conselleria

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 2 9 ` La horticultura bajo invernadero es, quizás , la activi dad agrícol a en la que se va implantando con mayor rapidez la informática y el control automáti- co. En la búsqueda continua de aument ar la rentabilidad, bien se a a través de un mayor rendimiento de los cultivos o bien buscando un apro- vechamiento más eficiente de la ener- gía emp lea da o , finalment e, por u na mejora del rendimiento del trabajo aplicado en todo el proceso de la pro- ducción , los dos primer os a specto s son los que dependen de un mejor control del clima del invernadero. En muchos invernaderos de las region es hortícolas españolas, la idea del control del clima se limita a tratar de amortiguar, ineficazment e, las condiciones extremas de temperatura baja o alta, humeda d sa turante con condensación y goteo y sequedad extrema con síntomas de déficit hídri- co. Con el paso de los años se ha ido afianzando la convicción de que esta situación debía cambiar. Numerosos horticultores han incluido en sus objetivos de inversión construir mejo- res invernaderos en los que equipos e instalaciones hagan posible la regula- ción más afinada del clima y el con- trol automático de otros factores (riego y fertil izació n), de mo do que permitan que el cultivo produzca en condiciones más fav orables, para obtener alto rendimiento y mayor calidad. El control climático del invernadero es un arma de enorme eficacia para la prevención de enfer- medad es y plagas de los cultivos, y que facilita y aumenta de manera clara, las posibilid ades de aplicar pro- gramas de lucha integrada. Los avan- ces en la tecnología de los sensores, actuad ores, autóma tas programables y de los ordenad ores, cada vez más precisos y bar atos favorec en, sin lugar a duda, esta e volución de lo s agricultores. En la producción hortícola intervie- nen muchas variables que participan en procesos físicos y biológicos y por lo tanto el número de factores que es necesario regular en un invernadero es gra nde, temper aturas del ai re y sustrato, humedad, CO 2 , luz, pH, CE, etc. Existen además interacciones entre muchas de estas variables y regular su combinación óptima no es posible sino con la ayuda de sistemas más capac es y complejos, con posibi- lidad de llevar algoritmos de control que integran o relacionan varias variables climáticas y de usar mode- los que faciliten la predicción del comportamiento del sistema ante las div ersas condiciones posibles, con lo cual la regulación del clima se puede hacer con mayor precisión y estabili- dad, que hasta h ace poco no s e habí- an generalizado en este sector. De las necesidades de control cuando lo único que se manejaba automática- Avances en el control de los factores del clima para el cultivo en invernadero P. F. Martínez 1 , D. Roca 1 , R. Suay 1 , M. Martínez 2 , X. Blasco 2 , J.M. Herrero 2  y C. Ramos 2 DEPARTAMENTO DE HORTICULTURA. INSTITUTO VALENCIANO DE INVESTIGACIONES AGRARIAS. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA L  a horticultura bajo invernadero es, quizás, la actividad agrícola en la que se va implantando con mayor rapidez la informática y el control automático. En la búsqueda continua de aumentar la  rentabilidad, bien sea a través de un mayor rendimiento de los cultivos  o bien buscando un aprovechamiento más eficiente de la energía emplea da o, finalmente, por una mejora del ren dimien to del trabaj o  aplicado en todo el proceso de la prod ucción, los dos primeros aspectos  son los que dependen de un mejor control del cl ima del invernadero. HORTÍCOLES INTRODUCCIÓN

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condiciones climáticas para el cultivo de flores

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    La horticultura bajo invernadero es,quizs, la actividad agrcola en la quese va implantando con mayor rapidezla informtica y el control automti-co. En la bsqueda continua deaumentar la rentabilidad, bien sea atravs de un mayor rendimiento delos cultivos o bien buscando un apro-vechamiento ms eficiente de la ener-ga empleada o, finalmente, por unamejora del rendimiento del trabajoaplicado en todo el proceso de la pro-duccin, los dos primeros aspectosson los que dependen de un mejorcontrol del clima del invernadero.

    En muchos invernaderos de lasregiones hortcolas espaolas, la ideadel control del clima se limita a tratarde amortiguar, ineficazmente, lascondiciones extremas de temperaturabaja o alta, humedad saturante concondensacin y goteo y sequedadextrema con sntomas de dficit hdri-co. Con el paso de los aos se ha idoafianzando la conviccin de que estasituacin deba cambiar. Numerososhorticultores han incluido en susobjetivos de inversin construir mejo-res invernaderos en los que equipos einstalaciones hagan posible la regula-cin ms afinada del clima y el con-trol automtico de otros factores(riego y fertilizacin), de modo quepermitan que el cultivo produzca encondiciones ms favorables, para

    obtener alto rendimiento y mayorcalidad. El control climtico delinvernadero es un arma de enormeeficacia para la prevencin de enfer-medades y plagas de los cultivos, yque facilita y aumenta de maneraclara, las posibilidades de aplicar pro-gramas de lucha integrada. Los avan-ces en la tecnologa de los sensores,actuadores, autmatas programablesy de los ordenadores, cada vez msprecisos y baratos favorecen, sinlugar a duda, esta evolucin de losagricultores.

    En la produccin hortcola intervie-nen muchas variables que participanen procesos fsicos y biolgicos y porlo tanto el nmero de factores que esnecesario regular en un invernaderoes grande, temperaturas del aire ysustrato, humedad, CO2, luz, pH, CE,etc. Existen adems interaccionesentre muchas de estas variables yregular su combinacin ptima no esposible sino con la ayuda de sistemasms capaces y complejos, con posibi-lidad de llevar algoritmos de controlque integran o relacionan variasvariables climticas y de usar mode-los que faciliten la prediccin delcomportamiento del sistema ante lasdiversas condiciones posibles, con locual la regulacin del clima se puedehacer con mayor precisin y estabili-dad, que hasta hace poco no se hab-an generalizado en este sector. De lasnecesidades de control cuando lonico que se manejaba automtica-

    Avances en elcontrol de los

    factores delclima para

    el cultivo eninvernadero

    P. F. Martnez1, D. Roca1,R. Suay1, M. Martnez2,

    X. Blasco2, J.M. Herrero2

    y C. Ramos2DEPARTAMENTO DE HORTICULTURA.

    INSTITUTO VALENCIANO DE INVESTIGACIONES AGRARIAS.

    DEPARTAMENTO DE INGENIERADE SISTEMAS Y AUTOMTICA.

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE VALENCIA

    La horticultura bajo invernadero es, quizs, la actividad agrcolaen la que se va implantando con mayor rapidez la informtica yel control automtico. En la bsqueda continua de aumentar larentabilidad, bien sea a travs de un mayor rendimiento de los cultivoso bien buscando un aprovechamiento ms eficiente de la energaempleada o, finalmente, por una mejora del rendimiento del trabajoaplicado en todo el proceso de la produccin, los dos primeros aspectosson los que dependen de un mejor control del clima del invernadero.

    HORTCOLES

    INTRODUCCIN

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    mente era la apertura y cierre de lasventanas, a la necesidad actual demanejar de modo combinado la venti-lacin, calefaccin del aire, del sus-trato, la pantalla trmica, o bien laventilacin juntamente con la nebuli-zacin ultrafina (fog) y posible-mente una malla de sombreo, a lo quehay que aadir el riego y el control dela solucin fertilizante, hay un saltotecnolgico notable que va a conti-nuar. El objetivo es conseguir losniveles convenientes de temperatura,de humedad, luz, CO2 no limitante,para lo que frecuentemente se necesi-ta la actuacin combinada de losequipos del invernadero, como es elcaso de la apertura controlada de lasventanas y el funcionamiento simul-tneo de la calefaccin, cuando seproduce un exceso de humedadambiente, que es conveniente elimi-nar. La introduccin de la informticaha permitido proponer sistemas decontrol que son capaces de manejaralgoritmos con niveles de consignasde varias variables climticas impor-tantes para el cultivo, as como de ins-trucciones para la actuacin de losequipos de climatizacin de modocombinado y jerarquizado.

    El reto actual es conseguir optimi-zar estas herramientas de decisin ymanejo con la mayor simplicidadposible, para que el productor dispon-ga de la informacin que necesita demodo sinttico, sin sentirse desborda-do. Asimismo los sistemas de controldeberan complementarse con mediosy datos de tipo biolgico y, particular-mente, fisiolgico, que sirvan paraobtener informaciones prcticassobre el estado del cultivo, que ayu-den a su manejo.

    Bajo el punto de vista de la produc-cin de cultivos, el ambiente ecolgi-co, el hbitat, es el resultado de unacombinacin de efectos de los subsis-

    temas clima, suelo y factores biti-cos. En lo que al subsistema clima serefiere, los elementos que lo confor-man son radiacin (irradiancia, radia-cin incidente), temperatura (efectosde medias y extremas, ciclos diurnosy estacionales, fluctuaciones trmi-cas), agua (humedad del aire), viento(velocidad media, velocidad extrema,direccin), concentracin de CO2 ycontaminacin del aire.

    Para un crecimiento y desarrolloptimos, los factores ambientales queintervienen en los procesos que danlugar a los mismos (fotosntesis,transpiracin, respiracin, absorcinde agua y elementos minerales, y sutransporte), deben ajustarse a unosniveles considerados como ptimosya que de la interrelacin que hayaentre ellos depender la tasa o veloci-dad del proceso fotosinttico y , porende, de crecimiento.

    El objetivo del control climticoser, por tanto, ajustar, en la medidade lo posible, los factores que inter-vienen teniendo en cuenta las interac-ciones que hay entre ellos. Y esentonces aqu dnde el cultivo prote-gido tiene una gran ventaja frente alcultivo al aire libre utilizando tcni-cas de manejo tales como calefac-cin, nebulizacin, ventilacin, enri-quecimiento de CO2, etc.

    La FOTOSNTESIS es la reaccinmetablica fundamental, ocurre enunas clulas especficas situadas en lasuperficie foliar segn la ecuacin :

    Tanto la ocurrencia como la veloci-

    dad de esta reaccin dependen de latemperatura, habiendo un rango deesta ltima ptimo especfico paracada planta. Hasta aqu vemos laintervencin de la radiacin PARinterceptada por unos orgnulos espe-

    cficos de las clulas cloroflicas; delCO2 del aire que ha accedido a laplanta a travs del poro estomtico,cuya apertura o cierre depende delmovimiento de los estomas, unasclulas especficas situadas en lasuperficie foliar, de la temperatura.Pero es necesario un contenido deter-minado de agua en las clulas clorof-licas para que la reaccin ocurra. Laplanta contiene agua porque durantesu proceso de crecimiento la ha idoabsorbiendo a travs de las races. Lafuerza o presin de succin depende,adems de la evidente existencia deagua en el entorno radicular, del flujode transpiracin. La TRANSPIRA-CIN consiste en la salida de vaporde agua de la planta al exterior a tra-vs del poro estomtico (el mismopor el que accede el CO2) y su acceso,por tanto, depende del rgimen deapertura de los estomas, el cual estcondicionado por el contenido devapor de agua en el aire, (humedaddel aire). Cuando se produce estasalida de vapor de agua al exterior, alambiente inmediato que rodea a laplanta, se produce una presin hdrica

    PARMETROS CLIMTICOS

    6 CO2 (aire) + 6 H2O (celular) +energa radiante (PAR)

    C6H12O6 (asimilados) + 6 O2

  • 31`

    transmitida de inmediato a las raceslas cuales absorbern agua para vol-ver al equilibrio inicial (ABSOR-CIN HDRICA). Vemos entonces laestrecha relacin que hay entre los 3procesos fundamentales que ocurrenen la planta para su crecimiento ymantenimiento y, los requerimientosambientales bsicos para que ocurran.

    Radiacin solarSe encuentra entre 300 y 2500 nm

    del espectro, la que utiliza la plantapara el proceso fotosinttico seencuentra entre 400 y 700 nm y esconocida como radiacin fotosintti-camente activa (PAR), constituyealrededor del 50% de la radiacinsolar global que llega al nivel de latierra, pero slo una pequea propor-cin de la misma es absorbida por lasplantas para el proceso fotosintticomientras que el resto es convertido encalor. El cultivo bajo invernaderodifiere del cultivo al aire libre en quelas radiaciones son ms bajas eninvierno y que puede haber prdidasde alrededor de 30-50% por reflexin

    y absorcin del material de cubierta,as como de los elementos de cons-truccin del invernadero. stas pue-den deducirse por las leyes pticas dereflexin, absorcin y transmisintanto del material de cubierta comodel material opaco que estructura elinvernadero.

    TemperaturaLa temperatura no es un factor de

    crecimiento en el sentido de que noaporta energa o constituyentes, peros que controla las tasas de reaccionesmetablicas que dan lugar al creci-miento y desarrollo de la planta.Estos procesos hacen de la temperatu-ra el principal factor de crecimiento.

    De hecho, cada especie vegetaltiene su crecimiento determinado porunos niveles de temperatura que sonespecficos incluso para cada estadiofisiolgico y fenolgico. stos son elcero de vegetacin, ptima de creci-miento, mnima y mxima biolgicas(Cuadro 1). Se manejan valores comola integral trmica de un ciclo de cul-tivo que es una medida del calor reci-

    bido por la planta a lo largo de todo suciclo de cultivo. Las fluctuacionestrmicas da-noche son importantes yvienen dadas por la termoperiodici-dad. Hay especies cuya respuesta encrecimiento est mas condicionadapor la temperatura media de 24 horas(pepino, tomate, pimiento); otras, encambio dependen ms para aumentarla tasa de crecimiento del salto trmi-co da-noche que de la temperaturamedia de 24 horas (lechuga), o quenecesitan un periodo de temperaturasbajas (T

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    miento), oscila entre 600 y 1000vpm. La concentracin normal en elaire ambiente es de 300 a 400 vpm.De ah el inters que tiene enriquecerla concentracin de CO2 del aire delos invernaderos.

    Humedad del aireEl contenido de vapor de agua en

    el aire afecta directamente al proce-so de transpiracin, el cual es muyimportante para el mantenimiento dela turgencia, el transporte de asimila-dos y elementos minerales y el des-censo de temperatura de la planta enperiodos de elevada intensidad deradiacin solar. La transpiracinconsiste en una salida de vapor deagua de la planta a travs de las clu-las estomticas situadas en la super-ficie foliar. La apertura y cierre esto-mticos estn regulados principal-mente por la diferencia de presin devapor de agua que hay entre la cavi-dad subestomtica y el aire. Bajocondiciones ptimas de hidratacinde la planta, hay mayor cantidad deagua contenida en dicha cavidad queen el exterior, es entonces cuando sepuede producir la apertura estomti-ca, la consiguiente salida de vapor deagua hasta el equilibrio y, a su vez, laentrada de CO2 a la cavidad subesto-mtica indispensable en el procesofotosinttico. Este proceso de aper-tura de estomas da lugar a una pre-sin de succin transmitida a las ra-ces, dnde se absorben el agua y loselementos minerales disueltos, y sutransporte, a la vez que este movi-miento acta como regulador de latemperatura de la planta.

    Desde el punto de vista de controlclimtico el valor que se maneja nor-malmente es la humedad relativa, lacual indica el contenido de vapor deagua en el aire a una temperatura delaire determinada como porcentaje dela capacidad mxima en la saturacin.Desde el punto de vista agronmicoes ms til trabajar en trminos dedficit de saturacin, que es la dife-

    rencia entre la capacidad de humedadmxima y el contenido real. Cada vezse emplea ms este parmetro a losefectos de control climtico, sustitu-yendo a la humedad relativa.

    Fotosntesis y luz En principio un aumento de energa

    luminosa (PAR) dar lugar a unincremento de la tasa fotosinttica. Sipartimos de una situacin de bajaintensidad luminosa (15 -100 W/m2),un aumento de la misma (> 100W/m2) se corresponder con unaumento de la tasa fotosinttica. Encondiciones mediterrneas la intensi-dad luminosa no es un problemadesde el punto de vista de PAR, s loes, en cambio, en cuanto a la radia-cin calorfica que da lugar a unincremento excesivo de la temperatu-ra del aire en los invernaderos.

    Fotosntesis y CO2La planta absorbe CO2 bajo la

    influencia de la luz que, en combina-cin con el agua celular, es transfor-mado a azcares. La concentracin de[CO2] en el aire oscila entre 300-400vpm, si disminuye, la tasa fotosintti-ca se reduce rpidamente. Los lmitesde [CO2] en el aire, mnimos y mxi-mos varan entre especies y entre esta-dos de desarrollo as como dependende las intensidades de los otros facto-res ambientales interrelacionados.

    Fotosntesis y temperaturadel aire

    Influye en la velocidad de la reac-cin fotosinttica para produccin deazcares, y en la posterior rotura delos mismos durante el proceso respi-ratorio. Por ello, el control de la tem-peratura debe enfocarse a buscar el

    Parmetros que pueden ser controlados

    Figura 1. Procesos fisiolgicos bsicos para el crecimiento de la planta e influen-cia de factores ambientales que pueden ser controlados para su optimizacin

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    nivel ptimo en el cual haya un equi-librio entre la tasa fotosinttica y larespiratoria. En la mayora de lasplantas a 5C la fotosntesis sedetiene, se considera que el intervaloptimo se encuentra entre 18 y 20C, temperaturas superiores noimplican un incremento de tasa foto-sinttica, es ms, por encima de35C, la tasa fotosinttica se reducedrsticamente.

    El proceso respiratorio est fuerte-mente ligado a la temperatura, ste seinicia a 5C, y, entre 5 y 30C la tasarespiratoria se incrementa fuertemen-te. Con temperaturas superiores a40C la reduccin es drstica y puededaar fuertemente a la planta.

    Por tanto, la temperatura condicio-na tanto la produccin de azcares enel proceso fotosinttico como sureparto hacia el proceso respiratorio oa la divisin celular.

    TranspiracinEl proceso transpiratorio ocurre en

    los estomas situados en la superficiefoliar. La apertura y cierre estomticoestn influidos por la luz, la concen-tracin de [CO2] y el contenido deagua en sus clulas. La humedad rela-tiva en la cavidad subestomtica esdel 100%, cuando la humedad relati-va en el aire del invernadero es infe-rior, el vapor de agua sale del esto-ma, est transpirando.

    Cuando la transpiracin cesa, sedetiene la absorcin hdrica (absor-cin pasiva, sin coste energtico parala planta) y con ella la de elementosminerales. Esto puede tener un efectonegativo en la calidad de las clulasproducidas y, es por ello, que es nece-sario mantener el proceso transpirato-rio a un nivel mnimo que asegure laabsorcin.

    Desde el punto de vista del controlexterno de este proceso se puedeactuar de dos formas

    1) Bajo condiciones de escasa lumi-nosidad y baja temperatura en las quese ve minimizada la actividad fisiol-

    gica, interesa aumentar la temperaturadel aire ligeramente y ventilar paradisminuir la humedad relativa en elentorno de la planta para provocar unaaceleracin del proceso transpiratorio.

    2) Ante situaciones de elevadaintensidad luminosa, que dara lugar auna intensificacin excesiva de latranspiracin, que podra provocardeshidratacin, interesa sombrearpara limitarla.

    En definitiva se trata de evitar elacercamiento a las temperaturas crti-cas que limiten el crecimiento de laplanta.

    Pero durante los periodos de mni-ma transpiracin (por la noche) puedehaber absorcin con coste energticopara la planta (absorcin activa) obte-nida del proceso de respiracin en lasraces. sta puede provocarse aumen-tando la temperatura radicular y elaporte de oxgeno

    CalefaccinSe distinguen dos sistemas de distri-

    bucin del calor en los invernaderos:

    -por aire forzado o conveccin-por agua caliente o radiacin.Los sistemas por aire forzado tienen

    instalaciones ms simples, requiereninversiones menores, pero la calidaddel clima que se obtiene es peor quela de los sistemas de agua por tuber-as radiantes. Estos sistemas de aireforzado tienen la ventaja importantede conseguir, obtener el nivel de tem-peratura deseada con mayor rapidez,es decir, el tiempo de respuesta escorto, debido a la turbulencia del airecaliente forzado y al intercambio tr-mico por conveccin, pero, por elcontrario, cuando la calefaccin nofunciona, el calor se pierde con rapi-dez y la temperatura desciende, por loque el nivel de temperatura tiende aoscilar alrededor de la consigna. Asi-mismo el nivel de prdidas trmicaspor conduccin-conveccin y fugasaumenta debido a la turbulencia delaire.

    El aire es calentado en un generadorque puede tener cmara de combus-tin directa o bien intercambiadoresde calor, y es impulsado al ambientedel invernadero por un ventilador. Serecomienda emplear generadores con

    EQUIPOS DE REGULACIN DEL CLIMA

  • 34 `

    intercambiadores de calor, pues, enellos, los gases de la combustin sonexpulsados al exterior por la chime-nea y no se mezclan con el aire quesale caliente y limpio al interior delinvernadero. Los gases de la combus-tin pueden llevar restos de etileno,monxido de carbono, xidos denitrgeno, anhdrido sulfuroso y otrosresiduos que pueden producir efectosnegativos en las plantas (quemaduras,cada de ptalos, defoliacin). Cuan-do el combustible empleado es gaspropano y se desea aprovechar el CO2residual para enriquecer la atmsferadel invernadero, es aconsejable teneruna garanta de pureza del gas y unbuen reglaje del quemador y de lacombustin para evitar problemas enlas plantas. Este aprovechamiento delCO2, subproducto de la combustindel gas, no tiene inters en los lugaresen que la necesidad de calefaccin esslo nocturna, pues durante las horasde oscuridad no hay consumo de CO2por las plantas, al no tener lugar lafotosntesis. La acumulacin de CO2durante la noche, puede llegar a serun inconveniente que ponga en difi-cultad la respiracin de las plantas,

    que por otro lado, resulta estimuladapor la calefaccin. El desconocimien-to de los efectos de estas tcnicaspuede dar lugar a un mal uso y pro-ducir problemas graves al productor.Un inconveniente importante de estossistemas es la distribucin deficientedel aire caliente, que tiende a quedar-se cerca del generador y en la zonaalta del invernadero, produciendodiferencias grandes de temperaturaque afectan al crecimiento del cultivo,a la calidad, precocidad y sanidad delproducto.

    La distribucin del aire caliente enlos sistemas de conveccin mejoraconsiderablemente, conducindolopor mangas de polietileno transparen-te con perforaciones laterales para lasalida del aire. Conviene situar estasmangas lo ms bajo posible, cerca delsuelo, tratando de que no sean unestorbo, por ejemplo entre dos lneaspareadas de plantas, de modo que elcalor salga cerca de las partes vegeta-tivas del cultivo y el aire clidoascienda entre las plantas, por la tur-bulencia y por su menor densidad,(Martnez y Gonzlez, 1981). El usode estas mangas distribuidoras da

    como resultado una mayor calidad declima y un ahorro de combustible quepuede llegar al 25%.

    Cuando se emplea calefaccin,debe prestarse atencin al consumode agua y comprobar la necesidad deriegos nocturnos. El consumo de aguapor transpiracin del cultivo, cuandoes calentado por sistemas de convec-cin es mayor que cuando se usantuberas radiantes.

    Una variante son los aerotermos,en los que el aire forzado por un ven-tilador se calienta al pasar por unintercambiador de calor de gransuperficie, con tubos provistos dealetas, por el que circula agua a 50-60C procedente de una caldera. Esun sistema muy extendido, que secombina a menudo con los sistemasde radiacin.

    El otro grupo de equipos de cale-faccin es el de los sistemas radian-tes. En ellos el vehculo del calor esagua calentada en una caldera y dis-tribuida por tuberas metlicas o deplstico. Estos sistemas transmiten elcalor por dos vas, por conveccincalientan el aire en contacto con lostubos, que, con turbulencia suave, vaelevando poco a poco su temperatura,y por radiacin, calientan directamen-te las superficies de las plantas y de lacubierta del invernadero, reduciendolos riesgos de condensaciones deagua en las mismas. La distribucindel calor es mejor con estos sistemas,su regulacin es ms precisa, pero lasinversiones necesarias en las instala-ciones son mayores que en el caso delos sistemas convectivos. El agua serecomienda que se mantenga porencima de 60 en el circuito primariode la caldera, y en el circuito delinvernadero (secundario) se regula ala temperatura necesaria segn laaplicacin que convenga. Entre 50 y80 son las temperaturas ms norma-les, las ms altas en el caso de tuber-as metlicas al aire y las ms bajas enel de tubos de plstico (polietileno o

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    polipropileno) y tubos aplicados alsustrato.

    Los sistemas radiantes tienen elinconveniente de la lentitud de calen-tamiento, pero esto se puede resolverderivando una parte del agua calientea un circuito de aerotermos que eleva-rn rpidamente el nivel de la tem-peratura a un primer escaln, quegarantice la seguridad del cultivo.

    Calefaccin de las racesLa aplicacin de calor al medio en

    el que viven las races, suelo o sustra-to, se hace normalmente por conduc-cin, mediante tubos de plstico ente-rrados o situados bajo las mesas o loscontenedores de cultivo. Se puedecalentar el suelo de un invernaderoenterrando tubos de polietileno o depolipropileno de 25 mm de dimetro,bajo las lneas de plantas, entre 20 y30 cm de profundidad, y haciendocircular por ellos agua a una tempera-tura mxima de 40C, resultante de lamezcla de agua a mayor temperaturadel circuito primario de la caldera,con agua de retorno del circuitosecundario, por medio de una vlvulade tres vas, regulada por un termos-tato en la tubera de salida al circuitodel suelo. Se pueden alcanzar tem-peraturas radiculares ptimas con lainstalacin de dos metros lineales detubo de polietileno de 25 mm de di-metro, enterrado por m2 de suelo. Conuna manga de polietileno de 250micras, situada sobre el suelo, al piede las plantas, se consigue simultne-amente temperaturas ptimas en elsuelo y mnimas de 9 a 13C en el airedurante el invierno en las comarcascosteras del Mediterrneo (Martnezet al. 1983, 1985). Pero lo que se estextendiendo ms es el calentamientodel sustrato en los casos del cultivosin suelo.

    En estos casos la eficacia es muyalta debido a la facilidad de regular latemperatura ptima en un volumenmuy reducido de sustrato, gracias a locual se puede garantizar el funciona-

    miento de la fisiologa y las funcionesde las races, en las mejores condicio-nes posibles para el suministro delagua y los nutrientes a la planta.

    En los cultivos hidropnicos, ensustrato inerte, dentro de sacos deplstico, que es muy frecuente enexplotaciones comerciales, se colo-can uno dos tubos de plstico de 25mm de dimetro bajo cada lnea desacos y sobre placas de poliestireno,que aslan del suelo los tubos de cale-faccin. En el caso de situar los tubosdentro del sustrato, en el fondo delcontenedor, se debe limitar la tem-peratura del agua a un mximo de 30para evitar daar las races. Hay hor-ticultores que colocan los tubos decalefaccin sobre el suelo, junto a lossacos lateralmente; de este modo nose consigue un calentamiento tanbueno del sustrato, pero se reparteuna cantidad de la energa al aire pr-ximo al cultivo. La regulacin yhomogeneidad climtica en este casoes deficiente, pero los costes de insta-lacin son bajos y el sistema es tilcomo apoyo trmico. En este caso esrecomendable usar tubos anillados enlugar de los tubos lisos, ms adecua-dos cuando van enterrados.

    En el caso de mesas con plantas entiestos y contenedores o bandejascon sustrato para enraizamiento deesquejes y semilleros, se sitan lostubos calefactores bajo el fondo dela mesa, que puede ser de fibroce-mento y sobre l se sitan los tiestoso las bandejas de plstico, que serellenan con el sustrato, en el que secolocan los esquejes a enraizar o lassemillas.

    La decisin de calentar las racesimplica que la temperatura delambiente areo va a ser asimismoregulada, ya que lo contrario produci-ra un desequilibrio que perjudicaralas posibilidades productivas de lasplantas al encontrarse la raz a su tem-peratura ptima para desarrollarse ytrabajar, pero estar los rganos areosparados por sufrir condiciones trmi-cas limitantes.

    Aireacin La ventilacin natural o esttica es

    el modo ms simple de controlar elexceso de temperatura de los inverna-deros, as como de eliminar el excesode humedad y evitar que el nivel deconcentracin de CO2 del aire, des-cienda por debajo del normal. A

  • `medioda en invernaderos que contie-nen cultivos desarrollados y en dasclaros, se han comprobado descensosde la concentracin de CO2 por deba-jo del nivel normal (Lorenzo etal.1990) y esto limita el potencial derendimiento del cultivo.

    En las condiciones del clima medi-terrneo, no es suficiente la ventila-cin esttica para evitar excesos detemperatura en las horas de altaradiacin solar, particularmente enprimavera, verano y parte del otoo,pero hay un conjunto de conoci-mientos y recomendaciones que sonproducto de la investigacin y que esconveniente tener en cuenta al dise-ar, construir y manejar un inverna-dero. Entre estos es importante citardetalles constructivos, como que lasuperficie mnima de ventanas debeser del 15 al 25% de la del suelo, porencima de estos valores el nmero derenovaciones no aumenta de modonotable, que las ventanas son mseficaces cuando se sitan en posi-cin perpendicular a la direccin delviento dominante, pero que en elcaso de varios bloques de invernade-ros paralelos, es ms conveniente

    construirlos con los pasillos separa-dores de invernaderos paralelos a ladireccin del viento; que una alturamayor del invernadero aumenta elvolumen y con ello amortigua lasoscilaciones trmicas e higromtri-cas, al tiempo que hace posible ven-tanas de mayor superficie de apertu-ra. Se recomienda una altura mnimade 3 metros en los lados.

    La eficacia de la ventilacinaumenta notablemente cuando elinvernadero se dota de ventanas enlos lados y en el techo, ya que se pro-ducen diferencias de presin que danlugar a mayor flujo de aire hacia elexterior (Kittas et al., 1997). Ambos,el viento y la temperatura, provocanla diferencia de presin que determi-na los intercambios de aire, que ocu-rren en la ventilacin del invernadero,an cuando el factor determinante esla velocidad del viento (Boulard etal., 1996, 1997). Cuando es superior a2 m/s, la tasa de renovacin, que es elnmero de veces que el volumen deaire del invernadero se renueva cadahora, aumenta mucho con el grado deabertura de las ventanas, pero si endas soleados del invierno son sufi-

    cientes 20 renovaciones para eva-cuar el aire recalentado, en

    verano la ventilacin naturales insuficiente, a pesar de

    que la masa vegetal de uncultivo bien

    desarrollado, es capaz de eliminar lamayor parte del mismo a travs deconsumir del 60 al 70% del excesotrmico en su transpiracin, pero elresto no puede ser regulado slomediante la ventilacin.

    La mejor eficacia en condiciones decalma o poco viento, la proporcionala combinacin de ventanas lateralescon cenitales, con una proporcin desuperficie de abertura de 2 a 1, con locual se obtienen de 50 a 80 renova-ciones por hora. Cuando hay vientosuperior a 4m/s es suficiente disponerde ventanas cenitales.

    El riesgo de enfermedades aumentacon humedad ambiente ms alta, ven-tilar es una solucin. En experimen-tos de ventilacin nocturna se hancomprobado reducciones drsticas dedaos por Botrytis en tomate, a costade reducciones insignificantes delrendimiento total y de cierto retrasoen la primera produccin (Abreu etal., 1994).

    Es ms eficaz abrir las ventanas dellado del viento, los intercambios deaire aumentan, por lo que es recomen-dable tener ventanas en ambos ladosdel invernadero, con posibilidad deapertura independiente segn sea ladireccin del viento, o bien disponer-las en el lado del viento dominante.

    Cuando, debido al riesgo de infec-ciones de virus a travs de insectosvectores, se hace necesaria la colo-cacin de mallas de proteccin con-tra pulgones y mosca blanca o tripsen las ventanas, se produce un efec-to notable de reduccin del nme-ro de renovaciones de aire, de laventilacin. Por ejemplo, entreusar una malla antipulgn, de0,40 x 0,40 mm de cuadro, ouna antitrips de 0,17 x 0,17mm, se ha obtenido una dis-minucin del 43% en laventana cenital orientada alviento y del 38% en la dellado opuesto, con vientode 3m/s.

  • 37`

    Humidificacin y enfria-miento por evaporacin

    La primera regla a seguir cuandonos enfrentamos a excesos de tem-peraturas es tratar de mantener unaalta tasa de transpiracin en las plan-tas. La superficie foliar de un cultivodesarrollado es un eficiente y potenteequipo de climatizacin. La capaci-dad de refrigeracin de la masa vege-tal que llena un invernadero, a travsde su transpiracin, es un eficaz cli-matizador en condiciones de alta tem-peratura, siempre que el cultivo estbien regado y la ventilacin se mane-ja con acierto (Baille et al., 1995).

    Para enfriar los invernaderos enpocas de calor, hay que recurrir aequipos que aprovechan el poder deenfriamiento del aire seco al saturarsede agua, que para evaporarse ha con-sumido calor del ambiente.

    Uno de los sistemas artificiales mseficaces es el panel hmedo por el quese hace pasar aire forzado desde elexterior, que entra seco y al saturarsede humedad mientras atraviesa elpanel, baja su temperatura y el airecaliente es expulsado del invernaderopor extractores de bajo nmero derevoluciones. Estos sistemas, que soncaros, tanto de instalacin, como deuso, por el consumo elctrico, slo soneficaces en lugares en que el aire exte-rior es seco y tiene, por consiguiente,capacidad para saturarse de humedad.

    El panel hmedo de los sistemas decooling se puede hacer de celulosa,paja, viruta y otras fibras artificiales,y se humedece por una tubera demicroaspersores que rocan el aguasaturndolo. Los ventiladores situa-dos en el extremo opuesto del inver-nadero, impulsan aire interno al exte-rior, produciendo una depresin quehace entrar aire externo a travs delpanel hmedo. El cierre del inverna-dero debe ser totalmente hermticopara que este sistema sea eficaz, yaque todo el aire debe entrar nica-mente a travs del panel.

    Otro sistema distinto, pero basadoen el mismo principio es la nebuliza-cin fina. Por medio de diversosmtodos, segn el tipo de sistemaempleado, se proyecta agua al interiordel invernadero, en forma de finasgotas, de 2 a 100 micras de dimetro,segn la instalacin, que son emitidaspor boquillas repartidas por el inver-nadero, generalmente en la parte alta,sobre las plantas; estas gotas tanpequeas se evaporan de inmediato,sin llegar a caer y como resultado deeste cambio de fase producen unenfriamiento del aire, al mismo tiem-po que se reduce el dficit de satura-cin de vapor de agua. Hay en el mer-cado distintos tipos de instalacionesde nebulizacin, que difieren en elmodo de fraccionar la gota de agua,trabajando a alta o baja presin, contipos de boquillas distintos, incorpo-rando o no aire comprimido, etc.Segn los sistemas, la limpieza ypureza del agua adquiere ms impor-tancia o menos, pero en todos loscasos se requiere un buen filtrado de100 a 50 micras y un filtrado fino pos-terior de 5 a 0,5 micras, as comoausencia de sales que puedan formardepsitos sobre las plantas. Algunasaguas requerirn tratamiento para eli-minar estas sustancias (bajar el pH sicontiene bicarbonatos o desminerali-

    zacin) y a pesar de todas estas pre-cauciones, es necesario hacer unalimpieza general de boquillas despusde cada temporada de uso, sumer-gindolas en medio ligeramente cidoo bien en un limpiador por ultrasoni-dos. Las boquillas ms difundidasproyectan el chorro de agua a presinde unos 70 kg/cm2, a travs de un ori-ficio hecho con rayo lser, sobre unaaguja centrada a la salida, sobre laque se estrella el agua y se fraccionaen gotas muy pequeas.

    Cuando se usa nebulizacin debeoptimizarse su efecto refrigerante,combinndola con la ventilacin. Esdecir, a partir de un exceso de tem-peratura y un dficit de saturacin ogrado de sequedad del aire, que elpoder transpirante del cultivo y laventilacin natural no pueden resol-ver, el sistema de control climticodebe accionar la nebulizacin y cerrarlas ventanas, pero no totalmente, sinoque debe quedar un grado de abertu-ra, mayor o menor, segn la velocidaddel viento, que haga posible la entra-da de aire exterior con renovada capa-cidad de saturacin de vapor de agua.Hay varios modelos que tratan deoptimizar estas operaciones.

    SombreoEl uso de mallas de sombreo fijas,

    est relativamente difundido en los

    VENTANASTIPO DE CUBIERTA ABIERTAS ABIERTAS CERRADASmalla negra exterior 38,7 40,0 52,3malla negra interior 47,2 47,7 65,1malla blanca exterior 42,2 42,8 56,3malla blanca interior 48,0 47,0 64,2encalado 42,0 42,2 57,6invernadero sin malla 44,5 43,1 58,5aire libre 32,6 32,4 29,3

    Cuadro 2 Temperaturas mximas (C) en tres das de julio condiversos tipos y colocaciones de mallas de sombreo eninvernadero cubierto con lmina de polietileno.(Martnez y Bimbo, 1992).

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    invernaderos, durante la poca demxima radiacin solar del ao. Loms frecuente es verlas colocadas enel interior del invernadero, sombrean-do el suelo y el cultivo. Las msempleadas son las negras y las blan-cas, de diversas densidades de tejidoy distintos materiales, polietileno,polipropileno, polister, metacrilato,materiales aluminizados, etc., ancuando el ms frecuente es el polieti-leno combinado con el polipropileno.

    La eficacia de estas mallas internascomo amortiguadores de las tempera-turas y los dficits de saturacin exce-sivos, es escasa. En primer lugar, alcolocar la malla dentro del invernade-ro, no se corta la entrada de energasolar en el mismo, con lo cual elnico efecto claro que se consigue esreducir la tasa de fotosntesis, por dis-minucin de la luz, lo que lleva con-sigo, consecuentemente, una reduc-cin pareja de productividad del cul-tivo. Adems esta malla al interceptarla radiacin del sol, absorbe una partede ella, calentndose, especialmentesi es de color negro, y se convierte enun nuevo radiador de calor al ambien-te, lo que agrava la situacin de exce-so trmico (Cuadro 2). A esto seaade la resistencia que la mallaopone a la renovacin de aire por lasventanas, ya que es un obstculo parael flujo libre del aire que sale y queentra en el invernadero.

    El rendimiento de las mallas desombreo mejora mucho si, en lugar decolocarlas en el interior, se colocan enel exterior del invernadero, sobre lacubierta, pues as impiden realmentela entrada de una parte de la radiacinsolar (Cuadro 2). El resultado anmejora ms si forman parte de sucomposicin materiales reflectantes,como son las lminas aluminizadas,que intercaladas entre bandas transl-cidas, en proporciones diversas, segnlas aplicaciones y lugares, reflejan unaparte de la radiacin incidente y secalientan menos. Lo ideal es aadir a

    todo esto la posibilidad de plegar ydesplegar la malla automticamente,en funcin del nivel de luz que llega alas plantas, con lo que se puede opti-mizar su uso, pero esto es considera-blemente ms caro y en algunos tiposde invernaderos es difcil de instalar.Cuando se piensa hacer uso de mallasa colocar en el exterior, es convenien-te completar la estructura del inverna-dero con perfiles en U o en omega en

    las lneas de cumbrera y laterales enalto y en bajo, en los cuales se puedecolocar y tensar fcilmente la malla,sujetndola con un perfil de plsticoflexible que la aprisione en la estruc-tura. Una mejora notable es elevar lamalla sobre la cubierta del invernade-ro, con una estructura suplementaria,dejando un hueco por el que circula elaire, pero esto tiene dos inconvenien-te, es caro y hace la estructura y lamalla ms frgiles a las accionesmecnicas del viento

    Soluciones a la automatiza-cin de un invernadero.

    La competitividad de la horticulturaespaola depende de su capacidad deaprovechar los adelantos cientficos ytecnolgicos. As pues, la automatiza-cin de un invernadero se presentacomo una alternativa que ofrecenumerosas ventajas desde el punto de

    vista del control de los equipos, lacalidad del producto, la seguridad y lagestin integral del invernadero. Laaplicacin de las tecnologas actuales(Buses de Campo, Internet, etc.) juntocon las adecuadas estrategias de con-trol permite llevar a cabo la automati-zacin con xito, solventando los pro-blemas tpicos que presenta, talescomo:

    1) Bucles de control independientes.Tradicionalmente, se han utilizado

    equipos de control especficos (cale-faccin, ventilacin, nebulizacin,etc.) para controlar cada variable fsi-ca del invernadero (temperatura,humedad, etc.). Pero es destacableque cada equipo por separado noafecta slo al comportamiento de unavariable, sino tambin a las dems.Por ejemplo, la nebulizacin afectatanto a la temperatura como a lahumedad en el interior del invernade-ro. Partiendo de este hecho, parecelgico que las decisiones que setomen para activar cada uno de losequipos no estn basadas en el estadode una nica variable, sino que setenga en cuenta el comportamientoglobal del invernadero, permitiendoun control integral del mismo, donde,en funcin de todas las variables cli-mticas se decide la mejor accin decontrol sobre cada equipo para llegaral compromiso de controlar cada unade ellas. La figura 2 muestra el esque-ma de un sistema de control integral.

    SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL

    Figura 2. Control Integral de un invernadero (Clima, Riego y Fertirrigacin).

    sigue en la pg. 43

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    2) Excesivo cableado. Largas dis-tancias.

    La automatizacin de un invernade-ro conlleva la conexin de los senso-res y actuadores del mismo a un siste-ma de control (figura 3), lo cualrequiere un cableado excesivo debidoa la gran cantidad de sensores yactuadores que se suelen utilizar (son-das de temperatura y de humedad,radimetros, anemmetro, contadoresde caudal, manmetros, medidores deconductividad de la solucin fertili-

    zante, humidificadores, calefaccin,automatismos del riego, etc.). Si ade-ms el sistema de control se encuen-tra alejado de la ubicacin del sistemade control o el invernadero es grande,las distancias aumentan agravandoproblemas como el incremento de lasensibilidad a interferencias electro-magnticas, degradacin de las sea-les elctricas, mayor coste de mante-nimiento de las lneas, etc.

    Este problema se puede solucionarmediante el uso de la tecnologa debuses de campo (Bus de Campo,2000), que consiste en el uso de unanica lnea de transmisin de datosque se encarga de conectar todos lossensores y actuadores con el sistemade control (figura 4), reduciendo asel cableado y permitiendo, de manerasencilla, la inclusin de nuevos senso-res y actuadores en el sistema, cuan-do fuera necesario, sin necesidad deimplantar nuevo cableado. Se haoptado en esta aplicacin por el busde campo Profibus (Profibus, 1999),

    (Profibus, 2000) por tratarse de unbus estndar industrial y de uso muyextendido en el mbito europeo. Noobstante, se podra haber optado porotros estndares, igualmente accesi-bles pero menos extendidos en elmbito antes mencionado.3) Carencia de Interfaz Grfico parael Usuario.

    En el control de invernaderos no hasido muy habitual ofrecer un interfazgrfico para el usuario, en este caso elhorticultor, que permita la fcil comu-nicacin con el mismo. Esta carenciase puede solventar actualmente graciasa la tecnologa informtica que permi-te, adems de controlar el invernadero,proporcionar al horticultor informa-cin en formato grfico sobre las con-diciones de sus invernaderos: tempera-turas del aire y sustrato, humedad,radiacin solar, velocidad del viento,etc., e incluso gestionar las alarmas.

    4) Carencia de Conexin Exterior.Un invernadero ha sido tradicional-

    mente una instalacin aislada, dondecualquier cambio en los parmetrosde los sistemas o equipamientos aso-ciados para el control de los mismos,necesariamente pasaba por acudir apie de invernadero para realizardichas modificaciones. El avance enlas tecnologas de la informacin y lascomunicaciones (TIC), en particularcon la introduccin de Internet atodos los niveles, puede ser aprove-chado en este mbito agronmicopara ofrecer al horticultor la posibili-dad de visualizar las variables, modi-ficar los parmetros de control y endefinitiva interactuar con el inverna-dero a todos los niveles, sin necesidadde una actividad presencial, y portanto resolviendo los problemas desdecualquier ordenador conectado a lared Internet, por lejano que este se

    Figura 4. Conexin de sensores y actuadores al Bus de Campo.

    Figura 5. Estructura del sistema de control basado en busesde campo y conexin remota desde Internet.

    Figura 3. Cableado tradicional,de sensores y actuadores

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    encuentre. Son indudables las venta-jas que este tipo de tecnologa puedeaportar en el mbito agronmico.

    Aplicacin en un invernade-ro real.

    Se ha llevado a cabo con xito laautomatizacin y control integral deun invernadero ubicado en el InstitutoValenciano de Investigaciones Agra-rias (IVIA), adoptndose la solucintecnolgica mostrada en la figura 5.Por una parte se dispone del sistema acontrolar, un invernadero hidropnico,cuyos sensores y actuadores sonconectados mediante el Bus de CampoPROFIBUS al sistema de control, que

    en este caso se trata de un AutmataProgramable (PLC). El PLC se encar-ga de activar los equipos de actuacinde modo que se consigan las especifi-caciones requeridas por el horticultor.La conexin del PLC con un ordena-dor personal (PC) brinda la potenciagrfica para desarrollar un interfazgrfico de usuario, que permita cono-cer el estado del invernadero, mostran-do grficas acerca de la evolucin delas variables a lo largo del tiempo,almacenar la informacin en bases dedatos para su posterior tratamiento,gestionar las alarmas provocadas antesituaciones no deseadas, etc.

    La conexin sencilla del ordenador aInternet permite explotar este mediode comunicacin para ofrecer al horti-cultor informacin del invernadero,donde y cuando quiera, a travs decualquier ordenador, lo cual implicamayor flexibilidad y menos costes, yaque el horticultor podra supervisar elestado del invernadero, por ejemplodesde su casa un fin de semana, sinnecesidad de trasladarse al invernade-ro, proporcionando adems mayorseguridad al recibir posibles avisos delas alarmas que puedan ocurrir. As, laexplotacin de Internet gestionara lasalarmas de un modo ms eficiente alpermitir, por ejemplo, enviar mensa-jes de texto a telfonos mviles, corre-os electrnicos, etc., ante cualquieranomala que se pudiera producir.

    1) Estructura de Control Distribuido.El sistema de control distribuido

    implantado en el invernadero est cons-tituido por 4 subsistemas (figura 6):

    El bus de campo (PROFIBUS), esla plataforma fsica de comunicacinentre el autmata programable (PLC)y la periferia descentralizada (DP).

    La periferia descentralizada, seencarga de tomar la informacin delos sensores (de temperatura, hume-dad relativa, etc.), digitalizarla y man-darla por la red PROFIBUS al PLC.Por otra parte recoge las rdenes deste y las ejecuta sobre los sistema deactuacin (ventana, nebulizacin,calefaccin, etc.).

    El PLC acta como unidad decontrol. A partir de la informacin detodos los sensores y de la lgica decontrol, determina las actuaciones arealizar.

    El ordenador personal (PC) utili-za el interfaz grfico de usuario(HMI), trasladando la informacindel PLC al usuario y viceversa, ade-ms de realizar las funciones de ser-vidor de Internet.

    Como se ha explicado anteriormen-te, el uso de los Buses de Campo per-

    Figura 6. Sistema de Control Distribuido basado en 4 subsistemas.

    Figura 7. Uso del Bus de Campo en el invernadero.

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    mite reducir el cableado considera-blemente, y con ello sus problemasasociados. La implantacin del Busde Campo en el invernadero se mues-tra en la figura 7, donde se observa eluso de un nico cable a pesar de lagran cantidad de sensores y actuado-res de que se dispone.2) Aplicacin de Control del inver-nadero desarrollada.

    El PC ejecuta las tareas del interfazde usuario (supervisin, estableci-miento de consignas, alarmas, confi-guracin, etc.), adems del registro dela evolucin de las variables en unabase de datos accesible a travs deOpen DataBase Connectivity (ODBC).En la figura 8 se muestra el aspectodel interfaz de usuario que se ofreceal operador:

    En l se distinguen varias partesrelacionadas con los diferentes lazos obucles de control establecidos. Paratodos ellos es posible actuar sobrecualquiera de los subsistemas enmodo manual y automtico, enten-diendo como manual aqul en el queel operario activa los actuadores sinnecesidad de que la aplicacin de con-trol software desarrollada intervenga,y como automtico, cuando es dichaaplicacin de forma automtica la quegestiona el control del subsistema.

    Los lazos de control ms importan-tes son:

    Humedad: En este lazo se utilizanhigrmetros como sensores y se acta

    mediante un sistema de nebulizacinultrafina y ventiladores para mantenerla humedad en los valores deseados.

    Temperatura: El lazo difiereentre estaciones del ao y entre da ynoche. En la estaciones fras o por lanoche, para mantener la temperaturaen el valor deseado, se hace uso de unsistema de calefaccin, y en las esta-ciones clidas o durante el da se haceuso del sistema de ventilacin, com-binado con la nebulizacin.

    Otros lazos no menos importan-tes son: riego, regulacin de la tem-peratura del sustrato del cultivo, aire-acin del agua de riego, etc.

    Para llevar a cabo estrategias de con-trol complejas se requiere disponer demodelos climticos del invernadero.En ese sentido se dispone de modelosajustados y validados con informacin

    real del invernadero. La figura 9 com-para la evolucin de la temperatura yla humedad del invernadero con la delmodelo, para un intervalo de tiempocorrespondiente a un da, observndo-se la bondad del ajuste.

    Por otra parte, la aplicacin almace-na toda la informacin de las varia-bles, permitiendo la generacin deficheros histricos que se han organi-zado por ventanas temticas de datos,tal y como muestra la figura 10.

    Visualizacin de los datos histri-cos en 2 ventanas de datos temti-cos.

    Adems se han instalado dos cma-ras Web en el invernadero, una en suinterior y otra en el exterior, de modoque el horticultor puede ver el estadodel invernadero en tiempo real, a tra-vs de las mismas.

    Figura 8. Interfaz de Usuario. Figura 9. Modelos climticos.

    Figura 10. Interfaz de usuario.

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    La seguridad es otro aspecto impor-tante a tener en cuenta. Para ello lautilizacin de un bus de campo indus-trial estndar y un PLC, dan robustezal sistema hacindolo poco sensible alos fallos. Adems se supervisa elbuen funcionamiento del PC (reini-cindolo si falla) por parte del PLC,manteniendo los controles bsicos enausencia del PC. Por otra parte, unsistema de alimentacin ininterrum-pida (SAI) protege el PC de posiblesfallos del suministro elctrico.3) Conexin a Internet.

    La conexin a Internet se lleva a

    cabo mediante un software (llamadoVNC) compuesto de dos aplicaciones(una servidora y otra cliente). Instalan-do la aplicacin servidora en el PC apie de invernadero que incorpora elinterfaz grfico de usuario, se permiteque cualquier usuario desde cualquierlugar del mundo pueda acceder a laaplicacin de control y supervisar yteleoperar el invernadero de formaremota, simplemente con instalar laaplicacin de usuario en su PC y sumi-nistrando la clave de acceso adecuada.

    Una vez establecida la conexin atravs de Internet, se tiene acceso almismo interfaz de usuario que el

    mostrado anteriormente (aplicacinde control, grficas, cmaras). Aspues si se desea observar el estadoreal del invernadero en tiempo real atravs de las cmaras desde un orde-nador ubicado en cualquier lugar delmundo, el aspecto del interfaz sera elmostrado en la figura 11:

    Reconfiguracin y creci-miento de la instalacin.

    Una de las ventajas relacionadascon el uso de Buses de Campo y laconsideracin de un sistema descen-tralizado de control, radica en la sen-cillez con la que se pueden reconfigu-rar y aadir nuevos dispositivos (sen-sores y actuadores) al sistema, sinnecesidad de cableado adicional. Estafilosofa se puede extrapolar al casode ampliacin a nuevos invernaderoso de otros procesos. La inversin porinvernadero o proceso, resulta mspequea a medida que aumenta elnmero de ellos. La figura 12 muestraun esquema representativo de laconexin de tres sistemas.

    Tambin se podran utilizar redesinalmbricas para Ethernet (comuni-cacin va radio, Ethernet sin cables)utilizando antenas, lo cual flexibilizatodava ms la aplicacin al permitirconectar mltiples invernaderos oprocesos, distanciados entre s, sinnecesidad de utilizar cableado. Inter-net va radio enlace cumple con lasnormas IEEE 802.11b y la normaindustrial Wireless Fidelity (WiFi)garantizando una total interoperabili-dad entre distintos fabricantes. Setrata de una red de gran velocidad(11Mbps) que utiliza canales en labanda de 2.4 GHz (regulado sin licen-cia). Con el uso de antenas direccio-nales se pueden establecer enlacespunto-a-punto a grandes distancias,permitiendo, por ejemplo, el controlintegral de diferentes invernaderosdentro del mismo sistema.

    Figura 12. Sistema de controlintegral de varios invernaderos.

    Figura 11. Interfaz de usuario mostrado a travs de Internet.

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    Actuador: Dispositivo que adapta laseal del controlador para poder aplicarlaal proceso.

    Algoritmo: Conjunto ordenado y finitode operaciones que permite hallar la solu-cin a un problema.

    Autmata programable: Dispositivo oconjunto de reglas que realizan un encade-namiento automtico y continuo de opera-ciones.

    Bus de campo: Red de comunicacinespecifica para la conexin de sensores yactuadores en el mbito industrial.

    Control distribuido: Estrategia de con-trol que hace uso de dos o ms unidades decontrol independientes conectadas entre s,para poder alcanzar un objetivo comn.Estrategia contraria al control centralizadodonde una nica unidad de control intentacumplir dicho objetivo.

    Digitalizacin: Expresin de una infor-macin en dgitos, para su tratamientoinformtico.

    Ethernet: Es la red de rea local msextendida en la actualidad. Fue diseadooriginalmente por Digital, Intel y Xeroxpor lo cual, la especificacin original seconoce como Ethernet DIX. Posteriormen-te en 1.983, fue formalizada por el IEEEcomo el estndar Ethernet 802.3

    Interfaz de usuario: Representacingrfica que permite mostrar al operador elestado actual de una planta o sistema einteractuar sobre ella.

    Modelo: Conjunto de ecuaciones mate-mticas que caracteriza el comportamientode un sistema.

    Normas IEEE: Conjunto de normas delInstituto de Ingenieros Electricistas y Elec-trnicos.

    NormaWireless Fidelity (WiFi):Norma IEEE 802.11 especifica para redesde comunicacin inalmbricas.

    Open data base connectivity: Protoco-lo (abierto) de comunicacin especificopara base de datos.

    Sensor: Dispositivo formado por clulassensibles que detecta variaciones en unamagnitud fsica y las convierte en sealestiles para un sistema de medida o control.

    Sistema de alimentacin ininterrum-pida: Dispositivo electrnico que se encar-ga de suministrar corriente elctrica a otrodispositivo, en ausencia de suministroelctrico.

    Software: Trmino genrico que se apli-ca a los componentes no fsicos de un sis-tema informtico, como p. ej. los progra-mas, sistemas operativos, etc., que permi-ten a este ejecutar sus tareas.

    AGRADECIMIENTOEste trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto FEDER IFD97-0974-C02-01

    GLOSARIO