L’agricoltura indoor, ossia al chiuso, può essere un’alternativa sostenibile per coltivare anche in serra? Grazie ai nuovi sistemi di raffrescamento serre, oscuramento e illuminazione è possibile coltivare tutto l’anno anche in presenza di condizioni climatiche particolarmente ostili, a vantaggio di un agricoltura meno intensiva.
In questo articolo nello specifico trattiamo la ventilazione pad-fan di raffrescamento serre e i sistemi di oscuramento per filtrare l’ingresso della luce naturale: filtri luce per pannelli evaporativi, per estrattori d’aria e per serrande.
Ventilazione pad-fan: sistemi di raffrescamento (cooling)
Il raffrescamento con un sistema pad-fan (dall’inglese pannello-estrattore) consiste in una strategia di ventilazione in cui:
- L’aria esterna entra in serra attraversando un pannello evaporativo che la raffresca grazie ad un processo di evaporazione adiabatica.
- L’aria attraversa la serra caricandosi del calore dovuto a tutti gli apporti termici (solari, di conduzione attraverso l’involucro) aumentando quindi la propria temperatura.
- L’aria più calda viene poi estratta dagli estrattori posti sul lato opposto della serra.
- La differenza di temperatura che si genera tra il lato ingresso aria (pannello) e il lato estrazione (ventilatori) si definisce come gradiente di temperatura orizzontale e deve per quanto possibile rimanere in un range tollerabile dalla coltura in modo da non avere macro differenze climatiche e quindi di crescita.
I sistemi di raffrescamento pad-fan sono molto efficaci nelle località con climi molto caldi e secchi in quanto l’aria esterna può essere caricata molto di vapor d’acqua; in queste circostanze un pannello evaporativo può ridurre la temperatura del flusso d’aria che lo attraversa anche di 15°C. Al contrario, nelle località in cui l’umidità esterna è elevata, un sistema di raffrescamento evaporativo non è altrettanto capace di ridurre la temperatura dell’aria per via della ridotta possibilità di caricare l’aria di vapore acqueo.
È quindi molto importante studiare ogni sistema in modo adeguato e selezionare quindi il pannello evaporativo più adeguato per ridurre quanto più possibile la temperatura in serra tenendo sotto controllo l’umidità relativa.
I vantaggi che ne conseguono da un sistema di raffrescamento pad-fan (rispetto ad un sistema di ventilazione tradizionale) sono:
- Riduzione della temperatura al di sotto della temperatura esterna. Con un sistema di ventilazione naturale (o meccanico ma in assenza di cooling) è possibile ridurre la temperatura interna alla serra non al di sotto della temperatura esterna. Con un sistema di raffrescamento evaporativo invece, se la temperatura e l’umidità esterna lo consentono è possibile ridurre la temperatura dell’aria interna alla serra ben al di sotto della temperatura esterna.
- Aumento del valore di umidità. Aumentare il valore di umidità relativa in serra è utile quando si ha a che fare con climi molto secchi e caldi oppure quando la piantagione ha bisogno di elevati valori di umidità (oltre 80-85%). Un sistema di raffrescamento evaporativo permette quindi di ridurre lo stress idrico delle piante che può avvenire in corrispondenza di elevati valori di temperatura associati a ridotti valori di umidità che causano un’elevata differenza di pressione di vapore tra la pianta e l’aria circostante (VPD).
- Uniformità climatica. Un sistema di raffrescamento pad-fan correttamente dimensionato garantisce un ambiente uniforme all’interno della serra evitando elevati (ma comunque inevitabili) gradienti di temperatura o umidità che possono avvenire in assenza di un corretto bilanciamento della portata di ventilazione in relazione agli apporti termici della serra (solari e di conduzione attraverso l’involucro).
Sistemi di oscuramento (filtri luce) e illuminazione serre
Alcune colture sono sensibili al fotoperiodo ossia al numero di ore di luce e di buio a cui sono sottoposte durante la crescita. Per avviare alcune fasi di crescita della pianta (ad esempio la fioritura) è necessario controllare in serra il numero di ore di luce e di buio.
Il controllo del fotoperiodo è possibile in vari modi a seconda del numero di ore di luce e buio di cui la pianta ha bisogno:
- riducendo o evitando l’ingresso di luce esterna con dei sistemi di oscuramento (black-out);
- intervenendo con sistemi di illuminazione artificiale.
Si rende quindi necessario separare completamente le condizioni di luce interne alla serra da quelle esterne. Per farlo ogni possibile punto di ingresso deve essere oscurato per prevenire l’ingresso di luce esterna non desiderata.
Munters è in grado di fornire degli accessori chiamati filtri che permettono di oscurare l’interno della serra permettendo tuttavia la ventilazione.
I filtri luce LFd Munters garantiscono un rapporto di oscuramento di 1:2.000.000 ossia se l’intensità luminosa (in lux) incidente sulla superficie esterna del filtro luce è di 2.000.000 lux quella che si riscontra sulla superficie interna è di 1 lux.
Sono disponibili nel portfolio prodotti di Munters i seguenti prodotti:
- Filtri luce per pannelli evaporativi.
- Filtri luce per estrattori d’aria.
- Filtri luce per serrande.
Quando viene previsto un sistema di oscuramento è importante prendere in considerazione la caduta di pressione addizionale generata da questi accessori. L’incremento di pressione che viene talvolta sottostimato è in realtà significativo e va ad impattare drasticamente sulla portata di ventilazione degli estrattori. In questo contesto si rende necessaria la progettazione accurata del sistema in modo da evitare di sottostimare i parametri di ventilazione che possono interferire sui parametri climatici interni e infine sulla crescita della coltura.
Munters, grazie alla conoscenza di tutti i parametri di funzionamento dei suoi prodotti e grazie alla approfondita conoscenza dell’applicazione è in grado di fornire un servizio di dimensionamento del sistema di controllo climatico che tiene conto di tutti questi parametri.
A cura di Diego Vacca.
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Grazie ai nuovi sistemi di raffrescamento serre e ai filtri luce si può praticare l’agricoltura indoor anche in condizioni climatiche ostili, a vantaggio di un’agricoltura sostenibile e meno intensiva. Tuttavia per realizzare un sistema ben adeguato e circostanziato è necessario studiare a fondo ogni aspetto del terreno, del clima, dell’umidità, delle temperature, del fotoperiodo delle colture, etc. Se hai bisogno di una consulenza contattaci ora o vieni a trovarci in Fitochimica Sarda.