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Ventilazione forzata per il controllo di temperatura e umidità
Soddisfare la necessità di controllo nei microclimi ambientali delle serre
In primo luogo, l’uso di ventilatori per l’irrigazione nelle serre permette di eliminare l’aria stagnante e quella eccessivamente umida, contribuendo così a ridurre gli estremi climatici nei microambienti, condizioni sfavorevoli alla crescita delle piante in serra. In secondo luogo, il flusso d’aria continuo generato dai ventilatori previene la stratificazione dell’aria, nonché l’accumulo di aria calda generalmente presente sul soffitto. I ventilatori perturbano inoltre l’umidità localizzata intorno alle piante, favorendo l’instaurazione e il mantenimento di un deficit di pressione di vapore costante e stabile. Una ricerca nell’ambito dell’agricoltura in ambiente controllato condotta nel 2023 ha dimostrato che i coltivatori che hanno adottato la ventilazione forzata hanno ottenuto una crescita più uniforme del 20% rispetto a quelli che hanno utilizzato la ventilazione passiva. Sulla base di tali motivazioni, i coltivatori dovrebbero prendere in considerazione l’impiego di ventilatori per l’irrigazione con ventilazione forzata nelle proprie serre.
Ventilatori assiali rispetto a quelli centrifugi: quale soluzione è migliore per coltivare piante sensibili all’umidità?
La scelta del ventilatore dipende principalmente dalla progettazione interna e dalla sensibilità delle colture alle fluttuazioni di umidità:
Tipo di ventilatore Tipo di portata d’aria Capacità di generazione di pressione Classi di colture bersaglio
Assiale Portata d’aria elevata, lineare Bassa–media Verdure a foglia ed erbe aromatiche (tollerano le fluttuazioni di umidità)
Centrifugo Emissione direzionale dell’aria Centrifuga Orchidee, funghi e talee in fase di propagazione (richiedono fluttuazioni di umidità comprese tra ±3–5%)
I ventilatori centrifughi sono l'opzione ottimale quando i canali di circolazione dell'aria sono piccoli o ostruiti. Esercitano la pressione adeguata per far circolare l'aria e svolgere la funzione di canalizzazione del flusso d'aria orizzontale (HAF). Concentrano in modo efficiente la circolazione dell'aria in profondità all'interno delle chiome coltivate, massimizzando il flusso d'aria verso le parti superiori delle chiome per disperdere l'umidità. I ventilatori assiali, invece, offrono un raggio d'azione più ampio e possono muovere l'aria più velocemente. Nel caso di talee di orchidee e di colture sensibili alle fluttuazioni di umidità, i ventilatori centrifughi rappresentano l'opzione preferita.
L'uso di ventilatori di aerazione riduce lo stress da malattie sulle colture modificando l'umidità
Livello di umidità soglia per ridurre l'incidenza e il tasso di crescita di Botrytis e Oidio
La riduzione dell'incidenza giornaliera delle malattie delle colture inizia con la gestione dell'umidità. A un'umidità bassa del 85% DC, il fungo Botrytis non germoglia. Se l'umidità rimane inferiore al 70%, si riduce significativamente la crescita della muffa. I ventilatori per colture mantengono questi livelli sostituendo l'atmosfera interna umida con aria a bassa umidità, riducendo così il tempo durante il quale le foglie delle colture sono esposte all'umidità. Nel periodo di elevata umidità, che si verifica prevalentemente di notte, quando la traspirazione è al minimo e si forma la rugiada, utilizzando la modalità di funzionamento corretta dei ventilatori, bastano soltanto 6–12 ore per garantire che le malattie non attecchiscano.
I ventilatori per flusso d'aria orizzontale (HAF) rompono gli strati limite favorevoli ai patogeni
I sistemi a flusso d'aria orizzontale (HAF) eliminano i microclimi in cui prosperano le infezioni fungine. Mantenendo un movimento d'aria a livello della chioma superiore a 0,5 m/s, i ventilatori HAF rompono gli strati limite laminari intorno alle foglie, ostacolando la dispersione delle spore, riducendo l'umidità e consentendo alle foglie di asciugarsi più rapidamente. Questa miscelazione costante previene inoltre la stratificazione termica e l'evaporazione, eliminando le zone sufficientemente fredde da favorire la condensa e la crescita di peronospora e di altri patogeni che dipendono dall'umidità.
Ottimizzazione dell’apporto di CO₂ e dell’efficienza degli scambi gassosi
Riduzione in tempo reale del CO₂ e sua prevenzione nelle serre chiuse.
In serra chiusa, la fotosintesi delle piante può ridurre la concentrazione di CO₂ a livelli inferiori a 150 ppm (parti per milione) già nel giro di 1–2 ore. Questo valore è ben al di sotto dei 250 ppm necessari per garantire un livello ottimale di fotosintesi. Esistono ventilatori di aerazione in grado di contrastare questo problema introducendo aria ambiente, che contiene circa 400 ppm di CO₂. Essi garantiscono inoltre uno scambio gassoso che, in assenza di tali ventilatori, porterebbe a una carenza limitante per la resa. I moderni controllori ambientali sono dotati di sensori di CO₂ che attivano automaticamente i ventilatori ogni qualvolta la concentrazione di CO₂ scenda al di sotto del livello impostato, fornendo così alle colture il CO₂ necessario. Ciò risulta particolarmente importante nella coltivazione di specie ad alta densità, come pomodori e lattuga, poiché la carenza di CO₂ può ridurre la resa di queste colture fino al 30%.
Efficienza termica bilanciata con lo scambio d’aria fresca mediante programmazione intelligente dei ventilatori di aerazione
La programmazione dei ventilatori può essere progettata per risolvere la tensione tra il rifornimento di CO₂ e la dispersione di calore. Grazie ad algoritmi dinamici di controllo predittivo, i ventilatori possono essere programmati per utilizzare una ventilazione ad alta capacità durante le ore centrali della giornata, sfruttando il calore del sole per controbilanciare il raffreddamento dovuto allo scambio di ossigeno. Durante la notte, i ventilatori possono essere programmati per cicli minimi e temporizzati, al fine di conservare l’energia termica necessaria e favorire lo scarico di CO₂. Per il sistema di controllo predittivo basato sui dati, il consumo energetico per il riscaldamento diminuisce del 18–22% per mantenere il CO₂ nella zona ottimale di crescita compresa tra 800 e 1200 ppm.
Costruzione della struttura vegetale e della sua resilienza mediante sollecitazioni meccaniche indotte dal flusso d'aria
Quando il flusso d'aria diretto dei ventilatori per la ventilazione della serra induce un movimento d'aria, genera uno stress meccanico costante e delicato. Simulando l'esposizione al vento naturale, le piante rispondono fisicamente con rinforzi delle pareti cellulari, aumento dello spessore del fusto — misurato come incremento del diametro dei fusti fino al 30% — e miglioramento della deposizione di lignina. Tutti questi cambiamenti positivi hanno accresciuto la resistenza al ribaltamento delle colture e migliorato il trasporto sia dell'acqua che dei nutrienti. Il condizionamento meccanico ha inoltre potenziato la resistenza a stress secondari, come le escursioni termiche e/o le fluttuazioni luminose. Con un’attenta collocazione dei ventilatori e una gestione mirata del flusso d'aria, è possibile sfruttare tale fenomeno per ottenere piante strutturalmente migliorate. Senza compromettere la stabilità del microclima della serra, i coltivatori possono sviluppare colture più resistenti allo stress.
D: Qual è la funzione dei ventilatori di ventilazione in una serra?
I ventilatori di aerazione migliorano i microclimi in una serra aspirando aria dall'esterno per sostituire l'aria stagnante. Ciò contribuisce a evitare escursioni eccessive di temperatura e umidità nel microclima. Inoltre, aiuta a mantenere il deficit di pressione di vapore entro il range normativo, prevenendo lo stress sulle piante.
2. In che modo i ventilatori di aerazione contribuiscono al controllo delle malattie nelle serre?
Il controllo dell'umidità nelle serre, entro i range corretti, può contribuire al controllo e alla prevenzione di alcune malattie, come la Botrytis e l'oidio. I sistemi orizzontali di aerazione possono addirittura contribuire a disturbare l'ambiente in cui i patogeni tendono a proliferare, creando un microclima stabile.
3. Quali sono gli effetti negativi del deplezione di CO₂ sulle serre?
I ventilatori di aerazione garantiscono un rifornimento costante di CO₂ per soddisfare la domanda fotosintetica e mantengono l'equilibrio dei livelli di CO₂.
4. Qual è il beneficio dello stress meccanico causato dal flusso d'aria sulle piante?
Un flusso d'aria regolato crea un effetto simile allo stress meccanico prodotto dal vento naturale sulle piante ed è percepito da queste ultime come la giusta quantità di stress meccanico.