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Curso de Postgrado: Modificación de los factores ambientales de los cultivos
Univ. Nac. del Litoral, Facutad de Ciencias Agrarias.
Cortavientos y efectos protectores
Carlos A. Bouzo
El ambiente en que crecen las plantas no siempre es la idea para una óptima
productividad. El uso de cortavientos probablemente es una de las prácticas más
antiguas de la historia de la civilización agrícola. Los problemas de vientos han
sido de vital importancia en determinar la agricultura características de diferentes
regiones del mundo. Los cortavientos también permiten reducir el costo de
calefacción de invernaderos. Además en cultivo a campo las plantas sin protección
están sujetas aparte de a daños mecánicos directos a excesivo enfriamiento, altas
temperaturas, desecación.
En la siguiente figura se aprecia un diagrama resumido del efecto de barrera sobre
los factores micrometeorológicos.
Existe una variada información sobre los efectos de los cortavientos sobre el
rendimiento de los cultivos, que en general es mayor, excepto en las zonas
inmediatamente adyacentes a las cortinas.
De la ecuación de Penman y de numerosos estudios sobre evaporación se deduce
la importante relación que existe entre la velocidad del viento y la evaporación: en
general, 'menos viento, menos evaporación'. Incluso fueron muy conocidas reglas
del pulgar en donde se establecía que la evaporación potencial de una contenedor
es proporcional a la raíz cuadrada de la velocidad del viento.
Sin embargo, asumiendo que inicialmente las menores condiciones de
evaporación puedan determinar un efecto beneficioso sobre el crecimiento de las
plantas, en cuanto a su mayor tamaño y mayor ramificación de las raíces. Esto
puede determinar que la mayor cobertura del cultivo disminuya la importancia
relativa de la protección en cuanto a la evaporación directa del suelo, asumiendo
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que la transpiración es función directa del área foliar, el agua edáfica de las áreas
protegidas puede disminuir más rápidamente, lo que puede conducir a un más
rápido estrés hídrico de las áreas protegidas.
Por esto algunos estudios demostraron la necesidad de riegos diferenciales entre
áreas expuestas y protegidas.
Aunque el efecto que producen las cortinas cortavientos es fácil de imaginar, los
patrones de flujo causado por una barrera impuesta al viento son muy complejas y
difícil de definir con precisión. Por ejemplo, se han discriminado varias zonas
separadas con flujos de diferentes comportamientos aerodinámicos tanto a
barlovento como a sotavento de una barrera.
Los cortavientos varían en efectividad, dependiendo de su altura, porosidad y
longitud. Cuanto más alta es la cortina más es su efecto modificador a sotavento,
como también su influencia a barlovento. Es clásico referenciar el efecto de
protección en función de la altura de la cortina (h).
Sin embargo, la altura pos sí misma no determina la efectividad de protección,
debe incorporarse además el factor de densidad o porosidad de la cortina. En
general, las cortinas muy densas protegen menos distancia a sotavento que
cortinas con un mayor grado de porosidad.
Figura. Efecto de un cortaviento denso sobre la razón de velocidad de viento en el
área protegida (Us) y no protegida (U). De: Van Eimern et al., 1964.
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Figura. Influencia de un cortaviento permeable sobre la razón de velocidad de
viento en el área protegida (Us) y no protegida (U). De: Van Eimern et al., 1964.
El incremento de porosidad permite la penetración del viento y previene el retorno
del aire debido a la turbulencia generada.
Cuanto mayor sea la extensión del cortaviento más constante su influencia. Si la
barrera fuera corta o mostrara claros, se origina un efecto de 'chorro' (jet) que
incrementa incluso el efecto destructor del viento sobre las plantas.
Es generalmente aceptado que la mejor reducción del viento y la mejor protección
a sotavento se consigue con un cortaviento poroso cerca de la superficie, donde la
velocidad del viento es menor. Idealmente, la densidad de la barrera se deberá
incrementar con el logaritmo de la altura en acuerdo con el perfil de velocidad del
viento.
Los cortavientos pueden ser transitorios o permanentes. Transitorias pueden ser
estructuras realizadas con hileras de cultivos más altos como maíz en doble hilera
cada 15 metros (Figura). En estos casos se trata de doble hilera de maíz de 2
metros de altura espaciadas cada 15 metros en un campo con remolacha
azucarera.
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Figura: Razón de velocidad del viento sobre una cultivo de remolacha azucarera
protegido de la velocidad del viento con doble líneas de maíz de 2 m de altura
cada 15 m. Brown and Rosenberg, 1971.
Microclima en los cortavientos
Balance de radiación
La radiación solar y la radiación neta pueden ser reducidas significativamente en
las áreas sombreadas cercanas a los cortavientos (ver simulación en Excel). La
magnitud de esta área depende de la altura de la cortina, la latitud geográfica, la
fecha del año, el grado de exposición (inclinación) de la superficie, fecha y hora
del día. Esto es principalmente dado para las cortinas con orientación E-W y en
épocas del año con baja altitud solar.
Temperatura y Humedad relativa
Es usualmente observado que durante períodos diurnos la temperatura del aire es
mayor en las áreas protegidas que en campo abierto. Esto es debido
aparentemente a una reducción de la mezcla turbulenta y a una consecuente
reducción en la remoción de calor sensible generado a nivel del cultivo o superficie
del suelo. Cuando la mezcla turbulenta se reduce la resistencia aérea ra se
incrementa y el gradiente de temperatura se intensifica.
La reducción de la ventosidad y la efectividad de la mezcla turbulenta en las áreas
protegidas significa que la inversión de temperatura es más intensa. Esto implica
en muchas ocasiones las áreas protegidas son más frías que en campo abierto.
En ocasiones pueden producirse heladas hacia el interior de las áreas protegidas
y no hacia fuera y en los bordes. La reducción del enfriamiento cerca de los
bordes puede ser debido a un intercambio radiante con los árboles.
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Tabla. Temperatura del aire y presión de vapor a 0,5 m de altura en un cultivo de
remolacha protegido con doble hilera de maíz (06:00 - 18:00 hs).
Fuente: Brown and Rosenberg, 1972.
La humedad y el gradiente de presión de vapor también se incrementan en las
áreas protegidas. El vapor de agua originado por la transpiración y evaporación no
es fácilmente transportado más allá de la fuente como sí ocurre a campo abierto.
En una experiencia llevada a cabo con un cortaviento construido con tablillas de
madera con una porosidad de 50% y de 3 metros de altura se obtuvieron para un
cultivo de soja los resultados que refleja la tabla siguiente.
Tabla. Promedio matutino AM (08:00-11:45 hs) y vespertino PM (12:00 - 15:45 hs)
del balance de energía, temperatura y presión de vapor para un cultivo de soja
protegido. Fuente: Miller et al., 1973.
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Respuestas fisiológicas de las plantas a la protección
La evidencia es clara en el sentido que las diferencias en microclima entre áreas
protegidas y no protegidas influye sobre el crecimiento y producción. Cómo el
microclima de las áreas protegidas y la respuesta de la planta se relacionan?
La respuesta es difícil de responder, aunque ya al principio de cualquier
experiencia realizada con protección se observa diferencia radical en el
crecimiento y morfología de las plantas. Frecuentemente las plantas protegidas
muestra una más rápido crecimiento vegetativo e incremento en tamaño. Esto se
manifiesta por un mayor LAI y altura de la planta. Por un lado el crecimiento de las
plantas puede ser favorecido por una reducción en el daño mecánico. Esto puede
causar pérdida de producción por defoliación o por imposición de estrés hídrico
temporario. Ambos factores pueden combinarse para reducir la productividad.
Recientes estudios han demostrado que la principal influencia de la protección es
debido a una mayor turgencia y a una menor resistencia estomática en las plantas
protegidas especialmente durante períodos de estrés hídrico o de fuerte demanda
evaporativa. La figura siguiente ilustra la dependencia de la resistencia estomática
en hojas de plantas de remolacha azucarera protegidas y no protegidas con
relación al potencial hídrico edáfico. La resistencia estomática fue mayor en
plantas no protegidas. La diferencia entre la resistencia estomática se incrementan
con la disminución de la humedad del suelo. Estos datos permiten especular sobre
la influencia y beneficios de las protecciones especialmente en climas áridos.
Figura: Resistencia estomática diaria (08:30-15:30 hs) en plantas de remolacha
azucarera protegida y no protegida. De: Brown and Rosenberg, 1970.
Esta respuesta a la protección es posible que sea una de las principales razones
de una mayor productividad en cultivos protegidos. En condiciones similares a la
anterior pero sin restricción hídrica del suelo se puede observar en la siguiente
figura el incremento en el calor latente de un cultivo de remolacha no protegido
con respecto a uno protegido. Estos resultados permiten especular sobre lo que
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ocurriría si el suelo presentara restricciones hídricas crecientes, sobre todo en las
horas posteriores al mediodía donde ocurre al mayor demanda hídrica del cultivo.
Figura: Patrón diurno del flujo de calor latente de remolacha azucarera en
condiciones de protección y campo abierto junto con la radiación neta del cultivo.
Fuente: Brown and Rosenberg, 1971.