Los principios de los invernaderos que hoy conocemos, maneras de optimizar el calor

Texto de Kris De Decker, que podéis consultar en francés en:

https://solar.lowtechmagazine.com/fr/2015/12/fruit-walls-urban-farming.html

A menudo escuchamos que tienes que comer local y de temporada; ya sea porque las frutas y verduras que no se han tenido que cultivar en otro lugar y transportadas a largas distancias, o porque se han cultivado en invernaderos con calefacción que consumen mucha energía. Sin embargo, este no fue siempre el caso: desde el siglo XVI al XX, se pudieron encontrar agricultores urbanos tan lejanos como Inglaterra que lograron cultivar frutas y verduras mediterráneas utilizando exclusivamente energías renovables.

Para ello, las plantas fueron rodeadas por gruesos “muros frutales”; Estos acumulaban calor del sol durante el día y lo liberaban por la noche, creando un microclima donde la temperatura era 10 ° C (18 ° F) más alta que el área circundante. Posteriormente se construirían los primeros “invernaderos” apoyando uno y luego varios tramos de vidrio contra estas paredes, y la productividad de las plantas alcanzará nuevas alturas, solo gracias a la energía solar.

No fue hasta finales del siglo XIX que los invernaderos se convirtieron en los edificios de vidrio que conocemos, de los que el calor inducido artificialmente se escapa casi instantáneamente, lo contrario de las tecnologías que los precedieron.

Los invernaderos de vidrio actuales suelen instalarse en regiones con un clima templado donde los inviernos pueden ser fríos: su funcionamiento requiere grandes cantidades de energía, ya sea para calentarlos, pero también para iluminarlos y gestionar el nivel de humedad, que reina por dentro.

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), las plantas cultivadas en invernaderos con calefacción tienen un costo de energía de 10 a 20 veces mayor que las mismas plantas cultivadas en campo abierto. Se necesitan 40 megajulios de energía en un invernadero para cultivar un kilo de vegetales frescos (como tomates o pimientos). Esto es comparable a la energía necesaria para producir un kilo de carne de cerdo ( 40-45 MJ / kg en Estados Unidos)

Invernadero de vidrio en Holanda. Imagen: Wikipedia Commons

En los Países Bajos, líder mundial en cultivos de invernadero, en 2013 había 10.500 hectáreas de invernaderos, utilizando 120 petajulios (PJ) de gas natural durante el año, lo que equivale a la mitad de los combustibles fósiles utilizado por toda la flota holandesa.

Este enorme gasto de energía no es muy sorprendente, porque calentar un edificio hecho completamente de vidrio es muy costoso y el rendimiento térmico del vidrio es muy bajo. Cada metro cuadrado de vidrio, incluso de triple acristalamiento, tiene una pérdida de calor diez veces mayor que la de una pared.

Las paredes de frutas

El diseño actual de los invernaderos es el opuesto de las tecnologías de la Edad Media que los precedieron. La gente ha buscado durante mucho tiempo cultivar hortalizas de clima cálido en otras partes del mundo (o extender la temporada de producción), pero no se utilizaba vidrio.

En 1561, el botánico suizo Conrad Gessner llevó a cabo un estudio que demostró los efectos de una simple pared calentada por el sol sobre la maduración de higos y grosellas negras; descubrió que los frutos maduran más rápido cuando la planta se planta cerca de la pared

Las observaciones de Gessner llevaron a la invención de “Muros de frutas” en el noroeste de Europa. La instalación de un muro con una fuerte masa térmica orientada al sur crea un microclima en su base gracias al cual podemos cultivar variedades de frutas mediterráneas en regiones de clima templado como el Norte de Francia, Inglaterra, Bélgica o nuevamente los Países Bajos.

La pared refleja la luz solar durante el día, lo que mejora las condiciones agroclimáticas de las que disfruta la planta. La pared también absorbe el calor del sol que luego se difunde lentamente durante la noche, evitando daños por heladas. Es por tanto un microclima que se mantiene día y noche gracias a esta técnica.

Los muros de fruta también protegen a los árboles de los vientos fríos del norte. A menudo se instalaban algunas baldosas o un dosel de madera para proteger los cultivos, plantados contra la pared, de la lluvia, el granizo y los excrementos de pájaros. A veces se colgaban alfombras con las que se cubrían los árboles cuando hacía mal tiempo para proporcionar protección adicional

Los Muros de la Fruta surgieron al comienzo de lo que se conoce como la Pequeña Edad del Hielo, un período de frío severo en Europa que duró unos 300 años, desde alrededor de 1550 hasta 1850. Los agricultores franceses perfeccionaron rápidamente esta técnica podando las ramas de los árboles frutales para poder sujetarlas a un marco de madera a lo largo de la pared.

Esta técnica de “espalderas” permitió optimizar la superficie disponible de la pared y mejorar las condiciones de vida de las plantas: los árboles frutales se colocaron a poca distancia de la pared para que tuvieran espacio para desarrollar sus raíces.y que el aire pueda circular por las plantas y que haya espacio para poder luchar contra las plagas.

Las paredes de melocotón de París

Los primeros muros frutales aparecieron en los jardines de los ricos y poderosos, en el Palacio de Versalles por ejemplo. Pero posteriormente, ciertas regiones de Francia se apoyaron en la tecnología de los muros frutales para desarrollar el sector agrícola en las ciudades. Montreuil, un suburbio de París, es el ejemplo más espectacular: allí se cultivaron melocotones a gran escala.

Los primeros muros se construyeron en el siglo XVII, y Montreuil tenía más de 600 km de muros de frutas durante la década de 1870 en el apogeo de esta industria. Este laberinto de murallas de 300 hectáreas resultaba tan confuso para los extranjeros que el ejército prusiano decidió evitar Montreuil durante el asedio de París en 1870.

Los melocotones silvestres solo se encuentran en Francia en las regiones mediterráneas, sin embargo, la ciudad de Montreuil logró cultivar 17 millones de melocotones cada año, muy apreciados por su alta calidad. La construcción de muros muy próximos entre sí hizo que la técnica fuera más eficiente al retener aún más calor y bloquear casi todo el viento. En estos huertos cerrados, la temperatura era generalmente de 8 a 12 ° C por encima de la temperatura del resto de la región.

Los muros tenían entre 2,5 y 3 metros de altura, más de un metro de espesor y estaban cubiertos con yeso de cal. Fue posible doblar alfombras a lo largo de las paredes para proporcionar un aislamiento adicional para la fruta en noches muy frías. En el centro de cada jardín amurallado se colocaron cultivos que se contentan con temperaturas más bajas como manzanas, peras, frambuesas, hortalizas o flores

Las uvas de Thomery

El año 1730 vio el nacimiento de una industria similar, esta vez destinada al cultivo de la vid, en la ciudad de Thomery, a 60 km al sureste de París, mucho más al norte que las regiones donde generalmente se cultiva la vid. En el pico de su producción a principios del siglo XX se produjeron más de 800 toneladas de uva, gracias a unos 250 km de muros frutales apiñados en 150 hectáreas de terreno. Las “Chasselas de Thomery” se elaboraron utilizando paredes de arcilla de 3 metros de altura rematadas con una cresta de paja y de hasta 100 metros de largo, todas espaciadas de 9 a 10 metros. En la parte superior de la cresta de azulejos, que sobresalía 25 cm, había una pequeña marquesina de vidrio que, por efecto invernadero, aumentaba aún más la luz del sol y protegía los racimos de la lluvia.Las vides crecen en un clima cálido y seco. por lo tanto, la mayoría de las paredes de frutas estaban expuestas al sureste. Una exposición al sur habría sido incluso más cálida, pero en Thomery las vides se habrían visto sometidas al viento húmedo y las lluvias procedentes del suroeste. Los muros expuestos al oeste y suroeste se utilizaron para producir uvas de menor calidad.

Paredes de frutas onduladas

En los Países Bajos (NDLT: región histórica que comprende la actual Bélgica y los Países Bajos), la industria del muro de frutas también se centró en la producción de uvas. Desde la década de 1850, Hoeilaart (cerca de Bruselas) y Westland (la región donde se encuentra actualmente toda la agricultura de invernadero holandesa) se convirtieron en los principales productores de uvas de mesa. En 1881, Westland tenía 178 km de Murs à Fruits.

Los holandeses realizaron más mejoras en los Fruit Walls. En la segunda mitad del siglo XVIII se empezaron a construir murallas, inicialmente solo en los parques de castillos y mansiones

Muchas de estas paredes tenían formas únicas, y la más notable de ellas era la pared corrugada o “ZigZag” (EN: Crinkle Crankle wall). Aunque es más larga que una pared recta, una pared corrugada ahorra materiales porque las curvaturas permiten que sea lo suficientemente fuerte como para soportar el grosor de un solo ladrillo

La alternancia de curvas cóncavas y convexas le da al muro más estabilidad y le permite resistir fuerzas laterales, como el viento. Además, estos huecos y protuberancias crean un microclima aún más cálido de lo que permiten las paredes rectas. Esto fue de suma importancia para el éxito del negocio, ya que los Países Bajos se encuentran 400 km más al norte que París.

También hay otras versiones de la pared corrugada en formas más angulares que crean nichos bien definidos. Es raro encontrarlos fuera de los Países Bajos, excepto algunos construidos por los holandeses en el este de Inglaterra (dos tercios de ellos en el condado de Suffolk). En su territorio, hay muros frutales en latitudes muy al norte, por ejemplo en Groningen (53 ° N).

Existe otra variante de muros frutales rectos: el muro inclinado. Es una invención del matemático suizo Nicolas Fatio de Duillier y se puede encontrar en un libro que escribió en 1699: “Muros frutales mejorados”. Explica que un muro erigido con un ángulo a 45 ° del horizonte norte y orientado al sur absorbe la energía del sol durante la mayor parte del día, lo que finalmente promueve el crecimiento de las plantas

Calentar las paredes de frutas

La agricultura urbana no despegó tanto en Inglaterra como lo hizo en Francia o los Países Bajos, sin embargo, el muro de frutas se convirtió en un componente esencial de los jardines señoriales ingleses a partir del siglo XVII. Los ingleses estaban interesados en las técnicas de calentamiento de las paredes de la fruta para evitar que las heladas mataran la fruta y facilitar su maduración.

Estas “paredes cálidas” se ejecutaron desde la parte inferior hasta la parte superior de los conductos que se abrían en chimeneas en la parte superior de la pared. Originalmente, se trataba de paredes huecas que se calentaban al encender una chimenea en el interior o mediante una estufa colocada detrás de la pared. A partir de la segunda mitad del siglo XIX, la mayoría de estas paredes frutales se calentaron mediante tuberías de agua caliente

Fue a finales del siglo XIX cuando se produjo el declive de los muros frutales. De hecho, el mantenimiento de una pared de frutas era un trabajo que requería mucha mano de obra cualificada para podar, quitar hojas, etc. El desarrollo del ferrocarril facilitó la importación de productos del sur que requerían menos mano de obra, lo que redujo los costos de producción. Los primeros invernaderos con calefacción también podrían producir rendimientos similares o incluso mayores con mano de obra mucho menos cualificada.

El nacimiento del invernadero

En la Edad Media y principios de la Edad Moderna era difícil obtener cristales transparentes, lo que limitaba efectivamente el uso del efecto invernadero en la agricultura. Los cristales de las ventanas solían estar soplados a mano, lo que solo funcionaba con cristales de pequeño tamaño. Para crear ventanas grandes, se combinaron varias ventanas pequeñas con varillas y parteluces. A pesar de esto, los productores europeos comenzaron a desarrollar invernaderos a pequeña escala ya a principios del 1600. Los tipos más básicos de invernadero eran la “campana”, hecha de vidrio sin fondo que se colocaba en cada planta, y los invernaderos fríos, un pequeño semillero alojado en una caja de madera coronada por un vidrio. Se agregó estiércol a este tipo de invernadero para proporcionar aún más calor.

En el siglo XIX, los agricultores belgas y holandeses intentaron colocar vidrio contra las paredes de la fruta y descubrieron que proporcionaba un impulso adicional al crecimiento de la planta. Este método luego evolucionó hacia la creación del primer invernadero de vidrio de 3 lados, apoyado en una pared de frutas. En la región de Westland de los Países Bajos, los primeros invernaderos se crearon alrededor de 1850. En 1881, 22 de los 178 km de paredes de frutas de Westland estaban en invernaderos.

Con el paso del tiempo, los invernaderos mejoraron y se hicieron cada vez más grandes, mientras que la masa térmica de la pared de la fruta almacenaba y luego liberaba el calor solar después del anochecer

Además de eso, muchos de estos edificios incluían tapetes aislantes que podían doblarse sobre las ventanas por la noche o en un clima frío y nublado. En resumen, los primeros invernaderos fueron edificios con energía pasiva (solar)

Un invernadero de los Países Bajos en la década de 1930, contra una pared de ladrillos. Imagen: Naaldwijk in oude ansichten

Los primeros invernaderos totalmente de vidrio no llegaron hasta la década de 1890, primero en Bélgica y poco después en los Países Bajos. Esta tecnología se benefició de dos factores: el primero fue la innovación en la fabricación de vidrio que redujo el precio del vidrio grande. El segundo factor que explica esta repentina explosión de invernaderos de vidrio es el desarrollo de combustibles fósiles, que desde entonces han hecho posible mantener un edificio de vidrio a una temperatura constante a pesar de las pérdidas masivas de calor.

Entonces, a principios del siglo XX, el invernadero se convirtió en una estructura sin masa térmica. El muro de frutas que lo había dado a luz fue desguazado.

Durante las crisis del petróleo de la década de 1970 hubo un resurgimiento del interés en el invernadero solar pasivo, que rápidamente se extinguió cuando los precios de los combustibles fósiles volvieron a caer, y el invernadero de vidrio siguió siendo la herramienta básica en toda la horticultura occidental. Mientras tanto, China ha construido 800.000 hectáreas de invernaderos solares pasivos en los últimos 30 años, 80 veces el área de todos los invernaderos en los Países Bajos.

Kris De Decker