Enrique

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TECNOLOGÍA HORTÍCOLA

En el perfil del proyectoMediodía hay un enfoquede invernadero factoríaLa mayor parte de los sistemas que se utilizanen el proyecto van a instalarse en la fincaexperimental de la Fundación Cajamar"Las Palmerillas" en Almería, en Biomivade Madrid y en el grupo AN de Navarra

EspíCoordinador del proyecto Cenit

Mediodía que realiza un consorcioliderado por Repsol

Enrique Espí obtuvo la Licenciatura enCiencias Químicas y el Doctorado en

Química por la Universidad del País Vasco.Desde 1992 ha trabajado en el Centro de

Tecnología Repsol, donde ha desarrolladoproyectos de investigación internos,

nacionales e internacionales sobremateriales poliméricos, en especial para

aplicaciones agrícolas, bioenergía yconversión de CO .2 a biomasa. Posee 7

patentes, es autor de dos libros y de más de60 publicaciones técnicas. Desde 2007 escoordinador del proyecto Cenit Mediodía,

cuyo consorcio lidera Repsol.

¿Hacia adónde va la industria hortícola eninvernaderos? El control del clima, la utili-zación del agua y de la fertilización y loscostes del trabajo forman parte de las clavesde la producción hortícola. La Horticulturatiene una extraordinaria importancia en laeconomía española. El tecnólogo EnriqueEspí es coordinador de Proyecto de investi-gación Cenit Mediodía y el objeto de estaentrevista es conocer cuáles son los aspectosmás innovadores de estos trabajos en los queel consorcio investigador hace una inversiónde 28 millones de euros.

Parece que en los últimos tiempos en Espa-ña hay un interés por conocer mejor las acti-vidades económicas de la Horticultura. ¿Quées el Documento Cotec sobre invernaderosde Plástico? ¿Qué son los proyectos Cenit y,en concreto, el proyecto que Ud coordina, elCenit Mediodía?Tanto el documento Cotec como el proyectoMediodía son dos iniciativas que respondena la necesidad de la incorporación de nuevastecnologías al sector de la agricultura bajoplástico en España.La fundación Cotec ha publicado reciente-mente un informe de oportunidades tecnoló-gicas sobre el invernadero de plástico, en elque he tenido el placer de colaborar. Estosdocumentos son soportes de sensibilizaciónque pretenden dar a conocer tecnologías yservicios tecnológicos que son de aplicacióna amplios sectores de actividad. En estecaso, se ha tratado el sector del invernaderode plástico y se ha repasado el estado de la

tecnología actual, así como las oportunida-des que se presentan tanto en materiales,sistemas eléctricos, biológicos y mecánicospara las aplicaciones actuales, como en nue-vas aplicaciones de los invernaderos de plás-tico, en acuicultura, cultivos energéticos,biominería, etc. En la elaboración del docu-mento participó un panel de expertos tantode la industria como de la academia y la ad-ministración.El Programa CENIT, del Centro para el De-sarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), cu-yas siglas corresponden a "Consorcios Es-tratégicos Nacionales en Investigación Téc-nica", contempla la financiación de grandesproyectos integrados de investigación indus-trial de carácter estratégico para el país. Es-tos proyectos se desarrollan en consorciosde empresas y tienen una importante partici-pación de universidades y centros de investi-gación, a través de contratos de colaboración.En la segunda convocatoria CENIT (2007-2010), se aprobó el proyecto Mediodía, acró-nimo de "Multiplicación de Esfuerzos para elDiseño, Investigación, Optimización y Desa-rrollo de Invernaderos Avanzados".

¿En qué se centran las investigaciones du-rante estos 3 años del Cenit Mediodía?¿Energía, agua y costes de trabajo? ¿Dónderealizan Uds los trabajos prácticos de sus in-vestigaciones, cuáles son los escenariosdonde hacen las experiencias los socios delproyecto?El proyecto cubre casi todos los aspectos delsistema productivo en invernadero: desde las

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estructuras, sistemas y materiales, el sumi-nistro de energía y agua renovables y el tra-tamiento de productos y residuos y se ha di-vidido en siete actividades.Estructuras, sistemas mecánicos, eléctricosy electrónicos: se han agrupado en esta acti-vidad las líneas de trabajo relacionadas conel desarrollo de un invernadero altamenteautomatizado, con nuevas estructuras y sis-temas de climatización, y eficiente en elconsumo de energía y agua. En esta línea, seva a acometer el desarrollo de innovadoressistemas de refrigeración y calefacción delinvernadero, alimentados por energía solar,nuevas estructuras de invernadero con cu-biertas móviles que permiten una climatiza-ción óptima, sistemas logísticos para el mo-vimiento automatizado de las plantas y unsistema de monitorización y control globaldel invernadero.

También se contempla la investigación denuevos materiales; por un lado, para las cu-biertas que consigan diferentes efectos a tra-vés del uso de nanotecnologías y funcionali-zación de polímeros; por otro, nuevas tecno-logías solares fotovoltaicas basadas en lautilización de células poliméricas e híbrido-orgánicas, con el fin último de integrarlas enla cubierta del invernadero. Por último, seincluye en esta actividad el desarrollo demateriales poliméricos como sustratos paracultivos hidropónicos.Se trabajará así mismo sobre sistemas bioló-gicos auxiliares con una doble finalidad: in-vestigar el uso de biopolinizadores en inver-naderos, y desarrollar programas de controlintegrado de plagas en cultivos hortícolas yornamentales.Las principales líneas de trabajo en lo quese refiere a productos serán, por un lado, el

Las imágenes utilizadas en la ilustracióndel perfil del Proyecto Mediodía que en laentrevista explica Enrique Espí son detallesde algunos de los ensayos del proyecto.

desarrollo de nuevos sistemas de clasifica-ción, procesado, envasado y trazabilidad delos productos, y por otro el desarrollo denuevas condiciones de envasado y procesospostcosecha para la optimización de la con-servación del producto.En cuanto a los coproductos y residuos, sepretende buscar sistemas novedosos de ges-tión y revalorización de los mismos, espe-cialmente los residuos plásticos y vegetales.Uno de los conceptos fundamentales delproyecto Mediodía es el de "InvernaderoSostenible", por lo que una parte muy im-portante de las líneas de trabajo a acometerpor el consorcio irá enfocada a conseguireste objetivo. Por ello, en el área denomina-da Suministros renovables centralizados sevan a investigar sistemas de energías reno-vables para cubrir las necesidades energéti-cas de climatización, electricidad de procesoy control de un polígono de invernaderos, demanera centralizada y distribuida. Tambiénse llevarán a cabo los trabajos de investiga-ción necesarios para garantizar el suministrode agua de calidad al invernadero a partir dedistintas fuentes (agua de pozo, de mar oprocedente de reutilización) y se desarrolla-rán los sistemas de gestión y control delabastecimiento energético y de agua del in-vernadero.Finalmente, se ha contemplado en el proyec-to una actividad transversal cuya finalidades por un lado validar la aplicabilidad realde algunas de las nuevas tecnologías obteni-das por el consorcio a lo largo del proyecto,y por otro adaptar las mismas a diferentes

climas y cultivos propios de las zonas agrí-

colas más importantes de España. Para ellose realizarán trabajos en 3 ámbitos: cultivoshortícolas en clima mediterráneo, cultivoshortícolas en el Valle del Ebro y cultivos or-namentales en clima continental.

En la horticultura actual, ¡,evolucionamos ha-cia la automatización de los procesos?productor le es posible, a la vez fácil, cono-cer los factores de rendimiento; cómo se

comporta una planta, por ejemplo, de tomateen invierno y en verano, o los que afectan al

" El proyecto Mediodía repasael estado de la tecnología actualdel sector de los invernaderos de plástico,y las oportunidades que se presentanen materiales, sistemas eléctricos,biológicos y mecánicos',

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crecimiento de unos geranios, o qué se ne-cesita para producir en condiciones medite-rráneas fresas extradulces en Navidad?Efectivamente, el proyecto Mediodía apues-ta por un sistema productivo con una menordependencia de mano de obra poco cualifi-cada y una automatización de procesos, paralo que se necesitará una mayor especializa-ción de los trabajadores. Trabajamos con unenfoque de "invernadero factoría" en el quelas plantas se desplacen mediante un sistemalogístico integrado desde la zona de creci-miento. donde reciben la luz, el CO 2 , el aguay los nutrientes, hasta la zona de procesado,donde se llevan a cabo las tareas de siembra,poda, cosechado, etc. mediante sistemas au-tomáticos o manuales. El ambiente de lazona de procesado siempre tendrá la hume-dad y temperatura controladas y estará librede agroquímicos, lo que mejorará radical-mente la ergonomía de los trabajadores.En cuanto a los sistemas de control, en otrade las actividades se están desarrollando sis-temas de sensores "sobre planta" con los

que se controlarán las necesidades de la mis-ma en cuanto a calor o riego, el tamaño y lamaduración del fruto, en lugar de hacerlomediante parámetros ambientales, que nodejan de ser indicadores indirectos de la si-tuación del cultivo.

En muchos países hay tecnología disponiblepara ser muy eficaces en la producción defrutas y hortalizas. En invernaderos hay ca-sos de producciones de 100 kilos de tomatespor metro cuadrado; en el norte de Méjico al-gunos cultivadores bajo plástico tienen cose-chas de 30 kilos y en cambio en otras regio-nes del mundo los avances de productividadson más bajos y la mejora más lenta. Sinembargo, en cada caso hay factores que loshacen económicamente viables para el pro-ductor. Por un lado están los factores de tec-nología y por otros, la relación entre el cultivoy el clima, o los aspectos económicos de laposcosecha, la distribución y venta. El Proyec-to Cenit Mediodía ¡,cómo está estructurado?¿Es un proyecto de investigación básica para

descubrir en la práctica cómo avanzar en elfuturo, o los socios del proyecto ofreceránpronto resultados a los cultivadores? ,Cuá-les son las fases del proyecto Mediodía?Es cierto, la situación y las necesidades tec-nológicas de un invernadero son muy dife-rentes dependiendo del cultivo, la situacióngeográfica y el entorno, por el eso el consor-cio del proyecto Mediodía está compuestopor dos tipos de empresas. Por un lado estánlos "desarrolladores" de tecnologías, querealizan la investigación y el desarrollo desistemas y materiales y, por otro, están los"integradores" de estos sistemas, que son losencargados de aplicar y adaptar estos desa-rrollos a situaciones concretas. En este últi-mo grupo contamos con la Fundación Caja-mar, que llevará a cabo la adaptación paralos cultivos hortícolas típicos del sur espa-ñol en Almería; con Biomiva, que lo harápara cultivos ornamentales en un clima con-

" El proyecto trata de casi todoslos aspectos del sistema productivoen invernadero: desde las estructurasy materiales, el suministro de energíay agua renovables y el tratamientode productos y residuos',

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El proyecto de investigación Mediodía

El proyecto de investigación industrial MEDIODÍA, acrónimo de "Multiplica-ción de Esfuerzos para el Desarrollo, Innovación, Optimización y Diseño de Inverna-deros Avanzados", liderado por Repsol YPF, ha sido uno de los quince proyectos me-recedores del apoyo del programa de Consorcios Estratégicos Nacionales de Investi-gación Tecnológica (CENIT) en su segunda convocatoria (2007-2010).

El objetivo general del proyecto es realizar una investigación de carácter estra-tégico en el campo de la agricultura bajo plástico que permita el desarrollo de unnuevo concepto de invernadero avanzado, altamente automatizado, eficiente en elconsumo de energía y agua y que permita cultivos diversificados y rentables en cual-quier época del año en distintos climas españoles, mediante un sistema de producciónintegrada.

El proyecto contempla desarrollos en el área de materiales (para la cubierta, es-tructura y sustrato del invernadero), sistemas electromecánicos (climatización, movi-miento de plantas, fertirrigación y fertilización carbónica) y sistemas biológicosauxiliares (polinizadores y lucha integrada). Así mismo, trabajará sobre la gestión deproductos (clasificación, procesado y envasado de vegetales), co-productos y residuosy sobre el suministro de energía y agua renovables a agrupaciones de invernaderos.

En MEDIODÍA participan, además de Repsol YPF, empresas líderes en sus sec-tores como: Acciona Solar. Acciona Agua. Ulma Agrícola, Ulma Handling Systems,Ulma Packaging, Ingeteam, Agrobío, Biomiva, Grupo AN y Fundación Cajamar.

Buena parte de las actividades del proyecto serán realizadas por organismos deinvestigación como: las Universidades de Almería, de Barcelona, de Mondragón, delPaís Vasco, Autónoma de Madrid, Politécnica de Madrid . Politécnica de Cartagena.Politécnica de Valencia, Pública de Navarra, Rey Juan Carlos y Rovira i Virgili; losCentros Tecnológicos Labein, Ciemat, Cener-Ciemat, Plataforma Solar de Almería-Ciemat, Cemitec, Cidemco, Robotiker e Ikerlan; los Institutos de Ciencia y Tecnolo-gía de Polímeros y de Ciencia de Materiales de Barcelona, ambos del CSIC, IFAPAde Almería, ITGA de Navarra. IRTA de Cabrils e IMIDA de Murcia, así como la

Fundación Prorniva.

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Banquetas con lilium en ensayos de controlde clima.

tinental como el de Madrid; y con el grupoAN, que lo hará para cultivos hortícolas, fun-damentalmente de hoja, en la zona del valledel Ebro, en Navarra.

El gran modernizador de la horticultura son lasaplicaciones de los plásticos. El invernadero hacambiado los conceptos para producir frutas,hortalizas y de muchas plantas de vivero. Ud esun investigador de materiales plásticos en Rep-

sol YPF ¿Cómo se están aplicando los resulta-dos de la innovación de los plásticos para suutilización en invernaderos? ¿Qué novedadesveremos próximamente?Dentro de Cenit Mediodía se desarrollan va-rias líneas de trabajo relacionadas específica-mente con los materiales plásticos, entre lasque merece la pena destacar:

• La investigación sobre nuevas poliolefi-nas con mejores propiedades mecánicas,ópticas y de fotoestabilidad como políme-ros base para filmes para cubiertas de in-vernadero.• El desarrollo de nuevas formulacionespara filmes de cubierta de invernadero, pormedio de la funcionalización de polímeroso del uso de nanocargas minerales, conpropiedades supertérmicas, luminiscentes,fotoselectivas del infrarrojo próximo o elultravioleta, con propiedades superficialeshidrofílicas o superhidrofóbicas y con fo-toestabilizaciones de larga duración.• La elaboración de paquetes de softwareque permitan simular las propiedades delas cubiertas plásticas en función de sucomposición y, en función de estas propie-dades, simular el clima del invernadero.• La investigación en nuevos materialespara sustratos para cultivos sin suelo (se-

mihidropönicos) a partir de polímeros vírge-nes o reciclados y cargas minerales.• El desarrollo de nuevas tecnologías parapaneles solares fotovoltaicos a partir de cé-lulas poliméricas e híbrido-orgánicas, parael suministro de energía renovable al inver-nadero.• La investigación en materiales poliméricosorgánicos e híbridos orgánicos/inorgánicospara membranas semipermeables para el tra-tamiento de aguas recicladas o procedentesde pozo o del mar, para el suministro deagua renovable al invernadero.

Según una reciente entrevista en estas mis-mas páginas a un destacado ejecutivo deuna empresa de transformación de plásticos,lo que quiere el agricultor es que el plásticole dure más tiempo. ¿Cuáles son los factoresde este debate? ¿El plástico de mayor dura-ción va a significar siempre mayor precio?

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Programas de cultivos diferentesen invernaderos de cubiertas de plásticocon características específicas.

Existen factores que hacen deseables losplásticos de mayor duración: sustitucionesmenos frecuentes, menor cantidad de resi-duos, etc. pero, por otro lado, las duracioneslargas van acompañadas de un deterioro depropiedades, especialmente ópticas, perotambién superficiales, como el efecto anti-goteo, por lo que la duración del plásticodebe ser un compromiso entre estas dos ten-dencias. Dentro del proyecto Mediodía seestá trabajando con nuevos polímeros base,nuevos aditivos fotoestabilizantes y sistemasde funcionalización del plástico que permi-tirán mejorar el balance duración-propieda-des siempre buscando una ventaja económi-ca para el agricultor.

En España en general hay mucho interés porlas energías renovables. A los espacios dedi-cados a la producción de energía en placassolares les llaman "huertos". La horticulturaen general ocupa grandes espacios, la horti-cultura genera bastante actividad económicay su tecnificación requiere consumos crecien-tes de energía, por ejemplo para refrigerar ocalentar los invernaderos. Las tecnologías endesarrollo que realizan en Mediodía ¿permiti-rán a las empresas hortícolas hacer planespara balances energéticos igual a cero?El proyecto se ha planteado en dos escena-rios o escalas: el invernadero individual de1 ha de superficie y el "polígono de inverna-deros" de 50 ha de extensión. Para cada unode ellos se ha tratado de dar solución a lossuministros energéticos y de agua de formaque lleguen a ser lo más autosuficiente posi-ble, aunque no se ha planteado que esténcompletamente aislados, ya que esto haría

necesario un sobredimensionamiento de lasinstalaciones solares que las haría económi-camente inviables.El objetivo es llegar al máximo de renova-bles pero esto, en el caso del suministroenergético lleva a optimizar el reparto de laenergía solar incidente sobre un terreno en-tre la dedicada directamente a la producciónagrícola, a través de la fotosíntesis, y la de-dicada a la producción energética (calor yelectricidad) para el funcionamiento del in-vernadero. Este "reparto de fotones" se haplanteado en varios escenarios: reparto enfunción de la longitud de onda, reparto de lasuperficie de captación y reparto del tiempode captación. Probablemente el óptimo eco-nómico de este reparto sea diferente en fun-ción del tipo de cultivo y de la situacióngeográfica, e incluso la estrategia de repartotenga que ser diferente, pero el objetivo esque en cualquier caso la tasa de autosufi-ciencia o de cobertura con suministros reno-vables sea cercana al 100%.

" Se investigan los sistemas de energíasrenovables para cubrir las necesidadesenergéticas de climatización, electricidadde proceso y control de un polígono deinvernaderos, de manera centralizada,'

Los socios del Proyecto Mediodía, ¿tienenpropuestas para refrigerar y calentar los in-vernaderos de plástico?¿Cómo hay que ventilar un invernadero?:¿solo con ventanas cenitales o también conventilación en laterales? ¿Las ventanas decara al viento o a sotavento?Dentro del proyecto se están desarrollandosistemas de generación de calor y frío (con

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44 Los trabajos abarcan 3 ámbitos:

cultivos hortícolas en clima mediterráneo,cultivos hortícolas en el Valle delEbro y cultivos ornamentales en climacontinental',

energía solar térmica y sistemas de ciclo deabsorción agua/BrLi) y de acumulación (conmateriales de cambio de fase, PCM, y siste-mas geotérmicos) que están en diferentes fa-ses de desarrollo.También se está estudiando la climatizacióna través de ventilación, con herramientascomo la Dinámica Computacional de Flui-dos (CFD), pero me temo que la respuestadebe ser individualizada para cada inverna-dero dependiendo de la estructura, situacióngeográfica y de otras variables del entorno.Sobre este tema son especialmente intere-santes las simulaciones que se están desarro-llando en el IRTA sobre las estrategias deventilación que comentas: combinación deventanas cenitales y laterales, así como deelementos deflectores, tanto para invernade-ros aislados como para agrupaciones de in-vernaderos, en los que la distancia de sepa-ración y la estrategia de ventilación debe ser

estudiada conjuntamente. También se hanestudiado por CFD la combinación de dife-rentes estructuras y estrategias de ventila-ción con materiales de cubierta con distintaspropiedades ópticas, especialmente filtrosdel infrarrojo próximo que evitan el sobre-calentamiento diurno. Estos sistemas se es-tán estudiando tanto en el sur de Españacomo en zonas tropicales de Colombia y losresultados están siendo muy interesantes.

¿Cuáles son y en qué fases se encuentranlos paquetes de trabajo que tienen estableci-dos los socios del proyecto?Durante los años 2007 y 2008 la actividaddel proyecto se ha centrado en los socios de-sarrolladores de tecnología para el inverna-dero y ha sido un trabajo esencialmente "os-curo", con desarrollos tanto internos de cadauna de las compañías, como de las universi-dades y centros con los que colaboran. A

Un aspecto de uno de los invernaderosde plástico de los utilizados en el proyectoMediodía en un paraje nevado.

partir del tercer año de proyecto, están en-trando más en juego los socios "integrado-res" de tecnologías, los encargados de lle-varlas a la práctica y aplicarlas en cultivos ysituaciones reales. A finales de 2009 o prin-cipios de 2010 ya se empezarán a ver en lasfincas de estos socios los sistemas experi-mentales desarrollados en el proyecto. Lamayor aparte de los sistemas se van a insta-lar en la finca experimental de la FundaciónCajamar "Las Palmerillas". Allí podremosver las nuevas cubiertas enrollables, el siste-ma automático de movimiento de plantas, elde envasado robotizado, nuevos materialesde cubierta y para sustratos así como los sis-temas solar fotovoltaico y de tratamiento deaguas. En las instalaciones de Biomiva enMadrid y del grupo AN en Navarra tambiénse podrán ver algunos de estos sistemasadaptados específicamente a su entorno,como diferentes plásticos de cubierta o sis-temas de tratamiento de aguas o de controlde plagas.http://www.fundacioncajamar.com/

Redacciónppt@ediho.es

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