¿Cómo aumentar el rendimiento y la calidad de los cultivos de invernadero?
¿Cómo aumentar el rendimiento y la calidad de los cultivos de invernadero?
Sin el proceso de fotosíntesis, la energía luminosa no podría convertir el dióxido de carbono en oxígeno, un elemento esencial para la vida y para nuestros cultivos. Es necesario controlar continuamente los niveles deCO2 para garantizar el rendimiento y la calidad de los cultivos de invernadero. ¿Cómo pueden controlarse con precisión los niveles deCO2?
La fotosíntesis, fuente de vida y generadora de azúcar
¿Sabías que, además de oxígeno, nuestras plantas también producen azúcar?
La fotosíntesis es la fuente del oxígeno que respiramos y de los alimentos que comemos. Sin el proceso de fotosíntesis, la energía luminosa no podría convertir el dióxido de carbono en oxígeno.
Su eficacia depende de una serie de parámetros. Uno de ellos es la concentración de dióxido de carbono en el aire ambiente.
Además de dióxido de carbono, la planta necesita azúcar para crecer. De hecho, produce azúcar por sí misma. Los minerales, el agua y la luz son los otros componentes necesarios.
La reacción de fotosíntesis es entonces la siguiente: CO₂ + H₂O + Luz → Azúcar + O₂.
Más concretamente, este azúcar es utilizado por la planta como combustible. Le permite generar nuevas células y, en cierto modo, respirar.
¿Por qué controlar elCO2 en los invernaderos?
La respuesta es sencilla: controlar el CO₂ optimiza el proceso de fotosíntesis, estimulando y controlando el crecimiento de las plantas.
La producción de cultivos de invernadero es hoy una realidad creciente en todo el mundo. Se calcula que hay 405.000 hectáreas de invernaderos en toda Europa.
En los últimos 20 años se ha producido una revolución en el cultivo y la tecnología de los invernaderos.
Hasta hace poco, un rendimiento de 100 toneladas/ha de tomates en invernadero se consideraba un buen rendimiento... Hoy en día, una cosecha de 600 toneladas/ha no es inusual en invernaderos de alta tecnología.
Hans Dreyer, Director de la División de Producción y Protección Vegetal de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.
El uso de invernaderos ayuda a optimizar el crecimiento de los cultivos
Podría pensarse que las regiones del mundo con abundante sol no necesitan invernaderos. Pero no es así.
Una vez más, dependiendo del cultivo,el CO2, al igual que la temperatura y la velocidad del aire, es un parámetro clave, y su nivel óptimo varía.
Se sabe que la concentración deCO2 en el aire ambiente ha aumentado drásticamente desde la revolución industrial, y aún más rápidamente en la actualidad.
Sin embargo, su nivel medio ronda actualmente las 400 ppm (partes por millón), es decir, el 0,04% del aire que respiramos.
En condiciones adecuadas de luz y temperatura, los tomates crecen mejor con 900 ppm y los pepinos con 700 ppm.
Optimización de la concentración de dióxido de carbono para el crecimiento
Por tanto, parece claro que las atmósferascontroladas por CO2, y por tanto los invernaderos, deben desarrollarse en todas las regiones para hacer frente al reto de alimentar al mundo en los próximos años.
Los Países Bajos son conocidos por ser pioneros en el cultivo en invernaderos de atmósfera controlada. Con un número considerable y en constante crecimiento de 9.000 grandes invernaderos, que ocupan el 0,25% de la superficie total del país, este mercado representa una parte importante del PIB del país. Emplea a 150.000 trabajadores y exporta el 80% de sus productos.
España también es famosa por tener uno de los mayores invernaderos del mundo. Se encuentra en Almería, donde los invernaderos ocupan una superficie de casi 200 km².
¿Cómo puede controlarse el enriquecimiento de CO2 en un invernadero?
El CO₂ extra debe aportarse durante los periodos de tiempo soleado, pero no en días nublados ni por la noche.
Puede extraerse de quemadores que utilizan petróleo o gas natural. En este caso, hay que tener cuidado para evitar la presencia de gases tóxicos en el invernadero, tanto para las plantas (SO2, etileno, etc.) como para el personal (monóxido de carbono).
También se puede utilizarCO2 líquido puro, adquirido a proveedores comerciales.
El método más común de enriquecimiento deCO2 para aplicaciones en invernaderos es la combustión de combustibles fósiles. Y el combustible más utilizado para el enriquecimiento de CO2es el gas natural. La combustión de un m³ de gas natural genera alrededor de 1,8 kg deCO2.
La adición deCO2 puede provocar variaciones locales de la concentración deCO2 en todo el invernadero. Los gradientes horizontales y verticales en las condiciones ambientales son desventajosos, pero inevitables. Lo más importante esevitar una reducción de la homogeneidad del crecimiento de las plantas y de la producción de los cultivos. Por ejemplo, en el caso de una red de distribución, hay una concentración elevada deCO2 cerca de los tubos de distribución y un nivel bajo cerca de la cumbrera, o cerca de las ventanas de ventilación abiertas. Por lo tanto, es aconsejable colocar las líneas de distribución deCO2 en un nivel bajo, lo más cerca posible de los cultivos. De este modo, la difusión natural del dióxido de carbono hacia la parte superior del invernadero garantizará la uniformidad del enriquecimiento deCO2 a lo largo del eje vertical.
La distribución horizontal también es un reto, ya que toda la superficie del invernadero también debe contener la misma cantidad deCO2, para que todas las plantas crezcan al mismo ritmo y la madurez y la calidad sean uniformes en todo el cultivo.
PRINCIPIO DE DISTRIBUCIÓN DEL CO₂ EN UN INVERNADERO.
La solución de Fuji Electric para aumentar el rendimiento y la calidad de los cultivos en invernadero
Creación de una red de control deCO2 : analizador deCO2 por infrarrojos
Para garantizar la homogeneidad volumétrica (tanto horizontal como vertical) de la concentración de CO2 en el invernadero, la mejor estrategia consiste en medirla en varios puntos del invernadero.
Esto puede hacerse con varios analizadores de gases y/o mediante un muestreo multipunto con un único analizador, en función del tamaño del invernadero y del presupuesto disponible.
En el caso de un invernadero grande, se utilizarán varios monitores deCO2 para cubrir todo el volumen. Para que la atmósfera sea lo más representativa posible, cada controlador medirá simultáneamente varias zonas más pequeñas (generalmente 4 ó 6).
Esta estrategia optimizada garantiza una distribución homogénea delCO2 en todos los cultivos.
El monitor deCO2 ZFP de Fuji Electric para invernaderos es un analizador de gases NDIR (infrarrojos no dispersivos) específico. Se diseñó hace años para este fin y se ha ido mejorando con la experiencia. Actualmente se utilizan más de 10.000 monitoresde CO2 ZFP en toda Europa para optimizar nuestra producción de alimentosmejorando la fotosíntesis mediante la fertilizacióncon CO2.
Equipado con su propio filtro interno y bomba, este analizador de infrarrojos es capaz de aspirarel aire ambiente alrededor de su propia posición, y luego de zonas distantes mediante una red de tubos de muestreo. Una estrategia habitual, como la que se ilustra al lado, consiste en aspirar aire de varias zonas para garantizar que elCO2 sea homogéneo en la zona objetivo.
La instalación del controlador ZFP CO₂ es sencilla, y su estabilidad única permite una frecuencia de calibración anual.
¿Cómo funciona el analizador de CO2 NDIR?
La tecnología de infrarrojos no dispersivos de Fuji Electric es conocida desde los años 60 por su robustez y estabilidad de la señal en las condiciones climáticas más adversas.
El sensor funciona mediante una fuente de infrarrojos (IR) que dirige ondas luminosas a través de una célula llena de una muestra de aire. Este aire se desplaza hacia un filtro óptico situado delante de un detector de luz IR.
El detector de luz IR mide la cantidad de luz IR que atraviesa el filtro óptico.
La banda de radiación IR también producida por la fuente IR está muy próxima a la banda de absorción de 4,26 micras delCO2. Como el espectro IR delCO2 es único, la coincidencia de longitudes de onda de la fuente de luz sirve como firma o "huella dactilar" para identificar la molécula deCO2.
Cuando la luz infrarroja atraviesa la célula, las moléculasde CO2 absorben la banda específica de luz infrarroja y dejan pasar las demás longitudes de onda de la luz. Al final del detector, la luz restante incide en un filtro óptico que absorbe todas las longitudes de onda de la luz excepto la absorbida por las moléculasde CO2 de la célula de muestra. Por último, un detector IR lee la cantidad de luz restante que no ha sido absorbida por las moléculas deCO2 o el filtro óptico.
Se mide la diferencia entre la cantidad de luz irradiada por la fuente IR y la cantidad de luz IR recibida por el detector. Como la diferencia es el resultado de la luz absorbida por las moléculas deCO2 presentes en el aire dentro de la célula, es directamente proporcional al número de moléculas deCO2. Estos datos son procesados por la placa electrónica interna y emitidos como una señal de 4-20 mA utilizada por el sistema de enriquecimiento deCO2.
Ventajas del analizador ZFP de Fuji Electric
Garantiza un enriquecimiento perfecto de CO₂ para el cultivo en invernadero.
Mantenga contentos a sus clientes permitiéndoles sacar el máximo partido del invernadero.
Reduzca los costes de instalación y funcionamiento aprovechando todo el potencial del analizador ZFP.
Medición de CO2 en invernaderos Analizador Fuji Electric ZFP
Instalación y funcionamiento sencillos El monitor deCO2 ZFP es un analizador mural llave en mano.
Analizador de gases diseñado para controlar invernaderos Su bomba y filtro integrados permiten tomar muestras de la atmósfera desde cualquier punto del invernadero.
Datos fiables Analizador de gases NDIR de alta precisión con especificaciones garantizadas.
Gran flexibilidad y elección de rangos de medición Los rangos de medición deCO2 pueden elegirse para adaptarse a cualquier tipo de cultivo.
Fácilmantenimiento El propio analizador de gases no requiere mantenimiento. El filtro de polvo integrado y la bomba de muestreo son económicos, fáciles de conseguir y de mantenimiento extremadamente sencillo.
Intervalos de calibración ampliados La tecnología ZFP NDIR es única por su estabilidad de señal, ya que sólo requiere calibración una vez al año.
