La sustentabilidad, en el casode los invernaderos, dependede muchos factores: la unidadde superficie de suelo, materiaseca, energía, proteínas, ingre-sos. Y también debe incluir lasmodificaciones que los inver-naderos generan en los recur-sos medioambientales, comoel paisaje, el agua y el suelo.Existen tres indicadores quenos permitirán determinar sila actividad productiva en in-vernaderos es sustentable: eluso de recursos renovables, eluso de recursos no renovablesy los niveles de contamina-ción.

EUROPA DEL NORTE: HACIASISTEMAS DE BAJO CONSUMODE ENERGÍALos cultivos bajo invernaderoen el Noroeste de Europa uti-lizan sistemas técnicamentemuy avanzados como los sis-temas de control de clima, hi-droponía e intertransporte. La

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Producción sustentab"El desarrollo sustentable es

el desarrollo que satisfacelas necesidades de esta

generación sin impedir quela próxima generación

pueda satisfacer sus propiasnecesidades" ( Hall, 2001).

En los países mediterráneosy del norte de Europa, la

innovación en losinvernaderos va a contribuira la agricultura sustentablea través del uso de recursos

renovables y tecnologíasamigables. El ahorro de

energía es posible eninvernaderos

calefaccionados, a través deluso de nuevas cubiertas y

materiales, o el uso máseficiente de la energía solar.

Además, ya existeninvernaderos solares

diseñados. Estas fueronalgunas de las conclusiones

más importantes delSimposio Greensys que se

realizó en Bélgica.

producción sustanteble toda-vía es un desafío para los pro-ductores. Jaap van der Veen,director de los productores dehortalizas de Holanda resaltalos resultados de los últimosaños: aumento en un 50% enla eficiencia en el uso de laenergía desde 1980; reducciónde descargas de químicos enun 80% desde 1998; reducciónen los desechos de parking enun 5%. "El negocio hortícolallama cada día más la atenciónde la opinión pública y de lospolíticos. En ambientes urba-nos, la producción bajo inver-nadero debe ser sustentable"."Los invernaderos siguen sien-do muy importantes en la agri-cultura debido a sus múltiplesventajas: alta productividaden áreas pequeñas, utilizaciónmáxima de la energía, produc-ción durante todo el año, altacalidad, etc. Existe espacio pa-ra realizar nuevas innovacio-nes como utilizar menos quí-

micos, control biológico deplagas, minimizar el uso deagua y nutrientes en sistemascerrados, uso más eficiente dela luz artificial y menos manode obra a través de la roboti-zación".Señala Jaap van der Veen: "No-sotros creemos que la innova-ción produce sustentabilidad.Y nuestro desafío en Holandaes que al año 2020 todos nues-tros invernaderos trabajen sinusar combustibles fósiles, conun uso mínimo de químicos yemisiones muy bajas de CO2".

INVERNADEROS EN ELMEDITERRÁNEO: GRAN MARGENPARA INNOVAREl cultivo bajo invernadero seha expandido rápidamente enel mediterráneo, con más de200.000 hectáreas. Los inver-naderos más predominantesson los simples hechos conplástico. Estos sistemas mássencillos se adoptan basadosen el concepto de minimizarel capital y la tecnología inver-tidos. En estas regiones, inver-

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le en invernaderos

tir en sistemas más "high tech"muchas veces no se justificaporque no generar el suficienteretorno a la inversión. Pero,estos invernaderos simplespresentan algunas limitacionescomo ventilación y control dehumedad muy pobre, y latransmisión reducida de luz através del plástico.Según Stefania di Pascale, dela Universidad de Nápoles lossistemas mediterráneos se de-ben optimizar de la siguienteforma: "en climas cálidos, ocu-rren dos fenómenos: en invier-no la radiación se debe optimi-zar en los invernaderos,minimizando la pérdida deenergía. En el verano, la tem-peratura se debe reducir a tra-vés del uso de mallas paramantener altos niveles de pro-ducción".El manejo del agua es un temacrítico en la agricultura delMediterráneo: los invernade-ros se caracterizan por unamejor eficiencia en el uso delagua. En los invernaderos nocalefaccionados del Mediterrá-

neo un cultivo de tomate utili-za 40 litros de agua por Kg. deproducto, solo 1/3 menos quelo que necesita un tomate cul-tivado al aire libre (60 litros).Existen tres razones para estamejor eficiencia: evaporaciónpotencial reducida, mayorproductividad, y el uso de tec-nologías de riego más avanza-das (goteo y reciclaje de agua).Pese al desarrollo de estas tec-nologías tan precisas, las plan-tas cultivadas en invernaderosestán expuestas a diversas si-tuaciones de estrés: como laescasez de agua, alta tempera-tura, y estrés salino (común-mente asociado al uso de aguade mala calidad y el reciclajedel agua de drenaje). SegúnStefania de Pascale: " se puedeoptimizar el sistema modifi-cando el ambiente de la plantay/o modificando la fisiologíade la planta. El manejo del rie-go, basado en las necesidadesde la planta y el suelo, puedeser más preciso. La concentra-ción óptima de CO2 (entre 700y 900 ppm) también puede seruna forma de optimizar la fo-tosíntesis".El riego y la fertirrigación sonmuy utilizados en invernade-ros porque permiten una dis-tribución fácil de los nutrien-tes. Pero, la distribuciónsimultánea de agua y fertili-zantes puede generar pérdidasen términos de la eficiencia dela fertilización. El riego en ellargo plazo también puedetraer problemas que afecten lasustentabilidad del sistema.Entre los problemas podemosincluir: la acumulación de clo-ruro de sodio y otras sales enel suelo; concentración crecien-te de nitratos y pesticidas enlas aguas superficiales y sub-terráneas; disminución de lafertilidad del suelo debido ala modificación de la estructu-ra del suelo y de sus propieda-

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des físico-químicas; y la pérdi-da de agua por el uso de siste-mas poco eficientes.Estos problemas se puedencontrolar y minimizar a travésde un manejo eficiente de lairrigación, el que idealmentedebe sincronizar el riego conla demanda del cultivo. Estose puede lograr a través de lasincronización de la entregade agua en la zona radiculary evitar que se pierda agua enpercolación. También se debemaximizar la capacidad de laplanta para absorber nutrien-tes en la zona radicular e im-plementando el control de lasalinidad del suelo en la pro-gramación del riego.Según Stefania de Pascale:"otras prácticas eficientes sonaquellas orientadas a reducirla evaporación desde el suelocomo el mulch y lograr que elcultiva cubra uniformementeel suelo. También se puede ob-tener agua de buena calidad através de la recolección deaguas lluvias en estanques su-perficiales o subterráneos".Se deberá prestar mayor aten-ción a cómo responden y seadaptan las plantas a las con-diciones bajo invernadero. Losavances recientes en la genéti-ca molecular de la adaptaciónal estrés con certeza nos van apermitir entender mejor cómose puede mejorar el rendi-

35kg/ha para cultivos de hor-talizas. En estos invernaderosqueda mucho por hacer por-que la eficiencia en el uso defertilizantes todavía es muybaja: solo entre 30-50% de Ni-trógeno y 45% de Fósforo estomado por la planta. Se pue-den evitar las pérdidas a travésde un mejor balance nutricio-nal. Y el uso de pesticidas sepuede reducir con programasmás amplios de Manejo Inte-grado de Plagas.Stefania de Pascuale afirmaque pese a su impresionantedesarrollo, la agricultura eninvernaderos todavía estámuy cercana a los cultivos alaire libre: "este sistema se pue-de mejorar considerablementecon mejores variedades, ma-yor conocimiento de la fisiolo-gía vegetal y el uso de tecno-logías limpias. Hay un granmargen para progresar".

AHORRO DE ENERGIA A TRAVESDE NUEVOS MATERIALESEn las zonas de clima más frío

miento de las plantas en tér-minos de uso de agua. El am-biente de las plantas y su fisio-logía son dos aspectoscruciales que deben ser consi-derados para diseñar estrate-gias orientadas a mejorar laeficiencia en el uso del agua.Los invernaderos en el Medi-terráneo también generanotros impactos en el medioam-biente como son los desechosquímicos y de plásticos. EnAlmería, España, la produc-ción de desechos plásticosequivale a 1.1ton/ha/año. Elconsumo promedio de fertili-zantes alcanza a los 1700kg/ha y los pesticidas a

Greensys se organizó paralela-mente a Ageng en Lovaina esteaño. ¿Qué tan grande fue elevento?En Greensys 2004 participaron190 científicos de 29 países.AgEng, que se realizó en formasimultánea congregó a 500 per-sonas. Ha sido todo un éxito yuna excelente colaboración entrela ingeniería y la ciencia agronó-mica.

¿Cuáles son las principales ten-dencias en la tecnología de inver-naderos?Existen nuevos materiales y pro-ductos para invernadero muy pro-misorios. Pero, obviamente, su de-sarrollo dependerá del valor de laenergía. Creo que podemos mejo-rar mucho más en materiales paracubrir los invernaderos. Y los sis-temas de manejo se deben adecuara las prácticas sustentables.

Profesor Gerard Bot,Organizador del Simposio Greensys

DOS PREGUNTAS A

"Las producciones en los invernaderosmediterráneas todavía no son muysuperioresa a aquellas obtenidas alaire libre. Queda mucho todavía porprogresa", señala Stefania de Natale.

“La innovación aporta sustentabilidad.Los invernaderos todavía son un conceptomuy potente en la producción agrícola.Nuestro desafío en Holanda es lograr quepara el año 2020 los invernaderos operensin utilizar combustibles fósiles”, señalaJaap Van der Veen.

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es necesario ahorrar energíaen invierno. En el futuro cer-cano, la presión sobre los agri-cultores para que reduzcan suconsumo de energía aumenta-rá. La asociación de producto-res de Holanda se ha impuestoque para el año 2010 sus aso-ciados deben reducir en un65% la energía que consumenen comparación con 1980. Paralograr este objetivo se debentomar varias medidas. Másallá de las tradicionales comoel uso de cortinas y optimizarlos sistemas de calefacción, losagricultores deberán incorpo-rar innovaciones como mejo-res sistemas de aislamiento",explica P.J. Sonneveld, de Wa-geningen.En Wageningen se han inves-tigado nuevos materiales enbúsqueda de mejor transmi-sión de luz y aislamiento dela temperatura. Los materialesmás promisorios son aquellosque entregue alta transmisiónde luz con alta capacidad ais-lante.

En la práctica ya existen lámi-nas dobles de plástico. Algu-nos de los materiales que seaplican son el polymetilmeta-crilato (PMMA) y el policarbo-nato (PC). Estas láminas rígi-das tienen buenas capacidadesaislantes (dependiendo delgrosor de las capas de airedentro de las láminas). Pese aello, el uso de estos materialesfue bastante menor en losúltimos años debido a quetransmiten cerca de un 10%menos de luz comparadas conel vidrio tradicional. Más aún,la transmisión de luz se reducecon el tiempo conforme enve-jecen los productos. Por ejem-plo, la transmisión de luz di-fusa de un PC doble estandarde 10mm es de 68,1%. Parauna lámina doble de PMMAel valor sube a 75,5% (Breuerand Sonnevald , 2000) .Actualmente se están introdu-ciendo nuevos productos:IMAG ha desarrollado en con-junto con General Electric, unalámina denominada "de zig-

En Colombia, los invernaderosnormalmente tienen una estruc-tura simple y no se calefaccionan.Para la producción de flores, estesistema se utiliza en la zona deBogotá donde la temperatura esadecuada durante el día pero bajaen la noche. Pero, la producciónde flores tiene algunas limitacio-nes debido a las bajas temperatu-ras en la noche. Utilizamos nues-tro modelo TOMGRO parasimular una serie de estrategiasde adaptación climática en el cul-tivo de tomate en invernadero.Se propusieron un total de 8adaptaciones a los invernaderos.Se evaluaron un tubo de polieti-leno inflable, una pantalla termal,incorporar calefacción y el aportede CO2. Con estas estrategias,calculamos una serie de tempe-raturas promedios entre 14.7 y20.0 ºC. En la medida en que latemperatura promedio del inver-nadero es mayor, también se ob-tiene mayor producción y mayo-res ingresos económicos, pese aque la transmisión de luz del in-vernadero decreció con el tuboinflable y con la malla térmica.La productividad máxima –sininyección de CO2– se obtuvo enun tratamiento en que el inver-nadero se calefaccionó para queno bajara de 18 ºC. Con esto, seobtuvieron 41 kg/m2 para unperiodo de producción de 300días. Para cada tratamiento cli-mático, se pueden seleccionarsistemas específicos de densidad

SISTEMAS MEJORADOS CONEL APOYO DE TOMGRO

de plantación y poda de frutospara así obtener un peso prome-dio de fruto ideal, en un rangoque varía en 25 gramos, sin afec-tar el ingreso económico total.Se obtuvieron buenos resultadosal sencillamente cubrir el inver-nadero con malla en la noche, loque elevó la temperatura en 2 ºC. Calefaccionar el invernaderoa 15 º C o a 18 º C generó mayoresrendimientos (37 y 40 kg/m2) porun costo de 0,57 y 1 USD/m2,respctivamente. La aplicación deCO2 tuvo poco impacto, todavezque los invernaderos eran abier-tos durante gran parte del día."La baja temperatura es el prin-cipal factor limitante en este sis-tema. La temperatura más altapermite mejorar los ingresos, te-ner un período de cosecha máslargo y mejor tamaño de frutos",señala Eddie Shrevens de la Uni-versidad de Lovaina. Este mode-lo de simulación entregó resulta-dos razonables y puede ser usadopara calcular otras estrategias deadaptación climática y evaluarmicroclimas en zonas tropicalesde altura.

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zag". La lámina es doble, dePC, pero con una geometríaen forma de zigzag. La ideaera crear una lámina que ais-lara bien pero que transmitierala misma cantidad de luz queun vidrio simple. La transmi-sión de una lámina zigzag do-ble (480) es de 89% para luzdirecta. Un vidrio simpletransmite entre 89 y 91% y unPC normal, entre 68-72% (Me-diciones IMAG, 2000). Latransmisión de las láminaspuede ser mejorado aún más

si se le aplican cubiertas anti-reflexión. Si se le aplica unode estos productos en las cua-tro caras de la lámina zigzagsu transmisión se iguala conla de un vidrio.Los resultados en ahorro deenergía con esta nueva láminatambién han sido prometedo-res. En invierno, cuando la ca-lefacción está al máximo, secalcula que el ahorro de ener-gía llega a 45%. Ahora, al sermejor aisladas se requiere demayor ventilación para extraer

la humedad, lo que genera al-gunas pérdidas de energía. Pe-ro, en el balance final, los costosde energía disminuyen signifi-cativamente. "Con estos nue-vos materiales (vidrio ARM yPC Zigzag) calculamos que elahorro en energía es de entre20 y 25% comparados con vi-drio simple", señala Piet Son-nevelt.

HACIA UN INVERNADERO SOLAR" Un invernadero es práctica-mente un colector solar: unode nuestros desafíos es diseñarun sistema óptimo que funcio-ne con energía sustentable, sincombustibles fósiles", señalaGerard Bot, de Wageningen.La energía no solo es un pro-blema medioambiental. En Ho-landa, los costos de la energíason entre un 15 y 20% de loscostos totales.Actualmente se ha logradocrear un modelo de invernade-ro diseñado para reducir drás-ticamente la demanda porenergía. Este sistema incluyeun sistema de control dinámi-co. Según Gerard Bot: " El pri-mer paso para reducir la de-manda de energía es aislar lacubierta del invernadero. El"cuello de botella" es manteneruna transmisión de luz alta. Yahemos producido la primerageneración de materiales ade-cuados. El segundo paso essustraer energía solar del vera-no desde el invernadero, y al-macenarla en un acuífero a bajatemperatura y explotar estaenergía en invierno con unabomba de calor (heat pump)".El uso de energía en el nortede Europa enfrenta dosdesafíos. La demanda por ener-gía es alta durante los períodosfríos con baja radiación solar(durante el invierno y durantela noche). En el verano, con altaradiación, la mayor parte de laenergía solar debe ser extraídacon ventilación.En el proyecto del invernaderosolar, el primer objetivo es re-ducir la demanda por energíay el segundo es cosechar y al-macenar energía solar del ve-rano de modo de suplir la de-

Greensys fue organizada en for-ma conjunta con otro evento lla-mado AgEng 2004. El objetivodel Simposio era conocer el es-tado del arte en el desarrollosustentable de sistemas de inver-naderos y fomentar el intercam-bio de ideas entre ingenieros yagrónomos. El simposio incluyóreuniones sobre diseño de inver-naderos, estrategias de ahorrode energía, tolerancia de los cul-tivos, control climático, sensoresen horticultura, Automatización-cultivos-medioambiente y siste-mas de apoyo a la vida en elespacio. Las presentaciones y losposters se pueden solicitar con-tactando a los organizadores:

Greensys 2004c/o Wageningen URProf. Dr. Gerard Bot & F. Mar-salisPO Box 43NL6700 AA WageningenTel + 31 317 476 442Fax + 31 317 425 670

MÁS INFORMACION SOBREGREENSYS 2004

Email: greensys2004@wur.nlhttp://www.greensys2004.nl

AgEng2004c/o Tecnologisch InstituutLuc Baele, Conference Coordi-natorDesguinlei 214BE -2018 Antwerpen (Belgium)Tel + 32 3 260 08 40Fax + 32 3 216 06 89Email: info@AgEng2004.beWeb: www.AgEng2004.be

manda de invierno.Para disminuir la demanda deenergía, se desarrollaron ma-teriales aislantes, que dejenpasar bastante luz, y con unsistema constructivo especial.En verano la energía se puedeextraer desde el invernaderocaliente a través de un inter-cambiador de calor aire-agua.Para hacer más eficiente el in-tercambio de calor, el agua de-be estar lo más fría posible.Con temperaturas de 25ºC enel invernadero, se puede calen-tar el agua hasta 20ºC. De estaforma, la energía se puede al-macenar en agua a una tempe-ratura relativamente baja: sepuede encontrar una gran ca-pacidad de almacenamientoen un acuífero.La calefacción del invernaderoutiliza en invierno la energía"cosechada" en el verano y al-macenada en un acuífero. Estaestá disponible a 20ºC, lo quetodavía es muy bajo para po-der calefaccionar bien el inver-nadero en invierno, aunqueesté bien aislado.Para reducir más la demandapor energía, parte de la inves-tigación se ha abocado a inves-tigar las membranas plásticas(plastic foils). El primer enfo-que fue en PVDF. Más aún, seinvestigó el PE a través demulticapas con índices de re-fracción alternados. Esto fueprometedor pero solo se hallegado al concepto. Tambiénexiste un material muy prome-tedor, ETFE, pero su costo esmuy alto. Estas membranas sepueden aplicar de a dos o trescapas y transmiten la luz comosi fueran solo una capa. "Si lareferencia fuera una capa sim-ple con una cortina termal, quees lo comúnmente utilizado,podemos afirmar que nuestroinvernadero solar genera aho-rros de un 50% de energía ac-tualmente. Si mejoramos lasmembranas, creo que pode-mos llegar a ahorrar hasta un75%", señala Gerard Bot. "Enel futuro, también podremosaportar energía sustentablecon la producción de biomasa,energía eólica y solar".