Desde al menos la época romana antigua, los seres humanos han reconocido el valor de lo que ahora se conoce como agricultura de ambiente controlado, permitiendo a los agricultores cultivar plantas durante todo el año y no solo en ciertas estaciones. Aunque fueron inventados hace cientos de años, los invernaderos continúan siendo el medio más popular de agricultura de ambiente controlado en la actualidad, con innovaciones en tecnología y diseño que han mejorado tanto la belleza como la eficacia de esta tipología. A continuación, exploraremos en detalle la historia y la estructura del invernadero, así como varios ejemplos de diseño de invernaderos innovadores y experimentales.
En el siglo I d.C., Plinio el Viejo documentó que al emperador Tiberio le gustaban tanto los pepinos que sus jardineros produjeron un sistema artificial que les permitía cultivar esta verdura durante todo el año. Antepasado del invernadero moderno, este sistema consideraba una estructura revestida con tela aceitada o mica. Invenciones similares tendrían lugar en todo el mundo: el primer invernadero calefaccionado del cual se tiene registro se fabricó en Corea en la década de 1450, utilizando un sistema de calefacción por suelo radiante para complementar la estructura aislante del invernadero. La experimentación con el tamaño y el diseño de los invernaderos se produjo en Europa a lo largo del siglo XVII, destacando el invernadero de Versalles como un ejemplo sorprendente. En la década de 1800, los invernaderos se convirtieron gradualmente en un fenómeno más común, más allá del dominio de los más adinerados: se extendieron a las universidades con la popularización del campo de la botánica y en 1851, la Gran Exposición se llevó a cabo en lo que era esencialmente un gran invernadero.
En su configuración más general, el invernadero es una estructura hecha de un material transparente como vidrio, plástico o fibra de vidrio. El marco generalmente está hecho de aluminio, acero o madera, y consta de vigas, postes laterales y columnas y, a veces, correas para soporte adicional. El material transparente permite que la radiación solar atraviese el techo y las paredes, creando una temperatura más cálida y constante que el entorno circundante.
Sin embargo, el efecto natural de la estructura transparente a menudo se complementa con otros equipos diseñados para ventilación, calefacción, refrigeración e iluminación, particularmente en invernaderos de tamaño comercial o industrial. Cuando la temperatura exterior se vuelve demasiado fría, por ejemplo en climas con inviernos duros, la calefacción artificial puede complementar el calor de la radiación solar. Sin embargo, debido a que la estructura transparente es naturalmente menos aislante, el costo y la huella ambiental de la calefacción artificial pueden ser altos. La calefacción pasiva es una solución natural: la energía solar, el calor residual del ganado e incluso la calefacción geotérmica pueden proporcionar una calefacción suplementaria adecuada en la mayoría de las situaciones.
Por otro lado, los invernaderos habitualmente pueden presentar problemas de sobrecalentamiento, especialmente cuando el ambiente circundante es inusualmente cálido. Los invernaderos se pueden enfriar simplemente abriendo las ventanas integradas, lo que puede hacerse de forma manual o automática mediante controladores electrónicos. La ventilación también ayuda a mantener el invernadero a una temperatura óptima, dejando salir el aire caliente desde el techo del invernadero y empujando el aire frío hacia su parte inferior. Esta circulación también proporciona dióxido de carbono fresco para la fotosíntesis y la restauración de las plantas, evitando además la acumulación de patógenos en las plantas.
Por último, algunos invernaderos utilizan luces de cultivo durante la noche para aumentar la cantidad de luz que reciben las plantas, lo que les permite crecer de manera más saludable y, potencialmente, incluso producir más cultivos. Diferentes sistemas de riego, desde el riego manual con manguera hasta los sistemas automáticos como el riego capilar o por goteo, también pueden afectar el crecimiento y el rendimiento de las distintas especies. El tipo y la calidad de cada uno de estos sistemas artificiales variarán según la escala de la operación del invernadero, la ubicación y el clima del entorno circundante, y las especies de plantas que se cultivan.
Si bien los invernaderos suelen estar hechos de material transparente y un marco estructural, la forma del invernadero en sí puede variar drásticamente. Uno de los diseños más tradicionales es el invernadero a dos aguas: una estructura rectangular con un techo transparente a dos aguas. La forma se asemeja a una casa simple, y fue la configuración utilizada por RicharDavidArchitekti en su diseño para un invernadero familiar en Horice. Otro diseño estándar es el Quonset independiente, un invernadero semicilíndrico largo que se popularizó después de la Segunda Guerra Mundial. El Palacio de Cristal se erigió con esta forma; hoy, el proyecto JAjaus de beSTe arkitektura agentzia bat sirve como un ejemplo más moderno. Para estructuras de invernaderos comerciales, el estilo conectado por canaletas o canalones es muy común. Este sistema ubica dos o más invernaderos uno al lado del otro y los conecta con una pared común, y es una tipología útil para operaciones de mayor escala, muy frecuente en las décadas de 1980 y 1990. La desventaja de este método, sin embargo, es la reducción de la relación entre el área del piso y el área de la pared exterior, lo que puede limitar la eficacia del calentamiento a través de la radiación solar. El invernadero como hogar de BIAS Architects es un ejemplo de este estilo de construcción.
Un estilo menos común pero estéticamente agradable es el invernadero de cúpula geodésica, popularizado en el siglo XX. Ejemplos históricos importantes incluyen el Proyecto Eden de Cornualles y el Climatron en el Jardín Botánico de Missouri. Más recientemente, Dome of Visions de Kristoffer Tejlgaard y Benny Jepsen, así como uno de los invernaderos del Penghu Qingwan Cactus Park, fueron diseñados y construidos en forma de domo geodésico. Otros invernaderos en el parque de cactus también experimentan con formas y diseños diferentes.
El invernadero ha recorrido un largo camino desde que los romanos construyeron por primera vez estructuras de mica para los pepinos del emperador Tiberio. Hoy en día, los invernaderos se complementan con sistemas artificiales automatizados, pueden tomar una gran cantidad de formas y tamaños diferentes, e incluso pueden servir para múltiples usos, como la Casa Natural Uppgrenna de Tailor Made arkitekter, un spa y edificio de conferencias con forma y estructura de invernadero. Gracias a sus propiedades naturales de calefacción, esta tipología puede ser una opción ecológica para cualquier programa en el clima adecuado.
