Toyoki Kozai

Japan Plant Factory Association

Seis componentes para Agriculturaen Ambiente Controlado)

Primera Conferencia Sobre Agricultura

En Ambiente Controlado (ICCEA 2015)

Hotel Sheraton, Panamá, Mayo 20-22, 2015

Contenido• Introducción

• Seis componentes de AgriculturaEn Ambiente Controlado(AAC)

• Visión, Misión y Metas De AAC

• Conceptos, Metodologia e Indices• Fabrica de la Planta con Iluminacion artificial

(FPAL)

• Tecnología invernadero

• Conclusión

Introducción

Diversos Tipos de Sistema de Producciónde Plantas Cerradas y Semicerradas

0.01 m21 m2

SPPC (Sistema de Producción de PlantaCerrado)

Camara de Crecimiento de Planta

Recipiente de cultivo de tejidosvegetales

Invernaderos

10,000 – 100,000 m2

10 m2

PPIA (Planta productoracon Iluminación Artificial)

1,000 – 5,000 m2

Plant tissueculture vessel

Seis componentes de AAC

1) Ambiente (aereo y zona de origen)

2) Luz (Densidad de flujo, espectro, duración)

3) Energía (uso eficiente)

4) Agua (Reciclaje o desperdicio de agua, ahorro)

5) Sistemas de crecimiento hidroponico

6) Solucion nutritiva, fertilizante y nutrición

Componente Tecnología

1 Ambiente Control de taza variable

2 Luz Iluminación LED suplementaria

3 Energía Bomba de Calor, Energía Natural

4 Sistema de Crecimiento

Hidroponicos, acuaponicos y

5 Agua Reducir, Rehusar y Reciclar

6 Fertilizante Control del nutriente

Tecnologias importantes en AAC

No. Desde Hasta1 Abierto Cerrado o semi-cerrado

2 Naturalmente estable

(Bajo Control)

Alto control con baja vulnerabilidad

3 Centralizado IoT,ICT(Integración distribuida y conectada)

4 Automatización Robot inteligente y flexible

5 Expansión Creación de Mercado

6 Mejoras Innovaciones

7 Cableado Inalámbrica, la computación en nube

Tendencias Tecnicas en AAC

Res

tric

cio

nes

Esquema general para la solución de la comida,ambiente y de los recursos del trilema en AAC

Visión->Misión->Metas

Concepto

Filosofía

Metodología

Tecnología

Plant production systems with CE

Visión: Desarrollar, Construir y Operar:

Sistemas para salvar el planeta atraves de la conservación del ambiente y de los recursos,mientras se produce productos de calidad que elevan la calidad de vida.

Misión 1: Disenar, construir y operar

Recurso de planta eficiente yeconómicamente factiblessistemas de producción paranuestra eco- sociedadsostenible con alta calidadde vida

11

• Un maximo de producción de alta calidad de plantas

con un minimo de variación de rendimiento utilizando

recursos mínimos en el momento óptimo, resultando

esto en mayor eficiencia de uso de recursos, costos

mínimos y emisiones contaminantes para el bienestar

humano y la sostenibilidad global , bajo dada condición

social, ambiental y condiciones de recursos.

Misión 2: Desarrollar Sistema de planta de producción para alcanzar objetivos:

Conceptos, indices y plazos claves

Conceptos claves

• Sistema de producción de planta cerrada(SPPC)

Indices Claves

• Uso eficiente de recursos(RUE)

• Presentación de costo(CP)

• Vulnerabilidad (VB)

Plazo clave

• Control de renta variable

Sistema de Producción De Planta

RRecurso

PPlantas como

Productos

Uso Eficiente de Recusos(UER) = P/R

Residuo de plantas y contaminantes

SI UER muestra su maximo valor, el Sistema esllamado “perfecto CPPS”

UERx Costo de Unidad

2. Indices claves para una producción de cosechas sustentables

• UER: Uso Eficiente de Recursos

• RC: Rendimiento de Costo (beneficio/costo)

• VB: Vulnerabilidad de UER y RC

Variación anual de (rendimiento x valor de unidad)

Recurso fijo por productoEntrada de Recurso

Valor de unidad

Rec

urs

o f

ijo p

or

pro

du

cto

ore

nd

imie

nto

po

r va

lor

de

un

idad

Esquema de mejoras del UER, RC y VB atraves del uso de invernaderos y PPIA

Campo abierto Invernaderos PFALs

103

102

10

1

V

1 10 102

Entrada de Recurso o Costo de Producción

AAC es escencial para mejorar elURE, RC con menor VB y costos,Con llevando así a una mayorfactibilidad economica (redimiento ycalidad) y sustentabilidad ambiental

Por que AAC (Agricultura en ambientecontrolado)?

Estado Variable Y Tasa Variable

Estado variableTemperatura (℃）, CO2 conc.(ppm), nutriente conc. (molL-1), deficit de presión de vapor de agua(kPa), biomasavegetal(kg m-2), area foliar(m2)

Tasa variable (kg, mol or J m-2 s-1)

Tasa del crecimiento de planta: tasa de fotosintesis neta,tasa de respiración oscura, tasa de absorción de agua, tasa deabsorción de nutriente

Tasa de suministro de CO2, la tasa de suministro de nutrientes, la

tasa de suministro de agua , la tasa de suministro de nutrientes ,

la tasa de consumo de energía eléctrica , PAR , PPFD

Producción de planta con luz artificial(PPIA)Producción de Planta con Luz Artificial(PPIA)

No

.de

PFA

LsEl número de PPIA ha estadocreciendo en Japón. Por que?

250

200

150

100

50

00 2009 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Anos (2009 – 2015)

Capacidad de producciónanual:

2,500 lechugas heads/m2

Ventas: 2,500 US$/m2

PFAL con LEDs en Japón por Mirai Co. Ltd.

La capacidad de producción anual es de 100 a 200veces mas alta en el PPIA que en el campo abierto

Electricidad28%

Trabajo26%

Embalaje, envio,transportación 12%

Depreciación23%

Costo de Producción porcomponente

Consumables 3%, Semillas 2%, Reparación 2%

Suplementos 1%, Agua 1%, Alquiler de

area1%,

Miscellaneous 1%, Land rental 1%

WU

WL= KwN VA (Xin – Xout) [2]CL= KC N VA(Cin – Cout) [4]Cs

Ws

CPWT

WC VA

Xin

Cin

Iout

Wout

IinWin

Lamps h Air conditioners

PARL

AL AA

Pumps, Fans AM

IU

Xout

Cout

WUE = (WC+WP)/WS [1]

CR

Workers

PARP

Plant community WP D

VW Culture beds

CUE = CP/(CS+CR) [3]LUEL = f D/PARL [5]LUEP = f D PARP [6]EUEL = h LUEL [7]AL= PARL/h [8]COP = Hh/AA

FUEI= IU/IS

[9][10]

AT= AL + AA + AM

AA = (AL+ AM+ HV)/ COP

[11][12]

IS

Hh

HV

Tasa y Estado Variable en PFAL

Beneficios de PFAL• La mayoria de la tasa y estado variableson medidos correctamente• De esta forma, el UER, RC y VB pueden serestimados relativamente correctos.• Las relaciones entre la entrada de recursos yla salida de los mismos es relativamente facil• En consecuencia, el la mejora del procesode producción de la planta puede sergestionado de manera constante

PFAL reduce el consumo de recursos,Comparados con aquellos en invernaderos

• Pesticida en un 100% (ambiente limpio),• Agua en un 95% (reciclaje),

• Area de campo en casi un 95% (multi niveles, etc.),

• Fertilizante en un 50% (no drenaje),

• Horas laborales en un 50% (pequena area, etc.),

• Residuo de planta a50% (Environ. Control)

• Variación de rendimiento y caldiad a 90% (CPPS),

Pero, el PFAL consume mucha electricidad

Por iluminación, lo que necesita ser reducido.

La tecnología PFAL puede ser mejorada

considerablemente con el control de tasa variable

• Procecamiento de agua, ful reciclaje de desperdicios

• Eficiente operación multi niveles con LED e

hydroponicos

• Control de iluminación, aire y nutrientes

• Ahorro de energia y otros recursos

• Uso de energía natural y/o energia hibridaCo-generación- gas, combustible y energia natural

• Control de ambiente optimo para productos de alto valor

Los actuales costos porelectricidad y trabajo pueden serreducidos en un 50% dentro de 5anos, lo que hara que el PFAL seamas factible y sustentableenconomicamente

Hacia un mas economicamente

factible y sustentable PFAL

1) Mejorando la productividad y calidad

• Control de crecimiento de planta y componentes

f funcionales por ambientes controlados

• Cria de plantas adecuadas a cultivos de interior

• Maximizacion % de partes vendibles de plantasA traves de la minimizacion de recursos

• Utilizacion de modelos de crecimienton deplanta y desarrollo, y calentamiento materialY balance de PPIA

• Optimo diseno y operación de sistemas de

iluminacion LED

2) Por reducción de costos

•

•

•

•

Transplante robotico, espacio, cosecha

Visualizacion hde electricidad y de cososlaborales

Reduccion de entrada y de costo inicial de recursos

Uso de energia natural y biomasa para

la generacion de electricidad• Mejora de economía

3) Por Sistema Integrado con:

• Gestion de producción que utilizan la computación en nube

• Desarrollo de recursos humanos para las habilidades más altas

• Minería de datos grandes basado en la medición , análisis y visualización para el ciclo PDCA• Integracion de PFALs con otros sistemasbiologicos

Para serpublicado porElsevier enOctubre 2015

Editado por

T. Kozai, G. Niuy M. Takagaki

Tecnologia Invernadera Reciente

1) Tasa de Control Variable

- Enriquecimiento de balance CO2

- Nebulización para refrigeración y control VPD

2) Bomba de calor multi - propósito para calefacción / refrigeración / VPD

3) Produccion de transplantes en sistemas cerradoscon LEDs

4) Ilimunación LED

5) Sistema CE inteligente, distribuido

Enriquecimiento del balance CO2

Enriquecer CO2 para mantener laconcentración diaria de CO2 en elinterior del invernadero al mismonivel que fuera para la promociónde la fotosíntesis de los cultivos ypor lo tanto del rendimiento

Co

nce

ntr

ació

n d

e C

O2

(p

pm

)

7:0

07

:20

7:4

08

:00

8:2

08

:40

9:0

09

:20

9:4

01

0:0

01

0:2

01

0:4

01

1:0

01

1:2

01

1:4

01

2:0

01

2:2

01

2:4

01

3:0

01

3:2

01

3:4

01

4:0

01

4:2

01

4:4

01

5:0

01

5:2

01

5:4

01

6:0

01

6:2

01

6:4

01

7:0

0

Rad

iaci

ón

so

lar

(kW

/m2)

1) El agotamiento de concentración de CO2 por 100-

150 ppm en el invernadero de tomate con

ventiladores de techo completamente abierto

34

10.90.80.70.60.50.40.30.20.10

600

550

500

450

400

350

300

250

200

Radiacion solar externa

CO2 conc. outside

Concentracion interna de CO2

Tiempo del dia(hora: min.)(Junio 14, 2014, Universidad Chiba, Japon)

T. Sekiyama (Data no publicada)

CO

2co

nta

ine

r

CO2

2) Concepto de Null balance CO2 enrichment

Perdida de CO2 = N*V*(Cin – Cout)

Pn = Tasa de suministro de CO2 CO2

Cin = 400 ppm

PnTasa sintetica

CO2 es suministrado

para mantener Cin

Igual a Cout.

N: No. de intercambio de aire

V: Volumen de aire

3) Controlador de CO2 aplicable a ‘enriquecimiento del balance de

CO2’

C.H.C. System Co. Ltd. Model SA-K03, Japan, Price: ca. 100 US$

De

gas

CO

2co

nte

ned

or

CO2

controlladorCO2 sensorpara Cin

CO2 sensorespara CoutVentiladores abiertos?

CO2

Sí Cout > Cin + Δ, entonces la valvula de CO2

abre

4) Null balance CO2 controlador para

suministrar gas CO2 para mantener Cin = Cout

Cuando Cin = Cout, tasa de suministro de CO2

es igual a Pn de cosechas crecidashidroponicamente

----- Pn posible estimación

CO

2co

nce

ntr

acio

n

7:0

0

7:2

0

7:4

0

8:0

0

8:2

0

8:4

0

9:0

0

9:2

0

9:4

0

10

:00

10

:20

10

:40

11

:00

11

:20

11

:40

12

:00

12

:20

12

:40

13

:00

13

:20

13

:40

14

:00

14

:20

14

:40

15

:00

15

:20

15

:40

16

:00

16

:20

16

:40

17

:00

Tasa

de

sup

lem

ento

de

CO

2(g

/s)

Rad

iaci

on

so

lar（

kW/㎡

）

38

1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

600

550

500

450

400

350

300

250

200

5) Cursos de tiempo diario deCin, Cout, y sudiferencia de tasa de suministro de CO2 en un buen dia

Concentracion interna de CO2Radiacion solar externa

Concentracion externa de CO2

Tasa de suplemento de CO2 (≒Pn)

Tiempo de dia (hora: min.)Marzo 4, 2014, Universidad Chiba, Japon

T. Shibuya (unpublished data)

Ventiladoreas abiertos

7) Expectativa de mejora de redimiento ybeneficio economico

• Nederhoff ( 1994 ) mostró que el rendimiento

de tomate se incrementó en un 19 % cuando la

concentración de CO2 se elevó desde 250 hasta

350 ppm, y el aumento fue de 16 % cuando se

fue levantado 350 a 450 ppm ( Nederhoff y

Vegter , 1994 ) .

• Experimento el rendimiento de tomate está

en marcha en la Universidad de Chiba , Japón.

Control de la tasa de nebulización variable para la refrigeración por

evaporación y control de VPD

Tasa de nebulización se ajustaproporcionalmente a la temperaturao la diferencia entre el conjunto VPDpunto y el valor medido .

1) Propositos y caracteristicas

Propositos• Enfriamiento por evaporación durante el día durante la ventilación• La humidificación para el control de VPD durante el día• Aspersión de agroquímicos en la noche (en el experimento )

• La tasa de nebulización se controla proporcionalmente a la diferencia entre los puntos de ajuste real y objetivo,usando un compresor inversor controlado ( de 2 a 6 MPa).

• El número de tuberías con boquillas para ser operados también proporcionalmente controlada.

Caracteristicas

2 ) Los componentes del controlador de velocidad variable de nebulización

Ave. diámetro de gota es de 20 mm

Unidad sensorialControl inteligenteDe unidad

No humectación de las hojas

iphone

boquillas de niebla

Outside

Inside

Air

Tem

p.（℃）

VP

D（

kPa）

30

20

10

10:00 12:00

0.16

14:00 15:00

20.12

1 0.08

0.04

010:00 12:00 14:00

0.000.00

3) Control de VPD a 1 kPa y temp.

mas baja que ca. 30 C en un buen dia.

0.0010:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

35

30

25

20

15

10

5

Solar radiation（kW m-2）

14:00

m-2 s--1）

Tiempo de dia (hora: min.)

Inside

Outside

1.01

0.80.6

0.4

0.2

0.0010:00 11:00 12:00 13:00

Tasa de nebulización（g0.16

0.12

0.08

0.04

0010:00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

12:00 14:00Time of day (hour: min.)

10:00 12:00 14:00

Mayo 22, 2013 en Universidad Chiba, Japon. Area de piso invernadero: 990 m2

T. Nukaya (data no publicada)

Tiempo de dia (hora: min.)

Polivalente controlador de la bomba de calor de alta eficiencia energética para la calefacción , la refrigeración y deshumidificación

• La reducción de los costos de calefacción de 20 a 30 %

y las emisiones de CO2 en un 50 %

• Enfriamiento por la noche en verano, lo que se traduce

también en la reducción de la temperatura media diaria

• Deshumidificación para aumentar VPD en

noche y en días de lluvia

• Refrigeración durante el día para permitir a los ventiladores que

cerrar por la alta concentración de enriquecimiento de CO2 y / o

para la recolección de agua de condensación

1) Propositos

COPc =

Calor absorbido para enfriamientoConsumo de electricidad de la bomba

Para calentamientoEl calor generado para la calefacción

consumo de electricidad de la bomba de calor

Codigo de compania A B C D

COPpara calentamientoEn Tinof20C&Toutof7C

5.8 5.7 5.5 4.9

COP para calentamientoEn Tinof15C&Toutof7C

3.8 3.8 3.8 3.2

COP para enfriamientoenTinof27C

&Toutof35C

4.8 5.0 5.5 3.8

COP 8- 8- 8- 7-

3)COP (Coeficiente de rendimiento) para calentamiento y

enfriamiento de bombas de calor por 4 companies en Japon

Note: 200 V, 3 phases.Electricity consumption = (Heating or cooling capacity)/COP

El rendimiento del mercado capaz frutos de tomate

Tiempo de tratamient

o nocturno

No. defrutas/plant

a

Peso fresco(g/fruit)

Rendimiento

(kg/plant)

Rendimiento2

(kg/m/4months

20℃ 7.4a 152 1.15a 6.6

Control(Ave.25℃)

3.4b 128 0.44b 2.5

5) Rendimiento mejora de primero a tercero racimos de

frutos de tomate por la noche de verano de

enfriamiento utilizando bombas de calor.Ohishi and Moriya (2009)

Fechas del transplante, inicio y final de la cosecha : 08 de agosto , 09 de octubre y 22 de diciembre ,2008. consejos Dispara fueron atrapados después de la floración de la tercera armadura .

Tem

pe

ratu

rad

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inte

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(C)

Co

nsu

mo

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ctri

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P

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Cal

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mie

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Enfr

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/mim

.)

Rad

iaci

on

sola

r in

tern

a(k

W/m

2)

Temperatura de aire interna

6 ) Deshumidificación , Calefacción , Refrigeración yNebulización con ventilación en el mismo díaEl uso de un controlador Modo –Cambio

1.200

1.000

0.800

0.600

0.400

0.200

0.000

35.0

30.0

25.0

20.0

15.0

10.0

5.0

0.0

By T. Sekiyama and E. Asao

0 6 4 8 12

Abril 12-13, 2014 en Universidad Chiba, Japo nDehumidificationby HP

Solar radiation inside

Electricity consumptionof HP

12 16 18 22 0 2Time of day (hour)

IluminacionLED• Sistemas de produccion de transplante cerrado

• Iluminación Suplementaria para EOD , fotoperiodo , DLI

Control de Ambiente Integrado

Ambiente, facilidadY economia

4.6 Sistema de control ambiental integrado

Null balanceCO2 IC Otros ICsBomba de calor

ICNebulizacion

IC

SensoersSensoresSensoresSensorws UnidadUnidadUnidadUnidad

Data de comunicacionData grande

Sistema de nucleo

Formulacion por

data de mineriagestiones

Varios modelos ,puntos de ajuste

Unidad : unidad de accionamiento Control ambienta

El tiempo de

vida de los

clientes del

Mercado de

Cumplimiento

Conclusion

• La producción de alimentos de efectoinvernadero sostenible es un tema crítico en el

siglo 21 .• RUE , CP ( funcionamiento de coste ) y VB (vulnerabilidad ) son los principales índices para evaluar la sostenibilidad de los alimentos o la producción de cultivos

• Con el fin de mejorar el rendimiento y la calidad deproducir con el aporte mínimo de recursos, costos ,emisiones contaminantes y de riesgo ambiental ,sistema cerrado o semi - cerrado puede ser útil.

Co

ntr

olle

de

nvi

ron

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nt

agri

cult

ure

Soci

al

wel

fare

wit

hQ

OL

Ninos

forestry, fishery

horticulture

Environmental

conservation

Medicine/welfare/

care/chemicals

Post-genome

industry

Leisure

Life-long

learning

Sociedad del bienestar sostenible se realiza por la evolución de la comida-entorno de la salud ecológica de la industria con PPIA ylos sistemas de producción de plantas de invernadero

Educación industria / conocimiento Servicioindustrial

Manufactura Industria saludableambiente alimenticio

BioindustriaPlantas medicinales

Agriculture,

comidaCosmetics

Sports

Diettiitics&Nutrition

Referencias1) Kozai, T, 2013. Plant factory in Japan –Current situation and perspectives

-. Chronica Horticulturae. 53(2): 8-11.

2) Kozai, T. 2013. Resource use efficiency of closed plant production system

with artificial light. Proc. Jpn Acad., Ser. B 89. 447-461.

3) Kozai, T., Genhua Niu and M. Takagaki. 2015. Plant Factory. Elsevier (in

press) .

4) Kozai, T., C. Kubota, M. Takagaki and T. Maruo. 2105. Greenhouse

Environment Control Technologies for Improving the Sustainability of Food

Production. Acta Horticulturae (in press).

5) Nederhoff, E. M., & Vegter, J. G. 1994. Photosynthesis of stands of tomato,

cucumber and sweet pepper measured in greenhouses under various

CO2-concentrations.Annals of Botany, 73(4), 353e361.

6) Stanghellini, C. and Kempkes F.. 2008. Steering of fogging: control of

humidity, temperature or transpiration? Acta Hort. 797: 61-67.

2015/5/6 56

Gracias por su amable atencion

Pintado por Yukiko Takaoka

•

•

•

•

Retos

Luz verde, aplicacion LED

Educacion, auto aprendizaje, aprendizajeintegrado

Producción de plántulasControl ambiental integrado

Desde campo de cultivo hasta Sistema de cultivocerrado

1 m2

m2

10,000 m2

Invernadero

GH1,000 m2

PPIA

CPPSPlant Growth Chamber

Plant Tissue Culture Vessel

Metodologia en comun aCEA

Modelacion, simulacion, diagnostico, control,Inteligencia artificial usando computacion

Efectos ambientales sobre el crecimientode plantas en desarrollo

Bombas de calor

Iluminacion

Medida, analisis y control de balance y energia

Tecnologias avanzadas similares a AAC

• ICT (Informacion y comunicacion

tecnologica)

- Detección de imagen , análisis y procesamiento

- Minería de datos grande , computación de nube inteligente

•

•

•

•

Modelado - 3 - D Gráfico, interactivo -

Control Integral (Internet)

Tasa de control variable

LED (luz emitiendo Diodos ) Iluminación

Biomasa vegetal: Hoja , tallo , raíz , fruta, etc.

ProductoRendimiento, calidad, valor

Tasaplantacrecimiento

Residuo de planta

Medición y tipos de control variableson cada vez más importante

Temp., CO2,Humedad,Luz, Nutriente

Las tasas de fotosíntesis, la

respiración , la transpiración ,

nutriente / absorción de agua

Entrada de recurso y resultado de producto (tasavariable) en Sistema de planta de produccion

Sistema de Planta de Produccion

Entrada de recurso(Tasa variable)

Resultado deproducto

(Tasa variable)

InvernaderoEnfriamiento evaporativo,

calentamiento,

Ventilacion, Control de peste

La agricultura urbana , la agricultura vertical ,Hidroponía , Educación / formación, Automatización de Marketing , trastornos fisiológicos , eficiencia en el uso de recursosLa fotosíntesis / respiración, Saneamiento, Aquaponics , bomba de calor , el enriquecimiento de CO2

PPIAReduccion de costo de

electricidadDiseno de PPIA , pequenas

PPIA Cultura organica,cubrimiento de materiales

Hea

tin

gco

stin

win

ter

(US$

/m2)

1.6

Oil Price(US$/L)

30

20

10

0

considerado

COP: COP of HP at temp.of 7 C outside and 20 C inside

Maebashi city, JapanAve. daily max. temp.:13.1℃Ave. daily min. temp:3.5℃

(Ohyama and Kozai, 2008)

1.21.00.8

0.4

Air temperature set point (℃)

4) Costo de calentamiento en invierno afectado por

punto de temp por calentador de aceite y bomba de calor.

Note: Cosoto inicial no

In 2014, heavy oil price is ca. 1 US$/L & COP

is 4-5 in Japan.

En 2014, el precio de aceite pesado es ca. 1

US$/L y COP is 4-5 en Japon.

• Tasa variable con una unidad de tiempoTasa de suministro de agua , la tasa de suministro de CO2 , la tasa de transpiración , tasa de fotosíntesis neta , tasa de crecimiento , el rendimiento por día , RPD

• Variable de estado sin una unidad de tiempo

Temperatura, VPD, concentracion de CO2,pH y EC de solucion de nutriente

Medición y control continuode la tasa de las variables son importantes!

6 ) La estimación de la tasa de in situ en las variables tales como la tasa de fotosíntesis neta en un invernadero hidropónico

1

2

3

4

• Tasa estimada de transpiracion

Hand et al. (1973), Dayan et al. (2004),

Stanghellini & Kempers (2008), Li et al. (2012)

• Estimar Número de intercambios de aire utilizando

vapor de agua como gas trazador

• El tipo de cambio de CO2 estimado en base a la tasa

de ventilación y ( Cin - Cout )

• Estimar la tasa de fotosíntesis neta en base a la tasa

de suministro de CO2 y el tipo de cambio de CO2

Tasa

foto

sin

téti

can

eta,

Pn

Concentracion de CO2（ppm）

0

CO2conc.afuera

ED

B

A

300 400

F

Optima temp. yPPFD

CAlta temp. y/oBajo PPFD

１０００

3) Un esquema que muestra el significativoaumentar en Pn por Null balance enrinchment de CO2 y nebulización para la refrigeración

100

3.1 Problemas de control del medio ambiente y sus soluciones (1)

• Bajo conc CO2 al mediodía en los días claros cuando LAI 11 ===Controlador de balance de CO2 Null para GH con ventiladores

abiertos• Alta temperatura durante el dia en verano• Alto VPD (o bajoRH) durante el dia cuandoLAI < 1

2. === Controlador de nebulizacion para enfriamiento y humidificacion• Alto costo de calentamiento debido al alto precio del combustible

• Alta temperatura en la noche en verano

• Bajo VPD (o alto RH) en la noche y en dias lluviosos y nublados

3. ===Controlador de la bomba de calor para calefacción, refrigeración y deshumidificación

• Trasplantes a menudo no son resistentes a las enfermedades y el estrés ambiental

4. ===Producción de trasplantes de calidad incluyendo injertados que utilizan CPPS con / sin LEDs

3.2 Problemas de control del medio ambiente y sus soluciones

• Bajo PAR en invierno

5. === Controlador de luz suplementaria

6. === acristalamiento de película delgada con alta transmisión de la luz7. === Planta mejora morfológica

• Tasas de fotosíntesis y transpiración netas Canopyinmensurable

8. === controlador de tasa variable

(e.g., Hand, D W et al., 1991; Dayan, E et al., 2004)

• Alto costo de Sistema de control ambiental integrado.9. === Red integradora de control ambiental

sistema con controladores inteligentes distribuidos

Tasa

de

tra

nsp

irac

ion

1.5

1

0.5

00 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.6

Deficit de presion de vapor de agua(VPD) kPa

4.2 Controlador de nebulizacion con un invertidor

1) Componentes de controlador de nebulizacion

2) Propositos y caracteristicas

3) Resultados de VPD y controlador de temperaturaDifusion

CoeficienteAlti

Medio

Bajo

CO

2co

nta

ine

r

CO2

CO2 CO2

Cin

Pn

Cin = 400 ppm

Cout =400 ppm

CO2S

4.5 Concepto de control de tasa variable

Pn = S - N*V*(Cin – Cout) + a V: Volumen de Aire

CO2 essuministradopara mantenerCin

Igual a Cout.

Cout

N: No. de intercamcio de aire

S: CO2 Tasa de suplemento

Agr

icu

ltu

ra e

n a

mb

ien

teco

ntr

ola

do

(CEA

)

Sistema de planta de produccion cerrado (CPPS)

Con lamparas

Planta productora con luz artificial(PPIA)

Breve resena historica de Toyoki Kozai

1970 1980 1990 2000 2010 2015Ambiente de luz invernadera, calentamiento, enfriamiento,

ventilacion, bomba de calor, enriquecimiento de CO2, etc.

Micro-propagacion

Libre de azucar