INFO GENERAL SOBRE INVERNADEROS.pdf

INNOVACIN EN ESTRUCTURAS PRODUCTIVAS Y MANEJO DE CULTIVOS

EN AGRICULTURA PROTEGIDA

JUAN CARLOS LPEZROBERTO GARCA TORRENTE

[Coordinadores]

La Fundacin Cajamar no se responsabiliza de la informacin y opiniones contenidas en esta publicacin, siendo responsabilidad exclusiva de sus autores.

Edita: Fundacin Cajamar. Puerta de Purchena, 10. 3 planta - 04001 Almera

Diseo y maquetacin: Beatriz Martnez Belmonte

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

Fecha de publicacin: Julio 2012

del texto: los autores. de la edicin: Fundacin Cajamar.

CEA. Cuaderno de Estudios Agroalimentarios

Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproduccin total o parcial de esta publicacin, as como la edicin de su contenido por medio de cualquier proceso reprogrfico o fnico, electrnico o mecnico, especialmente imprenta, fotocopia, microfilm, offset o mimegrafo, sin la previa autorizacin escrita de los titulares del Copyright.

CEA CUADERNOSDE ESTUDIOSAGROALIMENTARIOS

[07-22] INVERNADEROS, INNOVACIN PARA LA PRODUCTIVIDAD Y EL MEDIOAMBIENTE R.GarcaTorrenteyJ.C.PrezMesa(CajamaryUniversidaddeAlmera)

[23-44] EL CULTIVO EN INVERNADERO Y SU RELACIN CON EL CLIMA PilarLorenzo(IFAPA)

[45-70] DESARROLLO DE ESTRUCTURAS PARA INVERNADERO JuanI.Montero(IRTA)

[71-88] MATERIALES PARA CUBIERTA DE INVERNADEROS EnriqueEsp(CentrodetecnologaRepsol)

[89-114] GREENHOUSE CLIMATE CONTROL IN MEDITERRANEAN GREENHOUSES C.Kittas,N.Katsoulas,T.Bartzanas(UniversityofThessalyandInst. ofTechnologyandManagementofAgriculturalEcosystems)

[115-138] USO DEL AGUA DE RIEGO EN LOS CULTIVOS DE INVERNADERO M.D.Fernndez,R.B.Thompson,S.Bonachela,M.Gallardo, M.R.Granados(FundacinCajamaryUniversidaddeAlmera)

[139-160] CULTIVO PROTEGIDO DE ESPECIES FRUTALES J.J.Hueso,F.Alonso,V.Pinillos,J.Cuevas(FundacinCajamar yUniversidaddeAlmera)

[161-180] RESDUOS? PRODUCTOS CON OTRAS CALIDADES Y DISTINTAS APLICACIONES A.Sevilla,M.A.Domene,M.Uceda,D.BuendayJ.L.Racero (FundacinCajamar)

[181-210] ENERGAS RENOVABLES EN LOS INVERNADEROS M.PrezGarcayJ.A.SnchezMolina(UniversidaddeAlmera)

[211-226] ANLISIS DE CICLO DE VIDA APLICADO A LA HORTICULTURA PROTEGIDA M.AsuncinAntnVallejo(IRTA)IN

NOVACIN

ENESTR

UCTU

RASPR

ODUC

TIVAS

YMAN

EJODE

CULTIV

OSENAG

RICU

LTUR

APR

OTEG

IDA

7CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS | ISSN 2173-7568 | 07-22 | CEA03Jul io 2012

INVERNADEROS, INNOVACIN PARA LA PRODUCTIVIDAD Y EL MEDIOAMBIENTERobertoGarcaTorrenteyJuanCarlosPrezMesa

(CajamaryUniversidaddeAlmera)

RESUMEN

La sostenibilidad de la actividad hortcola bajo invernadero pasa por el aumento de la productividad. Esta variable implica la gestin de todas las partidas que conforman la cuenta de resultados, tanto desde el punto de vista del gasto como del ingreso. El aumento de la productividad viene determinado por la innovacin en estructuras, manejo del invernadero y gestin medioambiental, estando todos estos puntos interrelacionados. Esta definicin implica que toda innovacin debe generar un beneficio extra, por lo que al criterio tcnico siempre debe seguir un anlisis coste-beneficio. Adicionalmente, este trabajo detecta que la gestin medioambiental no se contempla an como un factor limitante para el mantenimiento de la actividad.

SUMMARY

Sustainabilityofgreenhousehorticulturalsectordependsofincreasingproductivity.Thisvariableinvolvesthemanagementofallpartiesintheincomestatement.TheIncreasingproductivityisdeterminedbyinnovationinstructures,greenhousemanagementandenvironmentalcare,allthesepointsareinterrelated.Thisdefini-tionimpliesthatallinnovationmustgenerateanextrabenefit,sothetechnicalcriteriashouldbefollowedbyacost-benefitanalysis.Additionally,thisstudyfindsthatenvironmentalmanagementisnotconsideredevenasalimitingfactorforthemaintenanceoftheactivity.

8 CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS | ISSN 2173-7568 | [07-22]

CEA03 Invernaderos, innovacin para la productividad y el medioambienteRobertoGarcaTorrenteyJuanCarlosPrezMesaJu l i o 2012

1. Introduccin

El sureste de Espaa ha sufrido en los ltimos cincuenta aos un gran cambio en la estructuracin del territorio, el crecimiento de la renta y el reparto espacial de la poblacin. Esta variacin ha estado determinada, en un porcentaje alto, por la actividad agrcola que se ha desarrollado en la zona. En la actualidad existen diversos aspectos que restringen esta actividad y que podemos resumir en dos grandes grupos: lmites econmicos, relacionados con los input productivos y la rentabilidad; y lmites territoriales dependientes de la ordenacin y la gestin medioambiental. Todos estos aspectos estn ligados a la existencia de una actividad madura que necesita repensarse para asegurar su futuro. En este marco, es imprescindible analizar tres variables que configuran la base de un sistema sostenible y que ayudarn a obviar las limitaciones del modelo: innovacin, mejora medioambiental y productividad. Estas tres palabras son utilizadas de forma comn entre los actores econmicos dentro del sector agrario por lo que es conveniente definir la relacin entre ellas.

La definicin de innovacin es variada pero bsicamente consiste en la introduccin de nuevos procesos productivos, productos y mercados, o una mejora organizacional que redunde en un mayor beneficio (Bruce y Meulenberg, 2002). Un empresario innovador ser aquel que utilice la tecnologa, o su propio ingenio, como herramienta fundamental y se preocupe de establecer un funcionamiento de su negocio que permita absorber y aplicar el conocimiento que se genera en su entorno (Prez-Mesa y Fernndez, 2005). Toda actividad innovadora tiene dos consecuencias: 1) la disminucin de los costes, gracias al empleo de materiales, maquinaria o procesos nuevos; o 2) el incremento del precio de los bienes producidos por la empresa, gracias a su novedad, calidad o reconocimiento. Toda innovacin que provoque un aumento de la brecha entre ingre-sos y costes genera un beneficio mayor por unidad de coste, es decir, un aumento de la eficiencia. Desde este punto de vista, un anlisis de los mrgenes de una empresa supone un estudio de productividad en sentido amplio.

Por otro lado, el hecho de decidir la introduccin de algn sistema de control medio-ambiental implica una innovacin relacionada con la calidad que tendr efecto sobre la productividad. El respeto medioambiental es pues una innovacin que aunque a veces no tenga una repercusin directa sobre el coste puede aumentar el margen va incremento de ingresos. La relacin medioambiente y rentabilidad ha sido detectada por diversos trabajos en el sector hortofrutcola (Cspedes y Galdeano, 2004; Galdeano, 2003).

9CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS | ISSN 2173-7568 | [07-22]

CEA03Invernaderos, innovacin para la productividad y el medioambienteRobertoGarcaTorrenteyJuanCarlosPrezMesaJu l i o 2012

Es importante remarcar que no podemos denominar innovacin a cualquier tipo de cambio; ste debe suponer mayores ganancias. La aplicacin prctica de este principio a la produccin intensiva implica la necesidad de estudiar la viabilidad econmica de cualquier inversin o mejora productiva. Labor prioritaria a la que deberan dedicarse centros pblicos y privados de investigacin relacionados con la agricultura.

El marco de anlisis de este documento queda reflejado en la Figura 1. Primero se describe la evolucin de los invernaderos en el mundo y Espaa. Este trabajo se centrar en la provincia de Almera. Posteriormente se describe cmo diversas inno-vaciones (la inversin en nuevas estructuras, la gestin del invernadero y las mejoras medioambientales) redundan en mayor productividad, entendiendo sta como la relacin entre ingresos y costes. Destaca la interaccin mltiple entre todas las innovaciones contempladas. Por ltimo, se realiza un autodiagnstico del estado de todas las variables con el objetivo de buscar la sostenibilidad de la actividad en el largo plazo.

Figura 1. Relacin entre las variables del anlisis

Fuente: Elaboracin propia.



2. Invernaderos: un sistema productivo en expansin

En los ltimos aos la horticultura en invernadero ha aumentado de forma cons-tante en casi todo el planeta. Se estima que la superficie invernada (con plstico) en el mundo ronda las 750.000 has. China, Japn, Corea y otras zonas de extremo oriente suman el 80 % del total mientras que los pases de la cuenca mediterrnea (Espaa, Italia, Turqua, Marruecos, Francia, Argelia, Israel o Grecia) apenas suponen un 15 % (Jouet, 2004). Slo China posee ms de 250.000 ha, que se han conseguido a base de crecimientos del 30 % anual (Esp etal., 2006). En toda la cuenca mediterrnea destaca el crecimiento de Turqua a razn anual de un 4 % (Emekli etal., 2010). En general, los datos reflejan una situacin de aumento de la competencia donde las estructuras pro-ductivas, aunque con sus peculiaridades locales, tienden a una convergencia favorecida por la transferencia tecnolgica realizada desde otras zonas de produccin.

El caso espaol es una excepcin, a las dificultades territoriales de expansin, sobre todo en Almera, debemos sumar la existencia de un mercado maduro donde mantener la rentabilidad de las fincas se hace difcil. Este punto es comn denominador en las principales zonas productoras (Almera, Canarias y Murcia), manifestndose en una reduccin de la superficie hortcola invernada (Tabla 1). La consecuencia inmediata de esta situacin es el aumento del tamao por explotacin como mtodo de optimizacin de recursos (Figura 2).

Esta tendencia tambin se aprecia en Holanda donde cada productor de hortalizas cuenta con una superficie media de 1,8 hectreas, cifra que se ha ido incrementando en los ltimos aos ante la estabilizacin de la rentabilidad. En contraposicin a Espaa, en Holanda la superficie total invernada (en cristal) ha crecido en las ltimas campaas, sobre todo como consecuencia del incremento del cultivo de pimiento y tomate, y las mejoras tcnicas, como la implementacin de la cogeneracin que ha reducido notable-mente los gastos en calefaccin, que estn propiciando un aumento de la produccin fuera del ciclo estival.



Tabla 1. Superficie invernada destinada a hortalizas segn comunidad autnoma

Comunidad 1997 2003 2007 Var. 1997/03 (%) Var. 2004/07 (%)

Otras 200 516 438 158,0 -15,0

Galicia 146 240 131 64,0 -45,0

Pas Vasco 110 181 169 65,0 -7,0

Navarra 153 181 146 18,0 -19,0

Aragn 145 49 34 -66,0 -31,0

Catalua 251 185 357 -26,0 93,0

Castilla y Len 313 112 164 -64,0 46,0

C. Valenciana 790 859 794 9,0 -8,0

R. de Murcia 3.226 6.023 5.949 87,0 -1,0

Canarias 3.206 3.829 3.258 19,0 -15,0

Andaluca 24.763 32.623 33.774 32,0 4,0

Almera 24.050 26.644 25.387 11,0 -5,0

Total 33.303 44.798 44.776 35,0 0,0

Fuente: Datos MAGRAMA y Cspedes etal. (2009).

Figura 2. Evolucin de la superficie por explotacin invernada. En hectreas

Fuente: Ministerio de Agricultura, Alimentacin y Medioambiente (MAGRAMA).



3. Productividad y rentabilidad en el invernadero

Segn la situacin descrita, debemos preguntarnos cul es el estado del productor hortcola en invernadero. Para realizar este anlisis debemos manejar tres variables: productividad en la finca (kg/m2), precios y costes unitarios. Todas ellas son indicadores del grado de innovacin existente en el sector. Trabajar sobre estas dimensiones es complejo ya que el grado de variabilidad entre fincas es muy alto, a esto debemos unir que la variable precio recoge efectos de mercado independientes de la calidad. En el clculo que se realiza en este artculo se incluyen los costes corrientes del cultivo (mano de obra, plsticos, semillas, agua, agroqumicos, energa, intereses y otros servicios) y los costes de amortizacin, todos ellos para una finca tipo en la provincia de Almera (Fundacin Cajamar). Los datos de precios y productividades medios se ponderan segn la importancia de cada cultivo1.

La Tabla 2, no debe ser analizada desde el punto de vista de los valores absolutos sino como una comparacin anual de las variables sobre las que se fundamenta la renta-bilidad del agricultor. Lo primero que destaca es que los precios no han aumentado, sino que, utilizando medias (2002-2006 y 2007-2010), se han reducido en un 5,5 %. Los costes unitarios (por kg) se han mantenido estables gracias a los crecimientos de las producti-vidades (kg/m2) en campo: un 8 %. Cabe destacar que la campaa 2009/10 se ha visto afectada por existencia de TutaAbsoluta, de hecho, los tcnicos de Coexphal estimaron que en los invernaderos almerienses se haba perdido entre 1 y 1,5 kg/m2 de tomate.

Por otro lado, el margen variable del agricultor disminuye un 26 %. El margen total (beneficio) cae un 36 %, y no lo ha hecho en mayor medida porque ha podido repartir sus costes entre un mayor nmero de kilos por hectrea. De hecho los costes corrientes totales crecen un 10 % y los totales un 5 %. Se aprecia que el mantenimiento de los beneficios pasa por el aumento de la productividad en finca. El punto conflictivo es que sta se fundamenta en inversiones de mejora de las estructuras productivas. El problema se reduce a la necesidad de financiar con los beneficios actuales, las inversiones que los invernaderos necesitan. El invernadero estndar en Almera es el parral multicapilla simtrico (60 %) y la antigedad media est entre 5-10 aos (Cspedes etal., 2009). Existe por tanto una renovacin aceptable en el campo que, sin embargo, no est con-siguiendo aumentos de productividad relevantes.

1 Tomate, pimiento, pepino, calabacn, berenjena, juda, meln y sanda. Se parte de una productividad media de 11 kg/m2 que vara en funcin de los cambios de productividad calculados segn datos de la Consejera de Agricultura.



A pesar de lo comentado, debemos ser cautelosos a la hora de invertir porque pueden existir innovaciones poco rentables. A modo de ejemplo, si un agricultor quisiera renovar su estructura con un invernadero tipo multitunel bien equipado, que supondra multiplicar por 4 el valor de la inversin respecto a un invernadero tipo, segn el es-quema de clculo propuesto tendra que multiplicar por 1,7 la productividad en campo (considerando que sus costes corrientes no aumentasen).

Desde otro punto de vista, un aumento del margen total tambin podra ser conse-cuencia de la introduccin de manejos ms eficientes del cultivo que pudieran reducir los costes corrientes. Por ejemplo, suponiendo que una innovacin como la utilizacin de lucha integrada redujese un 50 % el coste del control de plagas, el gasto corriente se reducira un 4 %. Para el modelo de costes propuesto (Tabla 2) esto supondra que para la campaa 2009/2010 el agricultor obtendra un cntimo ms por kilogramo, sin contar la incidencia en la calidad del producto que repercutira en el margen va aumento del precio.

En general, el panorama actual est marcado por una situacin de rentabilidad ajustada. El agricultor debe ser cuidadoso con la gestin que haga de sus recursos. Se ha demostrado que incluso pequeas innovaciones en el manejo del invernadero tienen repercusiones importantes en la cuenta de resultados. Por supuesto, las inversiones ms relevantes deben ser estudiadas en el marco de un anlisis coste-beneficio.

Tabla 2. Evolucin del coste total () y unitario (/kg) en una finca tipo (1 ha) de Almera

Producto 2002/03 2003/04 2004/05 2005/06 2006/07 2007/08 2008/09 2009/10 Media 2002-06Media

2007-10% Var. Medias

Costes corrientes () 38.082 38.811 39.831 41.332 42.638 44.620 44.575 42.162 39.514 43.499 10

Amortizacin () 11.953 12.395 12.983 13.452 13.406 13.428 13.362 13.255 12.696 13.363 5

Costes totales () 50.035 51.206 52.814 54.784 56.044 58.048 57.937 55.417 52.210 56.862 9

Productividad finca (kg/m2) 11,0 10,4 9,5 10,1 10,6 12,0 11,6 10,5 10,3 11,1 8

Costes corrientes(/kg) 0,35 0,37 0,42 0,41 0,40 0,37 0,39 0,40 0,38 0,39 1

Costes totales (/kg) 0,45 0,49 0,55 0,54 0,53 0,48 0,50 0,53 0,51 0,51 0

Ingresos (/kg) 0,60 0,60 0,60 0,56 0,60 0,53 0,54 0,56 0,59 0,56 -6

Margen corriente (/kg) 0,25 0,23 0,27 0,15 0,20 0,16 0,15 0,15 0,22 0,17 -26

Margen total (/kg) 0,14 0,11 0,13 0,02 0,07 0,05 0,04 0,03 0,10 0,05 -54

Fuente: Fundacin Cajamar y Consejera de Agricultura de la Junta de Andaluca. Elaboracin propia.



4. Hacia una productividad medioambiental

Tal y como hemos comentado, la innovacin medioambiental es un factor que incide en la productividad mediante su impacto en la calidad real o percibida, y por ende, en el precio. En este sentido no podemos obviar el proceso de cambio que se est produ-ciendo en la opinin pblica en cuanto al carcter contaminante que se le atribuye a la agricultura intensiva. El desarrollo tecnolgico aplicado a los cultivos ha perjudicado la visin que la poblacin de toda Europa tiene de este tipo de agricultura, vindola, en la actualidad, como un actor fundamental en el proceso de degradacin medioambiental. De hecho, segn un estudio realizado por GFK, y encargado por la Interprofesional de Frutas y Hortalizas de Andaluca (Hortyfruta), 4 de cada 10 alemanes consideraban que la imagen de Espaa como productor era negativa (Pardo, 2010). Desde las adminis-traciones pblicas se est promoviendo un cambio de rumbo que sustituya el concepto de productividad (en sentido estricto) por el de sostenibilidad entendida como la intro-duccin de prcticas menos intensivas y ms respetuosas con el medio ambiente. Las definiciones de agricultura sostenible abarcan diferentes aspectos, como por ejemplo el mantenimiento de la actividad en el largo plazo, pero, sin duda, uno de los que sobresale es la conservacin y el re-establecimiento del medio ambiente.

Uno de los problemas fundamentales es que el productor todava no identifica medioambiente y rentabilidad. Esto es as porque existe otra asociacin previa entre medioambiente y certificaciones de calidad, las cuales se han convertido en estnda-res dentro del mercado (entre otras, Global Gap, o la UNE 150.000) y, por tanto, estn dejando de ser fuente de ventaja competitiva. En consecuencia, es conveniente tener una visin amplia de lo que implica el respecto al entorno y de los impactos que el sec-tor invernado genera, de esta manera seremos capaces de anticiparlos y mitigarlos. Gmez-Orea (2003) detect como problemas ms acuciantes: la sobreexplotacin y contaminacin de los acuferos, las extracciones de reas y suelos, las deposiciones de residuos agrcolas, la ocupacin de zonas de inters ambiental, la deficiencia de la red viaria, las ocupaciones de ramblas y zonas inundables, y la insuficiente planificacin, gestin y vigilancia. Desde Coexphal (2002) tambin se profundiz en estas cuestiones, encontrando como impacto ms relevantes la alteracin del paisaje, entendida como la prdida de calidad paisajstica como consecuencia de la aglomeracin de residuos. A resultados similares llegan Toln y Lastra (2010), reconociendo la necesidad de potenciar los instrumentos preventivos de gestin ambiental, es decir, la planificacin,



el diseo y la evaluacin de impacto ambiental. Muchos de los aspectos comentados siguen vigentes, otros han reducido su impacto como consecuencia de la cada en el ritmo de creacin de nuevas fincas.

No todos los impactos son negativos. Campra etal. (2008) reconocen la existencia de un efecto albedo debido a la concentracin elevada de invernaderos que provocan una reflexin alta de la luz. La horticultura intensiva estara amortiguando el calentamiento local de la temperatura asociado al incremento global de gases de efecto invernadero. Adicionalmente, el invernadero como actividad econmica ha compensado el problema de abandono y marginacin de tierra agrarias (Galdeano etal., 2010). De hecho, la propia Unin Europea reconoce que se debe intensificar la actividad en tierras ya convertidas a la agricultura y que ofrecen altas posibilidades de productividad, dado que es preferible este criterio a la conversin de estas zonas en tierras marginales frgiles. Es decir, la intensificacin del cultivo evita un impacto ambiental mayor que el generado por una agricultura extensiva de baja productividad.

5. Un autodiagnstico de sostenibilidad

Desde un punto de vista amplio, se realiza a continuacin un anlisis de la soste-nibilidad general de un invernadero estndar. Este estudio tiene en cuenta la valoracin de diversos tems que influyen en la probabilidad del mantenimiento sostenible de la actividad en el largo plazo (Caballero, 2006) y que podemos agrupar en 3 tipos: 1) indicadores ambientales (eficiencia energtica, vertidos, consumo de qumicos, agua y utilizacin del suelo); 2) indicadores sociales (generacin de empleo y calidad del trabajo); 3) indicadores econmicos (productividad en campo, reduccin de costes, y calendario comercial). Para valorar el estado de todas estas variables se recurri a la realizacin de una encuesta entre actores del sector2 (principalmente tcnicos de campo y presidentes de cooperativas). Los resultados se pueden ver en la Figura 3. El valor cero equivale a una consecucin nula del objetivo. El ptimo equivale a un valor del 100 %. Debe tenerse en cuenta que muchas variables llevan implcitas la consideracin de otros factores indirectos. Por ejemplo, la existencia de un calendario comercial ptimo depender de una correcta programacin del cultivo; o la calidad del trabajo depender del tipo de mano de obra disponible (local, inmigrante,). En general, este anlisis pretende servir de aproximacin a un autodiagnstico de la situacin actual del campo.

2 Se han realizado un total de 15 encuestas, intentando seleccionar a personas con peso especfico en el sector.



Los datos muestran un sector que se considera as mismo sostenible (la media sim-ple casi alcanza el 70 %), pero con puntos dbiles importantes: la capacidad de reducir el coste en finca, la generacin y tratamiento de los residuos, o la falta de productividad en campo. Sera interesante repetir este ejercicio con clientes ya que permitira conocer el grado de asimetra existente entre la percepcin de origen y destino.

Tambin es relevante conocer la ponderacin de cada uno de los tems selecciona-dos. Para ello se ha aplicado otra encuesta, basada en el Proceso Analtico Jerrquico (AnalyticHierarchyProcess o AHP) desarrollado por Saaty (1977, 2001), con el objetivo de conocer la importancia relativa que los encuestados atribuyen a distintas variables (atributos). Siguiendo a Saaty (1980), la ponderacin de los atributos (wi) se obtiene sobre la base de comparaciones por pares. Saaty propone una escala entre 1 y 9 (el 1 equivale a una importancia similar entre ambos atributos, mientras que el 9 representa una importancia absoluta del primer atributo respecto al segundo.

Para el clculo de los pesos particulares que cada encuestado asigna a los diferentes atributos se ha optado por la media geomtrica ya que la literatura (Fichtner, 1986) no encuentra evidencia alguna sobre la superioridad absoluta del empleo de otros sistemas (p.e. regresiones o programacin por metas). La expresin matemtica utilizada ser:

; j=1n

Figura 3. Sostenibilidad del sistema de produccin hortcola en invernadero. En porcentaje




Siendo n el nmero de atributos, en nuestro caso 10, y k el nmero de encues-tados. Como punto final debe resumirse toda la informacin suministrada por cada uno de los encuestados. Aunque la tcnica AHP fue diseada para decisiones individuales, posteriormente se generaliz para la decisin de grupos (Easley etal., 2000). Tal y como proponen Forman y Peniwati (1998) se utiliza, de nuevo, la media geomtrica para la integracin de los encuestados.

Los resultados de la ponderacin de las variables pueden verse en la Figura 4. El control de costes, la definicin de un calendario comercial adecuado y la productividad en campo son los factores ms importantes, segn los encuestados, de cara a la sostenibili-dad del sistema. Los variables puramente ambientales y sociales siguen estando muy por debajo de las econmicas. El clculo de una nueva media ponderada de sostenibilidad nos da un valor de 62 %, respecto a la media simple del 67 % reflejada en la Figura 3.

Figura 4. Ponderaciones que los encuestados dan a cada variable. Calculado por el mtodo AHP de Saaty




6. Conclusiones

El mantenimiento a largo plazo de la actividad hortcola bajo invernadero pasa por el aumento de la productividad entendida en sentido amplio. Esta variable implica la gestin de todas las partidas que conforman la cuenta de resultados, tanto desde el punto de vista del gasto como del ingreso. El aumento de la productividad viene determi-nado por la implantacin de cambios (innovacin), tanto estructurales como de manejo del invernadero, que generen un rendimiento extra. Esto implica que al criterio tcnico siempre debe seguir un anlisis coste/beneficio.

Los datos muestran que el beneficio del agricultor de invernadero se ha visto reducido en los ltimos aos. La cada del margen se ha amortiguado gracias a un incremento de las productividades en campo (kg/m2). Sin embargo, siguen existiendo cambios anuales importantes en las cantidades recolectadas como consecuencia de deficiencias en las estructuras invernadas. El escaso beneficio dificulta la inversin, lo que ha llevado a muchos agricultores a vender sus fincas por falta de rentabilidad. Este hecho queda reflejado en el estancamiento de la superficie y el incremento del tamao medio por explotacin. Las fincas de mayor tamao estn intentando aumentar sus mrgenes mediante un uso ms eficiente de los recursos que reduzca sus costes unitarios. En este trabajo se ha visto que innovaciones en el manejo del invernadero pueden tener repercusiones relevantes en el beneficio.

Por otro lado, la gestin medioambiental debe ser considerada un factor de produc-tividad que afecta a la calidad percibida y, por ende, al precio. Hasta la fecha las accio-nes encaminadas a mejorar este factor se han basado en la implantacin de diferentes normas de calidad, adoleciendo de instrumentos preventivos de gestin ambiental, es decir, de planificacin, diseo y evaluacin del impacto ambiental.

Finalmente, la realizacin de una autoevaluacin de la sostenibilidad del inverna-dero hortcola demuestra que: 1) existen puntos dbiles cuya solucin podra mejorar sensiblemente la viabilidad del sistema; y 2) el margen de crecimiento es amplio, por lo que con las estrategias correctas, algunas de ellas analizadas en este trabajo, el sector puede asegurar su futuro. Adicionalmente, la importancia de las variables econmicas, siguen pesando mucho ms que las sociales o puramente ambientales. Hasta que el agricultor no reconozca la importancia de stas ltimas no tendr una visin amplia de lo que lo implica la sostenibilidad y, por tanto, se dificultar la toma de decisiones acertadas.



Referencias bibliogrficas

Bruce, W. y Meulenberg, M. (2002): Innovation in the Food Industry; agribusi-ness, 18(1); pp. 1-21.

Caballero, P. (2006): La necesidad de cuantificar la sostenibilidad de los inver-naderos; VidaRural, 15 noviembre; pp. 49-54.

Campra, P.; Garcia, M.; Canton, Y.; Palacios-Orueta, A. (2008): Surface tem-perature cooling trends and negative radiative forcing due to land use change toward greenhouse farming in southeastern Spain; Journal ofGeophysicalResearch, (113); pp. 1-10.

Cspedes Lorente, J.; Galdeano-Gmez, E. (2004): Environmental practices and the value added of horticultural firms; BusinessStrategyandtheEnviron-ment, 13(6); pp. 403-414.

Cspedes, A. J.; Garca, M. C.; Prez, J. J.; Cuadrado, I. A. (2009): Caracteri-zacindelaexplotacinhortcolaprotegidadeAlmera. Ed. FIAPA; Fundacin Cajamar. Almera.

Coexphal (2002): "Estudio de impacto ambiental de la agricultura intensiva"; Documentodetrabajo. Coexphal, Almera.

Easley, R., Valacich, J. y Venkataramanan, M. (2000): Capturing group prefe-rences in a multicriteria decisin; EuropeanJournalofOperationalResearch, (125); pp. 73-83.

Emekli, N.; Kendirli, B.; Kurunc, A. (2010): Structural analysis and functional characteristics of greenhouses in the Mediterranean region of Turkey; AfricanJournalofBiotechnology, 9(21); pp. 3131-3139.

Esp, E.; Salmern, A. Fontecha, A; Garca, Y.; Real, A. I. (2006): Plastic films for agricultural applications; JournalofPlasticFilmandSheeting, (22); pp. 85-101.



Fichtner, J. (1986): On deriving priority vectors from matrices of pairwise com-parisons; Socio-EconomicPlanningScience, (20); pp. 341-345.

Forman, E. y Peniwati, K. (1998): Aggregating individual judgments and pri-orities with the Analytic Hierarchy Process; EuropeanJournalofOperationalResearch, (108); pp 165-169.

Fundacin Cajamar (varios aos): Anlisis de la campaahortofrutcoladeAlmera. Fundacin Cajamar. Almera.

Galdeano-Gmez, E. (2003): Competitividad de las cooperativas hortofrutcolas: anlisis del impacto econmico de las acciones de calidad y medioambientales en las OPFH andaluzas; CiriecEspaa,RevistadeEconomaPblicaSocialyCooperativa, (51); pp.43-83.

Galdeano, E. Aznar, J. A.; Prez-Mesa, J. C. (2010): Intensive Horticulture in Almeria (Spain): A Counterpoint to current European Rural Policy Strategies; JournalofAgrarianChange, 11(2); pp. 241-261.

Gmez-Orea, D. (2003): LahorticulturadeAlmera:basesparaunplandeordenacinterritorialyGestinmedioambiental. Ed. Instituto Cajamar. Almera.

Jouet, J. P. (2004): TheSituationofPlasticulture in theWorld,Plasticulture, (123); pp 48-57.

MAGRAMA (2000, 2004, 2010): AnuariodeEstadstica. Secretara General Tcnica del Ministerio de Agricultura, Alimentacin y Medioambiente, Madrid.

Pardo, M. J. (2010): Significado de implantacin del control biolgico para la comercializacin de la produccin; CuadernosdeEstudiosAgroalimentarios, (1); pp. 103-110.

Prez-Mesa, J. C.; Fernndez Sierra, L. M. (2005): Innovacin y trazabilidad en los productos hortofrutcolas; IVCongreso internacional deHorticulturaMediterrnea. Ed. Universidad de Almera: 19-38.



Saaty, T. (1977): A scaling method for priorities in hierarchical structures; JournalofMathematicalPsychology, (15); pp. 234-281.

Saaty, T. (1980): TheAnalyticHierarchyProcess, McGraw, Nueva York.

Saaty, T. (2001): "The seven pillars of the Analytic Hierarchy Process"; kksalan, M. y Zionts, S. (eds.) MultipleCriteriaDecisionMakingintheNewMillennium, Heidelberg, Berlin.

Toln, A.; Lastra, X. (2010): La agricultura intensiva del poniente almeriense: diagnstico e instrumentos de gestin ambiental; RevistaElectrnicadeMedioAmbiente, (8); pp. 18-40.

23

CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS | ISSN 2173-7568 | 23-44 | CEA03Jul io 2012

EL CULTIVO EN INVERNADERO Y SU RELACIN CON EL CLIMAPilarLorenzo

(IFAPA)

RESUMEN

La produccin del invernadero mediterrneo est muy alejada de su potencial y el control de las variables climticas permite actuar sobre los principales determinantes de la produccin. La eleccin de la dotacin tecnolgica para el invernadero debera tender hacia la sostenibilidad del sistema productivo y los modelos biofsicos podran ser tiles para esto.

Cualquier adaptacin tcnica modifica la respuesta del cultivo que, a su vez, interacciona sobre el clima del invernadero. As, el buen funcionamiento del sistema requiere de nuevo adecuar las consignas de control.

SUMMARY

TheMediterraneangreenhouseproductionisfarawayfromitspotential,andthecontroloftheclimaticvaria-blescanactonthemaindeterminantsoftheproduction.Thechoiceoftechnologicalequipmentforgreenhousesshouldbedirectedtowardsasustainableproductionsystemandbiophysicalmodelscouldbeusefulforthis.

Anytechnicaladaptationmodifiestheresponseofthecropwhichinturninteractsongreenhouseclimateandtheproperfunctioningofthesystemrequiresre-adjustcontrolsetpoints.


CEA03 El cultivo en invernaderos y su relacin con el climaPilarLorenzoJu l i o 2012

1. Introduccin

La horticultura intensiva del mediterrneo presenta un alto potencial productivo originado fundamentalmente por los niveles de radiacin que se alcanzan en la zona. El potencial puede ser aprovechado en la medida que se adecuan otros determinantes. Por tanto, la radiacin absorbida por el cultivo debe ser convertida de forma eficiente en los asimilados que forman parte del tejido vegetal y particularmente de los rganos de inters comercial. La incorporacin de tecnologa en el invernadero permite mejorar esta eficiencia al modificar y controlar el valor de los parmetros climticos que inciden sobre el cultivo (radiacin, temperatura, dficit de presin de vapor, concentracin de CO2, velocidad de viento), el aporte hdrico y mineral, la duracin del periodo productivo, el control de plagas y enfermedades, etc.

La horticultura del mediterrneo actualmente se desarrolla en invernaderos poco tecnificados, carentes de control activo y de bajo consumo energtico. En consecuencia, los resultados productivos estn sujetos a la evolucin del clima local por lo que se alejan considerablemente de su potencial, obtenindose producciones relativamente bajas que se acumulan en determinados periodos, prdidas de calidad de los frutos y ciclos de cultivo cortos debido al deterioro precoz de las plantas por la ausencia de control de las variables climticas, la incidencia de plagas y enfermedades o la utilizacin de aguas de calidad deficiente. El reto de la horticultura en esta latitud est en elegir la tecnologa adecuada para incrementar la produccin y obtener productos de calidad y seguros, adoptando un sistema de cultivo sostenible, basado en el aprovechamiento ptimo de la energa solar disponible en la zona que, a la vez, permita reducir en la medida de lo posible: el uso de los recursos naturales y de las energas no alternativas, la generacin de residuos y, en definitiva, el impacto sobre el medioambiente.

Por otra parte, la incorporacin en el invernadero de innovaciones tcnicas (nuevos materiales, dispositivos de control), las mejoras en el manejo de cultivo y la utilizacin de variedades ms productivas que presentan mayores tasas fotosintticas con ndices de cosecha ms altos o aquellas mejor adaptadas o de mayor eficiencia en el uso de la radiacin permiten superar paso a paso la produccin potencial. Aunque conviene consi-derar que la implementacin en el invernadero de nuevas innovaciones tcnicas modifica la respuesta de la planta que, a su vez, interacciona con el clima del invernadero y, por tanto, se requieren generalmente cambios en los valores de las consignas de control. Los modelos biofsicos pueden ser herramientas tiles para predecir estas variaciones.


CEA03El cultivo en invernadero y su relacin con el climaPilarLorenzoJu l i o 2012

2. La respuesta del cultivo a las variables climticas y su interaccin

La produccin de un cultivo es el resultado de un proceso complejo, integrado por diferentes subprocesos cuyos cambios se manifiestan a distinta escala temporal. A corto plazo, la produccin depende fundamentalmente de la disponibilidad de asimilados para la formacin de materia seca, es decir del balance neto de carbono (diferencia entre la ganancia por fotosntesis y la prdida por respiracin) y, a largo plazo, de la acumulacin de materia seca y de su distribucin hacia los frutos (Challa etal., 1995).

El ambiente donde se desarrollan las plantas condiciona el resultado productivo al influir a corto plazo sobre la produccin de asimilados, y a largo plazo, fundamentalmente, sobre el crecimiento del rea foliar y su estructura espacial, factores que intervienen decisivamente en la absorcin de radiacin por el cultivo. Los parmetros climticos tambin inciden sobre el balance fuente/sumidero de la planta, relacin que determina el patrn de distribucin de asimilados, y ejercen una gran influencia sobre la calidad de los frutos que, junto al peso fresco, da lugar al rendimiento de los cultivos. Por tanto, es conveniente conocer en primer lugar la respuesta de los cultivos a las variaciones de las variables climticas para optimizar la eficiencia de los procesos que intervienen en el crecimiento y desarrollo del fruto.

3. Radiacin

La radiacin fotosntticamente activa (PAR) interceptada por los cultivos, como fuente de la fotosntesis, es unos de los principales determinantes de la produccin. En el invernadero este factor depende de:

La radiacin incidente, subordinada a la latitud y variable a lo largo del ciclo anual; el rgimen de nubosidad, y la contaminacin del aire.

La transmisin de radiacin a travs de la cubierta es un parmetro sujeto a las variaciones de la posicin solar que modifican el ngulo de incidencia de la radiacin sobre la cubierta a lo largo del da y de la estacin anual. La ade-cuacin de la geometra de cubierta para mejorar el ngulo de incidencia de la radiacin es una estrategia que permite el aprovechamiento de la radiacin



disponible. Los resultados de los estudios llevados a cabo sobre la orientacin y ngulo de la cubierta del invernadero para optimizar la radiacin incidente sobre los cultivos en la costa del mediterrneo han llevado a proponer a Soriano (2002) el prototipo con 27 C de pendiente en ambas vertientes de la cubierta (sur/norte) y la orientacin este-oeste como los parmetros ms adecuados para esta localizacin geogrfica, en la propuesta se valora el coste de la construccin y las prestaciones. Cabrera (2010) ha caracterizado y modelizado las componentes directa y difusa de la radiacin solar incidente y transmitida en los invernaderos de la zona.

La reduccin de la transmisin de radiacin debida a la acumulacin progresiva de polvo, polen y suciedad repercute considerablemente ms en climas secos de escasa pluviometra, siendo en estas reas uno de los princi-pales factores de variacin. Tambin el envejecimiento del material de cubierta depende de las caractersticas del propio material y su deterioro se ve influido por las condiciones climticas. La eventual condensacin del vapor de agua, especialmente cuando el ngulo de cubierta es inferior a 30 y no favorece el deslizamiento de las gotas de agua tambin puede afectar a la reduccin de la radiacin transmitida, aunque este efecto puede ser contrarrestado parcialmente por su capacidad de difusin. Los elementos estructurales opacos y mallas anti-insecto que protegen las ventanas cenitales reducen la radiacin que incide sobre el cultivo y contribuyen a incrementar su distribucin heterognea sobre el dosel vegetal.

Se ha avanzado en el desarrollo de materiales de cubierta de alta capacidad de difusin de la radiacin. La radiacin difusa es adireccional y genera mayor uniformidad espacial dentro del invernadero, algunos autores han descrito que el aumento de la fraccin difusa aumenta la radiacin absorbida por el culti-vo (Warren Wilson etal., 1992), la eficiencia en el uso de la radiacin (RUE) (Cockshull etal., 1992) y la productividad del cultivo (Hemming etal., 2008). Sin embargo, cuando se compara la transmisin de radiacin entre materiales transparentes y con alta capacidad de difusin, en general, el coeficiente de transmisin de la radiacin es menor en los difusos, aunque se ha observado una mayor proporcin en la reduccin de la radiacin global respecto a la PAR. Por otra parte, el anlisis de cubiertas difusoras, mediante modelos que estiman



la radiacin absorbida por el dosel vegetal distribuido en lneas, predice que las cubiertas difusoras no presentan ventaja cuando el cultivo est espaciado y tiene un bajo LAI (ndice de rea Foliar) (Heuvelink y Gonzlez-Real, 2007).

La variacin del marco de cultivo y de la densidad de planta en funcin del ciclo estacional, permite optimizar la intercepcin de la radiacin por el cultivo, as por ejemplo, un cultivo de tomate en Holanda se dispone a una densidad de 2,5 plantas. m2 y en verano habitualmente se incrementa la densidad de tallos hasta 3,75 tallos. m2 (Heuvelink etal., 2008).

El ndice de rea foliar (Figura 1) y la estructura del dosel vegetal o distribucin espacial de los rganos areos de la planta determinan la intercepcin de ra-diacin. Las hojas y dems rganos fotosintetizadores sirven como colectores de radiacin e intercambiadores de gases, los tallos soportan estas estructuras de forma que el intercambio radiativo y convectivo tenga lugar con eficacia (Lorenzo, 1996).

La relacin entre la intensidad de radiacin PAR y la asimilacin neta del dosel ve-getal en las especies de alta saturacin lumnica, como las plantas hortcolas, indica que la fotosntesis neta no llega a la saturacin incluso a los niveles mximos de radiacin que se pueden alcanzar al medioda solar en un da despejado del solsticio de verano (1.400 mmol q m-2 s-1 en el interior del invernadero) (Lorenzo etal., 2003). Por tanto, para el cultivo protegido, la radiacin es un factor limitante para el crecimiento y desarrollo de las plantas, particularmente durante el periodo prximo al solsticio de invierno. Esto

Figura 1. Evolucin del ndice de rea Foliar. Cultivo de pimiento



es as debido a que, aunque la fotosntesis neta a nivel foliar alcanza la saturacin a intensidades de radiacin entre 1.200 y 1.400 mmol q m-2 s-1, la radiacin se extingue a travs del dosel vegetal, de forma que los niveles foliares inferiores reciben intensidades de radiacin muy bajas y apenas contribuyen al balance global del carbono de la planta, por el contrario, la fraccin superior del dosel vegetal absorbe un porcentaje alto de la radiacin y es responsable en gran medida del crecimiento y desarrollo de la planta y de su mantenimiento (Figura 2).

Figura 2. Radiacin PAR incidente sobre 4 niveles foliares de un dosel vegetal de pepino (grfica superior) y fotosntesis neta foliar correspondiente (grfica inferior)



Acock etal.,1978 estudiaron la contribucin a la fotosntesis de las hojas de dife-rente nivel foliar de un dosel de plantas de tomate y observaron que la conductancia a la transferencia de CO2 y la tasa de respiracin de las hojas de la parte alta era aproxi-madamente 10 veces superior a aquellas situadas en la parte inferior.

La arquitectura del dosel vegetal y el coeficiente de extincin de la radiacin (k) intervienen sobre la eficiencia de la intercepcin de la radiacin. El dosel vegetal de pepino y tomate tienen coeficientes de extincin alrededor de 0,7-0,8 y 0,5-0,7 respec-tivamente, lo que significa que las hojas de las plantas de pepino tienen una estructura planfila y absorben la mayor parte de la radiacin en el estrato superior del dosel ve-getal, mientras que las hojas superiores de la planta de tomate permite que los estratos foliares inferiores reciban algo ms de radiacin (Figura 3).

El coeficiente de extincin de la radiacin de un cultivo vara al hacerlo la morfologa de la planta que presenta gran plasticidad respecto a las condiciones ambientales y al manejo de cultivo. Por ejemplo, el sombreado aumenta el coeficiente de extincin de la radiacin ya que genera hojas de mayor superficie foliar (Figura 4a) que interceptan proporcionalmente ms radiacin (Figura 4b); por el contrario, el uso de soluciones nutritivas de moderada salinidad reduce la expansin foliar y tambin el coeficiente de extincin k, por lo que el nivel foliar inferior de los cultivos regados con disoluciones de mayor potencial osmtico reciben mayor intensidad de radiacin, esto puede contri-buir a compensar la reduccin de la radiacin interceptada como consecuencia de la menor expansin foliar.

Figura 3. Comparacin de la morfologa y la disposicin foliar del dosel vegetal de tomate y pepino. Influencia sobre el coeficiente de extincin de la radiacin



El anlisis de la evolucin de las variables del clima mediterrneo pone en eviden-cia que durante gran parte del periodo anual se necesita evacuar calor desde el interior del invernadero. Por ello, en primer lugar deben adecuarse la densidad y el marco de plantacin, permitiendo que la transpiracin del cultivo acte eficazmente refrigerando la atmsfera del invernadero. Se considera que la transpiracin de un dosel vegetal desarrollado puede disipar entre el 50-60 % del calor del invernadero.

La ventilacin natural es un sistema de refrigeracin fundamental en el invernadero mediterrneo, sin embargo, actualmente las estructuras estn dotadas de sistemas de ventilacin poco eficientes (Baeza etal., 2010) y prcticamente la mayora de los pro-ductores recurren a sombrear la cubierta mediante el blanqueo (Cspedes etal., 2009).

La calidad de fruto es un parmetro muy sensible al rigor trmico y el que aconseja el empleo del sombreado cuando la ventilacin natural es insuficiente, an a expensas de una irremediable prdida de produccin. En numerosas condiciones, se ha demostrado que la produccin potencial disminuye proporcionalmente a la reduccin de iluminacin. Reducciones del 1 % en radiacin suponen reducciones entre el 0,5 y el 3,1 % en la produccin de tomate (Cockshull, 1988,1989). La Figura 5 muestra el efecto del som-breado fijo sobre la fotosntesis neta foliar para diferentes intensidades de radiacin PAR, la relacin indica que para un mismo porcentaje de reduccin de PAR (35 %) el

Figura 4a. Comparacin de la superficie foliar de las hojas de diferente nivel de inserccin

de un cultivo de tomate con y sin sombreado. (Garca, 2007)

Figura 4b. Comparacin del porcentaje de radiacin interceptada por un cultivo

de pepino con y sin sombreado



efecto sobre la disminucin de la asimilacin neta es superior para intensidades bajas de radiacin y sugiere que la mayor reduccin de la actividad fotosinttica producida por el sombreado fijo de la cubierta del invernadero se podra asociar a los periodos del da de baja radiacin, cuando no es necesario reducir la energa que incide sobre la cubierta del invernadero.

De Pascale y Stanghellini (2011) han estimado que cada 10 % de sombreado en los invernaderos donde se cultiva tomate en el rea de Npoles, durante el periodo entre mayo y julio, genera una prdida de produccin potencial en torno a 0,6 kg m-2 mes-1. A pesar de esto, el sombreado del invernadero mediterrneo poco tecnificado, se mues-tra como un mtodo sostenible para acondicionar el clima del invernadero y en mayor medida, en los casos que el sistema de ventilacin resulta insuficiente para alcanzar las temperaturas que requiere la obtencin de frutos de calidad. El sombreado contribuye a reducir las fisiopatas, como la necrosis apical de fruto y aumenta considerablemente la eficiencia en el uso del agua y los fertilizantes, esto es particularmente interesante all donde el agua es un recurso escaso. Cuando se dispone de sombreado mvil, el manejo preciso de las consignas de activacin del sombreado es fundamental para obtener los mejores resultados productivos. En este sentido es primordial modificar las consignas de activacin a lo largo del desarrollo del cultivo para sacar partido de la plasticidad de la planta, dado que su morfologa foliar vara en funcin del sombreado y por tanto tambin el porcentaje de radiacin interceptada (Lorenzo etal., 2010).

Figura 5. Influencia del sombreado sobre la asimilacin neta de CO2



Las cubiertas plsticas termosensibles que pueden modificar la transmisin de radiacin paso a paso cuando el material alcanza las temperaturas predeterminadas, se muestran como un avance tcnico interesante, actualmente en desarrollo, que podra ser una alternativa muy ventajosa respecto al habitual encalado de la cubierta.

3. Temperatura

La temperatura es un factor determinante de la actividad metablica y del crecimien-to y desarrollo de los vegetales. La distribucin biogeogrfica original de las hortalizas comestibles tiene lugar en latitudes subtropicales, generalmente asociadas a regmenes trmicos poco variables y temperaturas mnimas superiores a 12 C, lmite considerado como el mnimo, por debajo del cual, estas especies ralentizan el crecimiento y presentan sntomas de deterioro. Por tanto, la ausencia de control trmico cuando la temperatura se sita por debajo de estos niveles impide la programacin de las cosechas y se gene-ran amplias variaciones en la cantidad y calidad de la produccin, al mismo tiempo, los cambios en la actividad metablica, a veces bruscos, pueden inducir el envejecimiento precoz de las plantas y por tanto reduccin de su potencial productivo.

Verlodt (1990) establece el umbral de las temperaturas mnimas nocturnas entre 15-18,5 C, por debajo de las que se necesitara incorporacin de calor para los cultivos de tomate, pimiento, pepino, meln y juda. Van de Vooren y Challa (1981) sitan 12 C como lmite nocturno mnimo para el cultivo de pepino en la optimizacin dinmica del control climtico en invernadero; tambin Zabeltitz (1992) sugiere 12 C como lmite, por debajo del cual sera necesario aportar calor al invernadero.

El metabolismo est profundamente afectado por los cambios de temperatura medioambiental, es complicado conocer la incidencia de la temperatura sobre el creci-miento y desarrollo de los cultivos desde un punto de vista global, dado que intervienen diferentes procesos (divisin celular, expansin, asimilacin de carbono, respiracin, distribucin de asimilados...) y cada uno de ellos tiene un determinado rango ptimo de temperatura, caracterstico de la especie que se considera, de su fase de desarrollo y de las condiciones previas de crecimiento. Se sabe que los procesos de expansin foliar son trmicamente muy dependientes, por lo que las temperaturas bajas inciden ms negativamente sobre plantas jvenes durante la fase de crecimiento y desarrollo del dosel vegetal.



La actividad fotosnttica tiene su ptimo en un amplio rango de temperatura, aunque el balance neto disminuye al aumentar sta debido al consecuente aumento de la respiracin. Sin embargo, el aumento de la temperatura entre 5 y 10 C por encima del ptimo puede producir un impacto notable sobre fotosntesis neta, aunque existen diferencias notables entre genotipos tolerantes y sensibles al estrs trmico por alta temperatura, en los ltimos se ha observado reduccin de la fotosntesis neta asociada a alteracin del Fotosistema II y a deterioro en la membrana plasmtica (Camejo etal., 2005).

La temperatura ptima para el crecimiento y desarrollo de tomate se sita entre 18 y 25 (Heuvelink y Dorais, 2005). La reduccin en el crecimiento se asocia a la disminu-cin de la fotosntesis neta y de la translocacin y distribucin de asimilados. Cuando se superan estos valores la perdida de produccin potencial depende en gran medida del tiempo de exposicin a altas temperaturas. De Pascale y Stanghellini (2011) han concluido, al revisar diversos estudios, que la fase generativa del cultivo es ms sensible al exceso trmico que la fase vegetativa, que el peso del fruto lo es menos que el nmero de frutos, y que la reduccin en la produccin de frutos se debe a: el menor nmero de frutos formados, la duracin ms corta del crecimiento del fruto y a la inhibicin de la asimilacin de carbohidratos.

Las altas temperaturas producen desrdenes fisiolgicos en los frutos como la re-duccin del cuajado, Sato etal. (2000) indican que la liberacin del polen y su viabilidad pueden ser los factores ms determinantes en el cuajado de fruto a altas temperaturas. Otras alteraciones producidas por la temperatura elevada son la formacin de frutos par-tenocrpicos, la maduracin prematura del fruto, o la maduracin desigual caracterizada por la presencia de zonas verdes sobre la pared del fruto y de zonas suberosas oscuras bajo la piel que se asocia a niveles bajos de radiacin contrastando con temperaturas excesivas (FAO, 1988).

La calidad del fruto es muy sensible a las altas temperaturas. Cuando se superan los 26-30 C se observan alteraciones en diversos parmetros de calidad como el color del fruto de tomate, la textura y las caractersticas organolpticas. (Adams etal., 2001; Muholland etal., 2003; Saltveit, 2005; Fleisher etal., 2006). Por lo tanto, el control de la temperatura en el invernadero basada en los niveles de consigna que determinan los frutos de buena calidad durante la fase generativa es fundamental para mejorar la productividad.



4. Dficit de presin de vapor

La ausencia de control climtico en el invernadero mediterrneo produce grandes variaciones diarias de la humedad relativa. Es habitual pasar en un mismo da desde el punto de roco a una humedad relativa del 30 % o de un dficit de presin de vaporde 0,2 kPa durante la noche a valores superiores a 3 kPa al medioda solar. Las situaciones extremas que originan elevado dficit de presin de vapor entre las hojas y el aire sue-len presentarse los das de alta insolacin, especialmente al inicio del cultivo y pueden alcanzarse DPV prximos a 5 kPa, sucede cuando el ndice de rea foliar del cultivo es bajo y por tanto tambin su capacidad de disipar el calor a travs de la transpiracin (Lorenzo etal., 2003). A medida que aumenta el LAI, el DPV del ambiente se sita dentro de unos valores ms bajos y por tanto menos estresantes. En el invernadero la principal fuente de vapor de agua es la transpiracin de cultivo.

El contenido de humedad de la atmsfera incide sobre: el turgor celular, la expan-sin foliar, el crecimiento y desarrollo areo y radicular de la planta, la transpiracin del cultivo, la absorcin de nutrientes y la produccin de materia seca.

Las condiciones de alta demanda evaporativa pueden originar desequilibrio hdrico en las plantas, cuando la demanda hdrica del ambiente supera la absorcin de agua por el sistema radicular, si este es incapaz de abastecer las exigencias ambientales. Este efecto, se agudiza y puede llegar a ser drstico cuando el sistema radicular est mermado por variaciones en la distribucin de asimilados, especialmente durante la fructificacin, como se ha descrito para el cultivo de tomate (Hurd, 1978). Despus de noches fras, seguidas de das despejados, se puede observar un marchitamiento foliar, expresin de un severo dficit hdrico; en estas situaciones se aconseja disminuir la radiacin incidente. La reduccin de la absorcin de agua por las races fras se debe a una reduccin de la conductancia hidrulica.

Cuando el DPV es alto, la elevada transpiracin por rea foliar o el efecto directo del DPV pueden reducir la conductancia estomtica y la fotosntesis neta. Esta respuesta representa un comportamiento conservador propio de numerosas especies con el fin de evitar la deshidratacin irreversible de la planta. Sin embargo, resultados obtenidos de experiencias desarrolladas en cultivo de pepino indican que estas plantas mantienen altas tasas de transpiracin, an a DPV elevados en torno a 3 kPa (Figura 6), probablemente debido a procesos de aclimatacin a estos regmenes hdricos rigurosos desde estadios



iniciales de su desarrollo y/o al efecto feed-back producido por un cierre estomtico parcial elevando el DPV hoja-aire. Sin duda, debe promoverse un manejo del cultivo que favorezca la formacin de plantas equilibradas con un sistema radicular bien desarrollado.

Los ambientes con alta demanda hdrica se han asociado a la aparicin de des-rdenes fisiolgicos como la necrosis apical en tomate y pimiento. Esta fisiopata, que tiene una considerable repercusin econmica, est relacionada con una restriccin del transporte de calcio hacia la zona distal del fruto de tomate y pimiento. En atmsferas de baja demanda evaporativa se genera como resultado de la reducida transpiracin, sin embargo, en el rea mediterrnea esta sintomatologa se desencadena ms frecuente-mente por el uso de agua de riego de moderada salinidad, coincidiendo con regmenes de alta radiacin y demanda hdrica ambiental. La fisiopata se desarrolla, al reducirse el flujo hdrico y mineral desde la raz hacia el fruto como consecuencia de la disminucin del gradiente de potencial hdrico entre estos rganos.

Las atmsferas hmedas prximas a la saturacin propician: reduccin de la tasa de transpiracin, disminucin del transporte de iones hacia las zonas de crecimiento y desequilibrio hormonal. Estas alteraciones pueden incidir en el crecimiento y desarrollo y provocar morfologas anormales y fisiopatas. El control de una higrometra excesiva en el interior de las estructuras de cultivo es un mtodo para la prevencin de enferme-dades criptogmicas.

Figura 6. Relacin entre la transpiracin por superficie foliar y el DPV de un cultivo de pepino. La relacin se muestra en dos fases fenolgicas diferentes



5. Concentracin de dixido de carbono

El contenido de carbono (C) en el tejido vegetal representa alrededor del 40 % de la materia seca. El carbono procede del dixido de carbono (CO2) presente en la atms-fera y se incorpora al tejido vegetal a travs del proceso de la fotosntesis, por tanto, se puede afirmar que el CO2 es una de las principales fuentes de la fotosntesis. En la atmsfera actual, la concentracin de CO2 est en torno a 385 mol mol

-1, mientras que la concentracin ptima para la fotosntesis se sita entre 900-1000 mol mol-1, lo que significa que la tasa de asimilacin de carbono potencial est muy limitada por la actual concentracin de CO2 atmsferico.

El invernadero es un recinto semicerrado en el que la actividad fotosnttica de las plantas da lugar a un rgimen fluctuante de CO2. Estudios llevados a cabo en los invernaderos mediterrneos han cuantificado que durante el 60 % del periodo de ilu-minacin, la concentracin de CO2 dentro del invernadero, es inferior a la exterior. Se han registrado reducciones de la concentracin de CO2 del 55 % y del 47 % en cultivos con el dosel vegetal desarrollado en ciclos de primavera y de otoo respectivamente (Snchez-Guerrero, 1999 ; Alonso, 2011). El agotamiento tiene lugar en mayor o menor medida fundamentalmente en funcin de dos parmetros, la radiacin que intercepta el cultivo que, a su vez, es dependiente de la radiacin incidente y del LAI y la renovacin de aire del invernadero. La necesidad de incorporar mallas anti-insecto para el control de plagas y enfermedades reduce la ventilacin y dificulta el restablecimiento de la concentracin de CO2 dentro del invernadero.

Cuando se analiza la respuesta de la fotosntesis neta a la variacin de la con-centracin de CO2, se observa que la concentracin ambiental se sita en la pendiente mxima de esta relacin, lo que significa que cualquier aumento o disminucin de la concentracin de CO2 origina un cambio muy notable sobre la asimilacin neta.

Una primera medida para paliar el agotamiento de CO2 es optimizar la ventilacin natural del invernadero. An con esto, cuando la actividad fotosinttica de las plantas en el invernadero es alta (dosel vegetal bien desarrollado y alta radiacin), puede no alcanzarse el valor exterior. Registros continuos realizados en un invernadero dotado de ventilacin pasiva durante todo el ciclo de produccin, indican que la concentracin de CO2 ms habitual, analizada por clases de frecuencia, es de 250 a 300 mmol mol

-1 durante el periodo de iluminacin (Snchez-Guerrero etal., 2005).



Estas circunstancias han puesto en evidencia el inters de valorar la aplicacin de enriquecimiento carbnico teniendo en cuenta las caractersticas de los sistemas productivos del rea mediterrnea en los que la ventilacin natural funciona durante la mayor parte del periodo productivo. Las experiencias realizadas en invernaderos dotados de equipos para el control climtico han permitido establecer una estrategia dinmica vinculada a la ventilacin del invernadero y al rgimen de viento, consistente en enriquecer la atmsfera del invernadero aproximadamente al doble de la concentracin exterior (700- 800 mmol mol-1) cuando las ventanas permanecen cerradas y prxima a la ambiental (350-375 mmol mol-1) cuando opera la ventilacin ya sea por exceso trmico o higromtrico, con objeto de reducir el gradiente interior/exterior y evitar prdidas in-necesarias (Lorenzo, 1996). En los ciclos de primavera la ventilacin permanece activa buena parte del da con objeto de controlar la temperatura y la humedad, por lo que la incorporacin de CO2 es menor que en el ciclo de invierno, como consecuencia tambin lo es su efecto, los resultados que se han obtenido en este sentido, estn en la lnea de las observaciones de Nederhoff (1994) quien argumenta que la respuesta productiva obtenida guarda relacin directa con la cantidad de dixido de carbono aportado.

Bajo las condiciones mediterrneas, los estudios llevados a cabo para evaluar la respuesta del enriquecimiento carbnico sobre la produccin, muestran que la aplica-cin de CO2, con la estrategia mencionada, da lugar a incrementos productivos de: 15 % en un cultivo de tomate cherry, 17 % en juda, 17 % en pepino y 17 % en pimiento. El incremento de produccin en estos cultivos se debe fundamentalmente al incremento de la fraccin de fruto (Snchez-Guerrero, etal., 2005; Alonso 2011).

Estos resultados responden a experimentos llevados a cabo durante los ciclos de otoo-invierno, sin actuacin del sistema de calefaccin, en los que se ha controlado la ventilacin natural y la aplicacin de CO2. Stanghellini etal., 2008 han argumentado el menor coste de aplicacin de enriquecimiento carbnico que de calefaccin para obtener un incremento productivo similar en invernadero mediterrneo. El control de las temperaturas mnimas induce un efecto sinrgico al incrementar la produccin obtenida con el aporte de CO2, (Lorenzo, 2001).

A nivel foliar el aumento de la concentracin de CO2 reduce la conductancia foliar (Figura 7). Sin embargo, cuando se analiza el efecto a escala de dosel vegetal el efecto sobre la absorcin hdrica pierde relevancia y la reduccin de la absorcin hdrica en los cultivos enriquecidos con CO2 es ligeramente inferior (3-5 %) respecto a los cultivos de



referencia. La aplicacin de CO2 aumenta la eficiencia en uso del agua (WUE) y de los fertilizantes. Estos incrementos, en los cultivos hortcolas, se deben en mayor medida al aumento de la produccin y en menor medida a la reduccin de la absorcin hdrica por el cultivo. Se han obtenido incrementos de la WUE en torno al 40 % en el cultivo de pepino (Snchez-Guerrero etal., 2009) y del 25 % en el cultivo de pimiento (Alonso, 2011).

Otro aspecto a considerar en relacin a la aplicacin de enriquecimiento carbnico en los invernaderos es su influencia sobre el efecto negativo de la salinidad. La reduccin lineal de la produccin de fruto que se produce a partir de un valor umbral de salinidad (Maas y Hoffman, 1977) depende del cultivo, de su estado de desarrollo, as como de las condiciones climticas en las que se desarrolla. Los efectos nocivos de la salinidad dependen del clima incidente y pueden paliarse mediante la actuacin de sistemas para el control del clima (Li, 2000). En relacin al enriquecimiento carbnico, la influencia se produce principalmente a travs del aumento en la disponibilidad de asimilados (Ho, 2003). El aumento de la tolerancia a la salinidad mediante la aplicacin de CO2 se ha evaluado en cultivo de tomate en invernadero de cristal, obteniendo un incremento del umbral de conductividad elctrica de la solucin en el entorno radicular en relacin al crecimiento de la planta (Maggio etal., 2002) y una reduccin de la prdida productiva de produccin de plantas regadas a 7 dS m-1 al aumentar la [CO2] a 1.200 mol mol

-1 sin afectar a la calidad (Li etal., 1999).

Figura 7. Efecto de la concentracin de CO2 sobre la conductancia foliar



El aumento de la concentracin de CO2 representa un incremento de la fuente fotosinttica y esto ha suscitado el inters en analizar este efecto sobre el crecimiento de la fuerza de sumidero. Alonso (2011) ha estudiado el enriquecimiento carbnico en el cultivo de pimiento con una densidad de 5 y 7,5 tallos m-2, el incremento de la produccin comercial respecto a los cultivos de referencia ha sido 17 y 20 % respectivamente.

6. Consideraciones finales

Aumentar la actual produccin en el invernadero mediterrneo de forma sostenible implica hacer una eleccin de la tecnologa disponible y de las nuevas innovaciones tcnicas para acceder al control del sistema de produccin. Los modelos biofsicos pue-den ser herramientas tiles para abordar esta tarea. Las incorporaciones tcnicas en el invernadero modifican la morfologa de las plantas que presenta una gran plasticidad, el balance fuente-sumidero, las respuestas de los procesos de intercambio gaseoso, etc. La interaccin de estos cambios con el clima del invernadero requiere nuevas consignas para el control de las variables climticas, del aporte de riego y mineral y en general del manejo del cultivo.

Referencias Bibliogrficas

Acock, B.; Charles-edwards, D. A.; Fitter, D. J.; Hand, D. W.; Ludwig, J.; Warren wilson, J.; Withers, A. C. (1978): The contribution of leaves from different levels within a tomato crop to canopy net photosynthesis: An experimental examination of two canopy model; JournalofExperimentalBotany, 29(111); pp. 815-827.

Adams, S. R.; Cockshull, K. E.; Cave, C. R. J. (2001): Effect of temperature on Growth and Development of Tomato Fruits; AnnalsofBotany, (88); pp. 869-877.

Alonso, F. J. (2011): Efectodelenriquecimientocarbnicosobrelabioproduc-tividadylaabsorcinhdricaymineraldelcultivodepimiento. Tesis Doctoral. Universidad de Almera. pp. 179.



Baeza, E.; Prez-Parra, J. J.; Lpez, J. C.; Gzquez, J. C. (2010): Ventilacin natural; Snchez-Guerrero, M.C.; Alonso, F.J.; Lorenzo, P.; Medrano, E. (eds.): ManejodelclimaenelinvernaderoMediterrneo. IFAPA; pp. 13-35.

Cspedes, A. J.; Garca, M. C.; Prez-Parra, J. J.; CUADRADO, I. M. (2009). Caracterizacinde laexplotacinprotegidadeAlmera. FIAPA y Fundacin Cajamar; pp.177.

Challa, H., Heuvelink, E., Van Meeteren, U. (1995.) Crop growth and develop-ment; Bakker, J. C.; Bot, G. P. A.; Challa, H.; Van De Braak, N. J. Greenhouseclimatecontrol:Anintegratedapproach. (Ed.): Wageningen Pers. Netherlands; pp. 62-84.

Cockshull, K. E. (1988): The integration of plant physiology with physical chan-ges in greenhouse climate; ActaHorticulturae, (229); pp.113-123.

Cockshull, K. E. (1989): The influence of energy conservation on crop produc-tivity; ActaHorticulturae, (245); pp. 530-536.

Cockshull, K. E.; Graves, C. G.; Cave, G.; Carol, R. J. (1992): The influence of shading on yield of glasshouse tomatoes; J.Hort.Science, (67)1; pp. 11-24.

De Pascale, S.; Stanghellini, C. (2011): High Temperature Control in Mediterra-nean Greenhouse Productio: the Contraints and the Options; ActaHorticulturae, (893); pp. 103-116.

Cabrera, F. J. (2010): Caracterizacinymodelizacindelascomponentesdi-rectaydifusadelaradiacinsolareninvernaderos. Tesis doctoral. Universidad de Almera; p. 291.

Camejo, D.; Rodrguez, P.; Morales, M. A.; DelAmico, J. M: Torrecillas, A.; Alarcn, J. J. (2005): High temperature effects on photosiynthetic activityof two tomato cultivarswith different heat susceptibility; JournalofPlantPhysiolgy, (162); pp. 281-289.



FAO. (1988): Culturesprotgesenclimatmditerranen.Productionvgtaleetprotectiondesplantes; pp.90-317.

Fleisher, D. H.; Logendra, L. S.; Moraru, C.; Both, A.; Cavazzoni, J.; Gianfagna, T.; Lee, T.; Janes, H. W. (2006): "Effect of temperature perturbations on tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) quality and production scheduling; Hort,J.;ScienceandBiotec, (81)1; pp. 125-131.

Garca, M. L. (2007): Refrigeracinde invernadero: Influenciasobre laBio-productividady laeficienciaenelusodelaguaenuncultivode tomateensustratosometidoadistintosnivelesdesalinidad. Tesis Doctoral. Universidad de Almera. pp. 291.

Hemming, S.; Dueck, T. A.; Janse, J.; Van Noort, F. (2008): The effect of diffuse light on crops; ActaHorticulturae, (801); pp. 1.293-1.300.

Heuvelink, E.; Dorais, M. (2005): Crop Growth and Yield. Heuvelink. E. (ed.): Tomatoes. CABI Publisihing. Cambridge. USA. pp. 85-143.

Heuvelink, E.; Gonzlez-Real, M .M. (2008): Innovation in Plant-Greenhouse Interactions and Crop Management; ActaHorticulturae (801); pp. 63-74.

Ho, L. C. (2003): Interactions between root and shoot environmental factors on crop yield and quality; ActaHorticulturae(609). pp.121-126.

HURD, R. G. (1978): The root and its environment in the nutrient film technique of water culture; ActaHorticulturae, (82); pp. 87-97.

Li, J. H.; Sagi, M.; Gale, J.; Volokita, M.; Novoplansky A. (1999): Response of tomato plants to saline water as affected by carbon dioxide supplementation. I Growth, yield and fruit quality. J.Hort.Sci.andBiotechnology,(74)2. pp. 238-242.

Li, Y. L. (2000). Analysisofgreenhousetomatoproductioninrelationtosalinityandshootenvironment. Thesis. University of Wageningen. The Netherlands. pp. 96.



Lorenzo, P. (1996): Intercepcindeluz,BioproductividadeIntercambiogaseo-sodurantelaontogeniadeuncultivoinvernaldeCucumissativusL.Almera; Junta de Andaluca. Consejera de Agricultura y Pesca. D.G.I.A. Monografas 17/96. pp. 255.

Lorenzo, P.; Snchez-Guerrero, M. C.; Medrano, E.; Escobar, I.; Garca, M. (1997): Gestin del clima en la horticultura intensiva del sur mediterrneo; Horticultura, (119). pp. 80-83.

Lorenzo, P. (2001). Enriquecimiento Carbnico; IncorporacindeTecnologaalInvernaderoMediterrneo. Cajamar (ed.); pp. 25-34.

Lorenzo, P.; Snchez-Guerrero, M. C.; Medrano, E.; Garca, M. L.; Caparrs, I.; Gimnez, M. (2003): EL sombreado mvil exterior: efecto sobre el clima del invernadero, la produccin y la eficiencia en el uso del agua y la radiacin. Fernndez, M.; Lorenzo, P.; Cuadrado, I. (Eds.): Mejoradelaeficienciaenelusodelaguaencultivosprotegidos.Curso superior de especializacin 7. DGIFA, FIAPA y Cajamar; pp. 207-229.

Lorenzo, P.; Snchez-Guerrero, M. C.; Medrano, E.; Alonso, F. J.; Garca, M. L. (2010): Sombreado; Snchez-Guerrero, M. C.; Alonso, F. J.; Lorenzo, P.; Medrano, E. (eds.): ManejodelclimaenelinvernaderoMediterrneo. IFAPA. pp. 39-54.

Maas, E. V.; Hoffman G. J. (1977): "Crop Salt tolerance-Current assessment; JournaloftheIrrigationandDrainageDivision, ProceedingsoftheAmericanSocietyofCivilEngineers, (103) IR2. pp. 115-134.

Maggio, A.; Dalton, F. N.; Piccinni, G. (2002): The effects of elevated carbon dioxide on static and dynamic indices for tomato salt tolerance; Euro.J.Agron. (16); pp. 197-20.

Mulholland, B. J.; Edmondson, R. N.; Fussel, M.; Basham, J.; Ho, L. C. (2003): Effects of high temperature on tomato summer fruit quality; JournalofHorti-culturalScienceandBiotechnology, (78) 3; pp. 365-374.



Nederhoff, E. M. (1994): EffectsofCO2concentrationonphotosynthesis,trans-pirationandproductionofgreenhousefruitvegetablecrops. Tesis Doctoral. Aula van de Landbouwuniversiteit te Wageningen, The Netherlands. p. 216.

Snchez-Guerrero, M. C. (1999): Enriquecimientocarbnicoencultivoshortco-lasbajoinvernaderodepolietileno. Tesis Doctoral. Universidad de Murcia. p. 266.

Snchez-Guerrero, M. C.; Lorenzo, P.; Medrano, E.; Castilla, N.; Soriano, T.; Baille, A. (2005). Effect of variable CO2 enrichment on greenhouse production in mild winter climates; AgriculturalandForestMeteorology, (132); pp. 244-252.

Snchez-Guerrero, M. C.; Lorenzo, P.; Medrano, E.; Baille, A.; Castilla, N. (2009): Effects of EC-based irrigation scheduling and CO2 enrichment on water use efficiency of a greenhouse cucumber crop. AgriculturalWaterManagement, (96); pp. 429-436.

Stanghelini, C.; Incrocci, L.; Gzquez, J. C.; Dimauro, B. (2008): Carbon dioxide concentration in Mediterranean greenhouses: how much lost production?; ActaHorticulturae, (801); pp. 1.541-1.549.

Saltveit, M. E. (2005): Fruit Ripening and Fruit Quality. Heuvelink. E. (ed.): Tomatoes. CABI Publisihing. Cambridge. USA; pp. 145-170.

Sato, S.; Peet, M. M.; Thomas,J. F. (2000): Physiological factors limit fruit set of tomato (Lycopersicon esculentum Mill. under chronic, mild heat stress; Plant,CellandEnvironment, (23); pp. 719-726.

Verlodt, H. (1990): GreenhousesinCyprus,protectedcultivationintheMedite-rraneanclimate. FAO, Rome.

Warren Wilson, J.; Hand, D. W.; Hannah, M. A. (1992): "Light interception and photosynthesis efficiency in some glasshouse crops; JournalofExperimentalBotany, (43); pp. 363-373.

Zabeltitz, C. (1992): "Current state of technology and introduction to innovation in greenhouse horticulture"; Actahortoculture, 312; pp. 19-28.

45

CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS | ISSN 2173-7568 | 45-70 | CEA03Jul io 2012

DESARROLLO DE ESTRUCTURAS PARA INVERNADEROSJuanI.Montero

(IRTA)

RESUMEN

Este artculo presenta un estado del arte referido a las estructuras de invernadero. Se analizan las repercusiones que sobre la luminosidad, la ventilacin y otras variables internas del cultivo tienen los diversos diseos de invernadero. Asimismo, se discute cules son los ms convenientes para las condiciones ambien-tales del rea mediterrnea.

SUMMARY

Thisarticlepresentsa"stateoftheart"referredtothegreenhousestructures.Weanalyzetheimpactofvariousgreenhousedesignsonthelight,ventilationandotherinternalvariablesofthecrop.WealsodiscusswhicharemostsuitableforenvironmentalconditionsintheMediterraneanarea.


CEA03 Desarrollo de estructuras para invernaderosJuanI.MonteroJu l i o 2012

1. Introduccin

La horticultura mediterrnea est ubicada en una zona de inviernos suaves con abundancia de iluminacin natural; el clima favorable ha permitido el desarrollo de invernaderos relativamente econmicos, adaptados a las condiciones locales y con pocos sistemas de climatizacin aparte de la ventilacin natural. Las condiciones de cultivo en dichas estructuras estn con frecuencia alejadas del ptimo, pero aunque las producciones sean inferiores a las de los invernaderos muy tecnificados de zonas ms fras, el modelo de invernadero sencillo es el ms extendido en el Mediterrneo por su mayor rentabilidad (Castilla, 2005).

Este captulo repasa brevemente las caractersticas de distintos tipos de inverna-deros y hace hincapi en el invernadero sencillo, pasivo (esto es, con bajo consumo de energa para calefaccin o mantenimiento), sin alto nivel tecnolgico pero bien pensado para aprovechar los recursos naturales de la costa mediterrnea, como son la luz y el clima. Por ello el captulo discute especialmente la transmisin de luz y la ventilacin de las estructuras de invernaderos.

2. Principales tipos de estructuras en el mediterrneo

2.1. Invernaderos autctonos

La mayora de las 150.000 Has. aproximadamente de invernaderos en la cuenca mediterrnea son de tipos autctonos, construidos con la experiencia en el uso de los materiales locales de los instaladores de cada zona. En muchos casos, en el diseo de estos invernaderos ha predominado la tradicin constructiva de una zona determinada sobre la racionalidad cientfico-tcnica. En el conjunto de invernaderos mediterrneos la madera es el elemento estructural ms extendido, y la pelcula de polietileno de distintas propiedades pticas y mecnicas es el material de cubierta por excelencia.

El invernadero parral y sus versiones derivadas del diseo original plano es el ejemplo ms extendido de invernadero autctono. Slo en Almera hay aproximada-mente 27000 del tipo parral y de su variante de raspa y amagado (EFSA, 2009). Sus caractersticas constructivas pueden consultarse en diversas fuentes bibliogrficas (por


CEA03Desarrollo de estructuras para invernaderosJuanI.MonteroJu l i o 2012

ejemplo, Prez-Parra, 1998). Desde que en 1961 se cubrieran con plstico los primeros parrales, este invernadero ha tenido un impacto enorme en el desarrollo socio-econmico de Almera, as como tambin en muchos otros pases del mundo. El parral ha alcan-zado un balance positivo en trminos de coste-beneficio y ha permitido la creacin de pequeas empresas familiares (que poco a poco han ido creciendo) debido a la baja inversin inicial.

Sin embargo, bajo el punto de vista tcnico todos los tipos de invernaderos autctonos tienen una serie de limitaciones que conviene sealar y que se resumen en tres puntos:

La transmisin de luz es baja, sobre todo en las estructuras con techos de poca pendiente (este asunto se discute ms delante).

Ventilan mal: la superficie de ventanas es muy reducida y el tipo de ventanas (plstico enrollado) suele ser poco eficaz. Con frecuencia no se guarda apenas distancias entre invernaderos, lo que reduce el intercambio de aire (Figura 1).

En periodos fros suelen tener exceso de humedad por goteo de la condensacin y a veces por entrada de lluvia.

Como consecuencia las producciones son comparativamente bajas y la calidad depende mucho de las condiciones meteorolgicas. Posteriormente se marcan pautas para la mejora de la transmisin de luz y de la ventilacin.

Figura 1. Invernaderos parral en Almera con alta ocupacin del suelo



2.2. Invernaderos industriales con cubierta plstica

Este grupo incluye una variedad de estructuras generalmente de acero galvanizado, aunque la que ms predomina es la de naves adosadas estructura arqueada multitnel. La cubierta del techo es de filme plstico mientras que los frontales y laterales pueden ser de lmina plstica semi-rgida, como por ejemplo de policarbonato. Es la estructura preferida en el mediterrneo norte (Valencia, Barcelona, sur de Francia y norte de Italia) para produccin de hortalizas, flor cortada y plantas ornamentales. En Israel tambin se prefiere el invernadero industrial a los autctonos. En Almera se utiliza poco (alrededor del 2 % de la superficie cubierta, EFSA 2009) y lo emplean sobre todo las empresas de semilleros y ornamentales.

Los multitneles ventilan mejor que los parrales. Suelen tener una ventana cenital por cada nave de invernaderos, aunque a veces tienen dos ventanas en cumbrera (Fi-gura 2) lo cual es muy conveniente en condiciones de viento dbil aunque no tan til con brisas moderadas, como se discutir ms adelante. Algunos constructores instalan las ventanas del techo alternando la direccin de apertura a izquierda o derecha, pero tal prctica no tiene base cientfica alguna y por tanto no es recomendable (Baeza, 2007)

Son invernaderos ms estancos y pueden climatizarse (calefaccin, ventilacin forzada, refrigeracin por evaporacin, pantallas de sombreo y de ahorro de energa, en-riquecimiento carbnico, etc.). Los invernaderos industriales suponen un salto cualitativo frente al grupo de invernaderos autctonos; con todo no estn exentos de problemas:

Figura 2. Invernadero multitnel con ventana cenital doble y paredes frontales de policarbonato



La condensacin. Se acumula en la parte superior del arco donde es difcil de eliminar. Reduce la transmisin de luz (del orden del 9 %, Stanghellini y Montero 2010) y gotea sobre el cultivo. Los invernaderos comerciales de techo puntiagudo o gtico han disminuido, pero no resuelto, este problema.

La ventilacin es insuficiente cuando hay mallas anti insectos en las ventanas. El diseo del sistema de ventilacin debe mejorarse.

El coste slo de la estructura ronda los 18 /m2 para superficies cubiertas m-nimas de 1 Ha (Euphoros, Deliverable 5, 2011).

2.3. Invernaderos de vidrio

Son las estructuras tpicas de pases fros, y el modelo ms caracterstico es el Venlo holands. Se suelen construir en grandes superficies para disminuir costes de instalacin y ahorrar energa: por ejemplo, la superficie media en Holanda es de 1,5 Ha con tendencia a aumentar (Bunschoten & Pierik, 2003).

Bajo el punto de vista tcnico el invernadero Venlo es excelente, con la nica objecin de que la ventilacin debe adaptarse a las condiciones del sur de Europa: En zonas ms fras los Venlo tienen ventanas del techo discontinuas y no tienen ventilacin lateral. En zonas ms clidas se recomienda la ventana del techo continua a lo largo de la longitud del invernadero. Tambin se recomienda combinar la ventilacin cenital con la lateral, particularmente en condiciones de viento dbil como demuestra el trabajo de Baeza etal. (2009).

En los pases del Sur de Europa la superficie con cubierta de vidrio es muy escasa. En Espaa no llega al 1 %, y en Almera todava menos. La razn es obvia: el coste slo de la estructura es aproximadamente el doble que el del multitnel (Vanthoor, 2011). Un estudio reciente demuestra que, en clima mediterrneo, el Venlo con equipos de climatizacin es ms rentable que ningn otro tipo de invernadero (Vanthoor, 2011).Para ello es preciso que los precios de los productos hortcolas sean estables y que la financiacin de las instalaciones no sea un factor limitante. Como ambas circunstancias son difciles de mantener, el agricultor opta por inversiones menores con la vista puesta a corto o medio plazo y no elige el invernadero de vidrio.



3. La transmisin de luz

En la transmisin de luz del invernadero intervienen una serie de factores: las caractersticas del material, la orientacin del invernadero, la pendiente del techo y los elementos opacos de la estructura (arcos, piezas de fijacin, etc.).

En cuanto al material de cubierta otro captulo de este libro se ocupar de esta materia. Baste aqu decir que los materiales transmiten la mxima radiacin solar cuando sta incide perpendicularmente al material, y que la transmisin cae notablemente a partir de ngulos de incidencia de 45 a 60 C en funcin de las caractersticas del ma-terial. Tambin conviene recordar que, segn datos de campo medidos en la costa de Granada (Montero etal., 2001) la acumulacin de polvo reduce la transmisin del orden del 6-7 % en plsticos tricapas y del orden del 20 al 30 % en las mallas anti-insectos en funcin de la porosidad (las mallas menos porosas acumulan ms polvo y pierden mayor porcentaje de transmisin).

3.1. Orientacin y pendiente del techo del invernadero

En cuanto a la orientacin y pendiente del invernadero y su efecto en la transmisin de luz, la Figura 4 ilustra la relacin entre estas variables (Castilla, 2005). Son clculos hechos para la latitud del sur peninsular (37 C) para invernaderos de techos planos. La Figura 4a compara la transmisin a lo largo del ao (de diciembre a junio) de dos invernaderos de pendiente 10 C (aproximadamente la de los tipos raspa y amagado),

Figura 3. Invernadero de vidrio modelo Venlo holands. A veces la altura bajo canal llega a los seis metros



uno de ellos con el eje longitudinal orientado de norte a sur (N-S) y el otro con el eje este-oeste (E-O). Puede verse que en invierno la orientacin E-O supera en un 5 % aproximadamente a la N-S, mientras que en junio ocurre lo contrario. En verano se suele sombrear el invernadero, por lo que la transmisin de luz en estos meses no es de inters. En cualquier caso, para esta pendiente de techo las diferencias no son muy grandes.

La Figura 4b com

INFO GENERAL SOBRE INVERNADEROS.pdf

Documents

Transcript of INFO GENERAL SOBRE INVERNADEROS.pdf