calefacción de invernaderos

CALEFACCIÓN DE INVERNADEROSEN EL SUDESTE ESPAÑOL

Resultados Experimentales para

cultivos de pepino y judía

© Autores:J.C. López, P. Lorenzo, E. Medrano, M.C. Sánchez-Guerrero,J. Pérez, H.M. Puerto y M. Arco.

Reservados todos los derechos

Edita:

CAJA RURAL DE ALMERÍAPlaza de Barcelona, 5

04006 ALMERÍA

http://www.larural.es

I.S.B.N.: 84-95531-01-1

Depósito legal: AL - 167 - 2000

Imprime: Escobar Impresores, S.L. - El Ejido (Almería).

ÍNDICE

LISTA DE AUTORES............................................................................... 6

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN EL CRECIMIENTO YDESARROLLO DE LOS CULTIVOS...................................................... 7P. Lorenzo ( C.I.F.A. Almería )

SISTEMAS DE CALEFACCIÓN ........................................................... 11J.C. López (Est. Exp. Las Palmerillas)

RESULTADOS EXPERIMENTALES ..................................................... 16

A) CALEFACCIÓN POR AIRE CALIENTE CON COMBUSTIÓNDIRECTA ........................................................................................... 17

A.1. Cultivo de pepino en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1997-98 ...... 18J.C. López, H. Puerto, M. Arco (Est. Exp. Las Palmerillas)

A.2. Cultivo de pepino en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1998-99 ...... 22J.C. López, M. Arco, H. Puerto, J. Pérez (Est. Exp. Las Palmerillas)

A.3. Cultivo de judía en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1998-99 ........ 26J.C. López, M.Arco, J.Pérez (Est. Exp. Las Palmerillas)

B) COMPARACIÓN DE CALEFACCIÓN POR AIRE CALIENTE CONCOMBUSTIÓN INDIRECTA FRENTE A TUBERÍA RADIANTECON AGUA CALIENTE A BAJA TEMPERATURA ........................ 29

P. Lorenzo, M.C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano ( C.I.F.A. Almería)

B.1. Cultivo de judía en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1995-96.......... 29

B.2. Cultivo de pepino en ciclo de otoño-invierno. Campañas 1997-98 y 1998-99 ........................................................................................... 33

C) APLICACIÓN COMBINADA DE CALEFACCIÓN Y ENRIQUECI-MIENTO CARBÓNICO.................................................................... 39

P. Lorenzo, M.C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano (C.I.F.A. Almería)

C.1. Cultivo de pepino en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1993-94 ...... 39

C.2. Cultivo de judía en ciclo de otoño-invierno. Campaña 1996-97 ......... 41

CONSIDERACIONES ........................................................................... 44

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................... 46

J.C. LÓPEZEstación Experimental Las Palmerillasde Caja Rural de AlmeríaAutovía del Mediterráneo, Km 41904710 El Ejido (Almería)

P. LORENZOCentro de Investigación y FormaciónAgraria (C.I.F.A.) de AlmeríaApdo. 9104700 El Ejido (Almería)

E. MEDRANOCentro de Investigación y FormaciónAgraria (C.I.F.A.) de AlmeríaApdo. 9104700 El Ejido (Almería)

M.C. SÁNCHEZ-GUERREROCentro de Investigación y FormaciónAgraria (C.I.F.A.) de AlmeríaApdo. 9104700 El Ejido (Almería)

J. PÉREZEstación Experimental Las Palmerillasde Caja Rural de AlmeríaAutovía del Mediterráneo, Km 41904710 El Ejido (Almería)

H. M. PUERTORepsol Petróleo, S.A.InvestigaciónEmbajadores, 18328045 Madrid

M. ARCOEstación Experimental Las Palmerillasde Caja Rural de AlmeríaAutovía del Mediterráneo, Km 41904710 El Ejido (Almería)

LISTA DE AUTORES

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA ENEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE

LOS CULTIVOS

P. Lorenzo (C.I.F.A. Almería)

Influencia de la temperatura en el crecimiento y desarrollo de los cultivos

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La temperatura es un factor determinante de: la actividad metabólica, elcrecimiento y el desarrollo de los vegetales.

La distribución biogeográfica original de las especies que se cultivan en elsudeste español, protegidas bajo invernadero de plástico, (tomate, pimiento,pepino, melón, sandía, judía, calabacín y berenjena) tiene lugar en latitudessubtropicales, generalmente asociadas a regímenes térmicos menos variables ytemperaturas mínimas más elevadas, superiores a 12 ºC, límite considerado comoel mínimo por debajo del cual estas especies ralentizan el crecimiento y presen-tan síntomas de deterioro. Estas consideraciones ponen en evidencia que enausencia de control climático los cultivos, únicamente protegidos por una cu-bierta de plástico, se desarrollan a merced de la climatología local, producién-dose acumulaciones productivas y amplias variaciones en la cantidad y calidadde las cosechas; al mismo tiempo los cambios de la actividad metabólica, aveces bruscos, propiciados por la evolución medioambiental inducen un enve-jecimiento precoz de las plantas y reducen su potencial productivo.

En invierno la temperatura media de las mínimas se sitúa entre 7 y 9 ºC(Montero, 1985) con oscilaciones variables entre las diferentes campañas.Conviene añadir que en los invernaderos pasivos con frecuencia se produceinversión térmica, especialmente ocurre en las noches de cielo despejado, cuan-do la turbulencia del aire en el interior de las estructuras es prácticamente nula.

P. Lorenzo

12

Estos valores están en el límite superior del rango que origina un daño fisiológico(0-10 ºC) considerable en estas especies hortícolas (Tognoni, 1990). Verlodt(1990) establece el umbral de las temperaturas mínimas nocturnas entre 15 y18,5 ºC, por debajo de las que se necesitaría incorporación de calor para unadecuado crecimiento y desarrollo de los cultivos antes mencionados.

El metabolismo está profundamente afectado por los cambios de la tem-peratura medioambiental, y es complicado conocer la incidencia de la tempera-tura sobre el crecimiento y desarrollo de los cultivos desde un punto de vistaglobal, dado que intervienen diferentes procesos (división celular, expansión,asimilación de carbono, respiración, distribución de asimilados...) y cada unode ellos tiene un determinado rango óptimo de temperatura, característico de laespecie que se considera, de su fase de desarrollo y de las condiciones previasde crecimiento.

Por otra parte, la temperatura de la planta, del aire y del sistema radicular(situado en un medio diferente al aire, generalmente: suelo, sustrato, agua) pre-sentan amplias variaciones debidas a:

· Ciclos diarios (variación regular).· Ciclos estacionales (variación regular).· Nubosidad (variación irregular a corto plazo).· Posición de las hojas en el dosel vegetal (hojas de sol o de sombra).· Altura del nivel foliar respecto de la superficie del suelo.· Dimensión foliar.

La temperatura de la raíz de las plantas cultivadas en suelo depende prin-cipalmente de las variaciones diarias y estacionales y de la profundidad en la quese sitúa respecto de la superficie del suelo.

Las raíces de las plantas cultivadas en sistemas sin suelo disponen de unvolumen limitado de sustrato y agua, por lo que presentan menor inercia térmica.En estos sistemas de cultivo que requieren alta frecuencia de riego, debe tenerseen cuenta la incidencia de la temperatura del agua de riego.

En consecuencia, el dosel vegetal y el perfil del suelo pueden considerarsecomo un complejo mosaico de regímenes térmicos de fluctuación permanente.

Influencia de la temperatura en el crecimiento y desarrollo de los cultivos

13

Las temperaturas inferiores al rango óptimo originan estrés térmico sobrela planta e inciden sobre: los procesos metabólicos, la producción de materiaseca y por tanto afectan a la productividad de los cultivos.

La duración temporal y la intensidad del estrés térmico marcan la posibi-lidad de restablecer la actividad metabólica al nivel inicial, después de volver aunas condiciones más favorables, en unos casos puede producirse una recupe-ración parcial, en otros se pierde definitivamente esta opción.

Las especies termófilas, entre las que podemos considerar la mayoría delas hortalizas que se cultivan bajo protección en el litoral mediterráneo (antesmencionadas), cuando la temperatura desciende por debajo de los 10–12 ºCpresentan las siguientes alteraciones:

· Reducción del crecimiento, especialmente de la elongación, de la expan-sión foliar y en consecuencia de la radiación absorbida por el cultivo.

· Disminución de la tasa de asimilación neta.· Depresión de la respiración.· Reducción del transporte y distribución de asimilados.· Disminución de la absorción de agua y sales minerales debido a: aumento

de la viscosidad del agua, aumento de la resistencia del tejido de la plantapor la disminución de permeabilidad de la membrana celular, reducciónde la absorción y acumulación activa de iones y disminución del creci-miento de la raíz.

· Cambios anatómicos y morfológicos: tendencia a desarrollar hojas másanchas y cortas, reducción de la longitud del peciolo, aumento del grosorde la hoja y disminución del área foliar específica.

· Pérdida de fertilidad.· Envejecimiento precoz del tejido fotosintético por necrosis celular.

El aporte de calor en el interior del invernadero mediante sistemas decalefacción permite el control de la temperatura durante el crecimiento y desa-rrollo de los cultivos, por tanto posibilita programar la producción de fruto.

El objetivo final será el control de la temperatura de forma dinámica, paraoptimizar el aporte de calor al invernadero, lo que significa maximizar continua-mente la diferencia entre la tasa de producción y el consumo energético modifi-cando la temperatura en función del resultado económico.

SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

J.C. López (Est. Exp. Las Palmerillas)

Sistemas de calefacción

17

El diseño de un sistema de calefacción tiene que procurar que el aporte decalor sea además de eficaz, eficiente. El calor se debe de distribuir de manerauniforme, minimizando los gradientes térmicos, tanto verticales como horizonta-les.

Conociendo las pérdidas de calor del invernadero y el salto térmico ∆T(Tª invernadero – Tª exterior) a cubrir, podemos calcular la potencia a instalar.Para evitar sobredimensionar el sistema durante gran parte del período de fun-cionamiento, se suele tomar como temperatura de diseño la media de las míni-mas para el período más frío de una serie histórica de años. En función de nues-tras exigencias, ese período puede ser mensual, quincenal e incluso de un día.

Las mayores pérdidas de calor del invernadero se producen a través delas paredes y techo, las cuales dependen de las propiedades del material decubierta (coeficiente de transmisión de calor) y de las pérdidas por infiltración(López y col. 2000) estrechamente ligadas al tipo de estructura de invernadero,fijación del material de cubierta y al mantenimiento del mismo (uniones, roturas,degradación del material, etc.).

Según utilicen una o varias de las formas en que el calor se puede transfe-rir (convección, conducción y radiación), podemos clasificar los sistemas como:

J.C. López

18

1.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN DE TIPO CONVECTIVO

Son sistemas en los que el elemento conductor del calor es el aire. Debidoa su poca inercia, proporcionan un aumento rápido de la temperatura del aire,enfriándose de igual forma al dejar de actuar. Generan importantes gradientestérmicos y pérdidas de calor al ir localizados, normalmente, sobre el cultivo(González-Real et al. 1983). Mediante el uso de tubos perforados próximos alas plantas, podemos mejorar la distribución del calor y aumentar la eficienciadel sistema.

El coste de la instalación es inferior al de los sistemas por agua caliente,aunque la vida útil del sistema también es más corta.

Entre los sistemas convectivos los más utilizados son: aerotermos, gene-radores de aire caliente de combustión indirecta y generadores de aire calientede combustión directa. Los dos últimos son los que mayoritariamente se instalanen Almería:

- Generadores de aire caliente de combustión indirecta: mediante un cam-biador de calor, se separan los gases de combustión expulsándolos al exterior,introduciendo únicamente aire caliente al invernadero. Dado que parte del calores expulsado con los gases de combustión, el rendimiento de estas máquinassuele estar entre el 80% - 90%.

- Generadores de aire caliente de combustión directa: tanto el aire calientecomo los gases de combustión son incorporados al invernadero. El combustiblea utilizar debe de contener el menor número posible de elementos tóxicos, sien-do el propano y el gas natural los más recomendados. Es importante controlarlos niveles de los gases de combustión para evitar problemas a personas y plan-tas. El rendimiento de la máquina se considera del 100 % al introducir también elcalor que acompaña a los gases de combustión.

2.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN POR CONDUCCIÓN

Estos sistemas están diseñados para proporcionar una temperatura ade-cuada en la zona radicular. Desde un punto de vista físico, uno de los objetivos

Sistemas de calefacción

19

de la calefacción del suelo es utilizar, indirectamente, la superficie de intercambiocon el aire que ofrece el suelo del invernadero, ya que ésta es superior a la de lossistemas de calefacción aéreos (Feuilloley y Baille,1992). Desde una calderacentral se aporta calor al suelo a través de tuberías enterradas, circulando elagua a temperatura inferior a 40 ºC, siendo la distribución del calor uniforme yproporcionando mayor eficiencia que los sistemas por aire caliente. El elevadocoste inicial y la dificultad para realizar labores en el suelo (al ir enterradas lastuberías a menos de 50 cm) han limitado el desarrollo de estos sistemas.

En cultivos fuera de suelo, debido a su baja inercia térmica, la temperaturaen la zona radicular se aproxima a la temperatura del aire, pudiendo en periodosfríos limitar el desarrollo de los cultivos. La fácil localización de los cambiadoresde calor, bajo los sustratos o sobre los mismos, ha permitido su expansión enestos sistemas de cultivo.

3.- SISTEMAS DE CALEFACCIÓN POR CONVECCIÓN Y RADIACIÓN

La transferencia de calor se realiza a través de tuberías aéreas o dispues-tas sobre el medio de cultivo, por donde circula agua caliente, pudiendo trabajara alta (hasta 90 ºC) o baja temperatura (entre 30 ºC - 50 ºC) en función delmaterial utilizado (metal o plástico). En alta temperatura, la utilización de lastuberías metálicas como raíles, permite la incorporación de carros para prácti-cas culturales y aplicación de productos fitosanitarios, encaminados hacia unamayor eficiencia en el trabajo.

Estos sistemas modifican la temperatura del aire, al calentarse porconvección al contacto con los tubos, y la de los objetos (suelo, planta, cubiertadel invernadero, etc.) que se encuentran a su alrededor por intercambio radiativo.La distribución del calor es más uniforme que en los sistemas por aire, al situarlas tuberías cerca del cultivo y mantener unos gradientes térmicos bajos. EnAlmería hay instalados sistemas tanto a alta como a baja temperatura, siendo sunúmero reducido por los mayores costes iniciales de la instalación.

J.C. López

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COMBUSTIBLES

La elección del combustible puede condicionar la del sistema de calefac-ción y su rentabilidad. Entre los combustibles gaseosos: propano y gas naturalson los más utilizados, siendo el primero el único disponible en Almería en laactualidad. Los combustibles líquidos utilizados son gasoil y fueloil, aunque esteúltimo, por su alta contaminación, no se recomienda.

Los gases procedentes de la combustión de gasoil y fueloil contienen ni-veles de impurezas que hacen no aconsejable su incorporación al invernadero,mientras que los procedentes de propano y gas natural pueden ser introducidos(el CO

2 es un subproducto de la combustión que se utiliza para enriquecimiento

carbónico) siempre que nos mantengamos dentro de los niveles recomendados(especialmente para CO, CO

2 y NO

x). Los sistemas que utilizan combustibles

líquidos requieren mayor mantenimiento debido a la suciedad que genera sucombustión en los quemadores, factor a tener presente en su evaluación econó-mica, junto al valor del poder calorífico inferior (PCI) de cada combustible (energíaaportada por cada kilogramo):

Gasoil 10.146 kcal kg-1

Propano 11.450 kcal kg-1

Fueloil 9.600 kcal kg-1

Nota: estos valores pueden variar en función del origen del combustible.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Resultados experimentales

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A) CALEFACCIÓN POR AIRE CALIENTE CON COMBUSTIÓN DIRECTA

Los ensayos se realizaron en la Estación Experimental Las Palmerillas deCaja Rural de Almería, dentro del proyecto: ‘Optimización de la Tecnología deInvernaderos con Calefacción’, financiado por Caja Rural de Almería, RepsolGas y Repsol Química.

Los invernaderos utilizados fueron tipo parral (INACRAL) con una altu-ra en lateral de 2,8 m y 4,2 m en cumbrera. Cada uno con una superficie total de432 m2 , con orientación Este-Oeste, dos ventanas laterales y una cenital go-bernadas mediante un sensor de temperatura y humedad relativa del aire(aspirosicrómetro ventilado). El material de cubierta fue de polietileno térmico(CP-124) de 200 µm de espesor y como medio de cultivo se utilizó enarenado,realizado en mayo de 1996. Los equipos de calefacción fueron de combustióndirecta, con una potencia máxima de 90.300 kcal h-1, caudal de aire máximo de8.000 m3 h-1 y como combustible se utilizó propano.

Equipo de aire caliente de combustión directa (cañón).

J.C. López, H. Puerto, M. Arco

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A.1. CULTIVO DE PEPINO EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1997-98

J.C. López, H. Puerto, M. Arco (Est. Exp. Las Palmerillas)

El ensayo se realizó con un cultivo de pepino tipo Almería, cv. ‘Gredos’trasplantado el día 3 de octubre de 1997, a una densidad de 1 planta m-2. Elciclo de cultivo se prolongó hasta el 5 de marzo de 1998, incluyendo así elperíodo más frío de la campaña.

Los tratamientos fueron los siguientes:T 15 = temperatura de consigna 15 ºCT 12 = temperatura de consigna 12 ºCTestigo = sin calefacción

Evolución de las temperaturas

Durante el primer mes, desde el trasplante, el régimen de temperaturas fuesemejante en los distintos tratamientos, siendo a partir de entonces, y debido aldescenso de éstas, cuando se inició el aporte de calor. Ello supuso que el régi-men térmico fuera el mismo para los distintos tratamientos durante la primerafase del cultivo (vegetativa), coincidiendo así la fase reproductiva (cosecha) conel período más frío.


25

El valor medio de la temperatura durante el período nocturno (Figura 1)para el tratamiento Testigo (sin calefacción) se mantuvo, la mayor parte del tiem-po, por encima de 11 ºC, próximo al nivel de la temperatura mínima biológicadel pepino que es de 12 ºC ( Tesi, 1969). La mínima absoluta durante la campa-ña fue de 7,3 ºC por ello, el aporte de calor necesario para los tratamientoscalefactados fue bajo, especialmente en el T12.

Figura 1. Media quincenal de la temperatura nocturna. Campaña 97-98.

5

10

15

20

25

18-oct 2-nov 17-nov 2-dic 17-dic 1-ene 16-ene 31-ene 15-feb

Fecha

ºC

T15T12Testigo

Cultivo de pepino en enarenado con el tratamiento T15.


26

Análisis de la producción

Al tener los distintos tratamientos durante la fase vegetativa un régimentérmico semejante, la producción precoz fue similar en todos ellos, aproximán-dose a 2,5 kg m-2. De igual forma, no se encontraron diferencias significativasentre tratamientos para la cosecha final (Tabla 1) debido, entre otros motivos, alrégimen de clima suave que hubo durante el invierno de esta campaña y a laincorporación de la planta al período de frío completamente desarrollada.

Las diferencias en tasa de producción de frutos comerciales entre trata-mientos no se manifestaron con niveles bajos de radiación. La interación tempe-ratura / radiación evidencia la necesidad de considerar el nivel de radiación reci-bido por el cultivo para optimizar en términos económicos el uso de la calefac-ción (Puerto y col. 1999).

Tabla 1. Producción comercial precoz y final de pepino. Campaña 97-98

Test de Rangos múltiples de Duncan: Letras distintas denotan diferencias signifi-cativas (p = 0,05)

La producción acumulada (Figura 2) en los tres tratamientos a lo largo delciclo de cultivo fue semejante, diferenciándose únicamente al final del mismo.Durante el primer mes de recolección se cosechó aproximadamente el 50% deltotal, recogiéndose el 50% restante en un período de tres meses.

Tratamiento PRECOZ (kg m-2)

5-12-97

FINAL (kg m-2)

5-3-98

Testigo 2,5 a 7,1 a

T 12 2,3 a 7,8 a

T 15 2,5 a 8,2 a


27

Figura 2. Producción comercial acumulada de pepino. Campaña 97-98.

Datos económicos

En el tratamiento T15 se consumieron 4,3 kg m-2 de propano, frente a 1,2kg m-2 del tratamiento T12 (Tabla 2), a pesar de ello, no se encontraron diferen-cias significativas entre tratamientos con respecto a la producción. En la Tabla 2se muestran los ingresos brutos, calculados con los precios ponderados porfechas, obtenidos en esta campaña y en la media de las últimas siete. A nivelorientativo se acompañan: coste de los equipos de calefacción e instalación ycuota de alquiler del tanque de gas estimados para una superficie de una hectá-rea y para satisfacer un salto térmico de 10 ºC.

Tabla 2. Datos económicos para un cultivo de pepino. Campaña 97-98

0

2

4

6

8

10

13-nov 27-nov 11-dic 25-dic 8-ene 22-ene 5-feb 19-feb 5-mar

Fecha

kg m -2

T15

T12

Testigo

Campaña 97-98 Tratamiento

Conceptos Testigo T 12 T 15

Gasto en combustible (kg m-2)* 0 1,2 4,3

Coste de las máquinas + instalación (ptas m-2) ** 0 300 340

Cuota de alquiler anual del tanque (ptas m-2)** 0 22 28

Ingresos brutos ponderados 97-98 *** (ptas m-2) 590 713 714

Ingresos brutos ponderados para la media de las

últimas 7 campañas *** (ptas m-2)

545 632 645


28

* superficie total del invernadero (432 m2).** para una superficie de 1 ha y un salto térmico de 10 ºC (el plazo de amortizacióndel sistema va a depender de la calidad del mismo).*** precios publicados en la revista HORTOfrutícola (no se distinguen catego-rías).Nota: Para extrapolar el consumo de combustible a un invernadero de una hectá-rea multiplicar por 0,8 . De igual forma, para extrapolar la producción de la Tabla1 a una superficie de una hectárea multiplicar por 0,95 .

A.2. CULTIVO DE PEPINO EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1998-99

J.C. López, M. Arco, H. Puerto, J. Pérez (Est. Exp. Las Palmerillas)

El ensayo se realizó con un cultivo de pepino tipo Almería, cv. ‘Gredos’trasplantado el día 5 de noviembre de 1998, a una densidad de 1 planta m-2,prolongándose el ciclo de cultivo hasta el 15 de marzo de 1999.

Los tratamientos fueron los siguientes:T 14 = temperatura de consigna de 14 ºCT 12 = temperatura de consigna de 12 ºCTestigo = sin calefacción

Cultivo de pepino con eltratamiento T12 a los 49 días

después del trasplante


29

5

10

15

20

5-nov 20-nov 5-dic 20-dic 4-ene 19-ene 3-feb 18-feb 5-mar

Fecha

º C

T14

T12

Testigo


La demanda de calor en los invernaderos se inició a partir de la segundasemana desde el trasplante, coincidiendo con la fase vegetativa y continuando alo largo de la fase reproductiva (cosecha). La Figura 3 muestra la evolución de latemperatura media nocturna del aire para los distintos tratamientos en períodosquincenales. El tratamiento Testigo registró una temperatura mínima absoluta de4,5 ºC frente a los 7,3 ºC alcanzados en la anterior campaña.

Figura 3. Media quincenal de la temperatura nocturna. Campaña 98-99.


La producción comercial acumulada (Figura 4) es diferente desde un ini-cio en los tres tratamientos y se mantiene hasta el final del ciclo de cultivo.

Figura 4. Producción comercial acumulada de pepino. Campaña 98-99.

0

2

4

6

8

10

2-ene 16-ene 30-ene 13-feb 27-feb 13-mar

Fecha

kg m -2

T14T12Testigo

J.C. López, M. Arco, H. Puerto, J. Pérez

30

Las diferencias significativas entre tratamientos (Tabla 3) se encontrarontanto para la producción precoz como para la final, siendo el más productivo eltratamiento de mayor nivel térmico (T14) que alcanzó una producción final de9,9 kg m-2 .

Tabla 3. Producción comercial precoz y final de pepino. Campaña 98-99.

Test de Rangos múltiples de Duncan: Letras distintas denotan diferencias signifi-cativas (p= 0,05)

Datos económicos

El consumo de propano (Tabla 4) durante esta campaña para el trata-miento T14 fue de 5,1 kg m-2 frente a 2,4 kg m-2 del T12. Los mayores ingresosbrutos, calculados con los precios ponderados de la campaña 98-99, los obte-nemos en el T14 con un total de 1299 ptas m-2 frente a 833 ptas m-2 del T12.La rentabilidad de un tratamiento frente al otro va a depender del precio delcombustible. El tratamiento Testigo ingresó 302 ptas m-2, resultado esperado alser una plantación tardía, lo que indica la no conveniencia de utilizar estas fechassin un apoyo de calor.

Tabla 4. Datos económicos para un cultivo de pepino.

Tratamiento Precoz (kg m-2)

15-02-99

Final (kg m-2)

15-03-99

Testigo 1,5 a 2,0 a

T 12 3,3 b 6,1 b

T 14 5,1 c 9,9 c




Coste de las máquinas + instalación (ptas m-2)** 0 300 340

Cuota de alquiler anual del tanque (ptas m-2)** 0 22 28

Ingresos brutos ponderados 98-99 ***(ptas m-2) 302 833 1299

Ingresos brutos ponderados para la media de las

últimas 7 campañas***(ptas m-2)

253 653 1003


31

6

8

10

12

14

16

1-dic 16-dic 31-dic 15-ene 30-ene 14-feb 1-mar

Fecha

ºC97-98

98-99

* superficie total del invernadero (432 m2)**para una superficie de 1 ha y un salto térmico de 10 ºC (el plazo de amortizacióndel sistema va a depender de la calidad del mismo)***precios publicados en la revista HORTOfrutícola (no se distinguen categorías)Nota: Para extrapolar el consumo de combustible a un invernadero de unahectárea multiplicar por 0,8. De igual forma, para extrapolar la producciónrecogida en la Tabla 3, a una superficie de una hectárea multiplicar por 0,95.

En la Figura 5 se muestra por qué el gasto de combustible (propano) fuemayor en la campaña 98-99 que en la 97-98. En ella se recogen las temperatu-ras nocturnas del aire en los invernaderos Testigo, para ambas campañas y parael mismo período, constatando el régimen de frío más severo de la campaña 98-99, llegando en momentos a existir una diferencia superior a 5 ºC entre ambas.

Figura 5. Evolución de la temperatura media nocturna del aire en los inver-naderos Testigo (sin calefacción) para el mismo período de las campañas97-98 y 98-99.

J.C. López, M. Arco, J. Pérez

32

A.3. CULTIVO DE JUDÍA EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1998-99

J.C. López, M.Arco, J.Pérez (Est. Exp. Las Palmerillas)

La judía de enrame cv. ‘Donna’ se sembró el día 6 de noviembre de1998, a una densidad de 1 planta m-2 , prolongándose el ciclo de cultivo hasta el10 de marzo de 1999.

Los tratamientos fueron los siguientes:T 14 = temperatura de consigna de 14 ºCT 12 = temperatura de consigna de 12 ºCTestigo = sin calefacción

Equipo de calefacción por aire caliente de combustión directa con cultivo dejudía de enrame.


33

0

1

2

3

13-ene 27-ene 10-feb 24-feb 10-mar

Fecha

kg m -2

Testigo

T14

T12


El régimen térmico fue el mismo que se ha descrito en el apartado A.2 (elensayo se realizó en el módulo norte del mismo invernadero).


La producción acumulada fue diferente entre tratamientos desde el inicio,mostrándose más precoz el T14 (Figura 6), comenzando la producción a los 71días después de siembra (DDS), seguido del T12 a los 76 DDS y el Testigo a los83 DDS.

Figura 6. Producción comercial acumulada de judía. Campaña 98-99.

Se encontraron diferencias significativas para la producción comercial(Tabla 5), tanto en la precoz como en la final, siendo el tratamiento más produc-tivo el T14 con 2,9 kg m-2 .

Tabla 5. Producción precoz y final de judía. Campaña 98-99.

Test de Rangos múltiples de Duncan: Letras distintas denotan diferencias signifi-cativas (p= 0,05)

Tratamiento Precoz (kg m-2)

1-2-99

Final (kg m-2)

10-3-99

Testigo 0,1 a 1,1 a

T 12 0,4 b 2,0 b

T 14 1,1 c 2,9 c

J. C. López, M. Arco, J. Pérez

34

Datos económicos

En la Tabla 6 se recogen los datos de consumo de combustible, instala-ción y cuota de alquiler del tanque, coincidentes con los mostrados en la Tabla 4.Los ingresos brutos ponderados por fechas para la campaña 98-99 fueron parael T14 de 1350 ptas m-2, para el T12 de 962 ptas m-2 y de 552 ptas m-2 en elTestigo. Los tratamientos calefactados incrementaron la calidad del fruto, obte-niendo un 63%, 59% y 44% de primera categoría para T14, T12 y Testigorespectivamente siendo el resto de tercera categoría.

Tabla 6. Datos económicos para la judía.

* superficie total del invernadero (432 m2).** para una superficie de 1 ha y un salto térmico de 10 ºC (el plazo de amortizacióndel sistema va a depender de la calidad del mismo).*** precios publicados en la revista HORTOfrutícola (no se distinguen catego-rías).Nota: Para extrapolar el consumo de combustible a un invernadero de una hectá-rea multiplicar por 0,8. De igual forma, para extrapolar la producción recogida enla Tabla 5, a una superficie de una hectárea multiplicar por 0,95.




Coste de las máquinas + instalación (ptas m-2)** 0 300 340

Cuota de alquiler anual (ptas m-2)** 0 22 28

Ingresos brutos ponderados 98-99 (ptas m-2)*** 552 962 1350

Ingresos brutos ponderados con la media de las

últimas 7 campañas (ptas m-2)***

382 665 960


35

B) COMPARACIÓN DE CALEFACCIÓN POR AIRE CALIENTE CON COMBUSTIÓN INDIRECTA FRENTE A TUBERÍA RADIANTE CON AGUA CALIENTE A BAJA TEMPERATURA

P. Lorenzo, M.C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano (C.I.F.A. Almería)

B.1. CULTIVO DE JUDÍA EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1995-96

La experiencia se llevó a cabo en dos invernaderos tipo parral, de cubier-ta asimétrica (8º y 18º en la vertiente Sur y Norte respectivamente), con sopor-tes de acero galvanizado y cerramiento de polietileno de 0,2 mm de espesor,ubicados en la Finca Experimental «La Nacla» de la Caja Rural de Granada.

Cultivo de judía provisto de calefacciónpor generadores de aire caliente decombustión indirecta.

P. Lorenzo, M.C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano

36

Ambos invernaderos disponían de una ventana cenital y dos lateralesautomatizadas. La superficie de uno de ellos se dividió en dos compartimentosidénticos (21 x 15 m), en cada uno de los cuales se incorporó un sistema decalefacción: generadores de aire caliente con combustión indirecta y tubería ra-diante con agua caliente a baja temperatura (30-40 ºC), dispuesta sobre el sueloen torno a las líneas de cultivo.

El segundo invernadero, de iguales características, se consideró comotestigo.

Cultivo de judía con calefacción por tubería radiante con agua caliente a baja temperatura.

El 24 de octubre de 1995 se sembró en sacos de perlita un cultivo dejudía, cv. ‘Maite’, a una densidad de 2 plantas m-2.

Los sistemas de calefacción se gestionaron en función de los niveles tér-micos registrados en el interior de los compartimentos. A lo largo del ciclo decultivo se modificaron los niveles de control de la temperatura diurna y nocturnaque se establecieron de acuerdo con las diferentes exigencias térmicas del culti-vo durante su desarrollo: 22/18 ºC (día/noche) en el primer estadío de desarro-llo foliar, 20/16 ºC en la fase de cuajado de los primeros frutos y 18/14 ºCdurante el periodo productivo.


37

0

5

10

15

20

25

16,5 14 16,7 15,9 14,5 14,2 14,3 13,4

16,2 13,1 17,1 16,1 14,7 14,5 14,6 14,3

12,1 11,4 12,8 11,9 10,3 10,6 7,5

1-15

Nov

16-30

Nov

1-15

Dic

16-31

Dic

1-15

Ene

16-31

Ene

1-15

Feb

16-29

Feb

ºC Mínima s

0

5

10

15

20

25

Generadores aire 22,2 19,9 19,6 19,2 17,8 17 17,7 18

Tubería agua 21,9 18,4 19,7 19,5 18,1 17,4 18,1 18,5

Testigo 16,8 15,4 16,8 15,7 13,9 15 13,7

1-15

Nov

16-30

Nov

1-15

Dic

16-31

Dic

1-15

Ene

16-31

Ene

1-15

Feb

16-29

Feb

ºC Media s

0

5

10

15

20

25

Generadores aire 19,1 19,2 18,8 17,3 16,9 17,1 16,6

Tubería agua 18,2 23,2 21,4 19,8 20,5 20,9 22,1

Testigo 17,3 16 16,3 15,3 14 14,5 12,4

16-30

Nov

1-15

Dic

16-31

Dic

1-15

Ene

16-31

Ene

1-15

Feb

16-29

Feb

ºC Mínimas

0

5

10

15

20

25

Generadores aire 21,2 20,4 20 18,5 17,8 18,2 18,1

Tubería agua 20,6 24 22,4 21 21,4 21,7 22,7

Testigo 20 17,7 17,8 16,7 15,2 16,2 14,7

16-30

Nov

1-15

Dic

16-31

Dic

1-15

Ene

16-31

Ene

1-15

Feb

16-29

Feb

ºC Medias

La evolución de las temperaturas medias de las medias y mínimas del aire,se muestra en la Figura 7-A. Se observa un comportamiento similar en loscompartimentos calefactados, donde la media de las mínimas se mantuvo duran-te la mayor parte del ciclo de cultivo entre 3 y 5 ºC superior a la observada en elTestigo, con máximas diferencias al final del ciclo cuando en el compartimentoTestigo se registraron valores en torno a 7,5 ºC.

La media de las temperaturas mínimas en el sustrato (Figura 7-B) seincrementó con la aplicación de calefacción y de manera más notable para elsistema de tubería con agua caliente.

A) Temperatura aire

B) Temperatura sustrato

Figura 7. Evolución de la media de las temperaturas medias y mínimasregistradas en el aire (A) y en el sustrato (B) durante el ciclo de cultivo dejudía de la campaña 95-96.


38

0

2

4

6

8

10

Generadores aire 0,78 1,14 1,35 1,57 2,81 3,41

Tuberia agua 0,77 1,14 1,34 1,57 2,75 3,36

Tes tigo 0,35 1,08 1,38 1,58 1,66 1,82

15-31Dc 1-14En 15-28En 29-11Fb 12-25Fb 26-4Mz

kg m -2

La evolución de la producción acumulada se muestra en la Figura 8. Apesar del diferente régimen térmico obtenido en el sustrato, la incidencia deambos sistemas de calefacción sobre la producción de fruto fue similar, supo-niendo un incremento total del 85 % con respecto al compartimento Testigo.

Las diferencias de producción iniciales, que dieron lugar a una mayor pro-ducción precoz en los cultivos calefactados, desaparecieron posteriormente unavez recolectados los frutos correspondientes a la primera floración. Posterior-mente, coincidiendo con el periodo más frío, la producción mostró un notableincremento en los compartimentos con apoyo térmico, mientras que en el Testi-go apenas aumentó.

El incremento de temperatura observado en el sustrato en el comparti-mento calefactado por tubería radiante no revierte en un incremento productivo,probablemente debido a que las temperaturas mínimas alcanzadas en el ambien-te de ambos compartimentos calefactados se sitúan dentro del rango que propi-cia un adecuado crecimiento y desarrollo (Lorenzo y col. 1997).

El aporte energético a través de los sistemas de calefacción produjo unincremento notable sobre la producción acumulada de judía.

En esta experiencia han colaborado Ignacio Escobar, Matías García yAbelardo Martín de la Est. Exp. La Nacla (Caja Rural de Granada).

Figura 8. Evolución de la producción de fruto acumulada durante el ciclo decultivo de judía de la campaña 95-96.


39

B.2. CULTIVO DE PEPINO EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑAS 1997-98 Y 1998-99

A lo largo de los ciclos de otoño-invierno de las campañas 1997-98 y1998-99 se evaluó el combustible (propano) consumido con la aplicación dedos sistemas de calefacción.

Se llevaron a cabo dos cultivos de pepino, cv. ‘Marumba’, cuya siembradirecta en sacos de perlita, a una densidad de 1,33 plantas m-2, se realizó el 9-10-97 y el 21-10-98.

Las experiencias se desarrollaron en dos invernaderos multitúnel, con cu-bierta de polietileno de 0,2 mm de espesor, ubicados en la finca experimental delCentro de Investigación y Formación Agraria (C.I.F.A.) de Almería. Ambasestructuras, de 720 m2 de superficie cada una, disponían de ventilación cenital ylateral automatizada. En cada una se incorporó un sistema diferente de calefac-ción: generadores de aire caliente con combustión indirecta y tubería radiantecon agua caliente, gestionados en base a los niveles térmicos medidos en elinterior de los invernaderos, a través de sus respectivos controladores de clima.

Detalle de las salidas de aire caliente donde se acoplan las tuberías de distribución de PE (Ο Ο Ο Ο Ο 15 cm).


40

En el caso de los generadores, la distribución del aire caliente se realizómediante tuberías de polietileno (O 15 cm) perforadas, situadas en el suelo juntoa las líneas de cultivo para mejorar la eficiencia del sistema, ya que esta disposi-ción permite homogeneizar la distribución del calor y su ubicación en la base delcultivo facilita el intercambio con el dosel vegetal.

Para el funcionamiento de los dos sistemas de calefacción se establecióuna misma temperatura mínima de control, la cual se modificó durante los ciclosen función de las necesidades del cultivo (Tabla 7).

Con objeto de evitar el consumo innecesario de propano en el manteni-miento de la caldera, del sistema de calefacción por tubería radiante con aguacaliente, se fijó un horario de funcionamiento de la misma, durante el intervalodiario en el que se producía demanda de calor, de acuerdo al nivel de controlpreviamente establecido (Tabla 8).

Tabla 7.- Temperatura mínima de control establecida durante el desarrollode los cultivos de pepino. Campañas 97-98 y 98-99.

Fase del cultivo Tª (ºC) día / noche

Germinación 22 / 20

Inicio fructificación 18 / 16

Recolección 16 / 14

Disposición de las tuberías radiantes con agua caliente a baja temperatura.


41

Tabla 8.- Horario de funcionamiento de la caldera del sistema de calefac-ción por tubería de agua caliente durante los ciclos 97-98 y 98-99. DDS.:Días después de la siembra.

Durante los dos ciclos de cultivo se obtuvo una misma evolución de lamedia de las temperaturas medias (Figura 9) y mínimas (Figura 10) registradasen el interior de los dos invernaderos. La aplicación de ambos sistemas de cale-facción permitió mantener una media de las temperaturas mínimas adecuadapara el desarrollo de los cultivos.

La evolución del consumo medio diario de propano (g m-2 d-1) requeridopara conseguir dichos niveles térmicos se representa en la Figura 10. En el ciclode cultivo 97-98 (Figura 10-A) inicialmente, con un menor salto térmico, elsistema de calefacción por tubería con agua caliente mostró un mayor consumode propano que el de generadores de aire. Esta situación se invirtió posterior-mente, conforme aumentó la demanda de calor para mantener los niveles térmi-cos establecidos.

En el ciclo de cultivo 98-99 el consumo medio diario (Figura 10-B) en losdos sistemas de calefacción fue semejante durante toda la campaña, aunque seobservaron valores ligeramente superiores en el de agua caliente, incluso en losperiodos de exigencia de un mayor salto térmico, lo cual podría atribuirse a lamayor amplitud del periodo de demanda energética que impidió reducir el hora-rio diario de funcionamiento de la caldera.

El rendimiento productivo obtenido en el ciclo de cultivo de la campaña97-98 (127 días) fue de 11,5 kg m-2, con un consumo global de propano (Tabla9) de 5,6 kg m-2 mediante el sistema de generadores de aire caliente y de 4,7 kgm-2 con el de tubería de agua caliente. En el ciclo de cultivo de la campaña 98-99(138 días) la producción acumulada fue de 13,3 kg m-2 y el consumo de propa-no del sistema de los generadores de aire y del sistema de tubería radiante conagua caliente fueron de 9,9 y 10,8 kg m-2 respectivamente.

Ciclo 97-98 Ciclo 98-99

0 – 20 DDS 20:00 - 7:30 0 - 41 DDS 16:00 – 9:00

20 - 74 DDS 17:30 - 9:00 Resto ciclo 24 h

74 - 123 DDS 17:30 - 9:30


42

Se observan demandas energéticas muy variables entre diferentes cam-pañas de cultivo para mantener regímenes térmicos semejantes.

Figura 9- Evolución de la temperatura media de las medias registradas enel interior de los invernaderos, dotados de los sistemas de calefacción que secomparan, y en el exterior durante los ciclos de pepino. Campañas 97-98(A) y 98-99 (B).

0

5

10

15

20

25

30ºC

Tubería agua 22.8 22.7 21.6 19.2 18.8 18.8 17.8 17.4 17.2 17.9 18.1 18.0 17.9

Generador aire 22.6 22.7 21.5 19.1 18.2 18.4 17.3 17.0 16.9 17.3 17.7 17.6 17.5

Exterior 17.9 17.4 17.1 13.8 11.8 14.5 12.0 12.1 12.0 13.0 12.3 11.2 13.1

22-31Oct

1-10Nov

11-20Nov

21-30Nov

1-10Dic

11-20Dic

21-30Dic

31-9Ene

10-19Ene

20-29Ene

30-8Feb

9-18Feb

19-28Feb

B

Campaña 98-99

0

5

10

15

20

25

30ºC

Tubería agua 26.1 24.2 21.1 19.5 17.6 16.3 17.5 17.7 17.6 17.8 17.6 17.6 17.1

Generador aire 25.1 23.7 20.6 19.1 17.7 16.5 17.3 17.3 17.5 17.7 17.5 17.3 16.8

Exterior 21.8 20.9 17.9 15.9 14.5 13.9 13.9 13.4 13.3 13.8 12.5 13.1 15.3

9-19Oct

20-29Oct

30-8Nov

9-18Nov

19-28Nov

29-8Dic

9-18Dic

19-28Dic

29-7Ene

8-17Ene

18-27Ene

28-6Feb

7-13Feb

A

Campaña 97-98


43

Figura 10- Evolución del consumo de propano (g m-2 d-1) de los sistemas decalefacción durante los ciclos de cultivo de pepino de las campañas 97-98(A) y 98-99 (B), temperatura media de las mínimas mantenidas con dichaaplicación y temperatura exterior.

0

25

50

75

100

125

150g m

-2d

-1

0

5

10

15

20

25

30ºC

Consumo Prop.(Aire) Consumo Prop.(Agua) Tª med.mín. (Agua)

Tª med.mín. (Aire) Tª mín. ext. Tª med.mín.ext.

Consumo Prop.(Aire) 46,0 49,1 36,9 65,1 104,7 76,1 85,6 87,0 82,6 63,5 106,1 96,9 51,9 66,7

Consumo Prop.(Agua) 56,0 48,0 39,2 68,5 109,8 71,9 92,3 95,4 86,8 66,1 104,5 96,5 52,6 70,5

Tª med.mín. (Agua) 17,7 17,9 16,1 15,7 15,4 15,1 14,1 13,9 13,9 14 13,9 14 14

Tª med.mín. (Aire) 17,7 18,6 16,3 15,2 14,8 15 14 13,7 14 13 13,7 13,6 14

Tª mín. ext. 12,6 13,3 11 9,6 6,1 8,9 7,4 6,3 7,7 6,6 4,9 6,6 8,4

Tª med.mín.ext. 14 14,3 13,5 10,2 8,6 10,5 8,6 8,1 9,1 8,9 8,3 7,8 9,4

22-31

Oct

1-10

Nov

11-20

Nov

21-30

Nov

1-10

Dic

11-20

Dic

21-30

Dic

31-9

Ene

10-19

Ene

20-29

Ene

30-8

Feb

9-18

Feb

19-28

Feb

1-8

Mar

Campaña 1998-99

B

0

25

50

75

100

125

150g m-2d-1

0

5

10

15

20

25

30

ºC

Consumo Prop.(Aire) 12,42 11,93 3,67 18,51 38,80 59,02 82,01 75,37 75,27 88,73 53,41 18,19

Consumo Prop.(Agua) 18,31 12,62 8,63 27,96 26,47 42,45 64,40 55,16 64,47 72,49 47,20 13,67

Tª med.mín (Agua) 19,0 19,6 16,8 14,8 12,9 14,0 13,9 14,0 14,0 13,9 14,0 13,5

Tª med mín (Aire) 19,0 19,8 16,3 14,1 13,9 14,1 13,9 13,9 13,9 13,9 14,0 13,2

Tª mín. ext. 15,9 16,2 13,2 11,1 9,0 8,9 8,6 8,9 7,9 7,5 9,1 10,6

Tª med.mín.ext. 17,6 18,1 15,5 12,6 11,2 11,1 10 10,4 10,4 9,3 10 12,7

9-19

Oct

20-29

Oct

30-8

Nov

9-18

Nov

19-28

Nov

9-18

Dic

19-28

Dic

29-7

Ene

8-17

Ene

18-27

Ene

28-6

Feb

7-13

Feb

A

Campaña 1997-98


44

Cuando aumenta el salto térmico que debe compensar el sistema de cale-facción, el incremento de combustible consumido al final de la campaña cuestio-na la rentabilidad de la estrategia ensayada y es el precio del producto obtenidoel que determina el resultado del balance económico.

La eficiencia de los sistemas de calefacción en las condiciones descritases similar y las pequeñas diferencias entre ambos no dan lugar a resultados de-terminantes. En estas condiciones es interesante valorar la inversión necesaria yla vida útil de cada uno de ellos.

Tabla 9.- Datos económicos para cultivo de pepino. Campañas 1997-98 y1998-99.

* Para extrapolar el consumo de combustible a un invernadero de una hectáreamultiplicar por 0,8.** Para una superficie de 1 ha y un salto térmico de 8 ºC.

Han colaborado en esta experiencia Francisco Lores y Repsol Gas (Gra-nada).

SISTEMA DE CALEFACCIÓN

PEPINO 97-98 Generadores de aire(Combustión

indirecta)

Tubería aguacaliente

Gasto de combustible Propano (kg m-2) * 5,6 4,7

Coste de las máquinas + instalación (ptas m-2) ** 450 - 500 800 - 900

Ingresos brutos (ptas m-2) 1.503

SISTEMA DE CALEFACCIÓN

PEPINO 98-99 Generadores de aire(Combustión

indirecta)

Tubería aguacaliente

Gasto de combustible Propano (kg m-2) * 9,9 10,8

Coste de las máquinas + instalación (ptas m-2) ** 450 - 500 800 - 900

Ingresos brutos (ptas m-2) 1.651


45

C) APLICACIÓN COMBINADA DE CALEFACCIÓN Y ENRIQUECIMIENTO CARBÓNICO

P. Lorenzo, M. C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano (C.I.F.A. Almería)

Las experiencias se llevaron a cabo en los dos invernaderos tipo parral decubierta asimétrica descritos previamente en el apartado B.1.

Un invernadero, provisto de calefacción, se dividió en dos compartimentosindependientes y en unos de ellos se enriqueció la atmósfera con CO

2 puro,

distribuido a través de un sistema de tuberías de polietileno paralelas a las líneasde cultivo, con un emisor en la base de cada planta. Un segundo invernadero deiguales características se utilizó como Testigo, sin calefacción ni enriquecimientocarbónico.

C.1. CULTIVO DE PEPINO EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1993-94

El 25 de septiembre de 1993 se realizó la siembra directa de un cultivo depepino, cv. ‘Virginia’, sobre sustrato de perlita, a una densidad de 1,25 plantas m-2.

A partir de los 50 días después de la siembra (DDS) se aplicó la calefac-ción en ambos compartimentos, mediante generadores de aire caliente con com-bustión indirecta. Su funcionamiento se gestionó a través de una computadorade clima, en base a las lecturas de la temperatura en el interior de loscompartimentos. Se estableció una temperatura mínima de control de 20/16 ºC(día/noche) inicialmente, hasta el comienzo de la recolección y de 17/12 ºCdurante el resto del ciclo.

A los 30 DDS se inició el enriquecimiento carbónico, aplicándolo duranteel periodo diurno (8:00 - 16:00 hora solar), de acuerdo a una estrategia dinámi-ca vinculada a la ventilación del invernadero, según la cual se aportó CO

2 para

mantener una concentración de 600 µmol mol-1 (ppm) mientras las ventanaspermanecían cerradas y de 350 µmol mol-1 (nivel próximo al atmosférico) cuan-do éstas se abrían.


46

La media mensual de las temperaturas medias y mínimas diarias registra-das en el interior de los compartimentos se muestra en la Figura 11. La aplica-ción de calor, a partir del mes de diciembre, generó una diferencia de hasta 2,5ºC en la media de las mínimas entre los compartimentos calefactados y el Testi-go. Este incremento térmico, aunque discreto, se produjo en un rango térmicoinferior a 12 ºC, en el que el cultivo de pepino es sensible a «chilling».

La producción de fruto acumulada durante el ciclo de cultivo aumentósignificativamente con el nivel de control de clima aplicado (Tabla 10); así elincremento productivo frente al Testigo obtenido con la aplicación de calor quefue del 24,3%, aumentó hasta un 56,4 % con la incorporación simultánea deCO

2 y calor (Sánchez-Guerrero y col. 2000).

Cultivo de pepino provisto decalefacción por generadores de airecaliente (combustión indirecta).


47

0

5

10

15

20

25º C

Calef. + CO2 13,2 11,6 10,6 9,4

Calefacción 13,2 11,6 10,7 9,4

Testigo 12,3 9,1 8,4 8,0

Noviembre Diciembre Enero Febrero

Mínimas

0

5

10

15

20

25º C

Calef. + CO2 16,6 15,6 15,1 15,0

Calefacción 16,6 15,6 15,1 15,1

Testigo 16,0 14,3 13,9 14,6

Noviembre Diciembre Enero Febrero

Medias

Figura 11.- Evolución de la media mensual de las temperaturas medias ymínimas registradas en el interior de los compartimentos durante el ciclo depepino 93-94.

Tabla 10.- Producción acumulada obtenida por los cultivos desarrollados enlos diferentes compartimentos durante el ciclo 93-94. Letras diferentes indi-can que existen diferencias significaivas. M.D.S.: Mínima diferencia signi-ficativa.

En esta experiencia han colaborado Ignacio Escobar, Matías García yAbelardo Martín de Est. Exp. La Nacla de Caja Rural de Granada.

C.2. CULTIVO DE JUDÍA EN CICLO DE OTOÑO-INVIERNO. CAMPAÑA 1996-97

El 23 de octubre de 1996 se llevó a cabo la siembra directa, en sacos deperlita, de un cultivo de judía, cv. ‘Emerite’, a una densidad de 2 plantas m-2.

A los 5 DDS se inició la aplicación de calor en los compartimentoscalefactados, en uno mediante generadores de aire caliente y en otro por tuberíaradiante con agua caliente; dichos sistemas, de acuerdo con los resultados obte-

Tratamiento Producción (kg m-2)

Calefacción + CO2 15,660 a

Calefacción 12,440 b

Testigo 10,010 c

M.D.S. (P < 0.05) 2,258


48

0

5

10

15

20

25ºC

Calef. + CO2 17,3 14,8 14,0 14,3 14,4 14,4 15,5

Calef. 16,9 15,0 13,9 14,3 14,6 14,4 15,7

Testigo 15,7 13,6 11,6 9,7 10,1

Nov Dic Ene Feb Mar Abr May

Mínimas

0

5

10

15

20

25ºC

Calef. + CO2 22,6 21,1 17,2 16,2 17,6 18,9 19,9

Calef. 21,8 21,0 17,5 16,2 17,5 18,9 19,7

Testigo 21,2 18,8 15,0 13,4 15,4

Nov Dic Ene Feb Mar Abr May

Medias

nidos durante el ciclo de cultivo de la campaña 95-96 (Apartado B.1), suponenun mismo efecto sobre la productividad del cultivo de judía. En ambos casos losniveles térmicos mínimos (día/noche) establecidos fueron de 22/18 ºC hasta laformación de las primeras hojas verdaderas, 20/16 ºC hasta la primera floracióny 18/14 ºC durante el resto del ciclo.

Una vez finalizada la germinación se inició el enriquecimiento carbónicodel aire en el compartimento dotado de generadores de aire caliente. Durante elperiodo diurno se realizó una aplicación dinámica en función de la ventilación,manteniendo 700 µmol mol-1 con las ventanas cerradas y 330 µmol mol-1 conventanas abiertas.

La evolución de la media mensual de las temperaturas medias y mínimasdiarias registradas en el interior de los compartimentos se muestra en la Figura12. La aplicación de calefacción permitió mantener un nivel térmico mínimo entorno a 14 ºC durante el periodo de fructificación, lo que supuso una diferenciade hasta unos 4 ºC con respecto al nivel registrado en el compartimento Testigo.

La producción acumulada obtenida en cada compartimento a lo largo delciclo de cultivo se refleja en la Figura 13. El control térmico posibilitó un adecua-do crecimiento y desarrollo de las plantas dando lugar a floraciones consecuti-vas, mientras que en el invernadero Testigo, una vez cosechada la primera flora-ción, se produjo un envejecimiento precoz como consecuencia del estrés térmi-co que dio fin anticipado al cultivo (Lorenzo, 1998).

Figura 12.- Evolución de la media mensual de las temperaturas medias ymínimas registradas en el interior de los compartimentos durante el ciclo dejudía 96-97.


49

0

1

2

3

4

5

6

7

8

40 60 80 100 120 140 160 180 200

D D S

kg m -2

Calefacc ión + CO2 Calefacc ión Testigo

De manera similar a lo observado en el cultivo de pepino (Apartado C.1),la producción total acumulada durante el ciclo (Tabla 11) se incrementó con elnivel de control de clima aplicado. La producción obtenida en el compartimentodotado de calefacción (6,1 kg m-2) fue significativamente superior a la del Testi-go (1,7 kg m-2). En los compartimentos calefactados, la aplicación del enrique-cimiento carbónico dio lugar a un incremento productivo del 16 % con relacióna la producción obtenida únicamente con calefacción.

Figura 13.- Evolución de la producción acumulada de judía. Campaña 1996-97.

Tabla 11.- Producción acumulada obtenida por los cultivos desarrollados enlos diferentes compartimentos durante el ciclo 96-97. Letras diferentes indi-can que existen diferencias significativas. M.D.S.: Mínima diferencia signi-ficativa.

Tratamiento Producción (kg m-2)

Calefacción + CO2 7,066 a

Calefacción 6,136 b

Testigo 1,691 c

M.D.S. (P < 0.01) 0,823

Consideraciones

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CONSIDERACIONES

La gestión del invernadero requiere una evaluación continua de informa-ción procedente de medidas físicas, fisiológicas, químicas y datos económicosque nos permita tomar decisiones de forma dinámica.

La interrelación entre los distintos parámetros que conforman el climadentro del invernadero y su dependencia del exterior, hacen necesaria la incor-poración de equipos que controlen y gestionen de manera continua el clima.

La utilización de sistemas de calefacción permite el adecuado crecimientoy desarrollo de los cultivos, programar la obtención de las cosechas, obtenerincrementos notables sobre la producción y evitar el deterioro precoz de lasplantas.

El aumento de la hermeticidad de los invernaderos mejora la eficiencia delos sistemas de calefacción al reducir las pérdidas por infiltración; por otra partepuede inducir cambios en otros parámetros tales como el contenido de vapor deagua en la atmósfera del invernadero que deberán considerarse dentro de uncontrol global del clima.

Los sistemas de calefacción por agua caliente permiten distribuir el calorde forma uniforme, siendo más eficientes que los sistemas por aire. No obstante,mediante tuberías perforadas, que aproximan el calor a la planta, los sistemas decalefacción por aire de combustión indirecta han mostrado una eficiencia similara los sistemas por agua caliente a baja temperatura.

La temperatura óptima agronómica no tiene por qué coincidir con la ópti-ma económica. Por lo que es conveniente adoptar los niveles de control térmicoque generen los mejores resultados económicos. Un aspecto importante a con-siderar es la variación de la exigencia térmica del cultivo según su fenología.

Dada la gran incertidumbre que mantienen los precios de los productoshortícolas y de los combustibles, es importante hacer un seguimiento continuo dela rentabilidad de los sistemas.

Calefacción de invernaderos en el sudeste español

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El coste de la instalación de los sistemas de calefacción en orden crecientees: aire caliente de combustión directa, aire caliente de combustión indirecta,agua caliente a baja temperatura y agua caliente a alta temperatura.

Siendo el sistema más barato el aire caliente de combustión directa, tam-bién es el sistema más arriesgado al incorporar los gases de la combustión den-tro del invernadero, especialmente cuando el número de horas de funcionamien-to en continuo del sistema es elevado. Este problema se puede acentuar eninvernaderos herméticos (tipo arco).

El coste de instalación para los sistemas de calefacción por agua calientese reduce a medida que aumenta la superficie calefactada al compartir ciertoselementos (caldera, reguladores, etc.), hecho que no ocurre con los sistemaspor aire caliente.

La aplicación de dióxido de carbono a la atmósfera de invernaderoscalefactados, mediante una estrategia adecuada que mejore el nivel de CO

2 , ha

dado como resultado un incremento productivo adicional al aumentar el controlde los factores determinantes de la producción.

La instalación de los sistemas de calefacción de acuerdo a la normativavigente permite hacer frente ante la ley, a posibles conflictos generados pordeficiencias en la instalación.

Bibliografía

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BIBLIOGRAFÍA

FEUILLOLEY, P; BAILLE, A. 1992. Principes généraux d’utilisation deseaux tiédes pour le chauffage des serres. Informations Techniques duCEMAGREF, 87:1-8.

GONZÁLEZ-REAL, M; DELMON, D; ANTONIOLETTI, R; BAILLE,A; SAPPE, G. 1983. Etude comparative de deux systemes de chauffage:aérotheme et thermosiphon. Aspects energétiques et microclimatiques.Revue Horticole, 234: 39-42.

LÓPEZ, J.C; PÉREZ, J; MONTERO J. I; ANTÓN, A. 2000. Air infiltrationrate of Almeria type greenhouses. International symposium on protectedcultivation in mild winter climates: current trends for sustainable technologies.Cartagena. Murcia. Marzo 2000. Acta Horticulturae (en prensa).

LORENZO, P; SÁNCHEZ-GUERRERO, M.C; MEDRANO, E; ESCO-BAR, I; GARCÍA, M. 1997. Incorporación de sistemas de calefacciónen la horticultura bajo plástico del sur mediterráneo. Actas de Horticultu-ra, 17:371-378.

LORENZO, P. 1998. Los determinantes microclimáticos de la horticulturaintensiva en el sur mediterráneo. En: Tecnología de invernaderos II. Cursosuperior de especialización . Eds: J. Pérez, I.M. Cuadrado. DGIFA, FIAPAy Caja Rural de Almería: 25-44.

MONTERO, J.I; CASTILLA, N; GUTIÉRREZ DE RAVÉ, E; BRETONES F.1985. Climate under plastic in the Almería area. Acta Horticulturae, 170:227-234.

PUERTO, H. M; LÓPEZ, J.C; GALLARDO, M; FERERES, E. 1999. In-fluencia de la temperatura sobre la tasa de producción de frutos de uncultivo de pepino en invernadero en ciclo otoño-invierno. VIII CongresoNacional de Ciencias Hortícolas. Actas de Horticultura, 24: 307-312.

Calefacción de invernaderos en el sudeste español

54

SÁNCHEZ-GUERRERO, M.C; LORENZO, P; MEDRANO, E; GARCÍA,M; ESCOBAR, I. 2000. Heating and CO

2 enrichment in an improved

low-cost greenhouse. International symposium on protected cultivation inmild winter climates: current trends for sustainable technologies. Cartagena.Murcia. Marzo 2000. Acta Horticulturae (en prensa).

TESI, R. 1969. Aspetti e problemi del condizionamento térmico delle serre.Genio Rurale, nº 7/8. Julio y agosto.

TOGNONI, F. 1990. Effects of stressful and unstressful low temperature onvegetable crops: Morphological and physiological aspects. ActaHorticulturae, 287:67-71.

VERLODT, H. 1990. Protected cultivation in the mediterranean climate.Greenhouses in Cyprus. FAO.

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