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Portuguese El nuevo mundo de las calderas de baja masa
Tal y como aparece en GrowerTalks
- ¿Debe sustituir un sistema envejecido?
- ¿Debe ser el gasto de capital inicial el factor más importante? ¿O debería ser el coste de explotación a largo plazo?
- ¿Y qué hay de asegurarse de que el entorno creado por el sistema de calefacción optimiza la salud y la producción de las plantas?
- ¿Debe preocuparse por los códigos locales que regulan las emisiones del proceso de combustión?
- ¿Ha avanzado la tecnología de la calefacción junto con otras innovaciones en los invernaderos?
Hay buenas noticias para el propietario del invernadero: la tecnología de la calefacción ha evolucionado y existen soluciones modernas, probadas y fiables en forma de calderas de baja masa y sistemas de distribución hidrónicos (agua caliente).
Vamos a desglosar un poco esta cuestión y a crear un buen marco para considerar una renovación o la compra de un nuevo sistema. La primera decisión, y la más obvia, tiene que ver con la forma de distribuir la energía de calefacción en la estructura de un invernadero. Básicamente, hay dos opciones esenciales: agua caliente o aire caliente.
En el mercado estadounidense, seguimos teniendo la suerte de contar con unos costes de combustible relativamente bajos, por lo que los cultivadores pueden seguir siendo rentables incluso con equipos de menor eficiencia. Por eso, muchos cultivadores siguen instalando calefactores unitarios, que no son más que cajas que insuflan aire caliente en la zona de cultivo. El coste inicial es más bajo, pero en este caso se obtiene realmente lo que se paga. En la actualidad existen los llamados calefactores unitarios de "alta eficiencia", pero todo el planteamiento de soplar aire para calentar la zona es erróneo si lo que se pretende es crear el mejor entorno de producción y tener como objetivo la sostenibilidad a largo plazo de la empresa.
Un rápido estudio del sector de la horticultura comercial en todo el mundo revela que Estados Unidos es el único lugar en el que vemos calefactores unitarios en tantas instalaciones. ¿Qué saben los europeos, e incluso los canadienses, que les impide elegir el "aire caliente" en sus sistemas de calefacción?
Saben que utilizar el agua, y no el aire, para distribuir la energía calorífica es más eficiente en cuanto a combustible y más saludable para las plantas. El agua puede transportar 3.500 veces más calor por volumen que el aire. Esto significa que se puede generar mucho calor, conducirlo por tuberías relativamente pequeñas y distribuirlo donde sea más eficaz con un control muy estricto. Por naturaleza, el aire caliente sólo sube, pero el agua caliente puede distribuirse con precisión y con una flexibilidad increíble. En el cultivo en invernadero, esto suele significar dirigir el calor cerca de las plantas para mejorar la producción.
La calefacción del suelo, la calefacción bajo el banco, la calefacción en el banco, la calefacción perimetral y la calefacción bajo el canalón para la eliminación de la nieve y el control de la humedad son opciones para aprovechar el poder del agua caliente. Aunque el coste inicial de un sistema de calefacción por agua caliente es mayor, las opciones de distribución precisas, la mejora de la salud de las plantas y los bajos costes de funcionamiento suponen una muy buena inversión.
Si ahora está convencido de que el agua caliente es el mejor método para suministrar calor, ¿cuál es la mejor manera de calentar esa agua? Las calderas de baja masa. A diferencia de las intimidantes calderas de alta masa del pasado, estas modernas "máquinas de agua caliente" no hierven el agua, sino que transfieren rápida y eficazmente el calor de la combustión al agua, que luego se distribuye como se ha descrito anteriormente. Las calderas de baja masa más avanzadas pueden hacer esto con una eficiencia increíble. Algunas (calderas de condensación, ver barra lateral) pueden utilizar hasta 99% del calor producido por el quemador.
"Baja masa" se refiere a las calderas construidas con metales que transfieren el calor rápidamente: cobre, acero inoxidable e incluso aluminio. Tienen una transferencia de calor máxima y un volumen de agua mínimo. A diferencia de lo que ocurría antes, no parecen una locomotora. Tienen un aspecto compacto y cuadrado, y funcionan de forma silenciosa y fría al tacto, a diferencia de las antiguas calderas de barco que tenían nuestros padres. Están "inactivas" cuando no hay demanda de calor, lo que minimiza las pérdidas en espera.
Pero las calderas de baja masa ofrecen una gran potencia, con tamaños disponibles de hasta 150 caballos, que pueden calentar 60.000 pies cuadrados de espacio de invernadero en el campo frío.
Normalmente, estas calderas se configuran de forma modular, instaladas en un espacio central con varias unidades que trabajan juntas para proporcionar redundancia para la seguridad de la calefacción. Las unidades múltiples se controlan mediante un control secuencial, integrado en el ordenador climático que las supervisa en tiempo real. Esto activa sólo el número de unidades necesarias para la carga de calor en ese momento, optimizando la eficiencia del sistema.
Mientras que los calefactores de aire caliente son un caballo de batalla, los modernos sistemas de calderas como éste ofrecen muchas funciones en una sola. Son realmente el "corazón" del invernadero moderno porque, además de proporcionar calor hidrónico al espacio de cultivo, también pueden calentar el agua de riego a temperaturas óptimas mediante un intercambiador de calor y un depósito de agua. Los estudios demuestran que regar las plantas con agua fría puede provocar un choque en las raíces y detener el crecimiento.
Estas modernas calderas tienen una combustión muy limpia y cumplen incluso las normas de emisiones más estrictas. Sus limpios gases de escape incluyen CO2, que puede aprovecharse mediante sistemas de extracción seguros y específicos para el sector que supervisan, controlan y suministran este vital enriquecimiento a las plantas.
Las calderas de baja masa son verdaderos "jugadores de utilidad" en el campo de la calefacción de invernaderos. Cuando los cultivadores toman decisiones de inversión para construir o mejorar una instalación de cultivo, las calderas de baja masa deberían ser una parte importante de esas consideraciones.
¿Qué es una "caldera de condensación"?
La combustión de 100.000 BTUH de gas natural (o propano líquido) genera aproximadamente 1,25 galones de vapor de agua. En los sistemas más antiguos, si el agua que vuelve a la caldera estaba demasiado fría, o la chimenea estaba mal colocada o la combustión estaba desajustada, este vapor de agua podría "condensarse" en las superficies de intercambio de calor, lo que supondría un desastre para la caldera. Este condensado es agresivo, con un pH de alrededor de 4,0, algo así como el vinagre.
Para evitar este problema, la mayoría de las calderas del pasado se diseñaron para suprimir la extracción de calor del combustible (en el sistema de calefacción) para garantizar que quedara suficiente energía térmica en el escape para elevar y transportar toda la humedad fuera de la caldera para evitar la corrosión. Esto significa que las calderas (y los calentadores de aire) que no están diseñados para condensar los productos de la combustión desperdician mucha energía con rendimientos térmicos máximos de alrededor de 84%, enviando los otros 16% por la chimenea.
Las calderas de condensación actuales están diseñadas con metales más "nobles" que sus predecesoras. Mientras que las calderas antiguas solían estar hechas de hierro fundido o acero, las versiones modernas de condensación son capaces de soportar el condensado corrosivo utilizando acero inoxidable, aluminio (y en algunas unidades residenciales más pequeñas, incluso compuestos de plástico) para las superficies de intercambio de calor, lo que les permite extraer la máxima cantidad de energía del combustible que se quema. Las calderas de condensación actuales están diseñadas para exprimir la mayor cantidad de energía posible del combustible y recoger el condensado, que puede enviarse al desagüe (que puede requerir un tratamiento con un filtro de carbón). Algunos cultivadores incluso incluyen el condensado de la caldera en su estrategia de riego.
