La Verdad sobre los Ventiladores o Máquinas de Viento

Hola! 👋🏻

Las heladas en la agricultura se producen cuando la tierra no es capaz de entregar suficiente calor para compensar la caída de temperatura que se produce durante la noche, y ésta baja de 0°C.

Durante una helada, el agua que se encuentra en el interior de las estructuras celulares de las plantas comienza a congelarse, produciendo daños graves en sus tejidos, similares a quemaduras.

¿Cómo se comportan las heladas?

Las heladas tienen un comportamiento dirigido por la topografía del terreno.

El aire frío es más denso que el aire caliente, por lo que fluye por el terreno de forma similar a un fluido, buscando y concentrándose en las zonas bajas.

Este aire frío desciende por las laderas de los cerros o por las quebradas y se deposita en los sectores bajos. Es habitual encontrar zonas más susceptibles a las heladas en las áreas bajas, incluso dentro de un mismo huerto.

Existen dos tipos de heladas: heladas radiativas y heladas polares.

Heladas Radiativas

Las heladas radiativas suelen ser más suaves y frecuentes. Se generan por el enfriamiento del huerto debido al intercambio de calor por radiación desde el suelo hacia la atmósfera.

Se produce una capa de inversión térmica entre los 10 y 20 metros de altura, un fenómeno atmosférico en el que la temperatura aumenta en lugar de disminuir con la altitud.

Normalmente, la temperatura disminuye a medida que ascendemos en la atmósfera, pero durante una inversión térmica ocurre lo contrario. La inversión térmica es similar a una bolsa de aire más caliente que se sitúa a algunos metros de altura sobre el suelo.

Este tipo de heladas ocurre durante la noche, con suelos despejados, baja humedad y sin viento.

Después de una lluvia, se generan masas de aire más cálidas debido a la evaporación del agua y la liberación de calor latente. Cuando este fenómeno se combina con una inversión térmica, se generan las condiciones ideales para una helada radiativa.

Heladas Polares

Existen también las heladas advectivas o polares, que se producen por el paso de masas de aire frío o polares de grandes extensiones con baja humedad relativa.

El anticiclón del océano Pacífico Sur, situado entre Coihaique y Puerto Montt, trae estas masas de aire frío desde el polo sur y las deposita en la zona centro y sur de Chile.

En este caso, no existe una capa de inversión térmica. Estas heladas son poco frecuentes, pero son las más dañinas por su extensión.

El último evento catastrófico que ocurrió en Chile fue en 2013, generando pérdidas de US$ 823 millones y afectó a tres regiones.

¿Cómo controlar las heladas?

Necesitamos combatir las heladas para proteger los huertos y controlar una helada significa mitigar de alguna forma la caída en la temperatura.

Existen diferentes técnicas de prevención y control de heladas, que se clasifican en pasivas y activas.

Las actividades pasivas, que son de menor costo, se pueden realizar antes de la helada, mientras que los controles activos buscan mitigar la helada en el momento en que ésta está ocurriendo.

Controles Pasivos

Las principales acciones preventivas que podemos realizar son:

1. Plantar en suelos con pendientes: Si se va a realizar una plantación de una especie muy sensible como el palto o los cítricos, es común ver en Chile el uso de las laderas de los cerros con exposición norte.

   

   La exposición norte permite tener más horas de sol durante el día.

   En estos lugares, durante la noche, sucede un fenómeno meteorológico conocido como “deriva catabática”, en el que el aire frío desciende por la pendiente o ladera.

2. Drenaje del aire frío: Otra actividad preventiva es eliminar obstáculos y hacer nivelaciones para desviar el aire frío al drenaje natural del terreno, evitando que llegue a la plantación.

   

   También es común instalar barreras con mallas cortavientos en las zonas altas para intentar detener el ingreso de la masa de aire frío hacia el huerto y en las zonas bajas para que la helada fluya y no se encierre.

3. Manejo del suelo y aplicación de riego: Se debe evitar la cobertura vegetal entre las hileras de los frutales y mantener el suelo húmedo.

   Un suelo desnudo, firme y húmedo durante el día absorbe más energía del sol, que luego libera durante la noche, proporcionando más protección.

Controles Activos

La protección activa incluye el uso de máquinas de viento, aspersores y/o calefactores que se usan para sustituir la pérdida de energía.

1. Aspersión: Este método, aunque costoso en inversión inicial, es económico en términos de energía. Consiste en rociar agua continuamente cuando la temperatura se aproxima a la de congelación para formar una capa de hielo líquido que mantiene la temperatura de las plantas.

2. Calefactores: Uno de los métodos más antiguos para proteger los cultivos son las estufas o calefactores.

   Generan calor por radiación, requiriendo aproximadamente 100 calefactores por hectárea, con un alto consumo de combustible.

3. Ventiladores: Aprovechan el aire más cálido de la capa de inversión térmica y lo mezclan con el aire frío cercano al suelo.

   Los ventiladores, aunque requieren una alta inversión, que puede alcanzar hasta los US$ 40,000 por cada equipo, cubren un área amplia.

   Pueden tener más de un uso práctico, como el secado de la fruta con viento después de una lluvia o del rocío matinal en períodos de cosecha.

   Es actualmente la tecnología predominante en la protección contra heladas en frutales. En el mundo hay más de 50,000 unidades instaladas y en Chile más de 3,000, equivalentes a 15,000 hectáreas protegidas.

¿Cómo son y cómo funcionan los ventiladores?

Los ventiladores son torres de una altura cercana a los 10 metros, sobre las cuales se ubican hélices levemente inclinadas. Debajo de cada torre hay un motor industrial que acciona las hélices.

La función del ventilador es tomar el aire desde la capa de inversión térmica y repartirlo sobre el predio, generando una recirculación permanente. De esa forma se consigue retrasar el efecto de enfriamiento de la helada.

¿Cuál es la cobertura de un ventilador?

En términos generales, un ventilador puede cubrir entre 6 y 7 hectáreas.

La cobertura de una máquina de viento depende de varios factores.

El primero es la especie y la edad de los árboles. No es lo mismo proteger un huerto de cerezos jóven que un huerto de paltos de 10 años. En el huerto de paltos, la máquina de viento tendrá un menor alcance debido a la mayor vegetación existente y a la altura de los árboles.

Un segundo factor es la topografía del huerto.

El tercer factor, y quizás el más importante, es la temperatura de la capa de inversión térmica.

La potencia del motor también influye. Existen máquinas con mayor potencia que son más efectivas.

¿Cómo enfrentar las heladas polares?

En el caso de las heladas polares, la capa de inversión térmica es débil o no existe.

En este caso, se puede usar un calefactor central debajo de la torre que aporte calor en el entorno de la máquina de viento y así aprovechar el flujo de aire que genera la máquina para distribuir ese calor por el predio.

Antiguamente, para saber a qué altura se encontraba la capa de inversión térmica en un momento dado, se prendía una fogata. El humo subía hasta encontrarse con la capa y se estancaba.

Actualmente, existen ventiladores equipados con sensores de inversión térmica que miden la temperatura a la altura de las aspas y a nivel de los árboles, activando automáticamente su operación.

La máquina de viento sin calefactor central genera una diferencia de temperatura de aproximadamente 2°C por 4 o 5 horas. El calefactor central puede aumentar en 2°C adicionales ese diferencial de temperatura, llegando a los 4°C.

Cabe indicar que el uso del calefactor reduce la cobertura de la máquina debido a que, al calentar el aire, este se vuelve más liviano.

Por esta razón, su activación se realiza posterior a la hora de inicio de la operación de la máquina de viento, justo antes de que la temperatura llegue al valor crítico. Esto hará que el descenso de la temperatura se detenga por un tiempo aproximado de 2 horas.

¿Qué pasa con el ruido de las máquinas de viento?

En Chile, las emisiones de ruido están normadas por el Decreto Supremo Nº 38. La normativa establece que la medición se debe hacer en el receptor, en este caso donde están los vecinos, y en función de cuánto ruido se registra, se determina si cumple o no la norma.

En zona rural y horario nocturno, el límite es el mínimo entre 50 decibeles y el ruido de fondo más 10 decibeles.

Lo más habitual es que el límite sea de 50 decibeles, equivalente al ruido existente en una oficina tranquila, es decir, un ruido bastante bajo y exigente de cumplir.

Las máquinas de viento producen ruido debido a que sus aspas giran a alta velocidad y, en particular, el ruido que emiten las de dos aspas resulta molesto para las personas.

La cercanía a comunidades impulsó hace unos años el desarrollo de hélices multi-aspas, que producen menos ruido y que son las que se comercializan actualmente.

Son más silenciosas y giran a una menor velocidad, lo que disminuye la intensidad del sonido y el consumo de combustible.

También se han desarrollado kits de recambio de aspas para las máquinas antiguas.

Ese correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl