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La horticultura bajo invernadero es,quizás, la actividad agrícola en la quese va implantando con mayor rapidezla informática y el control automáti-co. En la búsqueda continua deaumentar la rentabilidad, bien sea através de un mayor rendimiento delos cultivos o bien buscando un apro-vechamiento más eficiente de la ener-gía empleada o, finalmente, por unamejora del rendimiento del trabajoaplicado en todo el proceso de la pro-ducción, los dos primeros aspectosson los que dependen de un mejorcontrol del clima del invernadero.

En muchos invernaderos de lasregiones hortícolas españolas, la ideadel control del clima se limita a tratarde amortiguar, ineficazmente, lascondiciones extremas de temperaturabaja o alta, humedad saturante concondensación y goteo y sequedadextrema con síntomas de déficit hídri-co. Con el paso de los años se ha idoafianzando la convicción de que estasituación debía cambiar. Numerososhorticultores han incluido en susobjetivos de inversión construir mejo-res invernaderos en los que equipos einstalaciones hagan posible la regula-ción más afinada del clima y el con-trol automático de otros factores(riego y fertilización), de modo quepermitan que el cultivo produzca encondiciones más favorables, para

obtener alto rendimiento y mayorcalidad. El control climático delinvernadero es un arma de enormeeficacia para la prevención 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 tecnología de los sensores,actuadores, autómatas programablesy de los ordenadores, cada vez másprecisos y baratos favorecen, sinlugar a duda, esta evolución de losagricultores.

En la producción hortícola intervie-nen muchas variables que participanen procesos físicos y biológicos y porlo tanto el número de factores que esnecesario regular en un invernaderoes grande, temperaturas del aire ysustrato, humedad, CO2, luz, pH, CE,etc. Existen además interaccionesentre muchas de estas variables yregular su combinación óptima no esposible sino con la ayuda de sistemasmás capaces y complejos, con posibi-lidad de llevar algoritmos de controlque integran o relacionan variasvariables climáticas y de usar mode-los que faciliten la predicción delcomportamiento del sistema ante lasdiversas condiciones posibles, con locual la regulación del clima se puedehacer con mayor precisión y estabili-dad, que hasta hace poco no se habí-an generalizado en este sector. De lasnecesidades de control cuando loúnico que se manejaba automática-

Avances en elcontrol de los

factores delclima para

el cultivo eninvernadero

P. F. Martínez1, D. Roca1,R. Suay1, M. Martínez2,

X. Blasco2, J.M. Herrero2

y C. Ramos2

DEPARTAMENTO DE HORTICULTURA.INSTITUTO VALENCIANO DE INVESTIGACIONES AGRARIAS.

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍADE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA

La horticultura bajo invernadero es, quizás, la actividad agrícolaen la que se va implantando con mayor rapidez la informática yel control automático. En la búsqueda continua de aumentar la

rentabilidad, bien sea a través de un mayor rendimiento de los cultivoso bien buscando un aprovechamiento más eficiente de la energíaempleada o, finalmente, por una mejora del rendimiento del trabajoaplicado en todo el proceso de la producción, los dos primeros aspectosson los que dependen de un mejor control del clima del invernadero.

HORTÍCOLES

INTRODUCCIÓN

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mente era la apertura y cierre de lasventanas, a la necesidad actual demanejar de modo combinado la venti-lación, calefacción del aire, del sus-trato, la pantalla térmica, o bien laventilación juntamente con la nebuli-zación ultrafina (“fog”) y posible-mente una malla de sombreo, a lo quehay que añadir el riego y el control dela solución fertilizante, hay un saltotecnológico 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 actuación combinada de losequipos del invernadero, como es elcaso de la apertura controlada de lasventanas y el funcionamiento simul-táneo de la calefacción, cuando seproduce un exceso de humedadambiente, que es conveniente elimi-nar. La introducción de la informáticaha permitido proponer sistemas decontrol que son capaces de manejaralgoritmos con niveles de consignasde varias variables climáticas impor-tantes para el cultivo, así como de ins-trucciones para la actuación de losequipos de climatización de modocombinado y jerarquizado.

El reto actual es conseguir optimi-zar estas herramientas de decisión ymanejo con la mayor simplicidadposible, para que el productor dispon-ga de la información que necesita demodo sintético, sin sentirse desborda-do. Asimismo los sistemas de controldeberían complementarse con mediosy datos de tipo biológico y, particular-mente, fisiológico, que sirvan paraobtener informaciones prácticassobre el estado del cultivo, que ayu-den a su manejo.

Bajo el punto de vista de la produc-ción de cultivos, el ambiente ecológi-co, el hábitat, es el resultado de unacombinación de efectos de los subsis-

temas clima, suelo y factores bióti-cos. En lo que al subsistema clima serefiere, los elementos que lo confor-man son radiación (irradiancia, radia-ción incidente), temperatura (efectosde medias y extremas, ciclos diurnosy estacionales, fluctuaciones térmi-cas), agua (humedad del aire), viento(velocidad media, velocidad extrema,dirección), concentración de CO2 ycontaminación del aire.

Para un crecimiento y desarrolloóptimos, los factores ambientales queintervienen en los procesos que danlugar a los mismos (fotosíntesis,transpiración, respiración, absorciónde agua y elementos minerales, y sutransporte), deben ajustarse a unosniveles considerados como óptimosya que de la interrelación que hayaentre ellos dependerá la tasa o veloci-dad del proceso fotosintético y , porende, de crecimiento.

El objetivo del control climáticoserá, 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 aquí dónde el cultivo prote-gido tiene una gran ventaja frente alcultivo al aire libre utilizando técni-cas de manejo tales como calefac-ción, nebulización, ventilación, enri-quecimiento de CO2, etc.

La FOTOSÍNTESIS es la reacciónmetabólica fundamental, ocurre enunas células específicas situadas en lasuperficie foliar según la ecuación :

Tanto la ocurrencia como la veloci-

dad de esta reacción dependen de latemperatura, habiendo un rango deesta última óptimo específico paracada planta. Hasta aquí vemos laintervención de la radiación PARinterceptada por unos orgánulos espe-

cíficos de las células clorofílicas; delCO2 del aire que ha accedido a laplanta a través del poro estomático,cuya apertura o cierre depende delmovimiento de los estomas, unascélulas específicas situadas en lasuperficie foliar, de la temperatura.Pero es necesario un contenido deter-minado de agua en las células clorofí-licas para que la reacción ocurra. Laplanta contiene agua porque durantesu proceso de crecimiento la ha idoabsorbiendo a través de las raíces. Lafuerza o presión de succión depende,además de la evidente existencia deagua en el entorno radicular, del flujode transpiración. La TRANSPIRA-CIÓN consiste en la salida de vaporde agua de la planta al exterior a tra-vés del poro estomático (el mismopor el que accede el CO2) y su acceso,por tanto, depende del régimen deapertura de los estomas, el cual estácondicionado 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 presión hídrica

PARÁMETROS CLIMÁTICOS

6 CO2(aire) + 6 H2O (celular) +

energía radiante (PAR)

C6H12O6 (asimilados) + 6 O2

➯

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transmitida de inmediato a las raíceslas cuales absorberán agua para vol-ver al equilibrio inicial (ABSOR-CIÓN HÍDRICA). Vemos entonces laestrecha relación que hay entre los 3procesos fundamentales que ocurrenen la planta para su crecimiento ymantenimiento y, los requerimientosambientales básicos para que ocurran.

❊ Radiación solarSe encuentra entre 300 y 2500 nm

del espectro, la que utiliza la plantapara el proceso fotosintético seencuentra entre 400 y 700 nm y esconocida como radiación fotosintéti-camente activa (PAR), constituyealrededor del 50% de la radiaciónsolar global que llega al nivel de latierra, pero sólo una pequeña propor-ción de la misma es absorbida por lasplantas para el proceso fotosintéticomientras que el resto es convertido encalor. El cultivo bajo invernaderodifiere del cultivo al aire libre en quelas radiaciones son más bajas eninvierno y que puede haber pérdidasde alrededor de 30-50% por reflexión

y absorción del material de cubierta,así como de los elementos de cons-trucción del invernadero. Éstas pue-den deducirse por las leyes ópticas dereflexión, absorción y transmisióntanto del material de cubierta comodel material opaco que estructura elinvernadero.

❊ TemperaturaLa temperatura no es un factor de

crecimiento en el sentido de que noaporta energía o constituyentes, perosí que controla las tasas de reaccionesmetabólicas 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 sonespecíficos incluso para cada estadiofisiológico y fenológico. Éstos son elcero de vegetación, óptima de creci-miento, mínima y máxima biológicas(Cuadro 1). Se manejan valores comola integral térmica 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 fluctuacionestérmicas día-noche son importantes yvienen dadas por la termoperiodici-dad. Hay especies cuya respuesta encrecimiento está mas condicionadapor la temperatura media de 24 horas(pepino, tomate, pimiento); otras, encambio dependen más para aumentarla tasa de crecimiento del salto térmi-co día-noche que de la temperaturamedia de 24 horas (lechuga), o quenecesitan un periodo de temperaturasbajas (T<8ºC) previa a la floración,(vernalización) como las crucíferas yliliáceas.

❊Anhídrido carbónico (CO2)El carbono, C, es el principal com-

ponente de la biomasa de la planta,constituyendo el 40-45% de su mate-ria seca total. Es absorbido como CO2

de la atmósfera a través de la fotosín-tesis.

La concentración óptima de CO2

en el ambiente (definida como aque-lla con la que las plantas alcanza un98% de la tasa máxima de creci-

Especie T (ºC) T (ºC) T (ºC) T (ºC) T (ºC) T (ºC) CO2 HR

mínima mínima optima óptima máxima óptima (ppm) óptimaletal biológica NOCHE DÍA biológica radicular (%)

Tomate 0 a 2 8 a 10 13 a 16 22 a 26 26 a 30 15 a 20 1000-2000 55-60

Pepino 0 a 4 10 a 13 18 a 20 24 a 28 28 a 32 20 a 21 1000-3000 70-90

Pimiento 0 a 4 10 a 12 16 a 18 22 a 28 28 a 32 15 a 20 - 65-70

Berenjena 0 a 2 9 a 10 15 a 18 22 a 26 30 a 32 15 a 20 - 65-70

Judía 0 a 2 10 a 14 16 a 18 21 a 28 28 a 35 15 a 20 - -

Melón 0 a 2 12 a 14 18 a 21 24 a 30 30 a 34 20 a 22 - 60-80

Calabacín 0 a 4 10 a 12 15 a 18 24 a 30 30 a 34 15 a 20 - -

Lechuga 0 a 2 4 a 61 0 a 15 15 a 20 25 a 30 10 a 12 1000-2000 60-80

Fresa -2 a 0 6 10 a 13 18 a 22 - 12 a 15 - 60-70

Rosa -6 a 0 8 a 12 14 a 16 20 a 25 30 a 32 15 a 18 1000-2000 70-75

Gerbera 0 a 2 8 a 10 13 a 15 20 a 24 - 18 a 20 - 60-70

Clavel -4 a 0 4 a 6 10 a 12 8 a 21 26 a 32 15 a 18 500- 1000 70-80

Gladiolo 0 a 2 5 10 a 12 16 a 20 - 18 a 21 - -

Poinsettia 0 a 4 8 a 10 16 a 20 20 a 25 - 18 a 20 -

Cuadro 1 Niveles climáticos importantes para algunas especies de plantas cultivadasen invernadero (basado en Tesi, 1972).

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

❊ Humedad del aireEl contenido de vapor de agua en

el aire afecta directamente al proce-so de transpiración, 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 deradiación solar. La transpiraciónconsiste en una salida de vapor deagua de la planta a través de las célu-las estomáticas situadas en la super-ficie foliar. La apertura y cierre esto-máticos están regulados principal-mente por la diferencia de presión devapor de agua que hay entre la cavi-dad subestomática y el aire. Bajocondiciones óptimas de hidrataciónde la planta, hay mayor cantidad deagua contenida en dicha cavidad queen el exterior, es entonces cuando sepuede producir la apertura estomáti-ca, la consiguiente salida de vapor deagua hasta el equilibrio y, a su vez, laentrada de CO2 a la cavidad subesto-mática indispensable en el procesofotosintético. Este proceso de aper-tura de estomas da lugar a una pre-sión de succión transmitida a las raí-ces, dónde se absorben el agua y loselementos minerales disueltos, y sutransporte, a la vez que este movi-miento actúa como regulador de latemperatura de la planta.

Desde el punto de vista de controlclimático 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 máxima en la saturación.Desde el punto de vista agronómicoes más útil trabajar en términos dedéficit de saturación, que es la dife-

rencia entre la capacidad de humedadmáxima y el contenido real. Cada vezse emplea más este parámetro a losefectos de control climático, sustitu-yendo a la humedad relativa.

❊ Fotosíntesis y luz En principio un aumento de energía

luminosa (PAR) dará lugar a unincremento de la tasa fotosintética. Sipartimos de una situación de bajaintensidad luminosa (15 -100 W/m2),un aumento de la misma (> 100W/m2) se corresponderá con unaumento de la tasa fotosintética. Encondiciones mediterráneas la intensi-dad luminosa no es un problemadesde el punto de vista de PAR, sí loes, en cambio, en cuanto a la radia-ción calorífica que da lugar a unincremento excesivo de la temperatu-ra del aire en los invernaderos.

❊ Fotosíntesis y CO2

La planta absorbe CO2 bajo lainfluencia de la luz que, en combina-ción con el agua celular, es transfor-mado a azúcares. La concentración de[CO2] en el aire oscila entre 300-400vpm, si disminuye, la tasa fotosintéti-ca se reduce rápidamente. Los límitesde [CO2] en el aire, mínimos y máxi-mos varían entre especies y entre esta-dos de desarrollo así como dependende las intensidades de los otros facto-res ambientales interrelacionados.

❊ Fotosíntesis y temperaturadel aire

Influye en la velocidad de la reac-ción fotosintética para producción deazúcares, 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

Parámetros que pueden ser controlados

Figura 1. Procesos fisiológicos básicos para el crecimiento de la planta e influen-cia de factores ambientales que pueden ser controlados para su optimización

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nivel óptimo en el cual haya un equi-librio entre la tasa fotosintética y larespiratoria. En la mayoría de lasplantas a –5ºC la fotosíntesis sedetiene, se considera que el intervaloóptimo se encuentra entre 18 y 20ºC, temperaturas superiores noimplican un incremento de tasa foto-sintética, es más, por encima de35ºC, la tasa fotosintética se reducedrásticamente.

El proceso respiratorio está fuerte-mente ligado a la temperatura, éste seinicia a 5ºC, y, entre 5 y 30ºC la tasarespiratoria se incrementa fuertemen-te. Con temperaturas superiores a40ºC la reducción es drástica y puededañar fuertemente a la planta.

Por tanto, la temperatura condicio-na tanto la producción de azúcares enel proceso fotosintético como sureparto hacia el proceso respiratorio oa la división celular.

❊ TranspiraciónEl proceso transpiratorio ocurre en

los estomas situados en la superficiefoliar. La apertura y cierre estomáticoestán influidos por la luz, la concen-tración de [CO2] y el contenido deagua en sus células. La humedad rela-tiva en la cavidad subestomática esdel 100%, cuando la humedad relati-va en el aire del invernadero es infe-rior, el vapor de agua “sale” del esto-ma, está transpirando.

Cuando la transpiración cesa, sedetiene la absorción hídrica (absor-ción pasiva, sin coste energético parala planta) y con ella la de elementosminerales. Esto puede tener un efectonegativo en la calidad de las célulasproducidas y, es por ello, que es nece-sario mantener el proceso transpirato-rio a un nivel mínimo que asegure laabsorción.

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 fisioló-

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

2) Ante situaciones de elevadaintensidad luminosa, que daría lugar auna intensificación excesiva de latranspiración, que podría provocardeshidratación, interesa sombrearpara limitarla.

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

Pero durante los periodos de míni-ma transpiración (por la noche) puedehaber absorción con coste energéticopara la planta (absorción activa) obte-nida del proceso de respiración en lasraíces. Ésta puede provocarse aumen-tando la temperatura radicular y elaporte de oxígeno

❊ CalefacciónSe distinguen dos sistemas de distri-

bución del calor en los invernaderos:

-por aire forzado o convección-por agua caliente o radiación.Los sistemas por aire forzado tienen

instalaciones más simples, requiereninversiones menores, pero la calidaddel clima que se obtiene es peor quela de los sistemas de agua por tuberí-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 tér-mico por convección, pero, por elcontrario, cuando la calefacción 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 pérdidas térmicaspor conducción-convección y fugasaumenta debido a la turbulencia delaire.

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

EQUIPOS DE REGULACIÓN DEL CLIMA

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intercambiadores de calor, pues, enellos, los gases de la combustión 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-tión pueden llevar restos de etileno,monóxido de carbono, óxidos denitrógeno, anhídrido sulfuroso y otrosresiduos que pueden producir efectosnegativos en las plantas (quemaduras,caída de pétalos, defoliación). Cuan-do el combustible empleado es gaspropano y se desea aprovechar el CO2

residual para enriquecer la atmósferadel invernadero, es aconsejable teneruna garantía de pureza del gas y unbuen reglaje del quemador y de lacombustión para evitar problemas enlas plantas. Este aprovechamiento delCO2, subproducto de la combustióndel gas, no tiene interés en los lugaresen que la necesidad de calefacción essólo nocturna, pues durante las horasde oscuridad no hay consumo de CO2

por las plantas, al no tener lugar lafotosíntesis. La acumulación de CO2

durante la noche, puede llegar a serun inconveniente que ponga en difi-cultad la respiración de las plantas,

que por otro lado, resulta estimuladapor la calefacción. El desconocimien-to de los efectos de estas técnicaspuede dar lugar a un mal uso y pro-ducir problemas graves al productor.Un inconveniente importante de estossistemas es la distribución 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 distribución del aire caliente enlos sistemas de convección mejoraconsiderablemente, conduciéndolopor mangas de polietileno transparen-te con perforaciones laterales para lasalida del aire. Conviene situar estasmangas lo más bajo posible, cerca delsuelo, tratando de que no sean unestorbo, por ejemplo entre dos líneaspareadas de plantas, de modo que elcalor salga cerca de las partes vegeta-tivas del cultivo y el aire cálidoascienda entre las plantas, por la tur-bulencia y por su menor densidad,(Martínez y González, 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 calefacción,debe prestarse atención al consumode agua y comprobar la necesidad deriegos nocturnos. El consumo de aguapor transpiración del cultivo, cuandoes calentado por sistemas de convec-ción es mayor que cuando se usantuberías 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 50-60ºC procedente de una caldera. Esun sistema muy extendido, que secombina a menudo con los sistemasde radiación.

El otro grupo de equipos de cale-facción es el de los sistemas radian-tes. En ellos el vehículo del calor esagua calentada en una caldera y dis-tribuida por tuberías metálicas o deplástico. Estos sistemas transmiten elcalor por dos vías, por conveccióncalientan el aire en contacto con lostubos, que, con turbulencia suave, vaelevando poco a poco su temperatura,y por radiación, calientan directamen-te las superficies de las plantas y de lacubierta del invernadero, reduciendolos riesgos de condensaciones deagua en las mismas. La distribucióndel calor es mejor con estos sistemas,su regulación es más 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 60º en el circuito primariode la caldera, y en el circuito delinvernadero (secundario) se regula ala temperatura necesaria según laaplicación que convenga. Entre 50 y80º son las temperaturas más norma-les, las más altas en el caso de tuberí-as metálicas al aire y las más bajas enel de tubos de plástico (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-rán rápidamente el nivel de la tem-peratura a un primer escalón, quegarantice la seguridad del cultivo.

❊ Calefacción de las raícesLa aplicación de calor al medio en

el que viven las raíces, suelo o sustra-to, se hace normalmente por conduc-ción, mediante tubos de plástico 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 diámetro,bajo las líneas de plantas, entre 20 y30 cm de profundidad, y haciendocircular por ellos agua a una tempera-tura máxima de 40ºC, resultante de lamezcla de agua a mayor temperaturadel circuito primario de la caldera,con agua de retorno del circuitosecundario, por medio de una válvulade tres vías, regulada por un termos-tato en la tubería de salida al circuitodel suelo. Se pueden alcanzar tem-peraturas radiculares óptimas con lainstalación de dos metros lineales detubo de polietileno de 25 mm de diá-metro, enterrado por m2 de suelo. Conuna manga de polietileno de 250micras, situada sobre el suelo, al piede las plantas, se consigue simultáne-amente temperaturas óptimas en elsuelo y mínimas de 9 a 13ºC en el airedurante el invierno en las comarcascosteras del Mediterráneo (Martínezet al. 1983, 1985). Pero lo que se estáextendiendo más es el calentamientodel sustrato en los casos del cultivosin suelo.

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

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

En los cultivos hidropónicos, ensustrato inerte, dentro de sacos deplástico, que es muy frecuente enexplotaciones comerciales, se colo-can uno dos tubos de plástico de 25mm de diámetro bajo cada línea desacos y sobre placas de poliestireno,que aíslan del suelo los tubos de cale-facción. En el caso de situar los tubosdentro del sustrato, en el fondo delcontenedor, se debe limitar la tem-peratura del agua a un máximo de 30ºpara evitar dañar las raíces. Hay hor-ticultores que colocan los tubos decalefacción sobre el suelo, junto a lossacos lateralmente; de este modo nose consigue un calentamiento tanbueno del sustrato, pero se reparteuna cantidad de la energía al aire pró-ximo al cultivo. La regulación yhomogeneidad climática en este casoes deficiente, pero los costes de insta-lación son bajos y el sistema es útilcomo apoyo térmico. En este caso esrecomendable usar tubos anillados enlugar de los tubos lisos, más adecua-dos cuando van enterrados.

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

La decisión de calentar las raícesimplica que la temperatura delambiente aéreo va a ser asimismoregulada, ya que lo contrario produci-ría un desequilibrio que perjudicaríalas posibilidades productivas de lasplantas al encontrarse la raíz a su tem-peratura óptima para desarrollarse ytrabajar, pero estar los órganos aéreosparados por sufrir condiciones térmi-cas limitantes.

❊Aireación La ventilación natural o estática es

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

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mediodía en invernaderos que contie-nen cultivos desarrollados y en díasclaros, se han comprobado descensosde la concentración 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-terráneo, no es suficiente la ventila-ción estática para evitar excesos detemperatura en las horas de altaradiación solar, particularmente enprimavera, verano y parte del otoño,pero hay un conjunto de conoci-mientos y recomendaciones que sonproducto de la investigación y que esconveniente tener en cuenta al dise-ñar, construir y manejar un inverna-dero. Entre estos es importante citardetalles constructivos, como que lasuperficie mínima de ventanas debeser del 15 al 25% de la del suelo, porencima de estos valores el número derenovaciones no aumenta de modonotable, que las ventanas son máseficaces cuando se sitúan en posi-ción perpendicular a la dirección delviento dominante, pero que en elcaso de varios bloques de invernade-ros paralelos, es más conveniente

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

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

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

verano la ventilación naturales insuficiente, a pesar de

que la masa vegetal de uncultivo bien

desarrollado, es capaz de eliminar lamayor parte del mismo a través deconsumir del 60 al 70% del excesotérmico en su transpiración, pero elresto no puede ser regulado sólomediante la ventilación.

La mejor eficacia en condiciones decalma o poco viento, la proporcionala combinación de ventanas lateralescon cenitales, con una proporción 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 más alta, ven-tilar es una solución. En experimen-tos de ventilación nocturna se hancomprobado reducciones drásticas dedaños por Botrytis en tomate, a costade reducciones insignificantes delrendimiento total y de cierto retrasoen la primera producción (Abreu etal., 1994).

Es más 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 según sea ladirección del viento, o bien disponer-las en el lado del viento dominante.

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

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❊ Humidificación y enfria-miento por evaporación

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

Para enfriar los invernaderos enépocas 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 máseficaces es el panel húmedo 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 número derevoluciones. Estos sistemas, que soncaros, tanto de instalación, como deuso, por el consumo eléctrico, sólo soneficaces en lugares en que el aire exte-rior es seco y tiene, por consiguiente,capacidad para saturarse de humedad.

El panel húmedo de los sistemas de“cooling” se puede hacer de celulosa,paja, viruta y otras fibras artificiales,y se humedece por una tubería demicroaspersores que rocían el aguasaturándolo. Los ventiladores situa-dos en el extremo opuesto del inver-nadero, impulsan aire interno al exte-rior, produciendo una depresión quehace entrar aire externo a través delpanel húmedo. El cierre del inverna-dero debe ser totalmente herméticopara que este sistema sea eficaz, yaque todo el aire debe entrar única-mente a través del panel.

Otro sistema distinto, pero basadoen el mismo principio es la nebuliza-ción fina. Por medio de diversosmétodos, según el tipo de sistemaempleado, se proyecta agua al interiordel invernadero, en forma de finasgotas, de 2 a 100 micras de diámetro,según la instalación, que son emitidaspor boquillas repartidas por el inver-nadero, generalmente en la parte alta,sobre las plantas; estas gotas tanpequeñas 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 déficit de satura-ción de vapor de agua. Hay en el mer-cado distintos tipos de instalacionesde nebulización, que difieren en elmodo de fraccionar la gota de agua,trabajando a alta o baja presión, contipos de boquillas distintos, incorpo-rando o no aire comprimido, etc.Según los sistemas, la limpieza ypureza del agua adquiere más 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, así comoausencia de sales que puedan formardepósitos sobre las plantas. Algunasaguas requerirán tratamiento para eli-minar estas sustancias (bajar el pH sicontiene bicarbonatos o desminerali-

zación) y a pesar de todas estas pre-cauciones, es necesario hacer unalimpieza general de boquillas despuésde cada temporada de uso, sumer-giéndolas en medio ligeramente ácidoo bien en un limpiador por ultrasoni-dos. Las boquillas más difundidasproyectan el chorro de agua a presiónde unos 70 kg/cm2, a través de un ori-ficio hecho con rayo láser, sobre unaaguja centrada a la salida, sobre laque se estrella el agua y se fraccionaen gotas muy pequeñas.

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

❊ SombreoEl uso de mallas de sombreo fijas,

está relativamente difundido en los

VENTANAS

TIPO DE CUBIERTA ABIERTAS ABIERTAS CERRADAS

malla negra exterior 38,7 40,0 52,3

malla negra interior 47,2 47,7 65,1

malla blanca exterior 42,2 42,8 56,3

malla blanca interior 48,0 47,0 64,2

encalado 42,0 42,2 57,6

invernadero sin malla 44,5 43,1 58,5

aire libre 32,6 32,4 29,3

Cuadro 2 Temperaturas máximas (ºC) en tres días de julio condiversos tipos y colocaciones de mallas de sombreo eninvernadero cubierto con lámina de polietileno.(Martínez y Bimbo, 1992).

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invernaderos, durante la época demáxima radiación solar del año. Lomás frecuente es verlas colocadas enel interior del invernadero, sombrean-do el suelo y el cultivo. Las másempleadas son las negras y las blan-cas, de diversas densidades de tejidoy distintos materiales, polietileno,polipropileno, poliéster, metacrilato,materiales aluminizados, etc., aúncuando el más frecuente es el polieti-leno combinado con el polipropileno.

La eficacia de estas mallas internascomo amortiguadores de las tempera-turas y los déficits de saturación exce-sivos, es escasa. En primer lugar, alcolocar la malla dentro del invernade-ro, no se corta la entrada de energíasolar en el mismo, con lo cual elúnico efecto claro que se consigue esreducir la tasa de fotosíntesis, por dis-minución de la luz, lo que lleva con-sigo, consecuentemente, una reduc-ción pareja de productividad del cul-tivo. Además esta malla al interceptarla radiación del sol, absorbe una partede ella, calentándose, especialmentesi es de color negro, y se convierte enun nuevo radiador de calor al ambien-te, lo que agrava la situación de exce-so térmico (Cuadro 2). A esto seañade la resistencia que la mallaopone a la renovación de aire por lasventanas, ya que es un obstáculo 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 así impiden realmentela entrada de una parte de la radiaciónsolar (Cuadro 2). El resultado aúnmejora más si forman parte de sucomposición materiales reflectantes,como son las láminas aluminizadas,que intercaladas entre bandas translú-cidas, en proporciones diversas, segúnlas aplicaciones y lugares, reflejan unaparte de la radiación incidente y secalientan menos. Lo ideal es añadir a

todo esto la posibilidad de plegar ydesplegar la malla automáticamente,en función del nivel de luz que llega alas plantas, con lo que se puede opti-mizar su uso, pero esto es considera-blemente más caro y en algunos tiposde invernaderos es difícil 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 líneas de cumbrera y laterales enalto y en bajo, en los cuales se puedecolocar y tensar fácilmente la malla,sujetándola con un perfil de plásticoflexible 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 más frágiles a las accionesmecánicas del viento

❊ Soluciones a la automatiza-ción de un invernadero.

La competitividad de la horticulturaespañola depende de su capacidad deaprovechar los adelantos científicos ytecnológicos. Así pues, la automatiza-ción 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 lagestión integral del invernadero. Laaplicación de las tecnologías actuales(Buses de Campo, Internet, etc.) juntocon las adecuadas estrategias de con-trol permite llevar a cabo la automati-zación con éxito, solventando los pro-blemas típicos que presenta, talescomo:

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

equipos de control específicos (cale-facción, ventilación, nebulización,etc.) para controlar cada variable físi-ca del invernadero (temperatura,humedad, etc.). Pero es destacableque cada equipo por separado noafecta sólo al comportamiento de unavariable, sino también a las demás.Por ejemplo, la nebulización afectatanto a la temperatura como a lahumedad en el interior del invernade-ro. Partiendo de este hecho, parecelógico que las decisiones que setomen para activar cada uno de losequipos no estén basadas en el estadode una única variable, sino que setenga en cuenta el comportamientoglobal del invernadero, permitiendoun control integral del mismo, donde,en función de todas las variables cli-máticas se decide la mejor acción 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 Fertirrigación).

… sigue en la pág. 43

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2) Excesivo cableado. Largas dis-tancias.

La automatización de un invernade-ro conlleva la conexión 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,radiómetros, anemómetro, contadoresde caudal, manómetros, medidores deconductividad de la solución fertili-

zante, humidificadores, calefacción,automatismos del riego, etc.). Si ade-más el sistema de control se encuen-tra alejado de la ubicación del sistemade control o el invernadero es grande,las distancias aumentan agravandoproblemas como el incremento de lasensibilidad a interferencias electro-magnéticas, degradación de las seña-les eléctricas, mayor coste de mante-nimiento de las líneas, etc.

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

(Profibus, 2000) por tratarse de unbus estándar industrial y de uso muyextendido en el ámbito europeo. Noobstante, se podría haber optado porotros estándares, igualmente accesi-bles pero menos extendidos en elámbito antes mencionado.3) Carencia de Interfaz Gráfico parael Usuario.

En el control de invernaderos no hasido muy habitual ofrecer un interfazgráfico para el usuario, en este caso elhorticultor, que permita la fácil comu-nicación con el mismo. Esta carenciase puede solventar actualmente graciasa la tecnología informática que permi-te, además de controlar el invernadero,proporcionar al horticultor informa-ción en formato gráfico sobre las con-diciones de sus invernaderos: tempera-turas del aire y sustrato, humedad,radiación solar, velocidad del viento,etc., e incluso gestionar las alarmas.

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

mente una instalación aislada, dondecualquier cambio en los parámetrosde 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 tecnologías de la información y lascomunicaciones (TIC), en particularcon la introducción de Internet atodos los niveles, puede ser aprove-chado en este ámbito agronómicopara ofrecer al horticultor la posibili-dad de visualizar las variables, modi-ficar los parámetros 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. Conexión de sensores y actuadores al Bus de Campo.

Figura 5. Estructura del sistema de control basado en busesde campo y conexión 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 tecnología puedeaportar en el ámbito agronómico.

❊ Aplicación en un invernade-ro real.

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

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

La conexión sencilla del ordenador aInternet permite explotar este mediode comunicación para ofrecer al horti-cultor información del invernadero,donde y cuando quiera, a través decualquier ordenador, lo cual implicamayor flexibilidad y menos costes, yaque el horticultor podría supervisar elestado del invernadero, por ejemplodesde su casa un fin de semana, sinnecesidad de trasladarse al invernade-ro, proporcionando además mayorseguridad al recibir posibles avisos delas alarmas que puedan ocurrir. Así, laexplotación de Internet gestionaría lasalarmas de un modo más eficiente alpermitir, por ejemplo, enviar mensa-jes de texto a teléfonos móviles, corre-os electrónicos, etc., ante cualquieranomalía que se pudiera producir.

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

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

✤ El bus de campo (PROFIBUS), esla plataforma física de comunicaciónentre el autómata programable (PLC)y la periferia descentralizada (DP).

✤ La periferia descentralizada, seencarga de tomar la información delos sensores (de temperatura, hume-dad relativa, etc.), digitalizarla y man-darla por la red PROFIBUS al PLC.Por otra parte recoge las órdenes deéste y las ejecuta sobre los sistema deactuación (ventana, nebulización,calefacción, etc.).

✤ El PLC actúa como unidad decontrol. A partir de la información detodos los sensores y de la lógica decontrol, determina las actuaciones arealizar.

✤ El ordenador personal (PC) utili-za el interfaz gráfico de usuario(HMI), trasladando la informacióndel PLC al usuario y viceversa, ade-más 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 implantación del Busde Campo en el invernadero se mues-tra en la figura 7, donde se observa eluso de un único cable a pesar de lagran cantidad de sensores y actuado-res de que se dispone.

2) Aplicación de Control del inver-nadero desarrollada.

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

En él se distinguen varias partesrelacionadas con los diferentes lazos obucles de control establecidos. Paratodos ellos es posible actuar sobrecualquiera de los subsistemas enmodo manual y automático, enten-diendo como manual aquél en el queel operario activa los actuadores sinnecesidad de que la aplicación de con-trol software desarrollada intervenga,y como automático, cuando es dichaaplicación de forma automática la quegestiona el control del subsistema.

Los lazos de control más importan-tes son:

✤ Humedad: En este lazo se utilizanhigrómetros como sensores y se actúa

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

✤ Temperatura: El lazo difiereentre estaciones del año y entre día ynoche. En la estaciones frías o por lanoche, para mantener la temperaturaen el valor deseado, se hace uso de unsistema de calefacción, y en las esta-ciones cálidas o durante el día se haceuso del sistema de ventilación, com-binado con la nebulización.

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

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

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

Por otra parte, la aplicación almace-na toda la información de las varia-bles, permitiendo la generación deficheros históricos que se han organi-zado por ventanas temáticas de datos,tal y como muestra la figura 10.

Visualización de los datos históri-cos en 2 ventanas de datos temáti-cos.

Además se han instalado dos cáma-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-vés de las mismas.

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

Figura 10. Interfaz de usuario.

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La seguridad es otro aspecto impor-tante a tener en cuenta. Para ello lautilización de un bus de campo indus-trial estándar y un PLC, dan robustezal sistema haciéndolo poco sensible alos fallos. Además se supervisa elbuen funcionamiento del PC (reini-ciándolo si falla) por parte del PLC,manteniendo los controles básicos enausencia del PC. Por otra parte, unsistema de alimentación ininterrum-pida (SAI) protege el PC de posiblesfallos del suministro eléctrico.

3) Conexión a Internet.La conexión a Internet se lleva a

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

Una vez establecida la conexión através de Internet, se tiene acceso almismo interfaz de usuario que el

mostrado anteriormente (aplicaciónde control, gráficas, cámaras). Asípues si se desea observar el estadoreal del invernadero en tiempo real através de las cámaras desde un orde-nador ubicado en cualquier lugar delmundo, el aspecto del interfaz sería elmostrado en la figura 11:

❊Reconfiguración y creci-miento de la instalación.

Una de las ventajas relacionadascon el uso de Buses de Campo y laconsideración de un sistema descen-tralizado de control, radica en la sen-cillez con la que se pueden reconfigu-rar y añadir nuevos dispositivos (sen-sores y actuadores) al sistema, sinnecesidad de cableado adicional. Estafilosofía se puede extrapolar al casode ampliación a nuevos invernaderoso de otros procesos. La inversión porinvernadero o proceso, resulta máspequeña a medida que aumenta elnúmero de ellos. La figura 12 muestraun esquema representativo de laconexión de tres sistemas.

También se podrían utilizar redesinalámbricas para Ethernet (comuni-cación vía radio, Ethernet sin cables)utilizando antenas, lo cual flexibilizatodavía más la aplicación al permitirconectar múltiples invernaderos oprocesos, distanciados entre sí, sinnecesidad de utilizar cableado. Inter-net vía “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 través de Internet.

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

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

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

Bus de campo: Red de comunicaciónespecifica para la conexión de sensores yactuadores en el ámbito industrial.

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

Digitalización: Expresión de una infor-mación en dígitos, para su tratamientoinformático.

Ethernet: Es la red de área local másextendida en la actualidad. Fue diseñadooriginalmente por Digital, Intel y Xeroxpor lo cual, la especificación original seconoce como Ethernet DIX. Posteriormen-te en 1.983, fue formalizada por el IEEEcomo el estándar Ethernet 802.3

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

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

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

NormaWireless Fidelity (WiFi):Norma IEEE 802.11 especifica para redesde comunicación inalámbricas.

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

Sensor: Dispositivo formado por célulassensibles que detecta variaciones en unamagnitud física y las convierte en señalesútiles para un sistema de medida o control.

Sistema de alimentación ininterrum-pida: Dispositivo electrónico que se encar-ga de suministrar corriente eléctrica a otrodispositivo, en ausencia de suministroeléctrico.

Software: Término genérico que se apli-ca a los componentes no físicos de un sis-tema informático, 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