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Guía: Heladas

¿Qué es una Helada?

Objetivo: Conocer cómo aprender a prevenir y amortiguar los daños por heladas en zonas templas.

El fenómeno conocido por helada, corresponde a un enfriamiento del aire por debajo de 0° C. Este suceso afecta a tus cultivos porque provoca el congelamiento del agua al interior de los tejidos vegetales que al cristalizarse afectan  a las células roturando sus paredes  a este proceso se le conoce como plasmólisis y cuando sucede la regeneración es imposible y  el órgano o planta afectada se pierde.

 

Daños causados por  helada

Daño por enfriamiento ocurren por una perturbación del equilibrio entre los procesos fisiológicos y pueden ocurrir por:

  • Un exceso de la transpiración de agua con respecto a la absorbida por las raíces. Se produce la muerte por desecación, sus raíces se enfrían a temperaturas de unos pocos grados sobre cero, e igualmente si se les detiene la transpiración (La temperatura a la cual se produce la muerte de la planta depende de la resistencia de la especie).
  • Un exceso de la respiración sobre la fotosíntesis o una perturbación de esta última. Esta causa es de efecto lento porque implica una desnutrición paulatina de las plantas, debido al consumo de reservas acumuladas y falta de asimilación.
  • Un exceso de la descomposición de las proteínas sobre el proceso de síntesis. Las plantas sometidas a enfriamiento próximo a 0°C aumentan el nitrógeno soluble.

 

La sensibilidad de las plantas

Las plantas se agrupan en cuatro categorías de sensibilidad (Levitt, 1980).

  • Frágiles: Son aquellas que no han desarrollado la resistencia  de congelación intracelular (ej.  Plantas tropicales).
  • Ligeramente resistentes: Estas incluyen muchos de los árboles frutales subtropicales, árboles caducifolios, y cultivos hortícolas que son sensibles al enfriamiento hasta los -5 °C.
  • Moderadamente resistentes. Incluyen a aquellas que pueden acumular suficientes solutos para resistir el daño por heladas hasta temperaturas tan bajas como -10 °C, principalmente evitando el daño por deshidratación, pero no son capaces de tolerar temperaturas más bajas.
  • Muy resistentes: Las plantas muy resistentes son capaces de evitar la congelación intracelular así como de evitar el daño debido a la desecación de las células

Los términos mencionados establecen la resistencia de plantas de tipo herbáceo y leñoso ya sean hortalizas o frutales, es sabido que existen especies vegetales que necesitan tener periodos de frio o calor para desarrollarse. Sin embargo como todo ser vivo tiene límites y al sobrepasarlos tenemos grandes daños por eso es importante trabajar nuestras plantas tanto de jardín, hidropónicos o cultivos a cielo abierto e invernadero conforme a las condiciones climáticas y ciclo del cultivo e ir añadiendo el equipo necesario para evitar el daño por heladas.

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Elementos meteorológicos que afectan la formación de heladas.

El estado de la atmósfera se manifiesta a través de elementos del tiempo, como son la temperatura, precipitación, humedad, dirección con velocidad del viento, presión atmosférica, nubosidad, radiación solar y visibilidad. Éstos varían de un lugar a otro por cuestiones de orografía el cual modifica cada elemento del clima   para estas zonas.

Los principales elementos del tiempo que influyen en la formación de las heladas son el viento, la nubosidad, la humedad atmosférica y la radiación solar.

Viento

El viento es fundamental para que se desarrolle una helada por lo cual, una de las condiciones que favorece la ocurrencia de heladas es la ausencia de viento.

La temperatura del aire disminuye conforme aumenta su distancia a la superficie del suelo. Sin embargo, existe una inversión térmica cuando la temperatura es mayor conforme aumenta la elevación.

Diversas condiciones meteorológicas producen las inversiones térmicas; cuando se presenta una inversión térmica, las capas de aire son arrastradas por otras descendentes y más frías. Este fenómeno se manifiesta en los valles, principalmente en invierno, está asociado a cielos despejados con temperaturas bajas cercana a la superficie de la Tierra.

Nubosidad.

Las nubes son extensos conjuntos de pequeñas gotas de agua y cristales de hielo suspendidos en el aire. Se forman cuando el vapor de agua presente en el aire llega a los niveles altos de la atmósfera y se condensa por la temperatura  baja.

Cuando el cielo está cubierto por nubes, éstas disminuyen la pérdida de calor del suelo por radiación hacia la atmósfera y devuelven parte de ese calor a la Tierra.

 Para que ello ocurra, la temperatura del aire en movimiento debe ser mayor a la del punto de rocío (la temperatura a la cual el aire no admite más humedad). Cuando sigue descendiendo la temperatura menor a 0ºC el vapor de agua que contiene produce una capa delgada de hielo en la superficie de la Tierra, que se conoce como escarcha blanca.

Humedad atmosférica.

Cuando disminuye la temperatura a los 0° C o menos, y el viento es escaso, el vapor de agua contenido en el aire, se condensa; si la humedad es abundante, ésta produce niebla y cuando tiene poco contenido de humedad, se forma la helada.

Por ello una gran humedad atmosférica reduce la probabilidad de ocurrencia de heladas. Cuando se presenta una helada, en los cuerpos de agua de una zona y en objetos sobre el terreno se pueden formar capas de hielo.

Radiación Solar.

Una cantidad de radiación solar es absorbida por la superficie de la Tierra y otra es devuelta desde su superficie a la atmósfera (radiación reflejada).

Durante el día, el suelo retiene el calor y durante la noche lo pierde; estos procesos dependen de la nubosidad y del viento que existan sobre ciertas regiones del planeta.

Cuando los días son más cortos y las noches más largas, aumenta la ocurrencia de heladas; aunque exista una menor acumulación de calor en el suelo, habrá un mayor tiempo para que se transmita hacia el aire

 

Tipos de heladas.

Las heladas las podemos clasificar de tres formas por condiciones climáticas, por la temporada del año y por observación:

Clasificación de las heladas a partir de su origen climatológico.

  • Heladas por advección Esta clase de heladas se forma cuando llegan grandes masas de aire frío de origen continental a una región hasta de 100 km², ubicada en las partes bajas de las montañas, en las cañadas o en valles. Se presentan indistintamente en el día o noche. Ellas van acompañadas de vientos moderados a fuertes (velocidades mayores de 15 km/h) y durante ellas no existe inversión térmica (inciso. Los cultivos se enfrían por contacto y los daños que sufren dependen de su naturaleza y etapa en que se encuentre su desarrollo. Los daños en los cultivos se deben al continuo movimiento de aire frío sobre ellos, por lo que es muy difícil protegerlos contra esta clase de helada. Esta helada se puede formar también cuando no hay viento, el cielo está despejado, existe una baja concentración de vapor de agua en el aire y aparecen fuertes inversiones térmicas cercanas a la superficie.
  • Heladas por radiación Estas heladas se presentan por la pérdida de calor del suelo durante la noche. Como se mencionó, durante el día el suelo se calienta, pero al anochecer  pierde calor por radiación, con mayor cantidad en las noches largas de invierno; por ello, las heladas más severas ocurren en esta estación del año Los lugares más propensos a la formación de heladas por radiación son tanto los valles como las cuencas y hondonadas próximas a las montañas. Ello se debe a la acumulación del aire frío que desciende durante la noche. Se originan cuando el aire cercano a la superficie del suelo tiene una humedad relativa baja y disminuye aún más por la llegada de un viento con aire seco. Este último causa la evaporación del agua que se encuentra sobre las plantas, lo que provoca su enfriamiento. Esta helada, aunque poco frecuente, afecta a las plantas con flores y a las hortalizas.

Clasificación de la helada por la época en que ocurren.

  • Heladas primaverales Este tipo de helada afecta principalmente a los cultivos de ciclo anual (como el maíz) cuando se encuentran en la etapa de brotación de ramas o con pocos días de nacimiento. Se presentan cuando en el ambiente se genera un descenso de temperatura.
  • Heladas otoñales También llamadas heladas tempranas, son perjudiciales para los cultivos porque pueden interrumpir bruscamente el proceso de formación de botones de las flores y la maduración de frutos. A estas heladas se le atribuye la reducción de la producción agrícola de una región. Se forman por la llegada de las primeras masas de aire frío sobre el país provenientes del Polo Norte durante los meses de septiembre y octubre.
  • Heladas invernales Se forman durante el invierno si la temperatura ambiente disminuye notablemente. Estas heladas afectan principalmente a los árboles perennes con frutos y especies forestales, especialmente cuando se hace más intenso el frío. Ellas ocurren cuando las plantas se encuentran en periodo de reposo, lapso en el que las plantas disponen de mayores posibilidades de soportar bajas temperaturas.

Clasificación de las heladas por su efecto visual.

  • Helada blanca Para que se presente esta helada es indispensable que el aire cercano al follaje y las flores tengan temperaturas iguales o menores que 0°C, de esta manera, el aire alcanza la temperatura del punto de rocío, ya que con ello existe condensación y de inmediato el vapor de agua del aire pasa al estado sólido para formar hielo. Esta última forma capas de color blanco sobre la superficie de las plantas y en objetos expuestos; se observan principalmente en las mañanas despejadas y sin viento.

  • Helada negra Se desarrolla cuando el aire tiene poco vapor de agua (humedad baja) y la temperatura del punto de rocío es inferior a 0° C; de modo que existe escasa condensación y nula formación de hielo sobre la planta. Sin embargo, los cultivos son dañados y al día siguiente las plantas presentan una coloración negruzca, por la congelación de la savia de las plantas o del agua de sus tejidos. Durante este tipo de helada sucede que al congelarse el agua, se origina un incremento de su volumen, que deriva en el rompimiento y quemaduras en el follaje.
 

Medidas de protección en cultivos

La preocupación de los agricultores para proteger sus cultivos de las heladas se debe a las fuertes pérdidas económicas y naturales que pueden presentarse durante el ciclo agrícola. Existen varios métodos para reducir los efectos de las heladas en cultivos, los cuales se agrupan en indirectos (o pasivos) y directos (o activos).

Los métodos indirectos.

 

Disminuyen la afectación durante el periodo de helada, por la elección apropiada de las especies, variedades, épocas de cultivo y ubicación de las distintas plantas.

Escoger especies y variedades de cultivo resistentes a las heladas y de floración tardía.

Selección del terreno. Generalmente las depresiones son más propensas al frío y al fenómeno de la helada, por lo que se recomienda, en la medida de lo posible, no sembrar en el fondo de los valles cerrados, laderas y cuencas, que constituyen cauces naturales del flujo o masas de aire frío. En tanto, los cerros, lomas y montañas son sitios de dispersión del aire frío, que determinan condiciones poco favorables a la formación de las heladas.

Métodos ecológicos. Se refieren al control de nutrientes, fertilizantes, rompe vientos, entre otros. Al mismo tiempo que desfavorecen la formación de heladas, las técnicas ecológicas ayudan a la compactación y mejoramiento de suelos, así como a la rotación de cultivos. Mientras tanto, los suelos orgánicos o de turba presentan un problema cuando ocurren heladas nocturnas.

Los métodos directos.

Se basan en acciones tomadas antes y durante el periodo de peligro de la helada. En algunos, se reduce la pérdida de calor del suelo protegiéndolo con cajones, cestos, entablillados de madera, u otros elementos vegetales, o bien, produciendo nieblas o humos artificiales en la capa de aire adyacente a la superficie del suelo y reponen las pérdidas de calor agregando una cierta cantidad de él.

Protección o cubierta de los cultivos. (plástico, fibra de vidrio, red, túneles, calentadores, aluminio pulverizado, aislador de espuma e invernaderos) y hasta barreras forestales. Por ejemplo, los abrigos de fibra de vidrio son grandes aisladores de calor para las plantas, presentan un tiempo de duración moderado, asimismo ayudan a una rápida regeneración en caso de ocurrir una helada y su costo es relativamente barato. Una desventaja es que propician que las hormigas se concentren, además de ser más difícil de instalar y manipular que otros abrigos.

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Generación de humo y neblinas artificiales (nubes de humo desde un bote de combustible, combustión química, humo de caldera). Para la generación de niebla, los agricultores usan ramas de árboles podados, estiércol, aserrín, paja, madera y pasto. Aunque no es recomendable por la contaminación ambiental y otros aspectos ecológicos, hoy en día hasta llantas de autos son quemadas.

Calentamiento directo del aire y la planta (calentadores líquidos, calentadores sólidos, calentadores eléctricos). El calentamiento consiste en calentar el aire o medio ambiente de un cultivo momentos antes de que la temperatura sea crítica para las plantas. El objetivo del método es desprender más calor con menos humo.

Los calentadores de petróleo pueden agruparse en:

  • Calentador sin chimenea
  • Calefactor con chimenea a combustión lenta
  • Calefactor con chimenea a combustión forzada por ventilación
  • Calefactor de combustión forzada por presión del combustible.

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Irrigación y goteo. Inundación del terreno para liberar el calor latente. El uso del agua para contrarrestar las heladas es un método muy antiguo debido la capacidad del agua de absorber y liberar energía calórica como se muestra en la tabla.

Tabla de liberación y absorción de energía calórica del agua.

Estado de agua

Liberación  energía calórica.

HIELO

Agua absorbe 80 calorías/gramo

AGUA

Hielo libera 80 calorías/gramo

AGUA

Vapor absorbe 600 calorías/gramo

VAPOR

Agua libera 600 calorías/gramo

Se conocen varias formas de riego para control de heladas como.

  • Inundación: Consiste en utilizar el agua como aislante. Debido al calor específico que posee, puede ceder grandes cantidades de calor experimentando una leve variación de temperatura. Las posibilidades de riego son limitadas, debido a que no todos los cultivos toleran una inmersión prolongada y a la limitada disposición de grandes cantidades de agua.
  • Canales: Tiende a modificar las condiciones térmicas del suelo, con lo cual se disminuye la severidad de la helada.
  • Aspersión: Consiste en aprovechar el calor latente de solidificación del agua. En algunos casos, provoca la modificación calórica del suelo. El agua, al caer sobre la planta se congela liberando una determinada cantidad de calor latente que recibirá el cultivo en el lugar donde la gota de agua cae.

     

En ese momento, la temperatura permanece muy próxima a 0°C. Por este motivo, es necesario que la provisión de agua sea continua, mientras la temperatura del aire circundante permanezca por debajo de 0°C.

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Mezclado del aire (generación de viento artificial por medio de máquinas, como helicópteros). Retardan la pérdida de calor al cubrir las plantas con algún material no metálico como papel, plástico, paja o tela, que intercepte el calor irradiado por la tierra y por las plantas. El objetivo es no dejar escapar el calor de la planta por irradiación. Mantenimiento de la temperatura sobre el punto de congelación por calentamiento artificial de las capas inferiores, por medio de hornillos o botes con petróleo o keroseno.

Los combustibles sólidos pueden ser quemados en aparatos diseñados para ello o estar expuestos directamente al suelo. Existen calentadores que utilizan carbón fósil, como la hulla o lignina, así como conglomerados sólidos de sustancias inflamables. Otro combustible en calefactores es el gas, como metano, butano, etano o propano.

Las etapas principales en que el calor se transmite desde el calefactor hacia el exterior son dos:

          • Transferencia conectiva.
          • Radiación directa.

Los métodos ya mencionados nos permitirán estar preparados y seleccionar el método que sea adecuado para cualquier eventualidad que tenga que ver con bajas temperaturas , debido a la disposiciones de nuestro país en las zonas de clima templado por orografía (conjunto de montañas) se llegan a su citar heladas en primavera severas

Esperamos que esta guía sea de ayuda.

 
 

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