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Criterios de diseño
        para invernaderos
 Técnicas de Cultivo que mejoran la
     productividad del tomate:
Sistemas descuelgue e interplanting

                  Esteban José Baeza Romero
                    Dr. Ingeniero Agrónomo
INVERNADEROS MEDITERRÁNEOS



                            Italia: 30.000 has
España: 50.000 has



                                                    Turkía: 34.000 has




  Marruecos: 12.000 has




             Superficie total aproximada:  150.000 has
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
Los costes de cultivo suben
Cada año    Hay mayor competencia por los mercados
           Aumentan las exigencias de los consumidores
                 ¿Las expectativas de precios?

           Para mantener y/o aumentar rentabilidad
                Aumentar Producción y Calidad
                Ampliar calendario de producción

       Es necesario controlar el clima del invernadero

     Mejorar Estructuras           Sistema de Control


     Implementar nuevas Técnicas de Cultivo
ESTRUCTURAS
Mayor altura del invernadero




                                    4,5
                             4,1
                      3,8
               3,4
        3,2
 3,0
                                           Altura a cumbrera
                                           Raspa y amagado
                                                   (m)


1984   1989   1994    1999   2004   2009
                Año
Incorporación de ventanas a los invernaderos




Superficie de ventilación :
  Recomendada 25% (sin malla)
  Media en Almería 12%
CRITERIOS DE DISEÑO
PARA INVERNADEROS
CRITERIOS DE DISEÑO PARA
         INVERNADEROS
                 i -DISEÑO DE LA ESTRUCTURA
                        Geometría
                        Orientación
                        Equipamientos
 CONTROL DE LA
                        Técnicas culturales
   RADIACIÓN
EN INVERNADERO
                 ii-MATERIAL DE CUBIERTA
                       Transmisividad
                       Absorción
                       Reflexión
Geometría (pendiente)

                                       α     α            α   α        α     α
      Transmisividad (%)

                           0,75
                            0,7
                           0,65
                            0,6                                         21 de diciembre
                           0,55
                            0,5            N-S      E-W
                           0,45
                                  10         20       30          40    50         60
                                                  Ángulo α
                                                                       Castilla y Soriano
Latitud 37ºN
Asimet 9; PE-térmico
Orientación
                                      Invernaderos de baja pendiente
                                     10º 10º       10º 10º        10º 10º
                           75
      Transmisividad (%)

                           73
                           71        E-W         N-S
                           69
                           67
                           65
                           63
                           61
                           59   4%
                           57
                           55
                                 21-Dic        21-feb    21-Abr      21-jun
Latitud 37ºN
Asimet 9; PE-térmico
                                                              Castilla y Soriano
Invernaderos de alta pendiente

                                      30º 30º             30º 30º            30º 30º
                             80
        Transmisividad (%)

                             75

                             70

                             65                                      Orientación
                                           15%

                             60
                                                                    E-W            N-S
                             55
                                  21-Dic         21-feb       21-Abr           21-jun
Latitud 37ºN
Asimet 9; PE-térmico

                                                                    (Castilla y Soriano)
Consideraciones
•Orientación E-O mejora la transmisividad frente a N-S
(para nuestra latitud) aunque es menos uniforme.

•Pendiente de 20-25º maximizan la transmisividad.

•En invernaderos de baja pendiente (10-12º) no es tan
crítica la orientación (ej. ‘parral’)
Ventilación
necesaria para controlar Tª, HR y CO2
PRINCIPAL AGENTE REFRIGERANTE LA PLANTA

   G = 1000 W m-2        Un    cultivo sano   y  bien
                         desarrollado es capaz de
                         retirar el 70% del exceso de
   τG = 0,6              energía



 τG × G = 600 W m-2
           Evaporación


   Suelo
¿Por qué es tan importante la ventilación natural?




         C02                  ET
                                             Ta
                                             Tc
                          HR/DPV



          Por la noche puede interesar ventilar para evitar fenómenos de
          inversión térmica en noches despejadas, sin viento, y para
          evacuar excesos de humedad.
TAMBIÉN ES MUY IMPORTANTE VENTILAR…




 POR LA MAÑANA PARA ELIMINAR GASES
 POTENCIALMENTE                         ANTES DE ENTRAR AL INVERNADERO
 FITOTÓXICOS Y NOCIVOS EN SISTEMAS DE   A TRABAJAR DESPUÉS DE REALIZAR
 CALEFACCIÓN DE AIRE COMBUSTIÓN         TRATAMIENTOS FITOSANITARIOS
 POR COMBUSTIÓN DIRECTA


UNA BUENA VENTILACIÓN DEBE
                                                    POR LA MAÑANA, EN
   CONTRIBUIR TAMBIÉN A                             CASO DE USAR
   MEJORAR EL CONFORT                               SUBLIMADORES POR LA
      TÉRMICO DE LOS                                NOCHE, ANTES DE
    TRABAJADORES DEL                                ENTRAR A TRABAJAR
       INVERNADERO.                                 AL INVERNADERO
UNO DE LOS PRINCIPALES PROBLEMAS
 DE LOS INVERNADEROS DE ALMERÍA


    VENTILACIÓN NATURAL DEFICIENTE



INSUFICIENTE AREA        TIPOS DE VENTANAS
   DE VENTANAS             POCO EFICACES


           USO DE MALLAS ANTI-
             INSECTO DE BAJA
                POROSIDAD
Efecto de la posición de la ventana
                                                     30


Tasa de renovación (vol h-1)

                            20      Efecto eólico

                                                          Ventanas sin mallas
      Efecto térmico                                        V. Cenital
                                                10
                                          33%               V. Cenital + Lateral
                      5
           25%


                      0 m/s                      4 m/s
                                 Viento
(adaptado de Pérez-Parra)
Efecto de la malla en la ventana
                                                  10
Tasa de renovación (vol h-1)


                         6                   6
                                      60%
                                                                V. Cenital con malla 20*10
                   4
        67%                                                     V. Cenital sin malla




                 0 m/s                       4 m/s
                             Viento

 (adaptado de Pérez-Parra)            Se recomienda 25% superficie ventana (sin malla)
Efecto sobre la ventilación
                                     100
                                      90                                                                  % que se reduce




                  Reducción estimada
                   tasa de ventilación
                                      80                                                                  la tasa de
                                      70                                                                  ventilación con
                                      60                                                                  respecto a no




                           (%)
                                      50                                                                  tener malla
                                      40
                                      30
                                      20
                                      10
                                       0
                                           0    10    20    30   40    50    60   70   80        90 100
                                                                 Porosidad (%)



  Reducción relativa de la tasa de ventilación en función de la porosidad para mallas estudiadas

             M1           M2             M3      M4        M5     M6        M7    M8        M9      M10    M11   M12   M13

Porosidad
    %       43           40              43      39        43     33        38    39        31      33    40     38    29

Reduccíon
  Vent.     46           50              46      50        46     56        52    50        60      58    49     51    62
   %
COMO COMPENSAR LA PÉRDIDA DE VENTILACIÓN POR LA MALLA…
Para invernaderos de más de 10 capillas (lo habitual comercialmente),
solamente las ventanas cenitales abatibles dobles o alternas
proporcionan tasas de ventilación aceptables…




                                                                         10
                                                                         9




                                  Pendiente ecuación de ajuste tasa de
                                                                         8
                                                                         7




                                         ventilac.-veloc. viento
                                                                         6
                                                                         5
                                                                         4
                                                                         3
                                                                         2
                                                                         1
                                                                         0
                                                                              0   1   2    3    4    5    6     7    8   9 10 11 12 13 14 15 16
                                                                                                               Nº de capillas
                                                                                          "Abatibles barlovento"         "Abatibles alternas"
                                                                                          "Abatibles dobles"             "Abatibles sotavento"
Sin embargo, las ventanas alternas no funcionan bien
           en invernaderos de baja pendiente (ej. Parral
2
                          multicapilla)
1.8


1.6


1.4


1.2         Hay mucho movimiento de aire en la parte superior del
            invernadero pero no en la parte inferior..
1
      Las ventanas dobles dan más juego en la gestión en
0.8    función de la dirección del viento y aseguran mejor
      movimiento de aire en todo el invernadero cuando se
0.6
                abren las dos (con y sin viento)…
0.4


0.2


0
EFECTO DEL TAMAÑO DE LAS VENTANAS Y DE LA GEOMETRÍA DEL
       INVERNADERO SOBRE LA VENTILACIÓN NATURAL




                        El ancho estándar de las ventanas abatibles
                        está en torno a 0,8 m, por miedo del agricultor
                        al viento, dado que la automatización de la
                        apertura y cierre de las ventanas es casi
                        testimonial…automatizando, no hay razón para
                        no hacer ventanas más grandes, ya que…
…incrementar el tamaño de las ventanas cenitales tiene un claro e importante
efecto sobre los valores de caudal de ventilación, valores que crecen aún más
para las velocidades más altas de viento


                                             100

                                             90

                                             80
             Tasa de ventilación (m 3 s-1)


                                             70                                                     Gas trazador
                                             60                                                     Modelo 2: 0,7 m
                                                                                                    Modelo 1: 0,4 m
                                             50
                                                                                                    Modelo 3: 1 m
                                             40                                                     Modelo 4: 1,4 m
                                             30                                                     Modelo 5: 1,6 m
                                                                                                    Modelo 6: 1,9 m
                                             20

                                             10

                                              0
                                                   0     1     2       3       4        5   6   7
                                                               Velocidad del viento (m/s)



                                                   A una velocidad promedio de 4 m s-1, solamente las
                                                   ventanas con un anchura superior a 1 m
                                                   proporcionan valores aceptables de intercambio de
                                                   aire (>30 vol. h-1)
       OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Influencia sobre la distribución de temp.


16                                          16



14                                          14



12                                          12



10                                          10



8                                           8


                                            6
6


                                            4
4


                                            2
2


                                            0
0




     CONTORNOS DE SALTO TERMICO MODELO 2. CONDICIONES DE FRONTERA:
     TEMPERATURA EXTERIOR 303 K; TEMPERATURA SUELO INVERNADERO 330 K;
     TEMPERATURA PLÁSTICO 305 K; VELOCIDAD VIENTO EXTERIOR 3 m/s
Geometría del invernadero: efecto de la pendiente de
                          las capillas
                                                                                      Caudal de ventilación (m 3 s-1)
Vel. del viento (m s-1) Gas trazador (4,4 m)                                         CFD (4,4 m) CFD (4,9 m)      CFD (5,4 m)    CFD 5,9 (m)
           2                     7,7                                                     7,7           7,8            7,9            7,8
           3                    10,2                                                     9,7          11,9            14,1          15,3
           4                    12,7                                                    11,6          19,6            21,5          21,6
           5                    15,1                                                    14,2          23,3            27,4          29,5
           6                    17,6                                                    17,4          25,8            32,4          35,1


                                           40
                                                                                                           Experimental (gas
                                           35
                                                     Q = 5,62v                                             trazador). (Pérez-
                                                       2                                                   Parra et al., 2004)
                                                     R = 0,96
           Caudal de ventilación (m 3/s)




                                           30                                                              CFD: 4.4 m
                                                    Q = 5,28v
                                           25         2
                                                    R = 0,97
                                           20                                                              CFD: 5.4 m
                                                    Q = 4,46v
                                                      2
                                           15       R = 0,96
                                                                                                           CFD: 4.9 m
                                           10
                                                    Q = 2,95v
                                                      2
                                           5        R = 0,93
                                                                                                           CFD: 5,9 m
                                           0
                                                0      1        2       3        4       5     6     7
                                                                Velocidad del viento (m /s)



     OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
5.11e+00                                                     6.30e+00
4.86e+00                                                     5.99e+00
4.60e+00                                                     5.67e+00
4.35e+00                                                     5.36e+00
4.09e+00                                                     5.04e+00
3.84e+00                                                     4.73e+00
3.58e+00                                                     4.41e+00
3.33e+00                                                     4.10e+00
3.07e+00                                                     3.78e+00
2.81e+00                                                     3.47e+00
2.56e+00                                                     3.15e+00
2.30e+00
                                                             2.84e+00
2.05e+00
                                                             2.52e+00
1.79e+00
                                                             2.21e+00
1.54e+00
                                                             1.90e+00
1.28e+00
                                                             1.58e+00
1.02e+00
                                                             1.27e+00
7.68e-01
                                                             9.51e-01
5.13e-01
                                                             6.37e-01
2.57e-01
                                                             3.22e-01
1.46e-03
                                                             7.37e-03


           PENDIENTE ESTÁNDAR 11,9º                                             PENDIENTE 19º
6.72e+00                                                     6.91e+00
6.38e+00                                                     6.56e+00
6.04e+00                                                     6.21e+00
5.71e+00                                                     5.87e+00
5.37e+00                                                     5.52e+00
5.04e+00                                                     5.18e+00
4.70e+00                                                     4.83e+00
4.37e+00                                                     4.49e+00
4.03e+00                                                     4.14e+00
3.69e+00                                                     3.80e+00
3.36e+00                                                     3.45e+00
3.02e+00                                                     3.11e+00
2.69e+00                                                     2.76e+00
2.35e+00                                                     2.42e+00
2.02e+00                                                     2.07e+00
                                                             1.73e+00
1.68e+00
                                                             1.38e+00
1.34e+00
                                                             1.04e+00
1.01e+00
                                                             6.91e-01
6.73e-01
                                                             3.46e-01
3.37e-01
                                                             7.68e-04
1.07e-03

                PENDIENTE 25º                                                  PENDIENTE 30º
              OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Optimización del diseño de las estructuras de ventilación cenital en invernadero tipo parral




             CAMPOS ESCALARES DE GRADIENTE TÉRMICO INT.-EXT. (ºC)
         9


         8


         7


         6


         5
                                  11,9º                                                         19º


         4

                                                                     2
         3
                                                                     2

         2                                                           2



         1                          25º                                                        30º

         0



                OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Nielsen (2002) :Método para mejorar la
circulación de aire en la zona de cultivo




                                      (Sase, 1983)
Optimización del diseño de las estructuras de ventilación cenital en8.00e+00
    7.87e+00                                                          invernadero tipo parral
     7.47e+00                                                       7.60e+00
     7.08e+00                                                       7.20e+00
     6.69e+00                                                       6.80e+00
     6.29e+00                                                       6.40e+00
     5.90e+00                                                       6.00e+00
     5.51e+00                                                       5.60e+00
     5.12e+00                                                       5.20e+00
     4.72e+00                                                       4.80e+00
     4.33e+00                                                       4.40e+00
     3.94e+00                                                       4.00e+00
     3.54e+00                                                       3.60e+00
     3.15e+00                                                       3.20e+00
     2.76e+00                                                       2.80e+00
     2.37e+00                                                       2.40e+00
     1.97e+00                                                       2.00e+00
     1.58e+00                                                       1.60e+00
     1.19e+00                                                       1.20e+00
     7.94e-01                                                       8.01e-01
     4.01e-01                                                       4.01e-01
     8.32e-03                                                       5.53e-04



                Ventanas alternas sin deflector                                Ventanas alternas con deflector


                                                                    Ventanas dobles; Velocidad del aire a 1
                                                                    m de altura para tres configuraciones
                                                                    diferentes. Sin deflector, con deflector
                                                                    en todas las capillas y con deflector
                                                                    solamente en la primera y última capilla.



                                                                               No es necesario colocar el
                                                                               deflector en   todas   las
                                                                               ventanas


                 OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Consideraciones
•En el techo, las ventanas abatibles         mejoran   la
ventilación frente a las enrollables.

•Es necesario incrementar la superficie de ventilación
para compensar el uso de mallas.

•Las ventanas laterales tienen una influencia, sustancial
en la ventilación, para anchos de invernadero de hasta 50
m.

•La ventilación es necesaria para reducir Tª, HR,
incrementar CO2 y eliminar la condensación
MEJORAR LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL
EN LOS INVERNADEROS DE ALMERÍA SIGUE SIENDO
UNO DE LOS GRANDES RETOS PARA CONSEGUIR
MEJORAR LAS COSECHAS Y LA CALIDAD DE LAS
MISMAS.
ES FUNDAMENTAL COMENZAR A AUTOMATIZAR LA
APERTURA Y CIERRE DE LAS VENTANAS MEDIANTE EL
USO DE CONTROLADORES DE CLIMA.
LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL ESTÁ TRABAJANDO
CON LA UNIVERSIDAD DE ALMERIA PARA EL
DESARROLLO DE CONTROLADORES DE CLIMA
SENCILLOS, ROBUSTOS, FÁCILES DE EMPLEAR POR
LOS AGRICULTORES, DE BAJO PRECIO Y QUE
RESPONDAN A LOS PROBLEMAS DE CLIMA LOCALES
(EJ. INVERSIÓN TÉRMICA NOCTURNA, VIENTOS SECOS
DE LEVANTE, ETC.)
Propuesta de diseño de un nuevo prototipo de invernadero tipo parral con ventilación mejorada

           Propuesta de nuevo diseño de invernadero parral con
                         mejoras de ventilación
          Se desarrolla un nuevo modelo en 2D de invernadero para simulación
          CFD que incorpora de forma conjunta las modificaciones de diseño
          de la ventilación previamente evaluadas y que han proporcionado
          mejores resultados:
                •Ventanas abatibles más grandes (más anchas: 1,6 m y largas:10
                m).
                •Uso de ventanas abatibles dobles en cada capillas.
                •Incremento de la pendiente (de 11,9º a 27º).
                •Uso de deflectores (anchura 1 m) en la primera y última capilla.




                OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Propuesta de diseño de un nuevo prototipo de invernadero tipo parral con ventilación mejorada

                               80
                                                                                                                Con el nuevo diseño, los
Tasa de ventilación (m3 s-1)


                               70
                               60                             y = 11,636x                                       valores de tasa de ventilación
                                                              R2 = 0,9955
                               50                                                                               se    multiplican    de    forma
                               40                                                                               drástica, en un factor próximo a
                                                                                 y = 2,9626x
                               30
                                                                                 R2 = 0,9263                    4, respecto a los obtenidos con
                               20
                               10
                                                                                                                el invernadero de referencia de
                               0                                                                                diseño estándar de ventilación.
                                    0        1        2        3        4         5         6            7
                                    Velocidad del viento (m s-1)            Parral estándar
                                                                            Parral: prototipo mejorado

                                                                                                     5.11e+00
                                                                                                     4.86e+00
                                                                                                     4.60e+00
  Con la nueva configuración                                                                         4.35e+00
                                                                                                     4.09e+00
  de ventanas cenitales se                                                                           3.84e+00

  consigue un aumento muy                                                                            3.58e+00
                                                                                                     3.33e+00

  positivo en la circulación de                                                                      3.07e+00
                                                                                                     2.81e+00
  aire en la parte inferior del                                                                      2.56e+00
                                                                                                     2.30e+00
  invernadero, no tanto en la                                                                        2.05e+00
                                                                                                     1.79e+00
  última capilla…                                                                                    1.54e+00
                                                                                                     1.28e+00
                                                                                                     1.02e+00
                                                                                                     7.68e-01
                                                                                                     5.13e-01
                                                                                                     2.57e-01
                                                                                                     1.46e-03


                                                   OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
Condensación

         La condensación en
         invernadero se produce,
         especialmente al
         amanecer, cuando
         la planta empieza a
         transpirar y la
         temperatura de la cubierta
         es baja
La condensación reduce la transmisividad de la
radiación (hasta un 15%)

  La caída de gotas de agua sobre el cultivo aumenta el
riesgo de enfermedades
Pendientes de cubierta mayores a 25º, junto a
materiales plásticos antigoteo, permiten retirar el
agua de la cubierta del invernadero
ESTACIÓN EXPERIMENTAL
  INVERSOS
  Propuesta de un nuevo prototipo de invernadero:
     - Aumenta la producción
      - Mejora la calidad
      - Permite cultivar todo el año
 Mejora la eficiencia en el uso agua, energía y
mano de obra
Capillas de 8 metros
    Nueva estructura
                                          Plástico tensado en tramos rectos
                                          Altura en canal de 4,6 m
                                          Altura en cumbrera de 6,9 m
                                          Pendiente del 30 º
                                          Potenciando al máximo la ventilación




Además, esto proporciona un gran volumen interior que supone una mayor
amortiguación frente a los cambios bruscos de clima en el interior de la estructura.
Mejoras en la ventilación natural (1)
 Importancia del tamaño y tipo ventana
  Ventanas abatibles dobles de 1,9 m de anchura, con
cremalleras de 1,5 m en todas las capillas
 Combinación ventanas laterales y cenital




                                            Baeza y Pérez-Parra
Mejoras en la ventilación natural (2)




La malla anti-insecto, en lugar de colocarse directamente en la ventana, se
ha colocado de forma inclinada aumentando su área para compensar la
pérdida de ventilación que provoca. En el espacio que queda entre la
ventana lateral y la malla se han colocado nebulizadores de baja presión
para simular un “Cooling”, en económico.
Mejoras en la ventilación natural (3)
También se puede emplear para cultivar plantas reservorio de enemigos
naturales, como se observa en la foto.




                                     Las ventanas laterales abren
                                     desde abajo, para maximizar el
                                     efecto chimenea, y abren hasta 3 m
                                     para obtener máxima ventilación en
                                     las épocas de más temperatura para
                                     limitar el salto térmico.
Mejoras en la pendiente del invernadero (1)
 El invernadero presenta una pendiente de 30º en tramos rectos.
- Optimizar la transmisión a la luz, especialmente en la época invernal
con la orientación Este-Oeste.
 - Mejorar la recogida de la condensación, con lo que se mejora la
transmisión de luz en invierno y se evita el goteo sobre el cultivo.
- Mejora el intercambio de aire en la zona de cultivo.
 Mayor exposición al viento del plástico y mayor pandeo del mismo.
 Reducir el ancho de los paños de plástico incorporando más correas.
Canaleta para recoger la condensación interna
Material antigoteo
Resultados de mejoras en el clima (1)
                                        Temperaturas (ºC) 22/07/2009
                   44
                   42                                              8 ºC
                   40
                   38
Temperatura (ºC)




                   36
                   34
                   32
                   30
                   28
                   26
                   24
                   22
                   20
                   0:00:00   4:48:00      9:36:00       14:24:00       19:12:00        0:00:00   4:48:00
                                                  Hora del día
                                       Temperatura exterior [ºC]
                                       Temperatura interior nave 22 con blanqueo(ºC)
                                       Temperatura nuevo prototipo sin blanqueo [ºC]
Resultados de mejoras en el clima (2)
                 Tª INVERSOS (ºC]            Tª exterior [ºC]
                 HR Inversos[%]              HR Exterior (%)
      38                                                          100
      36                                                          90
      34                                                          80
                                                                  70
      32
                                                                  60
      30
ºC                                                                50 %.
      28
                                                                  40
      26
                                                                  30
      24                                                          20
                                     H.R. Mínima 30%
      22                                                          10
      20                                                          0
     22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 23/07/2009
        0:00       4:48       9:36       14:24      19:12      0:00
Resultados de mejoras en el clima (3)
     Evolución del Promedio de Tª Máxima ºC
40                                INVERSOS
                                  Multitúnel blanqueado
38                                Exterior

36
34
32
30
          10         20         30               40
               Días desde transplante
 JULIO                   AGOSTO
TÉCNICAS DE CULTIVO
              EN TOMATE
SISTEMAS DE DESCUELGUE
INTERPLANTING
VENTAJAS                                     PERCHAS
 La planta siempre se desarrolla hacia arriba, recibiendo más
 radiación las hojas jóvenes
 Mejora el movimiento de la savia en la planta

  ¿SE JUSTIFICA
 Permite aumentar la densidad de plantación (1,8-2 tallos m-2)
 Mejora la aireación y la penetración de los tratamientos
 fitosanitarios

ECONÓMICAMENTE?
 Se puede retrasar la aplicación de blanqueos
 En definitiva, mejora la calidad del fruto y aumenta la
 producción
                                   INCONVENIENTES
                         Mayor gasto de mano de obra
                         Necesidad de mano de obra especializada
                         Mayor concentración de las labores culturales
                         Se necesitan estructuras más altas
OBJETIVO
EVALUAR DIFERENTES SISTEMAS DE DESCUELGUE
           DE PLANTAS DE TOMATE


            TRATAMIENTOS

  DESCUELGUE TRADICIONAL (1,33 tallos m-2)

  DESCUELGUE CON PERCHAS (2 tallos m-2)

  DESCUELGUE TRADICIONAL (2 tallos m-2)


                               VII SEMINARIO TÉCNICO AGRONÓMICO. JUNIO 2010
MATERIAL Y MÉTODOS

Invernadero multicapilla tipo parral
Superficie: 630 m2
Suelo enarenado
Cerramiento plástico: Julio de 2008
Malla anti-insectos de 20*10 hilos cm-2



                                               CULTIVO

                                    Cultivo: Tomate en Ramo a 2 tallos
                                    Cultivar: Mayoral
                                    Portainjerto: Multifort
                                    Transplante: 26/08/09
                                    Final del cultivo: 30 de junio
SISTEMA
TRADICIONAL




              MEJORADO
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
DESCUELGUE CON PERCHAS
DESCUELGUE CON PERCHAS
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
% DE PLANTAS MUERTAS

    16
              13
    14
    12
    10
%




     8
     6                        4              4
     4
     2
     0
         TRADICIONAL A    PERCHAS A 2   TRADICIONAL A
           2 TALL/M2        TALL/M2      1,33 TALL/M2
DISTRIBUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN
        COMERCIAL             RAMO 1ª            RAMO 2ª
        DESTRIO               % RAMOS DE 1ª
                              28,4
       30                                                      0,76
                                       0,74             0,75
       25                                                      0,74
             21,1                    22,5




                                                                      % RAMO de 1ª Cat.
       20                                     18,8             0,72
                16,3
                                                 15,1
-2
kg m




       15                                                      0,70

       10                                                      0,68
                       0,68

        5                                                      0,66

        0                                                      0,64
            TRADICIONAL A 2    PERCHAS A 2    TRADICIONAL A
               TALL/M2           TALL/M2       1,33 TALL/M2
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
EVOLUCIÓN PRECIO MEDIO TOMATE RAMO
       1,2
                                                             PRIMERA
       1,0
                                                             SEGUNDA
       0,8
€/Kg




       0,6
       0,4
       0,2
       0,0
             36

                  40

                       44

                            48

                                 52

                                      4

                                          8

                                              13

                                                   17

                                                        21

                                                              25

                                                                   29

                                                                        33
                                  Semana del año

         Datos promedio de 3 campañas (07/08, 08/09 y 09/10)
INGRESOS ACUMULADOS Euros/m2
      18
                    TRADICIONAL 1,33 TALLOS/M2                                    15,4
      16
                    TRADICIONAL 2 TALLOS/M2
      14            PERCHAS 2 TALLOS/M2
                                                                                   11,0
      12
2
Euros/m




      10
                                                                                   10,2
          8
          6
          4
          2
          0
              48 49 51 1 2 3   4 5 6   8 10 11 12 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 24 25 26
                                         Semanas del año
INGRESOS MESUALES Euros/m2
          6
                                                         TRADICIONAL 1,33 TALLOS/M2
                                                         TRADICIONAL 2 TALLOS/M2
          5
                                                         PERCHAS 2 TALLOS/M2


          4
2
Euros/m




          3



          2



          1



          0
              NOVIEMBRE DICIEMBRE   ENERO   FEBRERO   MARZO   ABRIL   MAYO     JUNIO
EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA
                          1 Ha DE TOMATE
                               TRADICIONAL       PERCHAS        TRADICIONAL
CONCEPTOS                                    2              2               2
                               1,33 Tallos/m     2 Tallos/m      2 Tallos/m
Semillas y plantones                4.655           7.000           7.000
Agua                                1.670           2.511           2.511
Fertilizantes                       4.900           7.368           7.368
Fitosanitarios                      2.950           4.436           4.436
Energía                             1.100           1.654           1.654
Total costes de cultivo           15.275           22.970          22.970
Mano de obra                       21.000          31.500          25.200
Transporte                          3.767           5.683           4.218
Total costes de produccion        40.042           60.153          52.388
Mantenimiento                        600             600             600
Limpieza                            1.550           1.550           1.550
Primas de seguros                    600             600             600
Otros costes de campaña             3.500           3.700           3.700
Gastos de explotación              46.292          66.603          58.838
Sustrato/enarenado                  2.300           2.300           2.300
Estructura invernadero              5.000           6.000           5.000
Plástico                            3.250           3.250           3.250
Sistema de riego                    2.500           2.700           2.700
Carros, Perchas y Arquillos           0             2.500             0
Total gastos de amortización       13.050          16.750          13.250
Total Gastos de explotación        59.342          83.353          72.088
EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA
                   1 Ha DE TOMATE
                              TRADICIONAL      PERCHAS 2     TRADICIONAL
CONCEPTOS
                              1,33 Tallos/m2     Tallos/m2    2 Tallos/m2

Total Gastos de explotación      59.342          83.353        72.088
Ingresos                        102.000         154.000        110.000
Beneficio                        42.658          70.647        37.912
Diferencia                          0            27.990        -4.746
Nuevas estrategias de producción en el
             invernadero




           INTERPLANTING
                        Hortasol
TOMATE CHERRY
                   AEROPÓNICO




Magán y Canovas
CULTIVO DE TOMATE
 A DOS ALTURAS




  Agricultor de Níjar
INTERPLANTING DE MELÓN SOBRE TOMATE




                          Agricultor de Níjar
Agricultor de Níjar
Modelo holandés

  Adaptaciones locales




     Paco Portero (CASUR)

Sobrecarga de la estructura (si se cuelga)
Otra opción es que apoye en el suelo
Interplanting económico




               Hortasol
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
Présentation Hortisud -  Agriconferences 2011
El segundo cultivo inicia su cosecha cuando
finaliza la del primer cultivo.




                                Permite cosechar
                                en continuo y
                                Obtener una
                                calidad mayor.
Nuevas estrategias de producción en el invernadero…
  Estamos evaluando 3 estrategias




                                                CICLO LARGO




                                                        DOBLE CICLO
INTERPLANTING
CICLO LARGO
DOBLE CICLO (PRIMAVERA)
INTERPLANTING
PRODUCCIÓN COMERCIAL ACUMULADA Kg m-2

         35
                               PRIMER INTERPLANTING                                                                                                                                    31,4
         30                    SEGUNDO INTERPLANTING
         25                    CICLO CORTO OTOÑO
                                                                                                                                                                                   23,8
                               CICLO CORTO PRIMAVERA                                                                                                                                                       18
         20
Kg m-2




                               CICLO LARGO                                                                                                                                                    15,3
         15                                                                                                                     18

         10
                           3 Plantas/m2                                                               2 Plantas/m2                                   3 Plantas/m2
          5

          0
              14-07-09
                         04-08-09
                                    25-08-09
                                               15-09-09
                                                          06-10-09
                                                                     27-10-09
                                                                                17-11-09
                                                                                           08-12-09
                                                                                                      29-12-09
                                                                                                                 19-01-10
                                                                                                                            09-02-10
                                                                                                                                       02-03-10
                                                                                                                                                  23-03-10
                                                                                                                                                             13-04-10
                                                                                                                                                                        04-05-10
                                                                                                                                                                                   25-05-10
                                                                                                                                                                                               15-06-10
                                                                                                                                                                                                          06-07-10
27-07-10
                                                                  33
PRODUCCIÓN COMERCIAL ACUMULADA Kg m-2



                                                           31




                                                                                                                  06-07-10
                                         42




                                                                                                                  15-06-10
                                                                                                                  25-05-10
                                                                                                                  04-05-10
                                                                                                                  13-04-10
                                                                                                                  23-03-10
                                                                                                                  02-03-10
                                                                                                                  09-02-10
                                                                                                                  19-01-10
                                                                                                                  29-12-09
                                                                           INTERPLANTING




                                                                                                                  08-12-09
                                             CICLO LARGO
                                                            DOBLE CICLO




                                                                                                                  17-11-09
                                                                                                                  27-10-09
                                                                                                                  06-10-09
                                                                                                                  15-09-09
                                                                                                                  25-08-09
                                                                                                                  04-08-09
                                        45                                                                        14-07-09
                                             40
                                                           35
                                                                          30
                                                                                     25
                                                                                           20
                                                                                                15
                                                                                                     10
                                                                                                          5
                                                                                                              0
                                                                                 Kg m-2
2
                   Euros/m




           0
               5
                   10
                         15
                                                  20
                                                                          25
22/09/09

13/10/09

03/11/09

24/11/09

15/12/09

05/01/10
                                             DOBLE CICLO
                                                            CICLO LARGO




26/01/10
                             INTERPLANTING




16/02/10

09/03/10

30/03/10

20/04/10

11/05/10

01/06/10
                                                                               INGRESOS ACUMULADOS Euros m-2




22/06/10
                                                                  22




13/07/10
                                      18
                                                       19
EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA
                                1 Ha DE TOMATE
                                TRADICIONAL         INVERSOS     INVERSOS        INVERSOS
CONCEPTOS                                     2
                                1,33 Tallos/m     CICLO LARGO   DOBLE CICLO   INTERPLANTING
Semillas y plantones                 4.655           10.500        21.000         24.150
Agua                                 1.670            3.767         3.767          2.511
Fertilizantes                        4.900           11.053        11.053         11.053
Fitosanitarios                       2.950            6.654         6.654          6.654
Energía                              1.100            2.481         2.481          2.481
CO2                                    0             20.000        20.000         20.000
Total costes de cultivo            15.275           54.455        64.955         66.849
Mano de obra                        21.000           31.500        31.500         42.000
Transporte                          3.767            6.280         6.600           8.400
Total costes de produccion         24.767           37.780        38.100         50.400
Mantenimiento                         600             600           600            600
Limpieza                             1.550           1.550         1.550          1.550
Primas de seguros                     600             600           600            600
Otros costes de campaña              3.500           3.500         3.500          3.500
Gastos de explotación               46.292           98.485       109.305        123.499
Sustrato/enarenado                   2.300           2.300          2.300          2.300
Estructura invernadero               5.000           13.333        13.333         13.333
Plástico y Mallas                    3.250           4.225         4.225           4.225
Sistema de riego y CO2               2.500            2.500         2.500          2.500
Carros, Perchas y Arquillos            0              2.500         2.500          2.500
Bandejas Iinterplanting                0                0             0           10.000
Total gastos de amortización        13.050          24.858        24.858         24.858
Total Gastos de explotación         59.342          123.343       134.163        148.358
EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA 1 Ha DE
    TOMATE CON DIFERENTES ESTRATEGÍAS

                         TRADICIONAL     INVERSOS   INVERSOS        INVERSOS
     CONCEPTOS                        2
                         1,33 Tallos/m CICLO LARGO DOBLE CICLO   INTERPLANTING


Producción Comercial
                            18,8         31,4         33,3           42,0
      (Kg/m2)

   Total Gastos de
                   2)        5,9         12,3         13,4           14,8
  Explotación (€/m


  Ingresos    (€/m2)        10,2         18,9         17,8           22,2

                  2
   Beneficio (€/m )          4,3          6,6         4,3             7,3

Diferencia respecto al
                             0,0          2,3         0,1             3,0
  Tradicional (€/m2)
Visión Empresarial




NEGOCIO AGROALIMENTARIO
CONSIDERACIONES

       Es necesario acometer un proceso de
Modernización de Estructuras e implementar nuevas
Técnicas de Cultivo (descuelgues, interplanting,
densidad de plantación) para:

       - Aumentar Producción y Calidad
       - Extender los calendarios de producción

        El invernadero INVERSOS incorpora            los
criterios de diseño (ventilación, pendiente, recogida de
condensación) que permiten alcanzar los objetivos
anteriores.

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  • 1. Criterios de diseño para invernaderos Técnicas de Cultivo que mejoran la productividad del tomate: Sistemas descuelgue e interplanting Esteban José Baeza Romero Dr. Ingeniero Agrónomo
  • 2. INVERNADEROS MEDITERRÁNEOS Italia: 30.000 has España: 50.000 has Turkía: 34.000 has Marruecos: 12.000 has Superficie total aproximada:  150.000 has
  • 5. Los costes de cultivo suben Cada año Hay mayor competencia por los mercados Aumentan las exigencias de los consumidores ¿Las expectativas de precios? Para mantener y/o aumentar rentabilidad Aumentar Producción y Calidad Ampliar calendario de producción Es necesario controlar el clima del invernadero Mejorar Estructuras Sistema de Control Implementar nuevas Técnicas de Cultivo
  • 7. Mayor altura del invernadero 4,5 4,1 3,8 3,4 3,2 3,0 Altura a cumbrera Raspa y amagado (m) 1984 1989 1994 1999 2004 2009 Año
  • 8. Incorporación de ventanas a los invernaderos Superficie de ventilación : Recomendada 25% (sin malla) Media en Almería 12%
  • 10. CRITERIOS DE DISEÑO PARA INVERNADEROS i -DISEÑO DE LA ESTRUCTURA Geometría Orientación Equipamientos CONTROL DE LA Técnicas culturales RADIACIÓN EN INVERNADERO ii-MATERIAL DE CUBIERTA Transmisividad Absorción Reflexión
  • 11. Geometría (pendiente) α α α α α α Transmisividad (%) 0,75 0,7 0,65 0,6 21 de diciembre 0,55 0,5 N-S E-W 0,45 10 20 30 40 50 60 Ángulo α Castilla y Soriano Latitud 37ºN Asimet 9; PE-térmico
  • 12. Orientación Invernaderos de baja pendiente 10º 10º 10º 10º 10º 10º 75 Transmisividad (%) 73 71 E-W N-S 69 67 65 63 61 59 4% 57 55 21-Dic 21-feb 21-Abr 21-jun Latitud 37ºN Asimet 9; PE-térmico Castilla y Soriano
  • 13. Invernaderos de alta pendiente 30º 30º 30º 30º 30º 30º 80 Transmisividad (%) 75 70 65 Orientación 15% 60 E-W N-S 55 21-Dic 21-feb 21-Abr 21-jun Latitud 37ºN Asimet 9; PE-térmico (Castilla y Soriano)
  • 14. Consideraciones •Orientación E-O mejora la transmisividad frente a N-S (para nuestra latitud) aunque es menos uniforme. •Pendiente de 20-25º maximizan la transmisividad. •En invernaderos de baja pendiente (10-12º) no es tan crítica la orientación (ej. ‘parral’)
  • 16. PRINCIPAL AGENTE REFRIGERANTE LA PLANTA G = 1000 W m-2 Un cultivo sano y bien desarrollado es capaz de retirar el 70% del exceso de τG = 0,6 energía τG × G = 600 W m-2 Evaporación Suelo
  • 17. ¿Por qué es tan importante la ventilación natural? C02 ET Ta Tc HR/DPV Por la noche puede interesar ventilar para evitar fenómenos de inversión térmica en noches despejadas, sin viento, y para evacuar excesos de humedad.
  • 18. TAMBIÉN ES MUY IMPORTANTE VENTILAR… POR LA MAÑANA PARA ELIMINAR GASES POTENCIALMENTE ANTES DE ENTRAR AL INVERNADERO FITOTÓXICOS Y NOCIVOS EN SISTEMAS DE A TRABAJAR DESPUÉS DE REALIZAR CALEFACCIÓN DE AIRE COMBUSTIÓN TRATAMIENTOS FITOSANITARIOS POR COMBUSTIÓN DIRECTA UNA BUENA VENTILACIÓN DEBE POR LA MAÑANA, EN CONTRIBUIR TAMBIÉN A CASO DE USAR MEJORAR EL CONFORT SUBLIMADORES POR LA TÉRMICO DE LOS NOCHE, ANTES DE TRABAJADORES DEL ENTRAR A TRABAJAR INVERNADERO. AL INVERNADERO
  • 19. UNO DE LOS PRINCIPALES PROBLEMAS DE LOS INVERNADEROS DE ALMERÍA VENTILACIÓN NATURAL DEFICIENTE INSUFICIENTE AREA TIPOS DE VENTANAS DE VENTANAS POCO EFICACES USO DE MALLAS ANTI- INSECTO DE BAJA POROSIDAD
  • 20. Efecto de la posición de la ventana 30 Tasa de renovación (vol h-1) 20 Efecto eólico Ventanas sin mallas Efecto térmico V. Cenital 10 33% V. Cenital + Lateral 5 25% 0 m/s 4 m/s Viento (adaptado de Pérez-Parra)
  • 21. Efecto de la malla en la ventana 10 Tasa de renovación (vol h-1) 6 6 60% V. Cenital con malla 20*10 4 67% V. Cenital sin malla 0 m/s 4 m/s Viento (adaptado de Pérez-Parra) Se recomienda 25% superficie ventana (sin malla)
  • 22. Efecto sobre la ventilación 100 90 % que se reduce Reducción estimada tasa de ventilación 80 la tasa de 70 ventilación con 60 respecto a no (%) 50 tener malla 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Porosidad (%) Reducción relativa de la tasa de ventilación en función de la porosidad para mallas estudiadas M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 Porosidad % 43 40 43 39 43 33 38 39 31 33 40 38 29 Reduccíon Vent. 46 50 46 50 46 56 52 50 60 58 49 51 62 %
  • 23. COMO COMPENSAR LA PÉRDIDA DE VENTILACIÓN POR LA MALLA…
  • 24. Para invernaderos de más de 10 capillas (lo habitual comercialmente), solamente las ventanas cenitales abatibles dobles o alternas proporcionan tasas de ventilación aceptables… 10 9 Pendiente ecuación de ajuste tasa de 8 7 ventilac.-veloc. viento 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Nº de capillas "Abatibles barlovento" "Abatibles alternas" "Abatibles dobles" "Abatibles sotavento"
  • 25. Sin embargo, las ventanas alternas no funcionan bien en invernaderos de baja pendiente (ej. Parral 2 multicapilla) 1.8 1.6 1.4 1.2 Hay mucho movimiento de aire en la parte superior del invernadero pero no en la parte inferior.. 1 Las ventanas dobles dan más juego en la gestión en 0.8 función de la dirección del viento y aseguran mejor movimiento de aire en todo el invernadero cuando se 0.6 abren las dos (con y sin viento)… 0.4 0.2 0
  • 26. EFECTO DEL TAMAÑO DE LAS VENTANAS Y DE LA GEOMETRÍA DEL INVERNADERO SOBRE LA VENTILACIÓN NATURAL El ancho estándar de las ventanas abatibles está en torno a 0,8 m, por miedo del agricultor al viento, dado que la automatización de la apertura y cierre de las ventanas es casi testimonial…automatizando, no hay razón para no hacer ventanas más grandes, ya que…
  • 27. …incrementar el tamaño de las ventanas cenitales tiene un claro e importante efecto sobre los valores de caudal de ventilación, valores que crecen aún más para las velocidades más altas de viento 100 90 80 Tasa de ventilación (m 3 s-1) 70 Gas trazador 60 Modelo 2: 0,7 m Modelo 1: 0,4 m 50 Modelo 3: 1 m 40 Modelo 4: 1,4 m 30 Modelo 5: 1,6 m Modelo 6: 1,9 m 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Velocidad del viento (m/s) A una velocidad promedio de 4 m s-1, solamente las ventanas con un anchura superior a 1 m proporcionan valores aceptables de intercambio de aire (>30 vol. h-1) OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 28. Influencia sobre la distribución de temp. 16 16 14 14 12 12 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 0 0 CONTORNOS DE SALTO TERMICO MODELO 2. CONDICIONES DE FRONTERA: TEMPERATURA EXTERIOR 303 K; TEMPERATURA SUELO INVERNADERO 330 K; TEMPERATURA PLÁSTICO 305 K; VELOCIDAD VIENTO EXTERIOR 3 m/s
  • 29. Geometría del invernadero: efecto de la pendiente de las capillas Caudal de ventilación (m 3 s-1) Vel. del viento (m s-1) Gas trazador (4,4 m) CFD (4,4 m) CFD (4,9 m) CFD (5,4 m) CFD 5,9 (m) 2 7,7 7,7 7,8 7,9 7,8 3 10,2 9,7 11,9 14,1 15,3 4 12,7 11,6 19,6 21,5 21,6 5 15,1 14,2 23,3 27,4 29,5 6 17,6 17,4 25,8 32,4 35,1 40 Experimental (gas 35 Q = 5,62v trazador). (Pérez- 2 Parra et al., 2004) R = 0,96 Caudal de ventilación (m 3/s) 30 CFD: 4.4 m Q = 5,28v 25 2 R = 0,97 20 CFD: 5.4 m Q = 4,46v 2 15 R = 0,96 CFD: 4.9 m 10 Q = 2,95v 2 5 R = 0,93 CFD: 5,9 m 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Velocidad del viento (m /s) OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 30. 5.11e+00 6.30e+00 4.86e+00 5.99e+00 4.60e+00 5.67e+00 4.35e+00 5.36e+00 4.09e+00 5.04e+00 3.84e+00 4.73e+00 3.58e+00 4.41e+00 3.33e+00 4.10e+00 3.07e+00 3.78e+00 2.81e+00 3.47e+00 2.56e+00 3.15e+00 2.30e+00 2.84e+00 2.05e+00 2.52e+00 1.79e+00 2.21e+00 1.54e+00 1.90e+00 1.28e+00 1.58e+00 1.02e+00 1.27e+00 7.68e-01 9.51e-01 5.13e-01 6.37e-01 2.57e-01 3.22e-01 1.46e-03 7.37e-03 PENDIENTE ESTÁNDAR 11,9º PENDIENTE 19º 6.72e+00 6.91e+00 6.38e+00 6.56e+00 6.04e+00 6.21e+00 5.71e+00 5.87e+00 5.37e+00 5.52e+00 5.04e+00 5.18e+00 4.70e+00 4.83e+00 4.37e+00 4.49e+00 4.03e+00 4.14e+00 3.69e+00 3.80e+00 3.36e+00 3.45e+00 3.02e+00 3.11e+00 2.69e+00 2.76e+00 2.35e+00 2.42e+00 2.02e+00 2.07e+00 1.73e+00 1.68e+00 1.38e+00 1.34e+00 1.04e+00 1.01e+00 6.91e-01 6.73e-01 3.46e-01 3.37e-01 7.68e-04 1.07e-03 PENDIENTE 25º PENDIENTE 30º OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 31. Optimización del diseño de las estructuras de ventilación cenital en invernadero tipo parral CAMPOS ESCALARES DE GRADIENTE TÉRMICO INT.-EXT. (ºC) 9 8 7 6 5 11,9º 19º 4 2 3 2 2 2 1 25º 30º 0 OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 32. Nielsen (2002) :Método para mejorar la circulación de aire en la zona de cultivo (Sase, 1983)
  • 33. Optimización del diseño de las estructuras de ventilación cenital en8.00e+00 7.87e+00 invernadero tipo parral 7.47e+00 7.60e+00 7.08e+00 7.20e+00 6.69e+00 6.80e+00 6.29e+00 6.40e+00 5.90e+00 6.00e+00 5.51e+00 5.60e+00 5.12e+00 5.20e+00 4.72e+00 4.80e+00 4.33e+00 4.40e+00 3.94e+00 4.00e+00 3.54e+00 3.60e+00 3.15e+00 3.20e+00 2.76e+00 2.80e+00 2.37e+00 2.40e+00 1.97e+00 2.00e+00 1.58e+00 1.60e+00 1.19e+00 1.20e+00 7.94e-01 8.01e-01 4.01e-01 4.01e-01 8.32e-03 5.53e-04 Ventanas alternas sin deflector Ventanas alternas con deflector Ventanas dobles; Velocidad del aire a 1 m de altura para tres configuraciones diferentes. Sin deflector, con deflector en todas las capillas y con deflector solamente en la primera y última capilla. No es necesario colocar el deflector en todas las ventanas OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 34. Consideraciones •En el techo, las ventanas abatibles mejoran la ventilación frente a las enrollables. •Es necesario incrementar la superficie de ventilación para compensar el uso de mallas. •Las ventanas laterales tienen una influencia, sustancial en la ventilación, para anchos de invernadero de hasta 50 m. •La ventilación es necesaria para reducir Tª, HR, incrementar CO2 y eliminar la condensación
  • 35. MEJORAR LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN LOS INVERNADEROS DE ALMERÍA SIGUE SIENDO UNO DE LOS GRANDES RETOS PARA CONSEGUIR MEJORAR LAS COSECHAS Y LA CALIDAD DE LAS MISMAS. ES FUNDAMENTAL COMENZAR A AUTOMATIZAR LA APERTURA Y CIERRE DE LAS VENTANAS MEDIANTE EL USO DE CONTROLADORES DE CLIMA. LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL ESTÁ TRABAJANDO CON LA UNIVERSIDAD DE ALMERIA PARA EL DESARROLLO DE CONTROLADORES DE CLIMA SENCILLOS, ROBUSTOS, FÁCILES DE EMPLEAR POR LOS AGRICULTORES, DE BAJO PRECIO Y QUE RESPONDAN A LOS PROBLEMAS DE CLIMA LOCALES (EJ. INVERSIÓN TÉRMICA NOCTURNA, VIENTOS SECOS DE LEVANTE, ETC.)
  • 36. Propuesta de diseño de un nuevo prototipo de invernadero tipo parral con ventilación mejorada Propuesta de nuevo diseño de invernadero parral con mejoras de ventilación Se desarrolla un nuevo modelo en 2D de invernadero para simulación CFD que incorpora de forma conjunta las modificaciones de diseño de la ventilación previamente evaluadas y que han proporcionado mejores resultados: •Ventanas abatibles más grandes (más anchas: 1,6 m y largas:10 m). •Uso de ventanas abatibles dobles en cada capillas. •Incremento de la pendiente (de 11,9º a 27º). •Uso de deflectores (anchura 1 m) en la primera y última capilla. OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 37. Propuesta de diseño de un nuevo prototipo de invernadero tipo parral con ventilación mejorada 80 Con el nuevo diseño, los Tasa de ventilación (m3 s-1) 70 60 y = 11,636x valores de tasa de ventilación R2 = 0,9955 50 se multiplican de forma 40 drástica, en un factor próximo a y = 2,9626x 30 R2 = 0,9263 4, respecto a los obtenidos con 20 10 el invernadero de referencia de 0 diseño estándar de ventilación. 0 1 2 3 4 5 6 7 Velocidad del viento (m s-1) Parral estándar Parral: prototipo mejorado 5.11e+00 4.86e+00 4.60e+00 Con la nueva configuración 4.35e+00 4.09e+00 de ventanas cenitales se 3.84e+00 consigue un aumento muy 3.58e+00 3.33e+00 positivo en la circulación de 3.07e+00 2.81e+00 aire en la parte inferior del 2.56e+00 2.30e+00 invernadero, no tanto en la 2.05e+00 1.79e+00 última capilla… 1.54e+00 1.28e+00 1.02e+00 7.68e-01 5.13e-01 2.57e-01 1.46e-03 OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN NATURAL EN INVERNADERO TIPO PARRAL
  • 38. Condensación La condensación en invernadero se produce, especialmente al amanecer, cuando la planta empieza a transpirar y la temperatura de la cubierta es baja
  • 39. La condensación reduce la transmisividad de la radiación (hasta un 15%) La caída de gotas de agua sobre el cultivo aumenta el riesgo de enfermedades
  • 40. Pendientes de cubierta mayores a 25º, junto a materiales plásticos antigoteo, permiten retirar el agua de la cubierta del invernadero
  • 41. ESTACIÓN EXPERIMENTAL INVERSOS Propuesta de un nuevo prototipo de invernadero: - Aumenta la producción - Mejora la calidad - Permite cultivar todo el año Mejora la eficiencia en el uso agua, energía y mano de obra
  • 42. Capillas de 8 metros Nueva estructura Plástico tensado en tramos rectos Altura en canal de 4,6 m Altura en cumbrera de 6,9 m Pendiente del 30 º Potenciando al máximo la ventilación Además, esto proporciona un gran volumen interior que supone una mayor amortiguación frente a los cambios bruscos de clima en el interior de la estructura.
  • 43. Mejoras en la ventilación natural (1) Importancia del tamaño y tipo ventana Ventanas abatibles dobles de 1,9 m de anchura, con cremalleras de 1,5 m en todas las capillas Combinación ventanas laterales y cenital Baeza y Pérez-Parra
  • 44. Mejoras en la ventilación natural (2) La malla anti-insecto, en lugar de colocarse directamente en la ventana, se ha colocado de forma inclinada aumentando su área para compensar la pérdida de ventilación que provoca. En el espacio que queda entre la ventana lateral y la malla se han colocado nebulizadores de baja presión para simular un “Cooling”, en económico.
  • 45. Mejoras en la ventilación natural (3) También se puede emplear para cultivar plantas reservorio de enemigos naturales, como se observa en la foto. Las ventanas laterales abren desde abajo, para maximizar el efecto chimenea, y abren hasta 3 m para obtener máxima ventilación en las épocas de más temperatura para limitar el salto térmico.
  • 46. Mejoras en la pendiente del invernadero (1) El invernadero presenta una pendiente de 30º en tramos rectos. - Optimizar la transmisión a la luz, especialmente en la época invernal con la orientación Este-Oeste. - Mejorar la recogida de la condensación, con lo que se mejora la transmisión de luz en invierno y se evita el goteo sobre el cultivo. - Mejora el intercambio de aire en la zona de cultivo. Mayor exposición al viento del plástico y mayor pandeo del mismo. Reducir el ancho de los paños de plástico incorporando más correas.
  • 47. Canaleta para recoger la condensación interna Material antigoteo
  • 48. Resultados de mejoras en el clima (1) Temperaturas (ºC) 22/07/2009 44 42 8 ºC 40 38 Temperatura (ºC) 36 34 32 30 28 26 24 22 20 0:00:00 4:48:00 9:36:00 14:24:00 19:12:00 0:00:00 4:48:00 Hora del día Temperatura exterior [ºC] Temperatura interior nave 22 con blanqueo(ºC) Temperatura nuevo prototipo sin blanqueo [ºC]
  • 49. Resultados de mejoras en el clima (2) Tª INVERSOS (ºC] Tª exterior [ºC] HR Inversos[%] HR Exterior (%) 38 100 36 90 34 80 70 32 60 30 ºC 50 %. 28 40 26 30 24 20 H.R. Mínima 30% 22 10 20 0 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 22/07/2009 23/07/2009 0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00
  • 50. Resultados de mejoras en el clima (3) Evolución del Promedio de Tª Máxima ºC 40 INVERSOS Multitúnel blanqueado 38 Exterior 36 34 32 30 10 20 30 40 Días desde transplante JULIO AGOSTO
  • 51. TÉCNICAS DE CULTIVO EN TOMATE SISTEMAS DE DESCUELGUE INTERPLANTING
  • 52. VENTAJAS PERCHAS La planta siempre se desarrolla hacia arriba, recibiendo más radiación las hojas jóvenes Mejora el movimiento de la savia en la planta ¿SE JUSTIFICA Permite aumentar la densidad de plantación (1,8-2 tallos m-2) Mejora la aireación y la penetración de los tratamientos fitosanitarios ECONÓMICAMENTE? Se puede retrasar la aplicación de blanqueos En definitiva, mejora la calidad del fruto y aumenta la producción INCONVENIENTES Mayor gasto de mano de obra Necesidad de mano de obra especializada Mayor concentración de las labores culturales Se necesitan estructuras más altas
  • 53. OBJETIVO EVALUAR DIFERENTES SISTEMAS DE DESCUELGUE DE PLANTAS DE TOMATE TRATAMIENTOS DESCUELGUE TRADICIONAL (1,33 tallos m-2) DESCUELGUE CON PERCHAS (2 tallos m-2) DESCUELGUE TRADICIONAL (2 tallos m-2) VII SEMINARIO TÉCNICO AGRONÓMICO. JUNIO 2010
  • 54. MATERIAL Y MÉTODOS Invernadero multicapilla tipo parral Superficie: 630 m2 Suelo enarenado Cerramiento plástico: Julio de 2008 Malla anti-insectos de 20*10 hilos cm-2 CULTIVO Cultivo: Tomate en Ramo a 2 tallos Cultivar: Mayoral Portainjerto: Multifort Transplante: 26/08/09 Final del cultivo: 30 de junio
  • 61. % DE PLANTAS MUERTAS 16 13 14 12 10 % 8 6 4 4 4 2 0 TRADICIONAL A PERCHAS A 2 TRADICIONAL A 2 TALL/M2 TALL/M2 1,33 TALL/M2
  • 62. DISTRIBUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN COMERCIAL RAMO 1ª RAMO 2ª DESTRIO % RAMOS DE 1ª 28,4 30 0,76 0,74 0,75 25 0,74 21,1 22,5 % RAMO de 1ª Cat. 20 18,8 0,72 16,3 15,1 -2 kg m 15 0,70 10 0,68 0,68 5 0,66 0 0,64 TRADICIONAL A 2 PERCHAS A 2 TRADICIONAL A TALL/M2 TALL/M2 1,33 TALL/M2
  • 64. EVOLUCIÓN PRECIO MEDIO TOMATE RAMO 1,2 PRIMERA 1,0 SEGUNDA 0,8 €/Kg 0,6 0,4 0,2 0,0 36 40 44 48 52 4 8 13 17 21 25 29 33 Semana del año Datos promedio de 3 campañas (07/08, 08/09 y 09/10)
  • 65. INGRESOS ACUMULADOS Euros/m2 18 TRADICIONAL 1,33 TALLOS/M2 15,4 16 TRADICIONAL 2 TALLOS/M2 14 PERCHAS 2 TALLOS/M2 11,0 12 2 Euros/m 10 10,2 8 6 4 2 0 48 49 51 1 2 3 4 5 6 8 10 11 12 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 24 25 26 Semanas del año
  • 66. INGRESOS MESUALES Euros/m2 6 TRADICIONAL 1,33 TALLOS/M2 TRADICIONAL 2 TALLOS/M2 5 PERCHAS 2 TALLOS/M2 4 2 Euros/m 3 2 1 0 NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO
  • 67. EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA 1 Ha DE TOMATE TRADICIONAL PERCHAS TRADICIONAL CONCEPTOS 2 2 2 1,33 Tallos/m 2 Tallos/m 2 Tallos/m Semillas y plantones 4.655 7.000 7.000 Agua 1.670 2.511 2.511 Fertilizantes 4.900 7.368 7.368 Fitosanitarios 2.950 4.436 4.436 Energía 1.100 1.654 1.654 Total costes de cultivo 15.275 22.970 22.970 Mano de obra 21.000 31.500 25.200 Transporte 3.767 5.683 4.218 Total costes de produccion 40.042 60.153 52.388 Mantenimiento 600 600 600 Limpieza 1.550 1.550 1.550 Primas de seguros 600 600 600 Otros costes de campaña 3.500 3.700 3.700 Gastos de explotación 46.292 66.603 58.838 Sustrato/enarenado 2.300 2.300 2.300 Estructura invernadero 5.000 6.000 5.000 Plástico 3.250 3.250 3.250 Sistema de riego 2.500 2.700 2.700 Carros, Perchas y Arquillos 0 2.500 0 Total gastos de amortización 13.050 16.750 13.250 Total Gastos de explotación 59.342 83.353 72.088
  • 68. EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA 1 Ha DE TOMATE TRADICIONAL PERCHAS 2 TRADICIONAL CONCEPTOS 1,33 Tallos/m2 Tallos/m2 2 Tallos/m2 Total Gastos de explotación 59.342 83.353 72.088 Ingresos 102.000 154.000 110.000 Beneficio 42.658 70.647 37.912 Diferencia 0 27.990 -4.746
  • 69. Nuevas estrategias de producción en el invernadero INTERPLANTING Hortasol
  • 70. TOMATE CHERRY AEROPÓNICO Magán y Canovas
  • 71. CULTIVO DE TOMATE A DOS ALTURAS Agricultor de Níjar
  • 72. INTERPLANTING DE MELÓN SOBRE TOMATE Agricultor de Níjar
  • 74. Modelo holandés Adaptaciones locales Paco Portero (CASUR) Sobrecarga de la estructura (si se cuelga) Otra opción es que apoye en el suelo
  • 78. El segundo cultivo inicia su cosecha cuando finaliza la del primer cultivo. Permite cosechar en continuo y Obtener una calidad mayor.
  • 79. Nuevas estrategias de producción en el invernadero… Estamos evaluando 3 estrategias CICLO LARGO DOBLE CICLO INTERPLANTING
  • 83. PRODUCCIÓN COMERCIAL ACUMULADA Kg m-2 35 PRIMER INTERPLANTING 31,4 30 SEGUNDO INTERPLANTING 25 CICLO CORTO OTOÑO 23,8 CICLO CORTO PRIMAVERA 18 20 Kg m-2 CICLO LARGO 15,3 15 18 10 3 Plantas/m2 2 Plantas/m2 3 Plantas/m2 5 0 14-07-09 04-08-09 25-08-09 15-09-09 06-10-09 27-10-09 17-11-09 08-12-09 29-12-09 19-01-10 09-02-10 02-03-10 23-03-10 13-04-10 04-05-10 25-05-10 15-06-10 06-07-10
  • 84. 27-07-10 33 PRODUCCIÓN COMERCIAL ACUMULADA Kg m-2 31 06-07-10 42 15-06-10 25-05-10 04-05-10 13-04-10 23-03-10 02-03-10 09-02-10 19-01-10 29-12-09 INTERPLANTING 08-12-09 CICLO LARGO DOBLE CICLO 17-11-09 27-10-09 06-10-09 15-09-09 25-08-09 04-08-09 45 14-07-09 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Kg m-2
  • 85. 2 Euros/m 0 5 10 15 20 25 22/09/09 13/10/09 03/11/09 24/11/09 15/12/09 05/01/10 DOBLE CICLO CICLO LARGO 26/01/10 INTERPLANTING 16/02/10 09/03/10 30/03/10 20/04/10 11/05/10 01/06/10 INGRESOS ACUMULADOS Euros m-2 22/06/10 22 13/07/10 18 19
  • 86. EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA 1 Ha DE TOMATE TRADICIONAL INVERSOS INVERSOS INVERSOS CONCEPTOS 2 1,33 Tallos/m CICLO LARGO DOBLE CICLO INTERPLANTING Semillas y plantones 4.655 10.500 21.000 24.150 Agua 1.670 3.767 3.767 2.511 Fertilizantes 4.900 11.053 11.053 11.053 Fitosanitarios 2.950 6.654 6.654 6.654 Energía 1.100 2.481 2.481 2.481 CO2 0 20.000 20.000 20.000 Total costes de cultivo 15.275 54.455 64.955 66.849 Mano de obra 21.000 31.500 31.500 42.000 Transporte 3.767 6.280 6.600 8.400 Total costes de produccion 24.767 37.780 38.100 50.400 Mantenimiento 600 600 600 600 Limpieza 1.550 1.550 1.550 1.550 Primas de seguros 600 600 600 600 Otros costes de campaña 3.500 3.500 3.500 3.500 Gastos de explotación 46.292 98.485 109.305 123.499 Sustrato/enarenado 2.300 2.300 2.300 2.300 Estructura invernadero 5.000 13.333 13.333 13.333 Plástico y Mallas 3.250 4.225 4.225 4.225 Sistema de riego y CO2 2.500 2.500 2.500 2.500 Carros, Perchas y Arquillos 0 2.500 2.500 2.500 Bandejas Iinterplanting 0 0 0 10.000 Total gastos de amortización 13.050 24.858 24.858 24.858 Total Gastos de explotación 59.342 123.343 134.163 148.358
  • 87. EVALUACIÓN ECONÓMICA PARA 1 Ha DE TOMATE CON DIFERENTES ESTRATEGÍAS TRADICIONAL INVERSOS INVERSOS INVERSOS CONCEPTOS 2 1,33 Tallos/m CICLO LARGO DOBLE CICLO INTERPLANTING Producción Comercial 18,8 31,4 33,3 42,0 (Kg/m2) Total Gastos de 2) 5,9 12,3 13,4 14,8 Explotación (€/m Ingresos (€/m2) 10,2 18,9 17,8 22,2 2 Beneficio (€/m ) 4,3 6,6 4,3 7,3 Diferencia respecto al 0,0 2,3 0,1 3,0 Tradicional (€/m2)
  • 89. CONSIDERACIONES Es necesario acometer un proceso de Modernización de Estructuras e implementar nuevas Técnicas de Cultivo (descuelgues, interplanting, densidad de plantación) para: - Aumentar Producción y Calidad - Extender los calendarios de producción El invernadero INVERSOS incorpora los criterios de diseño (ventilación, pendiente, recogida de condensación) que permiten alcanzar los objetivos anteriores.