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1. INTRODUCCIÓN
La ventilación en los cultivos es responsable de la modificación de muchos factores
ambientales en el microentorno de las plantas, regulando la concentración de gases
que participan en la fotosíntesis y la respiración (CO2 y O2); también modera las
cantidades de vapor de agua cercano a los estomas, favoreciendo la transpiración que,
a su vez, regula la absorción de agua y nutrientes desde el suelo; además evita la
condensación de agua libre en la superficie de la planta, la cual, es puerta de entrada a
numerosas enfermedades criptogámicas; por último, la ventilación es una de las
alternativas para bajar la temperatura de los invernaderos.
Normalmente, los procesos nombrados, se ven limitados en cultivos forzados con alta
densidad de plantas sobre el suelo, y sobretodo, en ambientes cerrados como son los
invernaderos. Especialmente en ausencia de viento, en aquellos invernaderos
diseñados para ventilar dependiendo únicamente de la fuerza eólica.
Es importante destacar que estas problemáticas, se han solucionado en algunos países
donde estos cultivos significan un negocio más lucrativo, por medio de la ventilación
mecánica, de la inyección de anhídrido carbónico al sistema y la refrigeración. Estas
alternativas descritas no son aplicables a la realidad comercial de la mayoría de los
cultivos forzados en Chile, debido a que al implementar estas medidas la relación
costo/beneficio es marginal o negativa.
También, se puede destacar que la mayoría de las investigaciones que se han hecho,
al respecto, concluyen que para tener una buena ventilación pasiva, bastaría contar
con ciertas proporciones de área de ventana con respecto al área de suelo, sin
considerar, que en el fenómeno intervienen la captación de luz, la conversión de esta
energía en calor, las diferencias de presiones entre el interior y el exterior, la
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formación de canales de ventilación, la apertura controlada de ventanas de admisión y
expulsión y otras variables físicas.
La introducción de nuevas tecnologías a los cultivos bajo invernaderos para mejorar
los aspectos ambientales (temperatura, concentración de CO2, humedad relativa y
luminosidad) ha generado cambios en la estructura de los invernaderos a lo largo del
tiempo. Es así como, en el año 1991 un trabajo de un grupo de investigación para la
innovación tecnológica (TECNODES), en convenio con la Universidad Católica de
Valparaíso crearon el invernadero sistémico, el cual es el antecesor del invernadero
utilizado en esta experiencia.
La teoría del invernadero sistémico dice que al orientar uno de los techos en
determinado ángulo se consigue captaciones de un 75% de la luz recibida, contra un
50% en los invernaderos tradicionales; si esta mayor energía lumínica se hace llegar
sobre mayores superficies de suelo (por la distribución de los pasillos), se tendrá una
mayor conversión de la luz en calor y a expensas de este mayor calor se tendrá mayor
temperatura en el sustrato y mayor convección; por ultimo, si las aberturas de ingreso
de aire externo y expulsión del aire saturado de agua se construyen de acuerdo con
ciertos principios de distribución de las presiones, lo que sumado a la mayor energía
cinética expresada en la mayor convección, se tendrá como resultado una mejor
ventilación
Este ensayo se llevó a cabo en dos invernaderos contiguos ubicados en Ocoa, uno de
tipo tradicional (de la zona de Quillota) y otro sistémico, que fueron diseñados con
características volumétricas similares, para hacer comparaciones entre ellos, dentro de
los cuales se encontró un cultivo de alstroemerias. En estos invernaderos se comparó
las siguientes variables asociadas a la ventilación: flujo de aire en los pasillos,
evapotranspiración del cultivo, diferencial térmico aire – hoja, tensión mátrica del
suelo, cosecha de varas, temperatura a dos alturas y humedad relativa.
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1.1.Hipótesis de trabajo:
Las diferencias de diseño incorporadas en el invernadero sistémico le confieren
ventajas por sobre el invernadero tradicional en las condiciones ambientales: flujo de
aire en los pasillos, temperatura a dos alturas y humedad relativa, las que se ven
reflejadas en la condición del cultivo y en su producción.
1.2. Objetivos:
Evaluar la ventilación de dos modelos de invernadero (tradicional y sistémico) a
partir de los indicadores: velocidad de flujo de aire, temperatura, humedad relativa y
evapotranspiración.
Establecer el efecto fisiológico de la ventilación sobre el cultivo, a través de
indicadores tales como, diferencial térmico aire - hoja, y producción de varas.
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2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 Antecedentes generales de los invernaderos:
La técnica de protección o forzado de cultivos empezó a practicarse hace 2000 años
aproximadamente, buscando modificar total o parcialmente las variables ambientales,
de modo que los cultivos se desarrollaran con cierta independencia de los factores
climáticos. Ya los romanos practicaban el cultivo mediante abrigos transparentes
(LOPEZ, 1994).
El mismo autor, asocia el origen de los cultivos en invernaderos con la implantación
del vidrio en su construcción. Así es como a partir del siglo XVI, la nobleza y la alta
sociedad se interesaron por estas estructuras, utilizándolas para el cultivo de plantas
exóticas.
El empleo generalizado del vidrio y su adaptación como material de cierre en
invernaderos permitió su construcción a mayor escala, sobretodo, por parte de
viveristas y cultivadores de plantas ornamentales. Sin embargo, el alto costo de su
construcción y del vidrio, impidió la rápida extensión de esta tecnología. Con la
introducción de los materiales plásticos flexibles, a principios de los años setenta
surge la rápida expansión de los invernaderos (LOPEZ, 1994). Éstos comenzaron
siendo muy precarios, similares a una casa habitación, con techo de dos aguas, puerta
para de ingreso y ventanas para ventilar (DUIMOVIC, 2000).
La superficie de invernaderos en Chile ha experimentado un incremento considerable
en los últimos años, como alternativa para producir rubros hortícolas en calidad de
primor o fuera de estación. La superficie bajo invernadero según el INE (1997) es de
1.391 ha, sin embargo, estimaciones posteriores muestran un relativo incremento
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hasta tener en la actualidad una superficie de 2.500 ha, localizadas mayoritariamente
en las Regiones IV y V (MAZZEY, 1999).
En el intercambio de aire entre el interior y el exterior de un invernadero, intervienen
dos procesos: infiltración y ventilación. La primera se refiere al intercambio de aire
que se da a través de los agujeros y rendijas que siempre existen, en mayor o menor
grado, en la cubierta del invernadero. La ventilación, contempla el aire que se mueve
a través de las ventanas, o de los huecos que se abren en su estructura y que actúan
como tales (FERNANDEZ, 1994).
Este movimiento de aire a través de la cubierta de un invernadero juega un papel
fundamental en las condiciones medioambientales que rodean al cultivo. Parámetros
como la temperatura del aire, su humedad y su concentración en CO2, están
directamente afectados por la tasa de ventilación que ocurre en un momento
determinado. Es necesario, conocer las tasas de intercambio de aire para un buen
manejo de las condiciones climáticas del mismo (FERNANDEZ, 1994).
2.2. El microclima del invernadero:
Las condiciones climáticas bajo invernadero son muy diferentes de las observadas en
los cultivos al aire libre. Cuando un invernadero recibe energía solar, una parte es
disipada y otra es almacenada, contribuyendo a aumentar así su energía interna y
como consecuencia varía su temperatura. Si no se utiliza calefacción en el
invernadero (invernadero frío), la energía que le llega es debido, sobre todo, al
calentamiento por el sol. Una fracción de esta energía se pierde por ventilación, otra
se pierde a través de la cubierta y parte se almacena en el suelo y las estructuras del
invernadero (FERNANDEZ, 1994).
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En los invernaderos fríos, el clima del exterior determina, en gran parte, la formación
del microclima interno. En este caso, la pared de la cubierta ejerce un papel muy
importante en los cambios pasivos del clima, actuando en dos niveles: Modifica la
radiación bajo el invernadero y frena la intensidad con que se renueva el aire del
mismo. El segundo nivel, dificulta el control de la temperatura, la concentración de
CO2 y de vapor de agua. El invernadero puede considerarse como un sistema
integrado por diferentes componentes (pared de cubierta vegetal, suelo o sustrato) que
presentan una fuerte interacción con el medio aéreo, algunos actúan como fuente
(suelo, vegetación) y otros, como sumideros (condensación, ventilación) de calor y
masa (GONZALEZ REAL Y BAILLE, 2000).
A raíz de la conversión de la luz en calor, la temperatura del invernadero aumenta
considerablemente, lo cual, se traduce en un alza de la presión interior, que se
distribuye en forma directamente proporcional a la altura medida desde el suelo; es
decir que la mayor presión estará siempre en el punto más alto de un invernadero
cerrado y la más baja en la parte inferior.
Por otro lado, si se analiza la presión exterior, se puede admitir, que todo el contorno
del invernadero está sometido a la misma presión; por tanto, si se busca la correlación
entre las presiones interna y externa, se encuentra un punto en que ambas se
equilibran; al proyectar este punto en todo el perímetro del invernadero se estima la
“línea neutra”. Cualquier orificio bajo esta línea se convertirá en una entrada de aire y
uno por sobre la línea neutra, en una salida (CORVALÁN, 1997).
La estructura de ventilación está determinada por las diferencias de presión que se
producen entre el interior y el exterior del invernadero, más las aberturas por donde el
aire ingrese y desplace el aire caliente interior (agotado en sus concentraciones
normales de gases atmosféricos y con un alto porcentaje de agua gaseosa) hacia las
aberturas de expulsión (FERNANDEZ, 1994).
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Cuando la temperatura de un estrato es más alta que la del estrato superior, como
sucede entre el aire en la lucarna de proyección vertical y el aire exterior, la condición
atmosférica será del tipo inestable y los movimientos verticales del aire serán
favorecidos, al difundir las partículas verticalmente hasta donde alcance la
estabilidad. Resulta, necesario que la partícula que asciende se mantenga siempre más
caliente que las que están inmediatamente a su alrededor; o lo que es igual, deberá
enfriarse menos deprisa que el ambiente (MEDINA E ISABEL, 1976).
Al comparar la evolución diaria de la humedad relativa y de la temperatura se observa
que las curvas no son paralelas, sino simétricas. A mayores temperaturas menor
humedad relativa y viceversa. Esto se puede explicar, ya que ambos parámetros están
relacionados de una forma inversamente proporcional. La humedad relativa en el
interior del invernadero alcanza elevados valores por la noche y primeras horas de la
mañana y disminuye en las horas centrales del día (FERNANDEZ, 2000).
En los invernaderos, niveles muy bajos de humedad relativa (muchas veces del orden
del 30%), junto con una alta temperatura del aire (>35ºC), inducen una demanda
hídrica elevada. Si la transpiración potencial expresada en demanda, excede la
capacidad de absorción de agua por las raíces, la planta reacciona cerrando los
estomas. La limitación de la tasa de transpiración afecta también negativamente a la
temperatura de las hojas y se traduce, en la práctica, en una temperatura foliar
superior a la del aire (GONZALEZ REAL Y BAILLE, 2000).
En épocas de alta insolación la reducción de la temperatura del aire generalmente se
lleva a cabo mediante la gestión de la ventilación, la reducción de la radiación y la
evaporación de agua a través de las plantas (evapotranspiración) o directamente
nebulizando. Los sistemas de ventilación más usuales son de tipo pasivo mediante
ventanas cenitales y laterales (LOPEZ, 2000).
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El mismo autor, señala que las tasas de ventilación deberían tender a alcanzar entre
0,75 y 1 renovaciones, del volumen del aire del invernadero, por minuto. Esta tasa se
alcanza con una superficie mínima de ventilación de 15% respecto de la superficie
cultivada, en conjunto con una adecuada estrategia de manejo. Se cifra como óptimo
un valor en torno al 30% de superficie de ventilación respecto de la superficie
cultivada.
2.3. Balance energético en el invernadero:
Establecer los balances de masa y energía, tiene como objetivo evaluar la evolución
temporal de la temperatura y humedad, lo que a su vez, tiene relación con la
concentración de CO2 e influye sobre los objetivos de producción, calidad y
rentabilidad en un sistema bajo invernadero.
La fórmula expresada a continuación, define el balance de la energía almacenada en
el volumen de aire de un invernadero.
pCp V/S*∆T/∆t= Qt. in- Qt. out
Donde:
V: Volumen del invernadero (m3)
S: Superficie de suelo (m2)
p: Densidad del aire (kg * m-3)
Cp: Calor específico que representa la variación de la energía que corresponde a una
variación de temperatura por unidad de masa (J/(kg* ºK)
∆T/∆t: Variación de temperatura por unidad de tiempo
Qt. in: Energía que ingresa al sistema
Qt. out: Energía que sale del sistema
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La intensidad de la ventilación se basa en la evaluación de: la tasa de renovación de
aire (Z) que se expresa generalmente en volumen de aire intercambiado por unidad de
tiempo respecto al volumen del invernadero. Lo anterior, se expresa en la siguiente
fórmula; (GONZALEZ REAL Y BAILLE, 2000).
Z = m3/s m3
invernadero
El movimiento del aire en el invernadero se puede generar por medio de ventiladores
(ventilación forzada), o bien utilizando un proceso natural que deriva de la acción del
viento y de la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior sobre el flujo de
aire a través de las ventanas.
Un sistema de ventilación eficiente debe cumplir tres criterios: proporcionar una tasa
de renovación adecuada; inducir una mezcla de aire interior y exterior, y generar un
favorable nivel de velocidad del aire, con el fin de promover el intercambio de
energía y de masas entre las plantas y el aire interior.
Para cumplir estos criterios es indispensable formar artificialmente corrientes de aire
internas, independientes de las corrientes de aire exteriores, que circulen entre las
plantas especialmente en las horas de mayor actividad biológica. Estas corrientes de
aire se forman haciendo algunas aberturas, en los puntos de mayor diferencia de
presión en el interior del invernadero, esto es una abertura perimetral establecida
entre los 0,5 m y 1 m aproximadamente, bajo la línea neutra, y algunas aberturas
cenitales de proyección vertical (CORVALÁN y GALLARDO, 1992).
La fuerza motriz de la ventilación pasiva es la diferencia de temperaturas, como se ha
dicho anteriormente, entre el aire interior y exterior. Tal diferencia induce una
variación de densidad y, por consiguiente, diferencias de presión. Al considerar una
apertura vertical única, la diferencia de densidad entre el aire caliente interior y el aire
frío exterior genera un delta de presión hidrostática que varía a través de la altura de
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la ventana. Dado que el flujo que entra tiene que ser igual al flujo que sale, esto
conduce a definir el concepto de plan neutro o línea neutra. Por debajo del plan
neutro, la presión exterior es superior a la interior (Delta de presión positivo y el aire
penetra en el invernadero), en cambio, por encima del plan neutro, la presión exterior
es inferior a la interior (GONZALEZ- REAL Y BAILLE, 2000).
Para hacer un cálculo de la ventilación pasiva es posible realizar una estimación de la
renovación de masa gaseosa a partir de una fórmula teórica que relaciona la evolución
de la temperatura con la renovación de la masa. Esta fórmula sólo puede ser usada
para hacer una estimación general del fenómeno, ya que en ella se desprecian factores
tan importantes como la pérdida calórica por las paredes y la del cambio de fase del
agua (evaporación).
Para deducir esta fórmula, se plantea otra fórmula general de calor conocida.
Ec = Qe* M * ∆T
Donde:
Ec: Energía almacenada en el volumen del invernadero
Qe: Calor específico del aire
M: Masa total del invernadero
∆T: Diferencia de temperatura entre dos puntos de medición
Por tanto si durante un ensayo de renovación de aire de un invernadero se conoce la
temperatura y la masa total de cada momento, se puede deducir su energía y
consecuentemente la masa renovada y con ello su volumen. De lo anterior, se
desprende la siguiente fórmula (CORVALÁN, 2002*):
* CORVALÁN, C. 2002. Profesor Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Facultad de Agronomía. Comunicación personal.
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Mr= (Mt * Tf) – ((Mt * Ta)+(Mt * Tc)) Tex-Ta
Donde:
Mr: Masa renovada Mt: Masa total Tf: Temperatura al final del experimentoTa: Temperatura al abrir Tex: Temperatura exterior Tc: Temperatura ganada durante el cierre
2.4. Importancia de los cultivos en invernadero:
Los invernaderos se utilizan para diversos tipos de explotación, dentro de las cuales
se puede señalar, hortalizas, producción de primores, cultivos de flores, producción
de plantines y semillas, viveros frutícolas y forestales, así como, producción forzada
de caracoles, entre otros.
Según DUMOVIC (2000), el invernadero de tipo tradicional corresponde a la
estructura que predomina en Quillota. Sin embargo, ARTEAGA (2002) señala al
invernadero de tipo sistémico como el más adecuado para esta zona. Lo anterior,
fundamentado en las ventajas de éste en aspectos termodinámicos y productivos, tales
como: intercepción de radiación PAR, luminosidad al interior del invernadero,
radiación acumulada, promedio de temperatura interior, acumulación de temperatura
al interior del invernadero, tasas de calentamiento, temperatura a diferentes alturas y
producción acumulada.
Dentro de los cultivos más relevantes usados en invernaderos se encuentran la
floricultura y la producción de tomates. Por ello la referencia se hará para estos
cultivos.
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2.4.1. Producción intensiva de tomate
El tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), es la hortaliza de mayor producción a
escala mundial, así como en el país, se adapta a una gran variedad de climas, con la
sola excepción de aquellos en que se producen heladas, puesto que resulta sensible a
este fenómeno.
Actualmente se estima que se cultivan en Chile, alrededor de 20.000 hectáreas por
año, de las cuales un 40% se destina a consumo fresco y el 60% restante a la
agroindustria (URRUTIA, 2000). Según INE (1997), la superficie nacional de tomate
bajo invernadero es de 1.391 ha, de las cuales 900 se ubican en al V región. ODEPA
(2000), estima en 1.507 ha la superficie nacional de tomates en invernadero y 1.080
ha para la V región. Cifras más actuales de ODEPA (2002) indican una disminución
de la superficie de tomate producido bajo invernadero a 1.316 hectáreas.
2.4.2. Producción intensiva de flores
La producción de flores de exportación se originó en Chile a fines de los años setenta,
casi simultáneamente con el desarrollo de los invernaderos. Antes de eso la
producción estaba destinada al mercado local y se situaba en la V región del país. En
la década de los setenta se inició la construcción de invernaderos de 100 m de largo
por 12m de ancho y 2,5 de altura. Con el correr del tiempo este tipo de invernadero se
comenzó a modificar, se incorporaron lucarnas, se aumentó la altura y el largo se
redujo a 30 m (FUNDACION CHILE, 2001).
En el Censo Agropecuario del año 1976 la superficie destinada a flores era de 622
hectáreas. Según el último Censo Agropecuario de 1997, en Chile existen 1.471
hectáreas dedicadas a la floricultura. La V región representa el 56% de esta superficie
y se destaca junto con la Región Metropolitana y la IV Región. Las causas de esta
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concentración en la zona central son principalmente la cercanía al mercado de
Santiago y las condiciones climáticas de esta zona, que permite el cultivo de flores al
aire libre o en invernadero en un período continuado de por lo menos ocho meses.
Las flores cultivadas en invernadero, en relación con las cultivadas al aire libre, son
de mejor calidad y presentan producciones hasta tres veces superiores (FUNDACION
CHILE, 2001). La producción de una hectárea en invernadero y con riego tecnificado
es 2,86 veces mayor que la producción de la misma hectárea al aire libre y con
sistema de riego gravitacional (SAAVEDRA, 1998, 2001). En Anexo 1 se presentan
los rendimientos al aire libre, en invernaderos y deseable promedio de las principales
especies florícolas.
Además, a nivel nacional son 258 las hectáreas destinadas a la floricultura en
invernaderos (INE, 1997), equivalente al 18% de la superficie cultivada con flores.
Por otro lado ODEPA (2000) calculó en el país un total de 443 ha de flores bajo
plástico, de las cuales 350 ha se ubican en la V región. Un cuadro con las superficies
regionales cultivadas con flores, se presenta en Anexo 2.
El principal mercado de destino para las exportaciones de flores chilenas es Estados
Unidos, con una participación que varió del 42,2% al 95%, en el periodo de 1993-
2002 (SERVICIO DE INFORMACIÓN TÉCNICA, 2003). Algunas flores
importadas fueron el clavel spray, alstroemeria, gypsophila, lilium, crisantemo y
orquídea (representando un 30% de la importación). El Anexo 3, muestra la
evolución de los destinos de exportación chilena de flores frescas cortadas, entre los
años 1993 al 2000. Además, se ha producido una creciente participación de las flores
bulbosas cortadas (lilium, tulipán, peonías, liatris, allium y alstromeria), que entre
1997 y el 2000 participaron con un 56% del volumen exportado y con un 72% del
retorno (FUNDACION CHILE, 2001). En el Anexo 4, se puede ver una tabla con las
principales especies de flores cortadas que Chile exporta.
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2.5. El cultivo de Alstroemeria:
La Alstroemeria es una planta herbácea perteneciente a la familia botánica
Alstroemeriaceae. La mayoría de las especies de alstroemerias son de Chile, 50
especies según BAYER (1989), citado por BRIDGEN (1999). También, existen
alstroemerias en Brasil, Bolivia, Perú, Paraguay, Venezuela y Argentina.
Esta especie es cultivada principalmente para flor de corte, caracterizándose por una
larga vida en florero (dos a tres semanas). Además, se ha desarrollado un incipiente
mercado de alstroemerias en macetas y como flor de jardín (BRIDGEN, 1999). Los
precios por paquete de 10 varas varían durante la temporada, dándose el pico de
precio en el mes de julio ($1.700 el paquete de 10 varas el año 2002) y el mínimo
entre los meses de diciembre-enero ($500 el paquete de 10 varas los años 2001 y
2002) (ODEPA, 2002).
La planta se compone de un rizoma simpodial, carnoso, de varios vástagos, desde el
cual se originan los brotes aéreos y las raíces fibrosas, las que llegan a ser gruesas
raíces de almacenamiento a medida que se desarrollan las plantas. Los tallos pueden
ser reproductivos o vegetativos dependiendo de las condiciones ambientales.
Como parte del manejo del cultivo las temperaturas óptimas para su crecimiento en
invernaderos son temperaturas aéreas de 10-16°C en la noche y 18-21°C durante el
día. Temperaturas superiores a 24°C por tiempo prolongados pueden disminuir o
terminar la floración, producir aborto de yemas florales y debilitamiento de tallos. Sin
embargo, aún más importante que las temperaturas aéreas son las temperaturas del
suelo, que afectan al rizoma, las que deben tener una media de 13-16°C para inducir a
la floración (BRIDGEN, 1999).
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ROJAS (2005)* y VERDUGO (2005)**, concuerdan en que temperaturas aéreas por
sobre los 35°C por períodos prolongados, son un indicador de que las temperaturas
del suelo superan los 25°C. Estas afectan considerablemente la producción futura del
cultivo, al producir una gran cantidad de retoños sin flores. *
Según KÖNST (2004), el rango de humedad relativa óptima para el cultivo se
encuentra entre el 70%-80%. Por otro lado ROJAS (2005)* y VERDUGO (2005)**,
señalan que una humedad ambiental inferior a 40% se puede considerar dañina para
el cultivo.
Es importante destacar que son escasas las publicaciones que concluyen acerca de los
valores mínimos de humedad relativa, que limitan el potencial productivo de los
cultivos.
*ROJAS, M. Ing. Agr. 2005. Universidad Nacional de Colombia. Comunicación personal. **VERDUGO, G. Ms. Ciencias Agropecuarias P.U.C. Ing. Agr. 2005, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Comunicación personal.
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3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Ubicación del experimento:
Las evaluaciones se llevaron a cabo en el fundo “La Esperanza”, ubicado en Ocoa,
comuna de Hijuelas, provincia de Quillota, V región (Anexo 5).El fundo cuenta con
seis hectáreas de flores bajo invernaderos, de las cuales 4410 m2 están cultivadas con
alstroemerias.
3.2. Tratamientos:
Este ensayo consta de dos tratamientos: invernadero sistémico (tratamiento A) e
invernadero tradicional (tratamiento B). Los invernaderos están construidos en forma
contigua y de manera especial para realizar investigaciones comparativas de ambos
modelos. Aun cuando, sus dimensiones no son idénticas, los invernaderos tienen un
volumen similar (6250 m3 el sistémico y 6430 m3 el tradicional). Además, éstos
cuentan con un sistema de riego impulsado por el mismo cabezal electrónico y
forman parte del mismo sector de riego, lo cual aseguró idéntico riego y fertilización.
3.2.1. Invernadero tradicional
Las dimensiones del invernadero tradicional presente en Ocoa son: una altura a la
canaleta de 3,5 metros; altura cenital de cinco metros; 50 cm de lucarna y ancho de
capilla de siete metros. El invernadero está compuesto de siete capillas. Posee 28
mesas de 30 metros cada una. Su construcción es de madera con cubierta de
polietileno térmico de doble temporada, de 200 micras de espesor, instalada el 2004.
Su volumen total es 6430 metros3.
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Este invernadero tiene una de sus aguas orientada al este y otra al oeste y posee una
lucarna cenital de proyección lateral, diseñada para operar a barlovento, con cortinas
laterales alzables manualmente (Anexo 6).
3.2.2. Invernadero sistémico
Las dimensiones del invernadero sistémico presente en Ocoa son: una altura a la
canaleta de tres metros; altura cenital de 5,5 metros y ancho de capilla de seis metros.
El invernadero está compuesto de cinco capillas de 49 metros de largo. Posee 28
mesas de 30 metros cada una. Su construcción es de madera con cubierta de
polietileno térmico de doble temporada de 200 micras de espesor, instalada el 2004.
Su volumen total es 6250 metros3.
Este invernadero tiene la particularidad de orientar un agua del techo en dirección
norte, que mide 4,7 m. El agua de exposición sur mide 3,2 m. Esta distribución
espacial, podría explicar los resultados obtenidos por ARTEAGA (2002), quién
señala que el invernadero sistémico tiene una mayor captación de luz y una
concentración de fotones por m2 superior, en comparación al invernadero tradicional.
La línea de plantación mantiene una orientación norte-sur, al igual que en el
invernadero tradicional. Además, posee lucarnas de proyección cenital de 90 cm de
alto, que consisten en ventanas ubicadas en el techo, que al abrirse se proyectan
verticalmente (Anexo 7).
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3.3. Material vegetal:
El experimento se situó en una plantación comercial de alstroemerias (Alstroemeria
sp) cv. Fantasy, plantadas el año 2001, en mesas con una distancia de 1,75 m de
centro a centro de mesa y con una densidad de 10 plantas por metro lineal de mesa.
Son regadas por cintas a partir de un mismo cabezal electrónico.
Para seleccionar los metros lineales en cada invernadero se hizo un sorteo entre los
metros de mesa existentes, eligiéndose tres unidades de un metro de mesa para cada
invernadero, luego, se identificó cada sector, y de ellos se obtuvieron los datos para
las variables diferencial térmico aire- hoja, y la variable cosecha de varas.
3.4. Instrumentos y metodología de evaluación:
En cada uno de los invernaderos descritos anteriormente, se midieron las variables
detalladas a continuación.
3.4.1. Flujo
Para medir la variable flujo (m*s-1) de aire en los pasillos, se diseñó un flujómetro
que funciona registrando el enfriamiento de una termocupla calentada con una
resistencia, respecto a otra termocupla que no es calentada. El diferencial de
temperatura entre ambas está relacionado con la velocidad de circulación de aire
dentro del tubo que las contiene, expresada en metros por segundo. Por medio de
ecuaciones de flujo es posible cuantificar la velocidad del aire en el tubo (Anexo 8).
La campaña de medición comenzó el jueves 2 de septiembre del 2004 y finalizó el
martes 9 de noviembre del 2004, período durante el cual se midieron 37 días. Los
registros se realizaron en los dos tratamientos, en dos momentos por día, a las 9 y 11
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hr. La determinación de estos horarios se basó en una experiencia previa, efectuada
entre el lunes 23 y el sábado 28 de agosto del 2004 usando una estación
meteorológica Weather Wizard III, que entrega valores de velocidad, dirección del
viento y temperatura (Anexo 9). Esta campaña sirvió para identificar los dos horarios
con menores promedios de velocidad de viento atmosférico, esta condición determina
que los flujos de aire registrados dentro del invernadero dependan de su estructura y
no del viento exterior (Anexo10).
El flujómetro se ubicó en el pasillo central de cada invernadero a 10 metros de la
cortina norte. Se posó sobre un receptáculo a una altura de 1,2 metros, cercano a la
canopia del cultvo.
3.4.2. Evapotranspiración
El instrumento utilizado para medir esta variable fue un evaporímetro de Piche. Éste
según ISRAELSEN Y HANSEN (1973), es un indicador relativamente preciso de la
evapotranspiración de un cultivo en invernadero (mm*día-1). Consiste en una pipeta
de 10 ml graduada, a la cual se le corta la punta y sella el orificio superior, funciona
con agua destilada y se sitúa sobre 10cm2 de papel secante (Anexo 11).
Esta variable se midió a partir del miércoles 8 de septiembre y finalizó el martes 9 de
noviembre del 2004. De los 62 días hubo 31 días con registro en ambos invernaderos.
El control del instrumento fue a las 9 hr.
Se ubicó a la altura de la canopia (1,6 m), en el pasillo central de cada invernadero a
10 metros de la cortina norte. Después de cada medición el instrumento se rellenó con
agua destilada y se le cambió el papel secante.
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3.4.3. Tensión mátrica
Para medir la tensión mátrica (cbar), se utilizó un tensiómetro enterrado a 15 cm de
profundidad, ubicado en la mesa central de cada invernadero, a 10 metros de la
cortina norte. Se tomó lecturas diarias a las 9 hr (antes del horario de riego) a partir
del jueves 2 de septiembre y hasta el martes 9 de noviembre del 2004.
3.4.4. Diferencial térmico aire- hoja
El cálculo de esta variable se hizo sacando la diferencia de los registros de dos
termómetros, uno digital y otro infrarrojo de superficie. La metodología consistió en
la medición de la temperatura (°C) de la superficie de 10 hojas de apariencia sana e
iluminadas, en cada uno de los tres metros de mesa marcados para cada tratamiento,
con un termómetro infrarrojo de superficie marca EXTECH (Ver Anexo 12).
Además, se registró la temperatura (°C) del aire circundante al follaje con un
termómetro digital (Anexo 13).
Las mediciones comenzaron el jueves 2 de septiembre y concluyeron el martes 9 de
noviembre del 2004. Hubo 37 días de registro con mediciones en dos horarios, 9 y 11
hr, los horarios fueron determinados en base a la campaña de mediciones efectuada
con el Weather Wizard III (Anexo 10).
3.4.5. Temperatura
Para registrar la variable temperatura aérea, se instaló dos termógrafos electrónicos
marca Cox Tracer en cada invernadero, uno a 1,6 m y otro a 3,5 m. Los termógrafos
fueron programados para registrar la temperatura cada cinco minutos y se descargó su
información una vez por semana (Anexo 14).
21
3.4.5.1. Temperatura a 1,6 m
La medición de esta variable comenzó el miércoles 18 de agosto y finalizó el
miércoles 24 de noviembre del 2004. De 98 días posibles, se registraron
satisfactoriamente las temperaturas correspondientes a 57 días.
Este instrumento se instaló dentro del invernadero, colgado desde el parrón de
alambres (anteriormente en los invernaderos se cultivó tomates), se situó a 1,6 m de
altura, para registrar la temperatura del aire inmediatamente por encima del cultivo,
en la mesa central, a 10 metros de la cortina norte.
3.4.5.2. Temperatura a 3,5 m
El día 8 de septiembre se dio inicio al control esta variable, finalizando el miércoles
24 de noviembre del 2004. En este período de 77 días fueron registradas eficazmente
las temperaturas correspondientes a 52 días.
El aparato se colgó con un alambre desde el techo, suspendido a una altura de 3.5
metros sobre el suelo, por encima de la mesa central a 10 metros de la cortina norte.
Esta altura se eligió con el objeto de tener una representación de la temperatura del
aire que se encuentra entre el techo y las plantas.
3.4.6. Humedad relativa
Para calcular la variable humedad relativa, fue ubicado a 3,5 m de altura un
termohidrógrafos electrónico marca Cox Tracer en el interior de cada invernadero
(Anexo 14).
22
Su medición se realizó entre los días miércoles 8 de septiembre y martes 16 de
noviembre del 2004. En este período de 69 días fueron registradas satisfactoriamente
las humedades correspondientes a 48 días. El termohidrógrafo fue programado para
registrar la humedad cada cinco minutos y se descargó su información una vez por
semana.
El aparato se colgó con un alambre desde el techo, quedando suspendido a una altura
de 3,5 metros sobre la mesa central a 10 metros de la cortina norte. Esta altura se
eligió con el objeto de tener una representación de la humedad relativa del aire que se
encuentra entre el techo y las plantas.
3.4.7. Cosecha
El inicio del registro de la variable cosecha de varas comenzó el día lunes 6 de
septiembre del 2004 y concluyó el sábado 13 de noviembre del mismo año. Aún
cuando la labor se realizó de lunes a sábado, no todos los días hubo cosecha.
Consecuentemente, en los 68 días de observación de la cosecha para el tratamiento A
(invernadero sistémico) se registraron 45 eventos y para el tratamiento B (invernadero
tradicional), 36 eventos.
3.5. Análisis estadístico:
En este trabajo se efectuó un análisis descriptivo de manera independiente para cada
una de las variables evaluadas, obteniéndose la media, la desviación estándar y el
mínimo y máximo.
Además, para la variable flujo se planteó un diseño a dos factores con interacción, el
primer factor, con dos niveles, es el tipo de tratamiento (tratamiento A: invernadero
sistémico y tratamiento B: invernadero tradicional) y el segundo factor, con dos
23
niveles, es el horario (9 y 11 hr). Para esta variable se realizó un análisis comparativo
ANDEVA, un test t de Student con varianzas desiguales para los horarios, y otro para
los tratamientos. Los análisis se realizaron con un nivel de confianza del 95%.
Para las variables evapotranspiración y tensión mátrica se planteó un diseño con un
factor (invernadero), con dos niveles: sistémico (A) y tradicional (B). Se les aplicó
una prueba de igualdad de varianzas y un test t de Student con varianzas iguales.
En el caso de la variable diferencial térmico aire-hoja (°C)se planteó un diseño de tres
factores con interacción, el primer factor, con dos niveles, es el tipo de invernadero
(A y B), el segundo factor es el horario, con dos niveles (9 y 11 hr), y el tercer factor,
con tres niveles, guarda relación con los metros de mesa muestreados (1, 2 y 3). Se
realizó un análisis ANDEVA y se efectuó un análisis t de Student con varianzas
desiguales, para los tratamientos y otro para los horarios.
Para analizar la variable cosecha, se sumó la producción de cada metro de mesa en
forma semanal, con el fin de corregir la disparidad de días de cosecha durante cada
semana, entre los metros de mesa. Se planteó un diseño a dos factores con
interacción, el primer factor, con dos niveles, es el tipo de invernadero (A y B) y el
segundo factor, con tres niveles, es el metro de mesa. Se realizó un análisis ANDEVA
y una comparación de medias muestrales mediante un test t de Student con varianzas
desiguales.
Se señala que la selección de los metros de mesa muestreados fue hecha al azar,
aplicando criterios de selección para que éstos sean homogéneos entre sí. Se debe
aclarar que las comparaciones mediante ANDEVA y test t de Student para las
variables anteriores se realizaron individualmente para cada factor y sin incluir los
otros factores en el mismo análisis, es decir, cuando se comparó los tratamientos no
24
se hizo distinción horaria y cuando se comparó los horarios no se hizo distinción del
invernadero del que provino el dato.
En el caso de las variables temperatura a una altura de 1,6m y temperatura a una
altura de 3,5m, se analizó el comportamiento de sus percentiles semanalmente y se
graficó los que exceden los 30°C y los 35°C, así como, los percentiles con
temperaturas inferiores a 10°C y 5°C. También, se agrupó las temperaturas obtenidas
cada cinco minutos, promediando las correspondientes al mismo horario. Con estos
promedios se hizo un nuevo gráfico. Se precisa que en el invernadero tradicional se
instaló el día 2 de noviembre una malla Rashel para reducir la irradiación y con ello
disminuir las temperaturas máximas del aire del invernadero
Para la humedad relativa a una altura de 3,5m, se analizó el comportamiento de sus
percentiles y se graficó los que se encuentran entre 15 y 40% de humedad relativa.
Además, se agrupó las humedades relativas, obtenidas cada cinco minutos,
promediando las correspondientes al mismo horario. Con estos promedios y sus
desviaciones estándar se hizo otro gráfico.
Adicionalmente, se realizó un gráfico donde se incluyen los promedios por horarios
de las humedades relativas y los promedios por horarios de las temperaturas
obtenidas a 3,5m.
25
4. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1. Flujo de aire en los pasillos:
CUADRO 1. Análisis descriptivo del flujo de aire en los pasillos (m*s-1) en dos invernaderos y en diferentes horarios.
Tratamiento Tradicional Sistémico
Horario 9hr 11hr 9hr 11hr
Observaciones 37 37 37 37
Media 0,59 0,55 0,59 0,53
Desviación estándar 0,14 0,12 0,19 0,12
Mínimo 0,19 0,33 0,12 0,35
Máximo 0,87 0,95 1,15 0,98
Se probó que no existen diferencias significativas (p>5%) en el flujo medio con
respecto a los horarios, ni existen diferencias significativas (p>>5%) entre los flujos
producidos por los distintos invernaderos. En Anexo 15, se presenta un resumen de
los datos obtenidos con los test para la variable flujo, por invernadero y horario.
En Anexo 16, se presenta gráficamente esta variable para el período de un mes de
mediciones.
La nula diferencia mostrada en el monitoreo de esta variable puede ser el reflejo fiel
del fenómeno, pero también puede estar relacionada con cierto error instrumental, por
falta de sensibilidad en el rango, debido a que el flujómetro es experimental y solo se
probo en condiciones de laboratorio
26
4.2. Evapotranspiración de Piche:
CUADRO 2. Análisis descriptivo de la evapotranspiración (mm*día-1) en dos invernaderos.
Invernadero Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo
I. sistémico 31 1,79 0,78 0,2 3,2
I. tradicional 31 1,98 0,80 0,3 3,8
No existen diferencias significativas entre las desviaciones estándar de esta variable.
No existen diferencias significativas (p>>5%) en los niveles de evapotranspiración
registrados en los distintos invernaderos. En el gráfico de la Figura 1, se observa lo
anterior, además de períodos en los que no se registró datos debido daños del
instrumento de medición.
En el Anexo 17, se presenta un resumen de los datos obtenidos con el test t de
Student para la variable evapotranspiración, por invernadero.
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0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
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/09/
2004
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1/20
04Fecha
Evap
otra
nspi
raci
ón (m
m*d
ía-1) …
.
BA
FIGURA 1. Evapotranspiración (mm*día-1) de dos invernaderos (A: sistémico ; B: tradicional) en el período 08/09/2004 al 09/11/2004.
28
4.3. Diferencial térmico aire-hoja:
CUADRO 3. Análisis descriptivo del diferencial térmico (°C) en dos invernaderos, en diferentes horarios y en tres metros de mesa (1, 2 y 3).
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo Tradicional 222 1,25 1,25 -6,80 9
Sistémico 222 0,93 2,92 -4,80 8,6 9 horas 222 1,66 3,15 -4,8 9,0
11 horas 222 0,52 2,69 -6,8 8,4
Metro 1 148 1,37 2,91 -3,3 9,0
Metro 2 148 0,91 3,07 -6,8 8,5
Metro 3 148 0,99 2,96 -5,6 9,0
No existen diferencias significativas (p>>5%) entre los tratamientos para la variable.
La media del diferencial térmico aire-hoja a las 9 horas es mayor que la media en el
horario de las 11 (Anexo 18). En la Figura 2, se observa esta diferencia y algunos
períodos en los que no se registró datos.
4.4. Tensión mátrica:
CUADRO 4. Análisis descriptivo de la tensión mátrica (cbar) en dos invernaderos.
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo
Tradicional 37 10,57 2,06 8 18
Sistémico 37 10,65 2,04 6 16
29
No existen diferencias significativas (p>>5%) en la tensión mátrica producida por los
distintos tratamientos. La similitud de las tensiones mátricas se puede observar en la
Figura 3.
En el Anexo 19, se presentan los datos de la variable tensión mátrica por tratamiento.
30
FIGURA 2. Promedio del diferencial térmico aire-hoja (°c) de dos invernaderos para dos horarios en el período 02/09/2004 al 09/11/2004.
-4
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hoj
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(°C)
9hr
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02/0
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1/20
04
Fecha
Tens
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mát
rica
(cba
r)...
BA
FIGURA 3. Tensión mátrica (cbar) de dos invernaderos en el período 02/09/2004 al 09/11/2004.
32
4.5. Temperaturas:
4.5.1. Análisis de la temperatura a 1,6 m de altura
CUADRO 5. Análisis descriptivo de la temperatura (°C) a 1,6 m de altura en dos invernaderos.
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo
Sistémico 16796 17,1 8,4 1,4 38,6
Tradicional 16796 17,6 9 1,7 47,7
En el gráfico de la Figura 4, se observa que las curvas de las temperaturas promedio
de ambos invernaderos presentan una tendencia similar, esto debido a que al ser
ambos invernaderos fríos, el clima del exterior determina, en gran parte, la formación
del microclima interno (GONZALEZ-REAL Y BAILLE, 2000). A pesar de eso, se
puede ver que el invernadero sistémico alcanzó los 15°C a las 8:40 hr, anticipando el
inicio de los procesos fotosintéticos, mientras que el tradicional lo hizo a las 9:00 hr.
Esta conducta se explica porque el invernadero sistémico capta un 75% de la energía
solar, mientras que el tradicional capta sólo un 50%.
Además, se observa que el invernadero sistémico alcanzó a las 11:30 hr una máxima
promedio de 28,3°C, mientras que el invernadero tradicional promedió como máximo
31,9°C a las 14 hr. Se destaca que el invernadero sistémico mantiene un
comportamiento térmico estable desde que alcanza su máxima promedio, por cuatro
horas. Por el contrario el invernadero tradicional subió su temperatura en una
pendiente continua hasta el punto máximo y descendió con una pendiente similar. Ya
que, las otras formas de pérdida de energía (transpiración, pérdida a través de la
cubierta y pérdida por el suelo) se mantienen iguales entre los dos tratamientos, la
33
única explicación para que se genere este fenómeno (una estabilización al mediodía
de la temperatura del invernadero sistémico) es una mejor ventilación de éste.
Por último, la caída de temperatura observada a las 9:00 hr en ambos invernaderos se
explica por ser este el horario al que se abrió las cortinas de los invernaderos.
En el gráfico de la Figura 5, se observa que hasta la semana del 20 al 27 de octubre se
presentaron mayores porcentajes de temperaturas por sobre 30°C en el invernadero
tradicional en comparación con el sistémico. Después de esa fecha, se observa una
alternancia en cual registra los mayores porcentajes de temperaturas por sobre 30°C.
Además se observa, que el invernadero sistémico tuvo un 4,2% de sus temperaturas
por sobre 35°C en la semana de mayor ocurrencia, en cambio en el invernadero
tradicional la semana de mayores temperaturas por sobre los 35°C alcanzaron un
15,6%. Estas temperaturas según ROJAS (2005)* y VERDUGO (2005)** son dañinas
para la producción.
Así mismo, se puede ver que las temperaturas máximas del invernadero tradicional
sufren un marcado descenso a partir de comienzos de noviembre, esto sucedió porque
en esta fecha se instaló una malla Rashel para conseguir este propósito.
Como se puede observar en el gráfico de la Figura 6, el porcentaje de temperaturas
por semana bajo 10°C es muy similar entre los dos tratamientos y decrece después de
la semana del 13-20 de octubre. Además, el porcentaje de temperaturas bajo 5ºC es
también muy similar y desaparece en la semana del 20-27 de octubre.
* ROJAS, M. Ing. Agr. 2005. Universidad Nacional de Colombia. Comunicación personal. ** VERDUGO, G. Ms. Ciencias Agropecuarias P.U.C. Ing. Agr. 2005, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Comunicación personal.
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Horario
Tem
pera
tura
(°C
) TºA1,6m
Tº B1,6m
FIGURA 4. Promedio de las temperaturas a una altura de 1,6 metros para cada invernadero (A: sistémico y B: tradicional), registrada cada 5 minutos.
35
FIGURA 5. Porcentaje semanal de temperaturas por sobre 30°c y 35°c (medidas a 1,6 m) en los invernaderos sistémico (A) y tradicional (B).
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Semanas
Perc
entil
A sobre35ºc
A sobre30ºc
B sobre35°c
B sobre30°c
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FIGURA 6. Porcentaje semanal de temperaturas bajo 5°c y 10°c (medidas a 1,6 m) en los invernaderos sistémico (A) y tradicional (B).
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Semana
Perc
etil
B bajo10°c
B bajo5°c
A bajo10ºc
A bajo 5ºc
37
4.5.2. Análisis de la temperatura a 3,5 m de altura
CUADRO 6. Análisis descriptivo de la temperatura 3,5 m de altura en dos invernaderos.
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo
Sistémico 15040 17,1 7,6 2,1 43,5
Tradicional 15040 17,7 8,4 2,1 43,5
En la Figura 7, se observa que el invernadero sistémico alcanzó un promedio máximo
de 27,3°C, mientras que la del invernadero tradicional fue 30,4°C. Considerando que
el aire caliente asciende, se esperó encontrar las mayores temperaturas a los 3,5 m, sin
embargo, ocurrió exactamente lo contrario, como se observa en la Figura 8, esto se
explica según CORVALÁN (2005)* porque el aire después de ingresar por la cortina
se elevó, desplazándose cercano al techo, para salir por la lucarna, ventilando
escasamente el entorno de las plantas.
En la Figura 9, se observa que el invernadero tradicional, en comparación con el
sistémico, presenta mayores porcentajes de temperaturas por sobre 30°C, .al igual que
por sobre 35°C. Esto confirma las observaciones previas que afirmaron que el
invernadero tradicional alcanza temperaturas superiores a lo largo del día.
Así mismo, como en la medición a 1,6 m, se puede ver que las temperaturas máximas
del invernadero tradicional sufren un marcado descenso a partir de comienzos de
noviembre, esto sucedió porque en esta fecha se instaló una malla Rashel para
conseguir este propósito. El aumento de temperaturas sobre 30° registrado en las
curvas del invernadero sistémico muestra una tendencia ascendente, en consecuencia
con el aumento de temperatura exterior asociado a la época en que ocurre esto. * CORVALÁN, C. 2005. Profesor Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Facultad de Agronomía. Comunicación personal.
38
En la Figura 10, se observa que los porcentajes bajo 10ºC y 5ºC son muy similares
independiente del tipo de invernadero. Además, a partir de la semana del 20 al 27 de
octubre no se registraron temperaturas bajo 5ºC.
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Aire A
Aire B
FIGURA 7. Promedio de las temperaturas a una altura de 3,5 metros para cada invernadero (A: sistémico y B: tradicional), registrada cada cinco minutos.
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0Horario
Tem
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(°C
) T° A 1,6m
T° A 3,5m
T° B 1,6m
T° B 3,5m
FIGURA 8. Promedio de las temperaturas a dos alturas (1,6 m y 3,5 m) para dos invernaderos (A: sistémico y B: tradicional), registradas cada cinco minutos.
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258-
15se
p
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7oct
27oc
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v
3-9n
ov
9-16
nov
19-2
4nov
Semana
Perc
entil
A sobre30°
A sobre35°
B sobre30°
B sobre35°
FIGURA 9. Porcentaje semanal de temperaturas sobre 30°C y 35°C (medidas a 3,5 m) en dos invernaderos (A: sistémico y B: tradicional).
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8-15Sep
16-21Sep
22-29Sep
30Sep-6Oct
7-12Sep
13-20Oct
20-27Oct
27Oct-3Nov
3-9Nov
9-16Nov
19-24Nov
Semana
Perc
entil
A bajo5°c
A bajo10°c
B bajo5ºc
B bajo10ºc
FIGURA 10. Porcentaje semanal de temperaturas bajo 5°c y 10°c (medidas a 3,5 m) en dos invernaderos (A: sistémico y B: tradicional).
43
4.6. Humedad relativa:
CUADRO 7. Análisis descriptivo de la humedad relativa a 3,5 m de altura para dos invernaderos.
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo
Sistémico 13626 63,7 31,4 12 100
Tradicional 13626 61,0 31,1 0,5 100
Al analizar la humedad relativa en la Figura 11, se observa que los promedios del
invernadero tradicional son siempre inferiores a los del invernadero sistémico. Esto se
hace preocupante para el cultivo cuando la humedad desciende del 40%, que en el
caso del invernadero tradicional, ocurre durante cinco horas del día (en promedio).
Además, queda claro que la temperatura ambiental está altamente relacionada con la
humedad relativa. Así se explica, en parte, la diferencia de humedad relativa existente
entre los dos invernaderos, ya que el tradicional alcanza mayores temperaturas que el
sistémico.
En el gráfico de la Figura 12, se puede observar que las humedades relativas entre
15% y 40% son superiores en el caso del invernadero tradicional. Ello significa que
éste tiene más horas al día con humedades relativas estresantes para las plantas.
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Hora
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enta
je
H.R. A
H.R. B
Tº A
Tº B
FIGURA 11. Promedio de las humedades relativas y promedio de las temperaturas a 3,5 metros, para cada invernadero (A: sistémico y B: tradicional), registrada cada cinco minutos.
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FIGURA 12. Porcentaje semanal de humedad relativa entre 40-15%, medida a 3,5 m en dos invernaderos (A: sistémico y B: tradicional).
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8-15Sep
16-21sep
22-29Sep
30Sep-6Oct
7-12Oct
13-20Oct
20-27Oct
27Oct-
3Nov
3-9Nov
9-16Nov
Semana
Perc
entil
Sist 15-40%
Trad15-40%
46
4.7. Cosecha:
CUADRO 8. Análisis descriptivo de la cosecha para dos invernaderos (tradicional y sistémico) y metro de mesa (1, 2 y 3).
Observaciones Media Desviación estándar Mínimo Máximo Sistémico 30 25 8,3 11 45
Tradicional 30 13,5 4,8 5 25
Metro 1 20 19,9 9,2 5 43
Metro 2 20 18,7 8,6 7 37
Metro 3 20 19,2 9,2 6 45
No existen diferencias significativas (p>>5%) en el número de varas cosechadas que
producen los metros de mesa, pero sí existen diferencias significativas (p<5%) en la
producción de los dos tratamientos. Se concluye que la media del tratamiento
sistémico es mayor que la media del tratamiento tradicional. En el Anexo 20, se
puede encontrara un resumen de los datos entregados por este test.
CUADRO 9. Cosecha de varas de alstroemerias total semanal y promedios semanales por tratamientos.
Invenadero Sistémico Invernadero Tradicional Semanas Cosecha semanal Promedio Cosecha semanal Promedio
6-11 sept 68 22,6 46 15,3 13-18 sept 38 12,7 40 13 20-25 sept 49 16,3 33 11 27 sept-2 oct 93 31 34 11,3 4-9 oct 123 41 37 22,3 11-16 oct 67 22,3 45 15 18-23 oct 82 27,3 18 6 25-30 oct 62 20,7 70 23,3 1-6 nov 93 31 50 16,7 8-13 nov 74 24,7 31 10,33
TOTAL 749 25 404 14,4
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En el cuadro anterior, se observa que el invernadero sistémico supera en 11,5 varas la
producción acumulada por metro lineal de mesa, promedio del invernadero
tradicional. Además se aprecia el mayor número de varas totales cosechadas bajo el
tratamiento sistémico.
Estos datos concuerdan con los datos históricos del predio, donde se detalla la
cosecha de tomates del año 1998 (el invernadero sistémico generó el 69% de la
producción total), realizada en los mismos invernaderos que se usaron para esta
experiencia (Anexo 21).
En la Figura 13, se observa la superioridad de producción del invernadero sistémico
por sobre el tradicional y en la Figura 14, la similitud de la cosecha de los tres metros
de mesa dentro de cada tratamiento.
La mayor producción observada en el invernadero sistémico puede ser atribuida a la
superioridad encontrada por ARTEAGA (2002) en la luminosidad, en la intercepción
de radiación fotosinteticamente activa (PAR), en el promedio de temperatura interior,
en las tasas de calentamiento y en la temperatura a diferentes alturas. Además, esta
diferencia de producción puede estar asociada a que el invernadero sistémico
mantuvo su humedad relativa promedio horario sobre 40%, y su temperatura
promedio horario bajo 30ºC.
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FIGURA 13. Curva de cosecha semanal de varas de alstroemerias, promedio de las mesas por tratamiento.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
456-
11 se
pt
13-1
8 se
pt
20-2
5 se
pt
27 se
pt-2
oct
4-9
oct
11-1
6 oc
t
18-2
3 oc
t
25-3
0 oc
t
1-6
nov
8-13
nov
Semana
Cos
echa
de
vara
s sem
anal
Promedio A
Promedio B
49
FIGURA 14. Curvas de cosecha semanal de varas de alstroemerias por mesas.
05
101520253035404550
6-11
sept
13-1
8 se
pt
20-2
5 se
pt
27 se
pt-2
oct
4-9
oct
11-1
6 oc
t
18-2
3 oc
t
25-3
0 oc
t
1-6
nov
8-13
nov
Semanas
Var
as
A1
A2
A3
B1
B2
B3
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5. CONCLUSIONES
En base a las mediciones realizadas desde el jueves 2 de septiembre al miércoles 24
de noviembre del 2004, después de analizar el flujo de aire a la altura de las plantas
(1,2 m), la velocidad del aire es estadísticamente igual para los horarios 9 y 11 hrs, así
como, entre los dos tipos invernaderos en que se registraron los datos.
La evapotranspiración del cultivo de alstroemerias, estimada en ambos invernaderos
con un evaporímetro de Piche, reflejó mínimas diferencias, por lo que a partir de esta
variable, no se puede afirmar que existe superioridad en la ventilación de un
invernadero sobre el otro, o de existir, que esta afecte el entorno aéreo de la planta.
Con respecto a la variable diferencial térmico aire – hoja, no se presentaron
diferencias entre los invernaderos, pero si entre los dos horarios de medición, siendo
más favorable el diferencial registrado a las 9 hr.
Las mediciones del tensiómetro no arrojaron diferencias de tensión mátrica entre los
invernaderos.
Del análisis descriptivo de la temperatura a 1,6 m de altura, se puede afirmar que el
invernadero sistémico consigue aumentarla más temprano que el tradicional, lo cual
es beneficioso porque el cultivo comienza antes a fotosintetizar. Además, es el
invernadero tradicional el que presenta las temperaturas más altas en las horas de
mayor luminosidad, superando frecuentemente los 35ºc (valor dañino para el
cultivo). Por otro lado, del análisis descriptivo, a los 3,5 m de altura los dos
invernaderos sólo presentan diferencias en la temperatura máxima que alcanzan,
siendo mayor la del tradicional. A la misma altura, la humedad relativa siempre es
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menor en el invernadero tradicional que en el sistémico, alcanzando el primero en
promedio seis horas diarias bajo el 40% de humedad relativa.
En cuanto a la producción, medida en número de varas cosechadas semanalmente
existe una marcada superioridad del invernadero sistémico por sobre el tradicional.
Aún cuando las otras variables no reflejaron diferencias entre los invernaderos, los
contrastes encontrados en la cosecha, en la temperatura a las dos alturas y en la
humedad relativa, dan pie para la realización de futuros estudios, que despejen las
dudas sobre las reales ventajas de la aplicación de los principios implícitos en el
diseño del invernadero sistémico.
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6. RESUMEN El invernadero de diseño sistémico comenzó a desarrollarse el año 1991. Desde esa fecha hasta ahora han sido pocas las instancias de validación de sus ventajas por sobre el diseño predominante en la zona (invernadero tradicional). En el año 1996 se construyó en el fundo “La Esperanza”, ubicado en Ocoa, comuna de Hijuelas, dos invernaderos sistémicos y dos tradicionales para cultivar tomates en ellos y realizar comparaciones de sus características. En este ensayo se evaluaron dos invernaderos contiguos, uno sistémico y otro tradicional donde se cultivan alstroemerias. En ellos se midió desde el jueves 2 de septiembre al miércoles 24 de noviembre del 2004 las variables: flujo de aire en los pasillos, evapotranspiración de Piche, diferencial térmico aire- hoja, tensión mátrica, temperatura para dos alturas y humedad relativa.
Para las variables mencionadas anteriormente se efectuó un análisis descriptivo, además, se elaboraron gráficos para comparar la evolución temporal. En el caso de las variables flujo, diferencial térmico aire – hoja, tensión mátrica, cosecha, se realizó una comparación de medias con el estadístico test t de Student con varianzas desiguales. En cambio, para la variable evapotranspiración se realizó una comparación de medias con el estadístico t de Student con igualdad de varianzas y distribución normal. Los análisis realizados permitieron concluir que para las variables flujo y evapotranspiración no existen diferencias entre los invernaderos. Para la variable diferencial térmico aire – hoja sólo se observó diferencias entre los horarios de medición (9 hrs es mayor que 11 hrs). En la variable tensión mátrica se concluyó que no existe diferencia entre los dos tipos de invernaderos. La variable cosecha indicó que existen claras diferencias entre la producción de ambos invernaderos, siendo muy superior la del invernadero sistémico. Del análisis descriptivo de la temperatura a 1,6 m de altura, se concluye que el invernadero sistémico sube la temperatura previamente que el tradicional. Además, es el invernadero tradicional el que presenta las temperaturas más altas en las horas de mayor luminosidad, superando largamente los 35ºC. Por otro lado, del análisis descriptivo, a los 3,5 m de altura los dos invernaderos sólo presentan diferencias en la temperatura máxima que alcanzan, siendo mayor la del tradicional. A la misma altura, la humedad relativa siempre es menor en el invernadero tradicional que en el sistémico.
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Los contrastes encontrados en la investigación para las variables cosecha, temperatura a las dos alturas y humedad relativa, justifican la realización de futuras investigaciones, que profundicen el conocimiento de las diferencias que le otorgan ventajas al invernadero sistémico por sobre los otros modelos utilizados en el país.
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7. ABSTRACT Greenhouses using systems design began to be developed in 1991. From that date, there have been a few instances of validation of their advantages over the predominant (traditional greenhouse) design in the area. In 1996, two greenhouses using systems design and two traditional greenhouses were built in "La Esperanza" farm in Ocoa, Hijuelas commune, to cultivate tomatoes and compare their characteristics. In this experiment, two adjacent greenhouses--one using systems design and the other a traditional design--were evaluated. Alstroemerias were cultivated in both greenhouses. The following variables were measured and moderated from Thursday, September 2 to Wednesday, November 24, 2004: air flow in the corridors, evapotranspiration of Piche, thermal differential air-leaf, soil water tension, temperature at two heights, and relative humidity. Descriptive analyses were done on all the variables, with graphics generated to track their evolution. In the case of the air flow, thermal differential air-leaf, soil water tension, and harvest variables, a comparison of averages was done using the statistical Student's t-test with unequal variances. However, for the evapotranspiration variable a comparison of averages was done using the statistical Student's t-test with equal variances and normal distribution. The conclusion from the analyses of the air flow and evapotranspiration variables is that there are no differences between the greenhouses. With the thermal differential air-leaf variable, the only difference observed was in the measurement schedules (greater at 9 hours than at 11 hours). With the soil water tension variable, it was concluded that there is no difference between the two types of greenhouses. The harvest variable showed clear differences between the production levels of both greenhouses, with a much higher production achieved by the greenhouse using systems design. The descriptive analysis of the temperature at a height of 1.6 meters concludes that the greenhouse using systems design raises the temperature before to the traditional greenhouse. In addition, the traditional greenhouse is the one that presents the higher temperature readings during the hours of greatest luminosity, surpassing 35º C. On the other hand, the descriptive analysis at a height of 3.5 meters shows that the greenhouses present differences only in the maximum temperature reached, with the traditional greenhouse having the greater temperature. At the same height, the relative humidity is always lower in the traditional greenhouse. The contracts found in the analyses of the harvest, temperature at two heights, and
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relative humidity variable justify carrying out future investigations to deepen the understanding of the differences that grant the greenhouses using systems design advantages over the other models used in the country.
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8. LITERATURA CITADA
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