade de ventilação do que a estufa, em vez de não ter energia suficiente.

A ventilação no teto/telhado também é melhor que a ventilação na parede lateral. Os respiradouros, nas paredes de uma estufa, têm uma capacidade limitada para proporcionar um ambiente uniforme. Embora sejam muito eficazes na troca de ar nas primeiras duas filas da colheita, o próprio cultivo atua como um quebra-ventos. Isso se traduz em muito pouco movimento de ar em direção ao centro da colheita.

Circulação de ar

O movimento e a mistura do ar em toda a estufa iguala as diferenças de temperatura e umidade. Sem circulação de ar suficiente, bolsas de ar quente e frio podem ser produzidas. A umidade também se acumulará excessivamente em torno das plantas. As aberturas laterais são limitadas em sua capacidade de misturar completamente o ar em uma estufa (um fator da largura da seção da estufa). A ventilação do teto/telhado circula bem quanto está sendo usada. Os ventiladores podem ser usados para melhorar a circulação de ar e reduzir as condições de crescimento irregulares.

Calefação/Aquecimento

A calefação/aquecimento é relativamente cara e precisa ser eficiente desde o início para reduzir as fugas e custos de manutenção. Um sistema de calefação/aquecimento deve ser capaz de distribuir o calor uniformemente ao longo de todo o cultivo.

As partes específicas da estufa serão mais quentes ou mais frias. O extremo norte e o lado ocidental de uma estrutura tenderão a ser mais quentes. O extremo sul será mais frio. O extremo norte também terá menos sombreamento. As telas podem ser usadas para reduzir os extremos e melhorar a uniformidade.

Ventilação em estufas

Uma boa ventilação é essencial para manter um ambiente ideal de cultivo e melhorar a eficiência geral de uma estufa. É essencial para um bom gerenciamento da temperatura e umidade. O resfriamento é fundamental no meio ambiente dos países mais quentes e é mais comumente alcançado usando ventilação passiva no teto/telhado. O movimento do ar quente para cima e para fora dos respiradouros de ventilação do teto/telhado, tira o ar mais frio para fora.

A ventilação também é importante para a circulação do ar e a reposição de dióxido de carbono. A má circulação de ar reduz a atividade da planta e pode conduzir a problemas com o gerenciamento da umidade e doenças. O movimento do ar na estufa deve estar entre 0,2 e 0,7 metros por segundo. Se os níveis de dióxido de carbono não forem mantidos, o crescimento das plantas será afetado.

A ventilação tem tudo a ver com troca de ar. Grandes volumes de ar precisam ser movimentados durante as condições quentes. Uma estufa precisa ser capaz de alcançar pelo menos 30 alterações de ar por hora, mas o ideal seriam 60, o que nos deixa com uma alteração de ar a cada minuto, e é necessário garantir que o ambiente da estufa possa ser manuseado em condições quentes.

A ventilação pode ser alcançada de forma passiva ou ativa. A capacidade de ventilação das estufas é geralmente descrita como uma porcentagem da superfície do solo. Por exemplo, uma estufa com 30% de ventilação no teto/telhado tem 0,3 m2 de área de ventilação aberta por cada m2 de superfície. Uma estufa nas regiões menos frias deve ter uma capacidade de ventilação de pelo menos 25%, mas é desejável até 40%. É melhor ter mais capacidade de ventilação do que a estufa precisa.

Aberturas ou janelas

A ventilação passiva utiliza aberturas (janelas) que atraem naturalmente o ar através da estufa. As janelas são o método de ventilação mais comum utilizado na produção de estufas. A ventilação no teto/telhado é um método mais eficaz para a troca de ar do que a ventilação na parede lateral. Embora projetos diferentes variem na sua eficácia, em termos gerais, os respiradouros de teto/telhado são até 5 vezes mais eficazes que os respiradouros da parede lateral.

A altura de uma estrutura e a altura dos respiradouros afetam significativamente a capacidade de um respiradouro eliminar o calor da estufa. O “efeito chaminé” natural do aumento do ar quente e do colapso do ar mais frio, que é a base da ventilação passiva, se torna realmente eficaz acima de aproximadamente 3,5 metros. Uma estufa de baixo perfil exigirá, portanto, resfriamento forçado para proporcionar condições semelhantes adequadas a uma estrutura alta.

Ventiladores

A ventilação ativa é o uso de equipamentos para forçar a entrada ou saída de ar da estrutura. Os ventiladores são o método dominante de ventilação ativa de uma estufa e também podem ser instalados em estufas para mover ou circular o ar dentro da estrutura. Os ventiladores de circulação são frequentemente utilizados dentro de estruturas passivamente ventiladas para ajudar o movimento do ar quando a ventilação é mínima.

Quando os ventiladores são usados para a troca de ar, a abordagem mais eficaz é projetar o ar ao longo de todo o comprimento da estrutura para evitar que fiquem bolsas de ar quente. Os ventiladores colocados altos para extrair o ar são mais eficazes para o resfriamento do que os ventiladores que se colocam mais baixo.

Os sistemas de ventilação ativa têm uma capacidade limitada de trocar rapidamente grandes volumes de ar. Se a especificação do projeto para sua estufa for inadequada, poderá ocorrer uma má circulação de ar através do cultivo, gerando um declínio no rendimento.

As estruturas mal ventiladas geralmente têm problemas de sobreaquecimento no cultivo no meio da estufa. Para garantir a capacidade e instalação corretas, é recomendável escolher os ventiladores em conjunto com o fabricante e um especialista independente. Os ventiladores geralmente precisam ter capacidade suficiente para substituir completamente o ar na estufa a cada minuto.

Os ventiladores têm um custo operacional contínuo e a geração de ruído pode causar problemas em algumas áreas. A eficiência dos ventiladores influencia os custos operacionais e devem ser considerados na compra. É importante limpar e manter os ventiladores para garantir que eles estejam funcionando corretamente.

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