Presión de vapor de agua: la clave del clima

Gestión avanzada del cuarto de cultivo

La velocidad de crecimiento y el desarrollo de las plantas están muy influenciados por las condiciones ambientales en que viven. La luz es, como todos los cultivadores saben, uno de los factores más importantes, pero no es el único. El ambiente que hay alrededor de las plantas, especialmente la temperatura y la humedad relativa del aire, tienen una importancia capital en cómo se comportan éstas.

En este articulo, vamos a comprender de qué modo ambos factores interactúan con la planta y cómo podemos medirlos conjuntamente a través del VPD. Un correcto manejo de este parámetro permite controlar perfectamente el metabolismo de las plantas, conteniéndolo o acelerándolo según sea necesario en cada fase.

Presión de vapor de agua y presión de saturación

 El aire es una mezcla de gases, principalmente nitrógeno (alrededor del 78%), oxígeno (21%), argón (0,93%), CO2 (0,04%), pequeñas cantidades de otros gases y vapor de agua. A la cantidad de agua presente en el aire se le llama presión de vapor de agua.

La cantidad de vapor de agua que puede contener el aire no es infinita, y depende de la temperatura del aire. La cantidad máxima de agua que puede haber en el aire a una temperatura determinada se llama presión de vapor de saturación. Esta presión de saturación es mayor cuanto mayor es la temperatura del aire.

Una vez que el aire alcanza el punto de saturación, el agua empieza a condensarse, formando nubes, niebla o gotas de agua sobre las superficies como las paredes del cuarto de cultivo o las hojas de las plantas. A 0ºC el aire se satura con sólo 4,8 gramos de agua por metro cúbico de aire o 0,611 kPa, a 25ºC se satura con 23 g/m³, mientras que a 40ºC le caben hasta 51,1 g/m3 antes de llegar al punto de saturación.

Esta diferencia en la presión de saturación en función de la temperatura es la causa de que se forme rocío por las noches. Al ponerse el sol (o apagarse las luces del cuarto de cultivo) empieza a bajar la temperatura del aire y baja también la presión de vapor de saturación, hasta que llega un momento que el agua presente en el aire es más de la que puede aguantar, y parte de ella empieza a condensarse sobre el suelo, la hierba o las paredes.

Humedad relativa del aire

 La humedad relativa del aire es el cociente entre la presión de vapor de agua y la presión de vapor de saturación, es decir, qué tanto por ciento de la presión de vapor de saturación está ya ocupado por agua. Por ejemplo, si a 25ºC cada metro cúbico de aire contiene 10 gramos de agua, cuando la presión de vapor de saturación es de 23 g/m3, la humedad relativa sería de (10/23)x100=43,5%.

La humedad relativa juega un papel muy importante en la transpiración de las plantas. Cuando la humedad relativa es muy alta, la presión de vapor dificulta la evaporación del agua de las hojas, y la transpiración se vuelve más lenta. En cambio, en un clima cálido y seco, la humedad de las hojas se evapora con mucha facilidad, y la transpiración se acelera.

Cuando la temperatura dentro del indoor sube más de lo deseado, se pueden contrarrestar en parte sus efectos negativos, elevando también la humedad relativa para reducir la transpiración. Pero conviene tener en cuenta que hay dos problemas asociados a una humedad relativa demasiado alta en un cultivo de interior: la aparición de hongos y la pérdida de eficacia del filtro antiolores de carbón activo. Los filtros de carbón empiezan a perder eficacia si la humedad relativa supera el 70%, y prácticamente no hacen nada por encima del 85%.

Por otro lado, la humedad relativa demasiado baja también es un problema, pues estresa demasiado a las plantas. Con poca humedad, el VPD sube, y la planta se ve obligada a transpirar en grandes cantidades y continuamente, por lo que su metabolismo va a toda velocidad. Si la planta está muy sana y fuerte lo puede soportar, pero si es joven, débil o enferma no podrá con el estrés que supone.

Un ejemplo claro de esto es lo que sucede con los esquejes. Hasta que brotan raíces, un esqueje no tiene forma de absorber agua, por lo que si transpira se deshidrata, pues pierde el agua que contiene pero no la puede renovar. Por eso es esencial reducir al máximo el VPD durante los primeros días, para evitar la transpiración hasta que aparezcan las primeras raíces. Manteniendo el esqueje dentro de un mini invernadero con una humedad cercana al 100%, el VPD se reduce prácticamente a 0, al igual que la transpiración.

Déficit de presión de vapor del aire

 El déficit de presión de vapor (VPD como se le suele llamar por las siglas en inglés) es la diferencia entre la presión de vapor de agua actual y la presión de vapor de saturación. Es decir, la cantidad de agua que todavía podría absorber el aire a la temperatura actual. Se expresa en kPa (kilopascales) y el resultado es, para las temperaturas en las que pueden vivir las plantas, un número entre 0 y 9, siendo 0 una VPD muy baja (que se da a baja temperatura y alta humedad) y 9 una VPD altísima (que se da a alta temperatura y baja humedad). Las plantas suelen preferir valores entre 0,4 y 1,6, según la fase del cultivo.

Déficit de presión de vapor de la hoja

Las plantas experimentan un VPD algo distinto del VPD del aire. Esto sucede porque en el interior de la hoja, la humedad relativa es casi siempre del 100%, por lo que el agua va saliendo constantemente por los estomas y evaporándose en el aire, lo que enfría la hoja por debajo de la temperatura del aire circundante.

Si queremos ser realmente precisos en el cálculo del VPD, debemos usar la presión de vapor de saturación del aire, pero la presión de vapor de las hojas. Para saber cuánto más frías están las hojas que el aire, viene bien usar un termómetro por infrarrojos (se consiguen baratos por internet). Hay que medir la temperatura de las hojas que no están en sombra para tener un dato preciso. Por lo general, las hojas están entre 1 y 3ºC más frías que el aire, aunque pueden llegar a 5ºC. Si no tenemos termómetro láser, podemos colocar un termómetro dentro de la copa de la planta para obtener una medición aproximada.

En ocasiones, en cultivos de interior, nos encontramos con que la temperatura de las hojas es superior a la del aire, casi siempre eso ocurre cuando las lámparas están demasiado cerca de las plantas. El calor radiante emitido por la bombilla es el responsable de recalentar las hojas. En ese caso, es recomendable alejar la lámpara de la planta.

Es esencial usar también la temperatura de las hojas al calcular el VPD. Hacerlo sólo con la temperatura del aire nos dará valores erróneos alejados de la realidad. Por ejemplo, en un cuarto de cultivo en que la temperatura del aire sea de 25ºC y la humedad relativa del 60ºC, el VPD es de 1,28 kPa, lo que nos llevaría a pensar que estamos en valores adecuados para la floración, pero nos estaremos equivocando. Si usamos un termómetro de infrarrojos veremos que la temperatura de las hojas es de 23ºC, dos grados menos que el aire, y al tomarlo en cuenta en los cálculos obtendremos un VPD de 0,9 kPa, mucho más bajo y adecuado para la fase vegetativa, pero claramente insuficiente para la floración.

Cálculo del VPD

La fórmula para calcular el VPD no es demasiado complicada, pero es larga y hay que hacer muchos cálculos, por lo que casi todos los cultivadores prefieren mirar una tabla de VPD como la que acompaña a este artículo, donde sólo hay que cruzar la columna de la humedad con la fila de la temperatura para ver el valor de VPD. En internet hay muchas calculadoras de VPD que te dan el valor exacto simplemente introduciendo la temperatura del aire, la temperatura de las hojas y la humedad relativa. La tabla de este artículo está calculada con una diferencia de -2ºC entre la temperatura del aire y la de las hojas, que es un valor bastante habitual.

Valores de VPD recomendados

Como regla general, para el cultivo de plantas, el VPD adecuado es entre 0,8 y 1,2 kPa, pero se puede afinar más según la fase del ciclo vital en que se encuentren. Es importante tener también en cuenta que el VPD ideal también depende del sistema de cultivo y de la variedad de cannabis que estemos utilizando.

Los esquejes y las plántulas son bastante delicadas, pues aún no tienen un sistema de raíces bien desarrollado. Los esquejes recién cortados no tienen raíces y no pueden absorber agua. Para que se mantengan en buenas condiciones, hay que lograr que la transpiración se reduzca prácticamente a cero hasta que tengan raíces.

Por eso, los primeros días se mantienen en un mini invernadero con todos los respiraderos cerrados y una humedad cercana al 100%. De ese modo, pueden concentrarse en brotar nuevas raíces sin miedo a deshidratarse. Una vez aparecen las raíces y pueden empezar a absorber agua, se puede ir elevando ligeramente el VPD. En general, mientras las plántulas o los esquejes son jóvenes y no pueden soportar demasiado estrés, necesitan un VPD de 0,4-0,8 kPa para que la transpiración sea baja y no se deshidraten.

En la fase vegetativa y al principio de la fase de floración, las plantas ya están más fortalecidas y se encuentran cómodas en un clima menos húmedo, por lo que se puede bajar la humedad relativa para acelerar la absorción de nutrientes y el metabolismo. Es importante no pasarse, pues un VPD demasiado alto provoca que se cierren los estomas para reducir la transpiración, pero esto también reduce la absorción de CO2 que es el elemento más importante para el crecimiento, que es máximo en esta fase. El VPD recomendado es de 0,8 a 1,2 kPa, para que la absorción de nutrientes y el metabolismo se aceleren, pero manteniendo un nivel de transpiración medio.

Desde la mitad hasta el final de la floración el cultivador debe intentar que el VPD sea más alto para reducir el exceso de humedad que podría dañar las flores. El VPD recomendado es de 1,2 a 1,6 kPa, lo que significa una alta transpiración y una gran absorción de agua y nutrientes.

Si el VPD es inferior a 0,4, la transpiración es casi inexistente, y las plantas no crecen. Sucede cuando hace mucho frío y cuando la humedad es muy alta. En el extremo contrario, cuando la VPD es superior a 1,6, las plantas tienen que transpirar tanto que no son capaces y se deshidratan. La VPD es muy alta sobre todo cuando la humedad es muy baja y las temperaturas son altas.

En general, dentro del rango de VPD aconsejado para cada fase del cultivo, si el VPD es bajo se genera menos estrés a las plantas, pero también hace que crezcan menos y más lentamente, mientras que un VPD alto acelera el metabolismo y la absorción de nutrientes, pero a costa de que las plantas vivan más ‘al límite’. Lo ideal es llevarlas tan al limite como sea posible, siempre que estén cómodas y lo lleven bien. Cuanto más sana esté una planta, mejor responderá a un VPD alto. No olvides que estamos hablando siempre dentro del rango adecuado para cada fase. Un VPD de 1,6 siempre será demasiado para una plántula joven, por sana que esté, pues el rango adecuado es de 0,5 a 0,8.

Importancia y efecto del VPD

El VPD influye en el comportamiento de las plantas de distintas formas, y la clave del éxito está en encontrar el punto de equilibrio, que además cambia conforme avanza el ciclo de la planta. Cuando la humedad relativa baja, la planta va cerrando cada vez más los estomas para reducir la perdida de agua por evaporación, y cuando la humedad relativa sube, abre los estomas para facilitar la evaporación. Por eso, un VPD alto favorece la absorción de agua y nutrientes, pero al mismo tiempo, reduce la absorción de CO2, porque los estomas se hacen más pequeños. Por otro lado, con un VPD bajo, los estomas se abren y se mejora la absorción de CO2 a la vez que se reduce la de agua y nutrientes.

El VPD alto acelera la transpiración porque el agua se evapora con mucha facilidad. Al evaporarse, crea una presión negativa en las hojas que tira del agua hacía arriba por los vasos del xilema, y fuerza a la planta a absorber más agua y nutrientes. Cuando el VPD es alto, las plantas pueden crecer y desarrollarse más rápidamente, pero al mismo tiempo están sometidas a mayor estrés, por lo que sólo lo soportarán si gozan de buena salud.

Es un grave error someter a plantas jóvenes, débiles o enfermas a un VPD demasiado alto pues no serán capaces de soportar una transpiración tan alta y se marchitarán o mostrarán signos de estrés por calor como hojas acanaladas o retorcidas. Los valores excesivamente bajos son también perjudiciales, pues la reducción en la transpiración va acompañada de una menor absorción de nutrientes, por lo que la planta crecerá menos y puede desarrollar carencias nutritivas importantes, sobre todo de calcio, que generan puntos de necrosis en las hojas. Los ambientes con VPD bajo también favorecen la aparición de hongos como el oídio.

Efectos de un VPD demasiado bajo (temperatura baja y humedad alta):

• Crecimiento débil
• Enfermedades fúngicas
• Gutación (el agua sale al exterior por el borde de las hojas)
• Deficiencias minerales (especialmente calcio)

Efectos de un VPD demasiado alto (temperatura alta y humedad baja):

• Plantas deshidratadas y estresadas
• Enrollamiento o acanalamiento de las hojas
• Marchitamiento
• Las hojas se vuelven duras, crujientes o coriáceas

El VPD es una poderosa herramienta, pero hay que conocerla bien para no dañar las plantas, ya que se trata de encontrar el punto de equilibrio óptimo. Si bajamos el valor VPD, aumenta la absorción de CO2, pero si nos pasamos de bajada, se reduce demasiado la de nutrientes, y si subimos el valor, crece la cantidad de nutrientes que entran a las raíces pero aumenta el estrés y la transpiración.

Cuando el VPD es demasiado alto, como en un cultivo de interior en verano sin aire acondicionado, las plantas van a transpirar mucho y van a necesitar proporcionalmente más agua respecto a los nutrientes. Por eso, conviene preparar el abono con una EC más baja para que no se produzca una acumulación de nutrientes sin usar en el substrato que pueda causar una sobrefertilización. Además, si hace mucho calor, conviene elevar la humedad relativa para reducir el VPD y que las plantas aguanten mejor el calor.

Modificar el VPD en interior

El déficit de presión de vapor se puede ajustar en los cuartos de cultivo de interior jugando con la humedad, la temperatura y la intensidad de luz.

Para aumentar el VPD:

• Subir la temperatura
• Bajar la humedad relativa (con un deshumidificador)
• Aumentar la intensidad de luz para que suba la temperatura de las hojas

Para reducir el VPD:

Bajar la temperatura

Subir la humedad relativa (con un humidificador)  

Reducir la intensidad de luz para bajar la temperatura de las hojas

El cultivador tiene que ver cómo combinar estos factores para lograr el VPD adecuado para sus plantas. Según la organización del cuarto, tendrá a su alcance una u otra forma de lograrlo. Por ejemplo, si hay que bajar el VPD en verano puede usar un aire acondicionado para bajar la temperatura o un humidificador para subir la humedad, en ambos casos el VPD baja.

Modificar el VPD en exterior o en invernadero

En exterior el VPD también es útil, nos sirve para saber a qué situación se enfrenta la planta, si va a tener que transpirar mucho y necesita más riego, o no. Además, aunque no es posible controlar el VPD exterior del mismo modo que en un cuarto de cultivo de interior o en un invernadero, siempre se puede hacer algo.

Cuando el clima es muy seco y caluroso, las plantas se pueden sentir agobiadas por una transpiración tan intensa. Además, estas condiciones favorecen la aparición de las arañas rojas, una de las plagas más peligrosas para el cannabis. A efectos prácticos, se pueden hacer dos cosas para bajar el VPD: aumentar la humedad ambiental mojando el suelo, o bajar la temperatura reduciendo la insolación (por medio de una malla de sombra colocada sobre las plantas).

Si el clima es demasiado frío y/o húmedo, el interés del cultivador estará en elevar el VPD, y esto es aún más difícil en exterior. Se pueden cubrir las plantas con plástico a modo de invernadero para evitar que les llueva y reducir un poco la humedad, o potenciar la ventilación eliminando hojas grandes o colocando un ventilador que sople sobre las plantas y estimule la transpiración.

Controlar el rocío

Una correcta comprensión del VPD nos sirve, por ejemplo, para evitar la formación de rocío por las noches dentro del cuarto de cultivo, un clásico problema que favorece la aparición de hongos en los cogollos. Lo único que hay que hacer para evitarlo es reducir la humedad por la noche para que no alcance el nivel de saturación cuando baje la temperatura, o bien evitar que la temperatura baje demasiado para que la humedad no suba.

Veamos un ejemplo: un cuarto de cultivo a 28ºC durante el día y una humedad relativa del 70%, contiene 2,648 kPa de presión de vapor, es decir 19 g/m3 de agua. Si por la noche la temperatura baja a 20ºC, temperatura a la que la presión de saturación es de 2,339 kPa y la cantidad máxima de agua que puede haber en el aire es de 17,3 g/m3, nos encontraremos con que aparece el rocío, pues la cantidad de agua en el aire sobrepasa el punto de saturación. Si el cultivador quiere impedir que esto suceda, debe lograr que la temperatura nocturna no baje de 23ºC (presión de saturación de 2,81 kPa o 20,56 g/m3) o, si baja a 20ºC, usar un deshumidificador para mantener la humedad relativa por debajo del punto de saturación (es decir, menor de 100%).