pubblicato il 10 settembre 2018

La ventilazione di una serra

Vi sono due sistemi di ventilazione che si possono adottare: Ventilazione Naturale e Ventilazione Meccanica

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La ventilazione in una serra consiste nella sostituzione o ricambio dell'aria calda interna della stessa con un'altra massa d'aria più fresca proveniente dall'esterno. In questo modo si può evacuare gran parte del sovraccarico di calore riducendo la temperatura e, al tempo stesso, modificare l'umidità e la concentrazione di CO2.

Vi sono due sistemi di ventilazione che si possono adottare: Ventilazione Naturale e Ventilazione Meccanica. Il sistema di ventilazione deve essere scelto in base al tipo di coltivazione e alle caratteristiche dell'edificio. La descrizione che verrà effettuata di entrambi i sistemi obbedisce a delle costruzioni sperimentali effettuate, e indubbiamente si può indicare come obiettivo comune il fatto di stabilire dei ricambi orari tra 45 e 60.
   La temperatura interna in un giorno soleggiato sarà da 5,5 a 6,5 ºC al di sopra di quella esterna con 45 ricambi/ora e da 4,5 a 5,5 ºC con 60 ricambi/ora.
   Le entrate d'aria vengono progettate affinché in inverno l'aria esterna si mescoli con quella interna del locale prima di incidere sulle piante.

Ventilazione naturale

La ventilazione naturale si basa sul fatto che l'aria calda interna della serra aumenta ed esce dalle aperture sul soffitto con entrate laterali dal basso. Si creano delle correnti d'aria che ventilano lo spazio coperto. Il montante della ventilazione ottenuta con questo sistema dipende dal gradiente di temperatura interna-esterna, dall'intensità e direzione del vento e dalla costruzione della serra.
   La ventilazione naturale esige grandi aperture, dal 15% al 25% della superficie coperta e richiede di decidere se optare per aperture centrali o laterali o una combinazione di entrambe. Per ottenere una buona distribuzione dell'aria bisogna coprire tutta la lunghezza della serra e, per i periodi freddi, oppure per poter regolare l'umidità, è necessario poter chiudere in modo progressivo, parziale o totale queste aperture.
La manovra può essere manuale o automatica ma sarà sempre opportuno che sia meccanizzata, centralizzando il suo comando. Nei cambiamenti bruschi del clima bisogna poter reagire con rapidità e in qualsiasi momento, per cui se il sistema è automatico bisognerà dotarlo di sensori per la pioggia e per il vento per poter agire.
   Tuttavia, con questo tipo di ventilazione è difficile conoscere il tipo di rinnovo d'aria ottenuto, è impossibile regolare la velocità di incidenza dell'aria sulle piante, è troppo condizionato alle condizioni meteorologiche e nel caso di serre riscaldate è difficile conservare l'energia a causa della chiusura difettosa delle finestre o dei camini centrali particolarmente lunghi, soprattutto quando le strutture serricole invecchiano dopo un lungo periodo d'uso. 

Ventilazione meccanica semplice

La ventilazione meccanica consiste nel rinnovare l'aria con l'installazione di ventilatori elettromeccanici collocati sul tetto oppure nella parte alta di un fianco della serra, a seconda della larghezza dello stessa. Le entrate d'aria esterna vengono collocate nella parte bassa della parete opposta a quella dei ventilatori o su entrambe se lo scarico è centrale. 
   Si è definito "semplice" il fatto di convogliare l'aria dall'esterno, con la sua temperatura e umidità e scaricarla, dopo essere passata dall'interno, evacuando umidità, gas e carico di calore verso l'esterno. È logico che la temperatura minima interna che ci si può aspettare con questo sistema sia al massimo la stessa dell'aria esterna.

Il numero di ricambi aria ora N scelti, tra 40 e 60, indicheranno il flusso d'aria necessario:

        Q (m3/h) = volume del locale x N

E il numero di ventilatori sarà:

               N                Q totale                  
                     q (flusso di un ventilatore)

I ventilatori verranno distribuiti lungo la struttura, sul tetto o su un fianco, separati da 7 a 10 m l'uno dall'altro. Le entrate d'aria verranno protette, verso l'esterno, con griglie per evitare l'entrata di uccelli o roditori. Verso l'interno si collocheranno dei deflettori nel caso in cui l'aria esterna incida direttamente sugli impianti più vicini. La connessione elettrica dei ventilatori verrà effettuata tramite dei regolatori di velocità che consentiranno di ottenere dei regimi di ventilazione diversi a seconda delle esigenze

Ventilazione meccanica umida

 Questo sistema consiste nel saturare di umidità l'aria d'entrata facendola passare attraverso dei pannelli di grande superficie costruiti con materiale fibroso inzuppato d'acqua. Dei canali perforati lungo la parte alta dei pannelli forniscono continuamente acqua per mantenerli bagnati.
   L'aria esterna spinta da un ventilatore contro i pannelli nel caso di un impianto a sovrappressione, oppure aspirata da un estrattore sulla parete opposta della serra, nel caso della depressione, penetra nella serra satura di umidità e con una temperatura più bassa. All'interno del locale si mescola con l'aria dell'ambiente ed evapora abbassando la temperatura e modificando la sua umidità. L'aria all'uscita sarà quella risultante dalla miscela, trascinando anche i gas esistenti.
   Con questo sistema si rinnova l'aria, la si raffredda e si varia la sua umidità. Il raffreddamento ottenuto sarà maggiore quanto più è asciutta l'aria esterna, e si possono raggiungere differenze di 5 ºC.
L'efficienza dell'impianto viene definita come il rapporto tra la differenza delle temperature tra l'aria esterna e quella immessa all'interno e quella dell'aria esterna e quella dell'immissione nel caso in cui sia satura al 100%. Si possono raggiungere rendimenti del 90%. 
   La progettazione della disposizione dei ventilatori e dei pannelli deve risolvere i problemi della velocità dell'aria sulle piante e i gradienti di temperature all'interno della serra.

Alcuni aspetti a cui bisogna prestare attenzione sono :
 - La velocità dell'aria attraverso i pannelli umidi deve essere tra 1 e 2 m/s.
 - La perdita di carico di un pannello non deve superare i 15 Pa con un raffreddamento di 3 ºC. I pannelli, che occupano tutta la lunghezza di un fianco della serra, devono avere un'altezza tra 0,5 e 2,5 m.
 - Il flusso d'acqua per bagnare il pannelli verticali deve oscillare tra i 4 e i 10 l/min per metro di lunghezza degli stessi.

   Se i locali sono molto ampi bisogna adottare la disposizione del ventilatore a soffitto con entrate d'aria e pannelli umidi su entrambi i fianchi. 

Aspersione e nebulizzazione d'acqua

   Consiste nel distribuire in tutto il locale dei vaporizzatori d'acqua che diffondano gocce in tutto l'ambiente. A seconda delle dimensioni delle gocce, al di sopra o al di sotto dei 200 µm., possono bagnare o formare nebbia. Queste gocce d'acqua evaporano, assorbendo gran parte dell'energia solare ricevuta, per cui raffreddano l'ambiente.
   E' un sistema inferiore alla ventilazione umida, per cui si consiglia di associarlo a una semplice ventilazione.
Un inconveniente da sottolineare è che i dispositivi di nebulizzazione sono molto delicati perché si possono ostruire i piccoli fori degli aspersori con i sali dell'acqua.