tesis tomate bajo invernadero

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  • 7/21/2019 tesis tomate bajo invernadero

    1/66

    UNIVERSIDAD VERACRUZANA

    FACULTAD DE INGENIERA MECNICA ELCTRICA

    MAESTRA EN INGENIERA ENERGTICA

    DISEO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE

    PROCESOS PARA UN INVERNADERO

    MODALIDAD: TESIS

    QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO

    EN INGENIERA ENERGTICA

    PRESENTA:

    LEYVA RETURETA JOS GUSTAVO

    ASESOR

    DR. ERVIN JESS LVAREZ SNCHEZ

    XALAPA EQUEZ. VER. AGOSTO !"#$

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    UNIVERSIDAD VERACRUZANA

    FACULTAD DE INGENIERA MECNICA ELCTRICA

    MAESTRA EN INGENIERA ENERGTICA

    DISEO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE

    PROCESOS PARA UN INVERNADERO

    MODALIDAD: TESIS

    QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO

    EN INGENIERA ENERGTICA

    PRESENTA:

    LEYVA RETURETA JOS GUSTAVO

    ASESOR

    DR. ERVIN JESS LVAREZ SNCHEZ

    XALAPA EQUEZ. VER. AGOSTO !"#$

    Oficio de aprobaci

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    Es mi deseo, como sencillo gesto de agradecimiento, dedicar esta

    humilde obra de Trabajo de Grado, a mis queridos padres y hermana,

    quienes en todo momento me han apoyado con espritu alentador,

    con su amor y todo su cario, contribuyendo incondicionalmente

    a que haya logrado alcanzar las metas y objetivos propuestos.

    4

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    A!RADECIMIENTOS

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    "NDICE

    RESUMEN........................................................................................................#"

    I# INTRODUCCI$N.......................................................................................#!II# MARCO TE$RICO....................................................................................#

    %#& A'ecede'e(...............................................................................................#

    %#& Paora)a i'eracioa*....................................................................#

    %#% Paora)a acioa*............................................................................#

    %#+ Paora)a e('a'a*...............................................................................!$

    %#% I,eradero..................................................................................................!$

    %#%#& Ve'a-a( . de(,e'a-a( de* c/*'i,o e i,eradero(.....................!

    %#%#% A/'o)a'i0aci de i,eradero(.....................................................!

    %#+ Tipo( de I,eradero(...............................................................................!

    %#+#& Por (/ /(o . 'e)pera'/ra(...............................................................$"

    2.3.1.1 Invernadero para climas tropicales..............................................$"

    %#+#% Por (/ e('r/c'/ra...............................................................................$#

    2.3.2.1 Invernadero tnel o semicilndrico#.............................................$!

    %#+#+ C*a(ificaci de *o( i,eradero( por *o( i,e*e( de a/'o)a'i0aci.

    ......................................................................................................................$ 2.3.3.1 Invernadero de baja tecnologa....................................................$

    2.3.3.2 Invernadero de media tecnologa.................................................$

    %#+#+#+ I,eradero de a*'a 'eco*o12a#....................................................$

    %#3 Si('e)a( de Co'ro*....................................................................................$

    %#3#& Teor2a de co'ro* )odera . c*4(ica...............................................$

    %#3#% Tipo( de co'ro*adore(#....................................................................$

    %#3#+ O5Off#.................................................................................................$

    %#3#3 Proporcioa*#......................................................................................$

    %#3#6 PID#................................................................................................."

    %#6 Microc*i)a#...................................................................................................#

    %#7 PLC#...............................................................................................................!

    6

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    %#8 Se(ore(#.....................................................................................................!

    %#8#& Se(or de 'e)pera'/ra#.....................................................................$

    %#8#% Se(or de 9/)edad#.........................................................................$

    %#8#+ Se(or de */0#....................................................................................$

    %#: Co'ro* de* c*i)a e i,eradero(#...........................................................$

    %#:#& La 'e)pera'/ra#..................................................................................

    %#:#% La */)io(idad#.................................................................................

    %#:#+ La 9/)edad#.......................................................................................

    %#:#3 ;/)edad de (/e*o#............................................................................

    %#:#6 La ,e'i*aci#....................................................................................

    O METODOLO!"A......................................................................................+#& E'apa ?Di(e@o?#..........................................................................................

    +#& Ubicaci#...........................................................................................

    3.1.1.1 Mtodo de seleccin de rea de estudio #....................................

    3.1.1.2 Anlisis de la ona#........................................................................

    3.1.1.3 !bicacin geogr"ica.....................................................................#

    +#% Di(e@o de *a E('r/c'/ra.....................................................................!

    3.1.2.1 #ipo#.................................................................................................! 3.1.2.2 $imensiones#..................................................................................$

    3.1.2.3 Materiales........................................................................................$

    3.1.2.% $ise&o en computadora................................................................

    IV# RESULTADOS DISCUSI$N.............................................................."

    V# CONCLUSIONES RECOMENDACIONES.....................................#

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    "NDICE DE BI!URAS

    F01. # S'-,*5020, +, I/=,*/&+,*) ,/ M@02).....................................................!"

    F01. ! I3-)*(&20/ ,(03&+& +, 0/5*&,(*'2('*& +, 0/=,*/&+,*) ,/ M@02)....!#

    F01. $ R,-*,,/(&20/ 1*

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    "NDICE DE TA& 4 +,=,/(&>& +, %) +05,*,/(, (0-) +, 0/=,*/&+,*).............$!

    T&8%& $. P*)/('&*0) +, 0/5)*3&20/ 1,)1*

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    RESUMEN

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    '/ 0/=,*/&+,*) ,/ +)/+, , 2)/0+,* %& (,3-,*&('*& 7'3,+&+ *,%&(0=& 4 7'3,+&+

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    A

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    INTRODUCCI$N

    C'%(0=&* ,% ()3&(, ,/ '/ 302*)2%03& &*(05020&% 0/=,*/&+,*)K )5*,2, %& =,/(&>& +,

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    Bi1# & S/perficie de I,eradero( e MFGico

    B/e'e !/a'e(H %7#

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    Bi1# % I)por'aci e('i)ada de ifrae('r/c'/ra de i,eradero( e MFGico

    B/e'e !a/'e(H %7#

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    21

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    %#+ Paora)a e('a'a*#

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    R,%&20/ +, %& (,3-,*&('*& ,/ %) +05,*,/(, ,(&+) +, +,&**)%%) +, %&

    -%&/(&

    Estado de desarrollo T.

    mnima

    ( C)

    T.

    ptima

    ( C)

    T.

    mxima

    ( C)

    Germinacin 11 16-29 34

    Crecimiento 18 21-24 32

    Cuajado de frutos durante el da 18 23-26 32

    Cuajado de frutos durante la noce 10 14-17 22

    !roduccin del "i#mento rojo $lico"eno% 10 20-24 30

    !roduccin de "i#mento amarillo $&

    caroteno%

    10 21-23 40

    'em"eratura del suelo 12 20-24 25

    (uente) *aramillo+ 2007, !ere+2011,

    H'3,+&+

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    , ,-*,& ,/ -&2&%.

    ./cit de "resin de a"or $!a% a diferentes tem"eraturas umedades relatias,

    'em"eratur

    a

    $C%

    umedad relatia $%

    99 95 90 85 80 70 60 50

    15 0,017

    0

    0,085 0,017

    1

    0,256 0,341 0,512 0,683 0,853

    20 0,024 0,117 0,234 0,351 0,466 0,701 0,935 1,170

    25 0,032 0,158 0,317 0,477 0,633 0,950 1,269 1,584

    30 0,042 0,217 0,424 0,636 0,849 1,273 1,697 2,122

    35 0,056 0,281 0,562 0,843 1,124 1,687 2,252 2,811

    (uente) *aris+ 1992, !ere+2011,

    Luminosidad y Radiacin.

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    25

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    27/66

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    29/66

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    31/66

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    31

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    Tab*a & Bac'ore( co(iderado( para *a a/'o)a'i0aci de / i,eradero#

    B/e'e ;aaH &JJ:#

    32

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    Bi1# + Repre(e'aci 1r4fica de* i,eradero#

    B/e'e TiariH %+#

    %#+ Tipo( De I,eradero(#

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    %#+#& Por (/ /(o . 'e)pera'/ra(#

    2.3.1.1 Invernadero para climas tropicales.

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    Bi1# 3 I,eradero para c*i)a( 'ropica*e(#

    B/e'e AMCIH %7#

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    %#+#% Por (/ e('r/c'/ra#

    L& ,(*'2('*& +, 0/=,*/&+,*) , '/) +, %) 5&2()*, 3

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    Tab*a % Ve'a-a( . de(,e'a-a( de *o( difere'e( 'ipo( de i,eradero

    B/e'e Co*o)biiH %6#

    2.3.2.1 Invernadero tnel o semicilndrico.

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    Bi1# 6 I,eradero 'Ke* o (e)ici*2drico#

    B/e'e9''p55#i,eradero(c9i*e#c*

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    2.3.3.3 Invernadero de alta tecnologa.

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    %#3 Si('e)a( de Co'ro*#

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    Bi1# 8 Co)poe'e( b4(ico( de / (i('e)a de co'ro*

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    41/66

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    &K

    8K

    Bi1# : a E*e)e'o( de / (i('e)a de co'ro* e *a0o abier'o# b E*e)e'o( de / (i('e)a deco'ro* e *a0o cerrado#

    %#3#& Teor2a de co'ro* )odera . c*4(ica#

    41

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    44/66

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    46/66

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    %#8#& Se(or de 'e)pera'/ra#

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    %&(,*&%, 4 0 , /,2,&*0) ,/2,/+,* %& 2&%,5&220/ -&*& 3&/(,/,* ,% 2&%)* 0/(,*0)* 4

    -*)(,1,* &% 2'%(0=) +, %& 7,%&+& 4 2'&/+) , ,/2',/(*& -)* ,/203& +,% *&/1)

    -,*30(0+) %& =,/(&/& %&(,*&%, +, &8*,/ ,/ 2&) +, ,(&* 2,**&+& 30,/(*& ,%

    0(,3& &2(0=& ,% ,(*&2()* 4 ,% 0(,3& +, ,=&-)*&20/ +, &1'& C))%0/1 S4(,3 ,/(*&

    ,/ 5'/20)/&30,/().

    %#8#% Se(or de 9/)edad#

    46

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    47/66

    E/2&*1&+) +, 3,+0* %& 7'3,+&+ *,%&(0=& +,% &380,/(, 2'4) +&() , '&*).

    %#8#+ Se(or de */0#

    C)%)2&+) ,/ ,% 0/(,*0)*. E/2&*1&+) +, *,2)%,2(&* %) +&() +, %& %'30/)0+&+

    0/(,*0)* ,/ 2&) +, ,* 8&>) +& /'8%&+)K , ,/2,/+,*'/20/ +, ,() 5&2()*, +,/(*) +, '/) %30(, 3/03) 4 3

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    48/66

    B& %& (&& +, (*&/-0*&20/ 2*,2, %) 6', -',+, &2&**,&* ,(*@ 7+*02),% 20,**, +, %) ,()3& 4 -)* (&/() %& *,+'220/ +, %& 5)()/(,0. E /,2,&*0)

    3&/(,/,* %& 7'3,+&+ *,%&(0=& +,% &0*, ,/ '/ 0/(,*=&%) +,(,*30/&+). E% 2)/(*)% +, %&

    7'3,+&+ *,%&(0=& +,% &0*, 0/(,*0)* +,% 0/=,*/&+,*) -*,,/(& +) 0/2)/=,/0,/(,

    -*0/20-&%,: %& (,3-,*&('*& +,% &0*, 4 ' 7'3,+&+ *,%&(0=& , ,/2',/(*&/ &%(&3,/(,

    *,%&20)/&+& +, 5)*3& 0/=,*& -)* %) 6', '/& =&*0&20/ ,/ '/& +, %& +) =&*0&8%,

    -*)+'2, '/& =&*0&20/ 0/=,*& ,/ %& )(*&.

    %#:#3 ;/)edad de (/e*o#

    S, +,/)30/& 7'3,+&+ +, ',%) & %& 2&/(0+&+ +, &1'& ,0(,/(, ,/ ,(,. E%

    3&/,>) +, ,(& =&*0&8%, , 3'4 03-)*(&/(, ,/ ()+) (0-) +, 2'%(0=) 4& 6', ,(& /)

    +&*& ,% -'/() ,/ 6', %& -%&/(& , -',+, 3&*270(&* ) ,2&* &+,3

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    49/66

    +, %& (*&/-0*&20/ +, %& -%&/(& L& =,/(0%&20/ , 3'4 03-)*(&/(, (&/() -&*& ,-'%&*

    ,% &0*, 2&%0,/(, 2)3) -&*& 7&2,* 6', 20*2'%, +,/(*) +,% *,20/() & %& 7)*& +, ,=0(&* -%&1&

    4 ,/5,*3,+&+,. L) *,-0*&+,*) +,8,/ ,(&* 0('&+) ,/ -)020)/, 8&>& 4 ,%,=&+&

    -&*& ,(&8%,2,* '/ 5%'>) +, &0*, &+,2'&+). U/) ,(*&2()*, 2)%)2&+) ,/ %& -&*(, &%(&

    +,% 0/=,*/&+,*) &4'+&/ & ,-'%&* ,% &0*, 3

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    50/66

    III#> METODOLO!"A

    L) 3&-& 2)/2,-('&%, 6', , -*,,/(&/ & 2)/(0/'&20/ 3',(*&/ %& ,(&-&

    6', , ,1'0*,(0=) -&*(02'%&*, 6', %%,=&*&/ & %&

    2'%30/&20/ +, ,(, -*)4,2().

    50

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    51/66

    Bi1# J E'apa de Di(e@o#

    Bi1# & E'apa de co'ro*#

    51

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    Bi1# && E'apa de A*i)e'aci

    +#& E'apa ?Di(e@o?#

    +#& Ubicaci#

    P&*& ,% +,&**)%%) +,% ,('+0) , ,=&%'&*)/ %& 2)3'/0+&+, 2,*2&/& & %& 20'+&+

    +, X&%&-& 6', -*,,/(&/ 4 -*,,/(&*)/ 3&4)* -*)-)*20/ +, 2'%(0=) ,(&8%,20+). L)

    +0(*0() 6', 5',*)/ ,%,220)/&+) -&*& )8(,/,* '/& 3',(*& *,-*,,/(&(0=& +, %& 9)/&5',*)/ %) 01'0,/(,: E% E-0/&% P&) +, O=,>& L& R,5)*3& T01*0%%) C&**09&% 4

    C,*=&/(, ()+) -,*(,/,20,/(, &% ,(&+) +, V,*&2*'9 9)/& 2,/(*).

    3.1.1.1 Mtodo de seleccin de rea de estudio.

    P&*& ,%,220)/&* ,%

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    53/66

    D, ,() ,0 6', *,-*,,/(&/ ,% #"" +,% ()(&% +, -*)+'2()*, 6', 2'%(0=&/ ,/

    %& 9)/& , ,%,220)/&*)/ )%) & $ -)* ,(&* 3

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    54/66

    Tab*a +# Pro'/ario de ifor)aci 1eo1r4fica de* )/icipio de E)i*iao Zapa'a#

    B/e'e INE!I

    54

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    Tab*a 3# U(o de (/e*o . ,e1e'aci#

    B/e'e INE!I

    Tab*a 6# A1ric/*'/ra#

    B/e'e SA!ARPA

    3.1.1.3 !bicacin geogr"ica.

    D,-'@ +, 6', , +,20+0 ,%

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    Bi1# &% Ubicaci de* I,erado M/icipio Vi**a E)i*iao Zapa'a#

    B/e'e G))1%, M&-.

    3.1.2 $ise&o de la 'structura.

    P&*& ,% +0,?) ,(*'2('*&% +,% 0/=,*/&+,*) , ()3&*)/ %& 01'0,/(,

    2)/0+,*&20)/,: C)/(&* 2)/ %& *,0(,/20& ,(*'2('*&% &+,2'&+& -&*& )-)*(&* ' -*)-0)

    -,) 4 %& 2&*1& ,(,*/& & %& 6', ,*< ,-',(& 2)3) ,% =0,/() %& %%'=0& 4 %& (0,**&

    -',() 6', +, ,%%) +,-,/+, ,% +0,?). A+020)/&%3,/(, ,% +0,?) +,8, -*)=,,* '/& &%(&(*&/300/ +, %'9 '/ 8&>) 2)/'3) +, 2&%)* ,5020,/20& +, =,/(0%&20/ 8&>) 2)() +,

    2)/(*'220/ 4 8&>) 2)() +, )-,*&20/.

    3.1.2.1 #ipo.

    D,-'@ +, &/&%09&* %& 2&*&2(,*(02& +,% %'1&* 4 2)/0+,*&* %) (0-) +, 2'%(0=)

    6', )/ (-02) +, %& *,10/ , +,20+0 '(0%09&* '/& ,(*'2('*& +, (0-) C&-0%%& +)&1'&K 4& 6', )5*,2, %& =,/(&>& +, 6', , +, 5

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    Bi1# &+# Porce'a-e de 'ra()i(i de */0 para difere'e( i,eradero(# B/e'e S'a9i**H &JJJ#

    3.1.2.2 $imensiones.

    E/ 5'/20/ +, %& 2&*&2(,*(02& +,% (,**,/) 4 +, %& +03,/0)/, +0-)/08%,

    -&*& %& 2)/(*'220/ +,% 0/=,*/&+,*) , +,20+0 6', ,(, ('=0,*& %& 01'0,/(,

    +03,/0)/,: ." 3 ! 3

    3.1.2.3 Materiales.

    C)3) , 80,/ &80+) %& ,(*'2('*& +, '/ 0/=,*/&+,*) -',+, ,(&* 2)/(0('0+& -)*

    +0=,*) 3&(,*0&%, %) 3,*2, %&=,*+&+,*& -*)(,220/ +,% 2'%(0=) -)*6', &+,3

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    +,20+0 6', %& 2)8,*('*& +,% 0/=,*/&+,*) 5',*& +, -)%0,(0%,/) 4& 6', &+,3

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    Bi1# &6# P*ao( de co('r/cci de* i,eradero#

    O(*) 5&2()* & ()3&* ,/ 2',/(& &% +,20+0* %& )*0,/(&20/ +,% 0/=,*/&+,*) 5', ,%

    =0,/() %) 0+,&% , 6', ,% 0/=,*/&+,*) -*,,/(, %& 3,/)* *,0(,/20& -)08%, ,() ,

    %)1*& )*0,/(&/+) ' %&+) 3

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    Bi1# &7# Tra0o de perpedic/*are(#

    E2&=&20/ 4 2)%)2&20/ +, -)%0/,

    L& 2,-& ' 7)4) )/ %& ,2&=&20)/, +,/(*) +, %& 2'&%, , -'0,*)/ %&

    9&-&(& ) 203,/(&20/ +, 2&+& '/) +, %) -)%0/, ) -)(, 6', 2)/5)*3&*)/ %&

    2)%'3/& +,% 0/=,*/&+,*). E% ) %& (0,**& +,%

    7)4) 7&(& %%,1&* & '/& -*)5'/+0+&+ +, " 23.

    Bi1# &8# Co*ocaci de po*ie( de referecia . eGca,aci de cepa(

    L,=&/(&30,/() +, -&*,+, +,% 0/=,*/&+,*) 2)%'3/&K.

    60

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    C)3) %& -&*,+, )/ %) ,%,3,/() 6', 2&*1&/ %& &*3&+'*& @(& ,

    *,5)*9&*)/ 2)/=,/0,/(,3,/(, 2)/ 20/(& +, 3&+,*& 2%&=

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    Bi1# &J# Co('r/cci de *a ar)ad/ra 'ipo % a1/a(#

    C)%)2&20/ +, %& 2'80,*(&

    S, +,,/*)%%&*)/ %& +) 7)>& +, -)%0,(0%,/) ,/ ,% ,/(0+) +, '/& +, %&

    -,/+0,/(, -)* %& 6', , '80,*)/K. L& 7)>& '-,*0)* , '/0) &% 3,2&;70%) -&*& '80*%& 4

    -&&*%& 7&20& ,% )(*) %&+). U/& =,9 ,(,/+0+) ,% -)%0,(0%,/) +, 2&+& '/& +, %& \&1'&\

    @(, , 2%&=) & %& 20/(& +, 3&+,*& & %) %&*1) +,% 0/=,*/&+,*) &38) %&+)K.

    Bi1# %# Cor'ia( de po*ie'i*eo#

    62

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    IV# RESULTADOS DISCUSI$N

    63

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    V# CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

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    H&//&/ J. #K. reen!ouses" Advanced tec!nolog# $or protected !orticulture.

    M'*&%&/+& C. !""$K. %a !uerta !idrop&nica popular" manual t'cnico. S&/(0&1).

    N'?) R. !""K. Manual de producci&n de tomate ro(o ba(o condiciones deinvernadero.M,02&%0.

    R)+*1',9 A. !""K. M'todos de predicci&n # t'cnicas de control de la condensaci&nen invernaderos .M&+*0+.

    S(&/70%% 1. #K. )cos#stems o$ t!e *orld 20.A3(,*+&3.

    T0&*0 G. !""$K. +ec!nolog# $or controlled environment.P/&18)'*/,:A%-7& S20,/2, I/(,*/&(0)/&% L(+.

    T)%)/ A. !"#"K. %a Agricultura Intensiva ,el oniente Almeriense.A%3,*&.

    V&%,*& D. #K. %os invernaderos de Almera" +ipologa # mecanizaci&n del clima.A%3,*&.

    V