Llamamos humedad relativa a la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua presente en un determinado volumen de aire y la cantidad máxima de vapor que este podría contener, sin saturarse, a una temperatura dada. Es una de las variables básicas de la meteorología junto con la temperatura, la precipitación, el viento y la presión atmosférica.
Una humedad relativa del 100% indica que el aire está saturado, es decir, que ya no puede contener más vapor de agua. Por tal motivo, cualquier excedente de vapor provocará una condensación, ya sea sobre partículas suspendidas en el aire –para formar nubes o nieblas– o sobre la superficie –para formar rocío o escarcha–. En cambio, si la humedad relativa es, por ejemplo, del 60%, significa que el aire contiene solamente el 60% del vapor de agua máximo que puede llegar a contener.
Por otra parte, es importante remarcar que la capacidad del aire para almacenar vapor de agua depende de su temperatura, de tal forma que si esta aumenta, más vapor de agua podrá contener y viceversa. Por este motivo, la humedad relativa del aire se considera siempre para una determinada temperatura.
En este sentido, investigaciones realizadas indican que la humedad relativa es un parámetro climático crítico para cultivos en proceso de producción, donde la mayoría de los productores intentan mantener rangos de humedad óptimos, correspondientes a la necesidad de las plantas que cultivan.
La humedad relativa es considerada un factor fundamental en la producción hortícola ya que ni los equipos de control más sofisticados pueden controlar perfectamente el nivel de humedad ideal en el interior de los invernaderos. Los niveles de humedad están directamente relacionados con las fluctuaciones de cambios de la temperatura del aire en el ambiente. ¿Qué significa esto?, que a medida que aumenta la temperatura, el aire se vuelve más seco –la humedad relativa en el ambiente disminuye–, sin embargo, las plantas aportan un porcentaje de humedad al ambiente constantemente cuando realizan el proceso de transpiración; sin embargo, no es suficiente para mantenerlo en las condiciones ideales que ellas necesitan para realizar los procesos fisiológicos.
La humedad relativa en el interior de un invernadero se presentan tres escenarios críticos para el buen desarrollo de los cultivos: 1. humedades ideales en los rangos de 55% a 80%; 2. humedades superiores al 80% y 3. humedad relativa por debajo del 40%. En estos tres puntos críticos de humedades relativa, la planta siempre está ajustando la apertura estomática de las hojas.
De trabajos realizado por diversos autores, mencionan que humidificar el interior de un invernadero favorece la reducción de la temperatura del aire y de la planta, así como también el aumento de la humedad relativa, Hr, mantener en los rangos de 55%-80% de Hr., se reduce el estrés hídrico de la planta. De igual manera, se tienen mejores aprovechamientos de los nutrientes y del riego, mejor apertura estomática, lo cual conlleva a un mejor proceso de fotosíntesis, se mejora considerablemente la polinización, traduciéndolo en mejor rendimiento y calidad de la producción hortícola.
Es importante mencionar que por arriba de los 80% de humedad relativa en el interior de un invernadero es problemático, debido a que se pueden llegar a presentar altos indicios de organismo patógenos, donde la mayoría de las esporas patógenas pueden germinar de manera exponencial a esas condiciones, por lo tanto, se usa más pesticidas para el control de las enfermedades y es importante mencionar que las plantas tenderán a tener crecimiento débil y estirado, lo que las hace menos resistente a cualquier enfermedad cuando el ambiente supera los 80% de HR.
De igual manera, el exceso de humedad reduce el intercambio de CO2 de la planta con el medio ambiente, reduciendo la transpiración y el proceso de fotosíntesis, traduciéndose en una disminución en la absorción de los nutrientes, particularmente el calcio ya que una absorción inadecuada puede llegar a provocar deficiencia de nutrientes. Además, las bajas absorciones de agua por las raíces a menudo se correlacionan con el nivel de pH del sustrato, provocando que los micronutrientes, como hierro, no estén disponibles para las plantas, convirtiéndose en un problema. Estos inconvenientes principalmente se dan en invierno y a comienzos de la primavera, cuando las temperaturas del aire son bajas y la transpiración no son adecuadas o durante los meses cálidos y húmedos del verano, afectando directamente en el desarrollo de los cultivos, además, hay una disminución en la polinización, dando como resultado una disminución en el rendimiento.
Por otro lado, humedades bajas, 20%-40%, en el sitio trae problemas muy graves, como es la alta pérdida de agua de las plantas a través de los estomas conocido comúnmente como transpiración, llegando al punto de cierre parcial de los estomas, lo que conlleva a consumir poca agua, para evitar marchitamiento o quemaduras de las células (se protegen), provocando un bajo o nulo aprovechamiento de los nutrientes que se agregan en el riego, afectando directamente en el proceso de fotosíntesis, afectando directamente en la producción y rendimiento.
Para mantener o aumentar la humedad relativa en los rangos ideales (55% a 80%) y tener un buen cultivo en el óptimo desarrollo, existen sistemas de enfriamiento evaporativos como son la pared húmeda –permite agregar humedad por medio de la extracción de unos ventiladores colocados al lado opuesto donde se encuentran los paneles húmedos–, y los sistemas de nebulización de alta presión siendo unos de los sistemas que ha ganado terreno en la agricultura protegida y pecuaria para la humidificación y bajar los gradientes de temperatura del medio ambiente.
Los equipos de nebulización son sistemas que trabajan a presión de 70-1000 psi, son técnicas que agregan agua en forma de niebla en la parte superior de los cultivos, dando grandes ventajas para un ambiente más homogéneo, tanto en la temperatura del aire y de la planta, así como en la humedad relativa, resultado de una distribución más dirigida de la humedad en toda la superficie del invernadero (Abdel-Ghany & Kozai, 2007).
Los sistemas de nebulización a alta presión son los sistemas efectivos para disminuir la temperatura en el interior de un invernadero, aumentando directamente la humedad relativa en el interior del sitio de trabajo, lo que se traducen en un aumento de la tasa de fotosíntesis y una disminución de la transpiración de los cultivos agrícolas (Shamshiri et al., 2018). Otras de las ventajas que presenta el sistema de nebulización de alta presión, no moja el área foliar del cultivo, favoreciendo la disminución de presencia de enfermedades fungosas, esto se debe al tamaño de gotas (5-10 μm) los cuales se evaporan antes de llegar al follaje.
Los equipos de nebulización de alta presión juegan un papel muy importante en los sistemas de producción agrícola, se ha mencionado que favorece directamente en el aumento de la humedad relativa en los rangos ideales, 55-80%, y baja los gradientes de temperatura del aire del interior de un invernadero, 24-28. De investigaciones realizadas anteriormente se sabe que al mantener los rangos de humedad deseados, impacta de manera directa en la frecuencia de riego, se disminuye y se aprovecha mejor el agua de los sistemas de riego localizados.
Además de la pecuaria y la agricultura, los sistemas de alta presión se pueden implementar en espacios como restaurantes, bodegas, etc. Como se ha mencionado anteriormente, ayuda a bajar las temperaturas de manera directa del lugar, dando como resultados confort adecuado para quienes lo utilizan o lo habitan.
Los sistemas de nebulización están compuestos de sensores instalados en puntos estratégicos en el interior del invernadero, estos sensores están programados para monitorear las 24 horas del día y mantener en los rangos ideales de un cultivo en específico. Los tiempos de operación de un sistema de nebulización, dependerán de las lecturas de los sensores de temperatura y humedad relativa, los cual están sincronizados con el funcionamiento del equipo de bombeo mediante un controlador; dicho de otra manera, los sensores envían una señal a un controlador el tiempo de encendido y apagado del sistema de nebulización, el cual inyecta agua a presión a través de las boquillas, Figura 1. De esta manera se garantiza mantener en los rangos deseados la humedad relativa del ambiente que deseamos controlar, en este sentido, todo el sistema de nebulización opera de manera automatizada.