Las plantas verdes utilizan dióxido
de carbono(CO2) y agua, en presencia de luz,
para sintetizar compuestos orgánicos mediante la serie de reacciones que
conforman la fotosíntesis. Si alguno de estos tres factores se encuentra a
niveles menores de los que la planta puede utilizar para un máximo rendimiento,
la síntesis de compuestos orgánicos se situará a un determinado nivel, y no
se podrá alcanzar ese potencial máximo. Dicho de otro modo, el elemento que se
encuentre a un nivel menor actuará como factor limitante de la fotosíntesis
y, en consecuencia, del crecimiento vegetal.
La absorción de CO2por parte de la planta se realiza a través de los estomas. Como
entre las funciones de éstos se encuentran la regulación de la respiración y
transpiración del vegetal, la absorción depende de las condiciones de
temperatura, iluminación, nivel de absorción de agua, que regulan la apertura
y cierre de dichos estomas, así como de la disponibilidad del gas en la atmósfera.
La concentración de CO2
actualmente en la atmósfera libre es de aproximadamente 300 o 350 PPM
(partes por millón), aunque los valores difieren según la localización geográfica
de las mediciones. Para que el gas se encuentre disponible para las plantas debe
encontrarse entre 100 y 2500 PPM.
En algunos medios científicos se
sostiene que hace millones de años, la cantidad de CO2en la atmósfera era superior a la actual y que las
plantas nunca perdieron la facultad de procesar CO2a mayores concentraciones. Como consecuencia, el crecimiento vegetal
en la atmósfera actual se encuentra limitado. Sin embargo, a concentraciones
mayores de 2500 PPM pueden producirse resultados negativos, como consecuencia
del cierre de estomas de la hoja.
Añadir CO2a un medio de producción que no recibe la cantidad adecuada
de luz o agua, no produce un aumento de crecimiento. Sin embargo, estudios
realizados demuestran que, en condiciones de luz y suministro de agua adecuados,
un aporte de CO2hasta
llegar a las 1500 o 2000 PPM pueden incrementar el crecimiento hasta 6 veces
en comparación con plantas que se encuentran a los niveles normales de CO2.
Como es lógico, solo se puede
considerar el enriquecimiento del cultivo con CO2en el caso de recintos cerrados como invernaderos. En este caso
tiene, además, especial sentido, porque en una atmósfera cerrada y debido al
consumo, la concentración puede caer hasta niveles bajos. Por otra parte, en
este sistema de cultivo, la disponibilidad de agua y luz serán en general
altas, y será la disponibilidad de CO2el factor limitante.
Además
de mejorar el rendimiento en peso y precocidad de los cultivos, en
ocasiones se observa además una mejora de la calidad del producto obtenido,
aunque esto no siempre ocurre (p. ej. tomate). Sin embargo, debe vigilarse que
este aumento del crecimiento no desencadene desequilibrios, de manera que un
aumento de la parte verde afecte negativamente a frutos o produzca
sombreamientos. Además debe considerarse la posibilidad de que cambien las
necesidades hídricas y de fertilización del cultivo.
Para asegurar la eficacia, a la hora de
llevar a cabo el enriquecimiento debe considerarse la incidencia de luz en
ese momento, no sólo según época del año, sino incluso el momento del día.
Por la mañana comienza la actividad,
pero los niveles de CO2suelen
ser altos, debido a la respiración nocturna. A mediodía, cuando la
iluminación empieza a alcanzar máximos y los niveles de CO2
nocturno pueden haber disminuido, debería incrementarse la concentración de CO2
y mantenerla también por la tarde.
Como es lógico, en verano las
aportaciones deberían ser mayores, debido al mayor índice de iluminación. En
invierno, y según las condiciones, podría incluso ser inútil el aporte sin
una fuente de iluminación complementaria.
El método más sencillo para evitar
que la concentración de CO2 dentro del invernadero caiga, es
utilizar la ventilación para renovar la atmósfera interior. De este
modo se consiguen las 300 PPM que hay normalmente al aire libre. Sin embargo,
esto no puede considerarse como un método de enriquecimiento. Es más, cuando
el verdadero enriquecimiento se lleva a cabo, su eficacia puede verse disminuida
por la necesidad de ventilar (debido a altas temperaturas).
Existe diversas alternativas para
mantener un nivel alto de CO2 en el invernadero: utilizar gases de
combustión de la instalación de calefacción, uso de generadores de CO2,
inyección de CO2 almacenado en bombonas, etc.
Este método consiste en recuperar los
gases de combustión de la calefacción e introducirlos en el invernadero. La
instalación consiste en inyectores y aparatos de medida y seguridad que
dosifican dichos gases.
Alcanzar niveles de unos 1500 PPM se
consigue normalmente sin problemas con el funcionamiento normal del sistema en
invierno. Según algunos autores, para conseguir 1500 PPM se necesitan unos 100
kg de CO2por hectárea
de invernadero y ésto se alcanza con potencias de calefacción de 350 a 500 kW,
muy por debajo de los 2500 a 3000 kW necesarios en pleno invierno.
El principal atractivo de esta
alternativa es que se trata de un enriquecimiento prácticamente gratuito.
La problemática consiste básicamente
en dos cuestiones:
-Como ya se ha visto, las necesidades de fertilización carbónica son máximas
a mayor nivel de iluminación: desgraciadamente esto ocurre en verano, cuando el
sistema de calefacción se encuentra sin o con mínima actividad. Su uso en
invierno puede ser poco eficaz debido a los bajos niveles de iluminación.
Además,
las máximas necesidades de CO2 ocurren de día, y las de calefacción,
de noche. Para paliar este inconveniente, algunos investigadores europeos
proponen poner en funcionamiento las calderas por el día, para poder aprovechar
el CO2, y almacenar el agua caliente en depósitos y hacerla circular
durante la noche. Este tipo de instalaciones tendría, sin embargo, la
desventaja de tener que realizar una mayor inversión en instalaciones (de
almacenamiento, energía, etc.)
-Por otro lado, debe también considerarse la naturaleza del combustible
utilizado, ya que los gases de combustión, además de CO2, contienen otros compuestos que pueden ser perjudiciales (azufre, etc.).
En este sentido, el metano (y por extensión el gas natural, que está formado
mayoritariamente por éste) es una de las fuentes más recomendables.
