UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA
CAMPUS SUR
ING. ALVARO LEONEL DIAZ
PRODUCCIÓN BAJO CONDICIONES
CONTROLADAS 2
INVESTIGACIÓN TÉCNICA 1
GERBER MICHAEL MORALES PÈREZ
CARNÉ: 11796
RESUMEN EJECUTIVO
Los invernaderos son conocidos en todo el mundo, siendo una de
las principales fuentes de riqueza para quien los posee. La producción de
invernadero mejora la productividad y calidad de la cosecha y permite mayor flexibilidad
y planificación en el tiempo y en la elección de las especies.
En ellos se cultivan
principalmente plantas ornamentales y flores, que surten el mercado nacional e
internacional, pero también frutas y vegetales. Para su crecimiento y
desarrollo dependen de factores como temperatura, humedad, CO2, y sobre todo,
luz. Mayormente en los lugares que ésta es escasa, lo que hace necesario una fuente artificial que pueda sustituir su
acción en cierta medida.
La luz, que influye sobre los organismos, proviene
directa o indirectamente casi exclusivamente del Sol. La luz provee de la energía necesaria a las
plantas para la fotosíntesis, con la cual se produce la materia orgánica para
su crecimiento y desarrollo.
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las
plantas combinan el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera con el agua y
producen materia vegetal, emitiendo al ambiente oxígeno (O2). Este proceso de
las plantas depende de la intensidad y de la calidad de la luz. A mayor
intensidad aumenta la fotosíntesis hasta un cierto nivel.
Debido a lo anterior se sabe que la luz es muy
importante en el invernadero, es por esto que se debe de tener los equipos
necesarios para poder medir la intensidad de luz que recibe el cultivo, luego
de esto se tendrá que comparar con la cantidad o intensidad de luz que necesita
el cultivo.
Si el cultivo no está recibiendo la luz
necesaria al día, entonces no se tendrá que recurrir a implementación de luz
artificial, pero si el fin del cultivo es la producción vegetativa entonces la implementación
de luz artificial ayudara a tener una producción mayor y en menor tiempo con
una buena calidad de producto final.
El control del fotoperiodo es habitual en los
cultivos que buscan regular la floración. Para dicho fin, existen diferentes
tipos de lámparas, cada una de ellas caracterizada por tener una particular
composición espectral, comparada con la luz solar.
El uso de tubos fluorescentes, lámparas de
bajo consumo y lámparas de sodio de alta presión, generalmente retrasan la
floración debido a que la relación entre los dos espectros mencionados (rojo /
rojo lejano) es muy superior, llegando a valores de 6 o 7 veces la
correspondiente a la luz solar. Otros efectos observados en plantas cultivadas
con este tipo de luces son la reducción en la altura y el acortamiento de
entrenudos.
OBJETIVOS
GENERAL: lograr comprender el proceso de
iluminación artificial en invernaderos, cuál es su función y en qué momento se
puede aplicar.
ESPECÍFICOS:
Logara conocer el efecto que causa la
iluminación artificial en las plantas o cultivo al cual se somete a esta
práctica.
Poder entender en qué momento se debe aplicar
esta práctica en el invernadero, con el fin de logar las mejoras del producto
final.
Conocer los tipos de luces o iluminación que se pueden utilizar en la
implementación de la luz artificial para el cultivo que se tenga establecido.
ILUMINACIÓN ARTIFICIAL
La
luz es un factor muy importante en el desarrollo de una buena planta. Los invernaderos deben de absorber el máximo de
radiación solar durante todo el día en
invierno. El resto del año aprovecha la radiación de la mañana y de la
tarde para, de este modo, lograr un
balance térmico favorable y activar, de este modo, la fotosíntesis. En algunos casos la carencia
de horas de sol obliga al agricultor al
uso de la iluminación artificial para lograr un correcto crecimiento y
maduración del fruto; en muchos otros
casos sirve como elemento regulador de la
iluminación natural en el interior del invernadero.
Al
satisfacer de las horas de luz ideales para cada cultivo se consiguen una
serie de ventajas y desventajas a tener
en cuenta:
1.
Se aumenta la asimilación neta en el proceso
de la fotosíntesis durante los meses
invernales. Un complemento lumínico durante el invierno favorece a los rendimientos productivos en la
mayoría de especies de hortalizas y
plantas ornamentales.
1.
2.
Se utiliza para el control de los períodos de
cada cultivo, alargando el tiempo de
crecimiento vegetativo o para que la plantas de periodo largo empiecen a florecer.
2.
3.
Para una correcta elección del tipo de
luminaria a instalar, es preciso conocer las características lumínicas propias
de la zona de cultivo y de la intensidad
necesaria para un correcto ciclo vital
ILUMINACIÓN ARTIFICIAL EN
INVERNADEROS
En ciertas ocasiones es preciso aplicar iluminación artificial o
simplemente regular la iluminación natural en el interior del invernadero, como
anteriormente se encuentra descrito. Esto puede hacerse con el fin de:
·
Aumentar la duración del día, en plantas de día largo que no florecerían
de otra manera, durante el invierno.
·
Romper la continuidad del periodo oscuro en plantas ornamentales de día
corto (crisantemo, Poinsetia, Kalanchoe, etc.) con la finalidad de favorecer el
crecimiento vegetativo en una época en que se vería favorecida la floración sin
que las plantas tuvieran el adecuado tamaño, o bien para provocar la floración
en plantas de día largo en épocas de poca iluminación.
·
Disminuir la intensidad luminosa en siembras estivales de hortalizas
como el apio, la cebolla, cubriendo los semilleros con mallas, cañizos, etc.
·
Disminuir la duración del período iluminado, con el fin de que plantas
de días coro puedan florecer en épocas en que la duración del día es demasiado
elevada.
·
Para conseguir estos fines es común el empleo de diferentes tipos de
lámparas, cuyas características se recogen en el cuadro siguiente:
El
desarrollo de las plantas puede ser activado o no dependiendo del número de
horas de luz recibidas. Por ejemplo Algunos árboles necesitan un número
determinado de horas de luz al día para crecer y poder reproducirse generando
flores, pero cuando llega el invierno los días son más cortos, y al no recibir
las horas de luz que necesitan, su crecimiento se detiene y entran en una fase
de reposo.
Varias
actividades de las plantas, como la producción de flores, están determinadas
por la duración del día; por esta razón las plantas se pueden clasificar a
partir de sus respuestas al fotoperiodo. Las plantas de días cortos florecen
solo en días cortos o la producción de flores es acelerada en
días cortos (con menos de 12 horas de luz: maíz, algodón, crisantemos, dalias,
etc.).
Las
plantas de días largos florecen solo en días largos y la producción de flores
es acelerada en días largos (con más de 12 horas de luz: trigo, espinaca,
lechuga, arvejas, etc.). También existen plantas que no responden al fotoperiodo,
estas plantas son llamadas plantas neutrales al día y florecen por otros
mecanismos (como el girasol).
El control del fotoperiodo es habitual en los cultivos
que buscan regular la floración. Para dicho fin, existen diferentes tipos de
lámparas, cada una de ellas caracterizada por tener una particular composición
espectral, comparada con la luz solar.
La duración del estímulo lumínico o fotoperiodo
(cantidad de horas de luz durante el día) interviene en la transición del
estado vegetativo al reproductivo en muchas especies. Así, las plantas producen
flores o estructuras vegetativas sobre la base de esta información, según la
época del año. Este parámetro varía a lo largo del período anual. Por otra
parte, la intensidad (cantidad de luz por unidad de tiempo y superficie) se
modifica a lo largo del día y del año, con factores climáticos, como la
nubosidad, y con elementos de manejo, como el uso de coberturas. Este factor
puede condicionar el momento de la floración en muchas herbáceas ornamentales y
está muy ligado a la productividad por su acción directa sobre la actividad
fotosintética.
Existen muchos tipos de lámparas para iluminación y
cada una se caracteriza por tener una particular composición espectral
comparada con la luz solar. La capacidad de las plantas para detectar cambios
en la proporción de los distintos espectros hace que la respuesta sea diferente
en cada caso.
El
uso de tubos fluorescentes, lámparas de bajo consumo y lámparas de sodio de
alta presión, generalmente retrasan la floración debido a que la relación entre
los dos espectros mencionados (rojo / rojo lejano) es muy superior, llegando a
valores de 6 o 7 veces la correspondiente a la luz solar. Otros efectos
observados en plantas cultivadas con este tipo de luces son la reducción en la
altura y el acortamiento de entrenudos.
En
comparación con la luz solar, los tubos fluorescentes y las lámparas de bajo
consumo tienen un espectro amplio, pero menores proporciones de luz verde y de
luz roja. Las lámparas de sodio de alta presión tienen muy poca luz azul y una
alta proporción de luz verde. Estas tres fuentes lumínicas son deficientes en
luz rojo lejana.
Algunas
consideraciones sobre los tipos de lámparas más usados:
• Lámparas incandescentes
Son
las más utilizadas para la extensión de la duración del día. En este tipo de
aplicaciones, bajas intensidades de luz (8 μmol·m-2·s-1 o 100 lux)
son suficientes. No son usadas para iluminación suplementaria debido a que
generan mucho calor, su composición espectral es de mala calidad y tienen baja
eficiencia (convierten en luz sólo el 7% de la energía consumida).
• Tubos fluorescentes o lámparas de
bajo consumo
Son
las más comunes en cámaras de cultivo y en cámaras de siembra. La baja
intensidad de este tipo de lámparas hace que deban utilizarse un número mayor
de fuentes para alcanzar valores aceptables. Existen distintos tipos, pero los
más comunes son la luz fría y la luz cálida. Ambas convierten el 20% de la
energía consumida en luz. Debido a la elevada proporción de luz roja respecto a
la rojo lejana, inducen la producción de tallos más compactos, plantas más
bajas, y provoca un retraso en la floración de plantas con respuesta fotoperiódica
de días largos.
• Lámparas de sodio de alta presión
Son
las fuentes lumínicas más apropiadas para utilizar en un programa de
suplementación lumínica. Son muy eficientes al convertir en luz el 25 % de la
energía consumida. Los modelos más apropiados para invernaderos están
disponibles a partir de los 400 W.
Una
mención especial debe hacerse respecto a las luces LED (del inglés: light emitting diodes).
Éstas pueden diseñarse para emitir un ancho acotado del espectro y permiten
generar combinaciones adecuadas para el crecimiento y el desarrollo de las
plantas. No producen calor excesivo, consumen poca energía y tienen una
prolongada vida útil. La utilización de este tipo de fuentes lumínicas en la
producción de plantas es aún incipiente en nuestro país, pero presentan un
futuro promisorio.
Luz
Diaria Integrada:
La
luz diaria integrada (DLI) es la
cantidad de luz PAR diaria recibida, en función de luz instantánea (µmol.m-2.s-1)
y duración.
ANÁLISIS
CRÍTICO
La
luz es un factor muy importante en la agricultura, ya que esta ayuda a que los
cultivos logren tener un buen desarrollo. Es por esto que las estructura para
cultivos protegidos deben de logran captar y transmitir la cantidad de luz que
necesita el cultivo que se establezca en el área, de esta forma las plantas
estarán en gran parte en las condiciones adecuadas para desarrollarse,
recordemos que un buen desarrollo no
solo es resultado de la cantidad de luz que obtenga sino también de otros
factores que el cultivo demanda. Si en un invernadero tenemos un cultivo que
necesita una cierta cantidad de luz al día, pero nuestra estructura no deja o
no permite que la planta reciba esta cantidad de luz, si la cantidad es menor a
la que necesita la planta, es cuando entra en práctica la implementación de la
luz artificial. Esta práctica ayuda suplir
aparentemente la luz solar, lo cual ayuda que la planta realice su
fotosíntesis de la mejor forma posible .Además de todo esto, la luz artificial
ayuda a los cultivos de día largos en los momentos que los días se vuelven cortos, ya que si la planta no
recibe las horas luz que necesita esto hará que la planta retrase su etapa de
floración. la iluminación artificial ha logrado tener un avance en la
agricultura gracias a que logra ayudar a que las plantas obtengan o reciban las
horas luz que necesita o simplemente para incrementar la producción de material
vegetal en la planta. Existen diversos tipos de lámparas utilizadas para la
implementación de iluminación artificial en los invernaderos, son tres las más
usada las cuales no han terminado de
convencer en su funcionamientos, actualmente se está implementando las lámparas
LED las cuales si han logrado tener mejores rendimientos.
Lo
primero que se debe realizar para poder implementar un sistema de luz
artificial, es la medida de luz percibida por la planta y también cuantas horas
necesita la planta de luz al día, si la planta no está recibiendo la cantidad
de luz entonces se puede hacer uso de esta práctica ya que esta como toda
practica tiene un costo.
DISCUSIÓN
Y APLICACIÓN
La
iluminación artificial puede tener gran impacto en la producción de un cultivo,
está siendo positiva o negativa, ya que si
esta práctica no es correctamente manipulada de acorde al cultivo que se
tenga establecido. Si se realiza una mala manipulación de la práctica lo único
que se lograra tener es un cultivo con características de quemaduras de sol,
detención de su crecimiento o que la
planta reduzca el tamaño de cada entrenudo por lo cual será una planta pequeña
como lo que se conoce como enanismo en plantas, también se sucede que se
retrasan las etapas fenológicas de la planta, como lo es en el caso de la
floración en plantas de día cortos y si se utiliza esta práctica en ellas lo
único que se lograra será la detención
de la etapa de floración.
Con
la manipulación correcta de la iluminación artificial dependiendo el cultivo
que se tenga se logra tener una mayor cantidad de fotosíntesis lo que logra una
mayor cantidad vegetativa, siendo así un cultivo más vigoroso, se aceleran las
etapas de crecimiento y desarrollo de la planta, también como en el caso de la
floración. En otros puntos que ayuda es al fortalecimiento de los tallos de la
planta.
La
aplicación de la luz artificial en invernaderos dependerá de las necesidades de
luz del cultivo, ubicación del terreno, ambiente y los fines para los que se
requiere el cultivo. En la
producción de florales, flores de corte y arbustos. Se puede aplicar este
método de luz artificial ya que ayuda que las plantas tengan mejor follaje,
mejor pigmentación de sus hojas, y que aceleren la etapa de floración.
Otra aplicación es en cultivos
hortícolas, ya que con esta se acelera la producción y se logra tener un buen control
de la luz que la planta recibe con el fin de tener una mejor producción, tanto
en coloración como en formación del producto.
EJERCICIO
APLICABLE
Un
ejemplo que se puede dar de cómo determinar la cantidad de luz artificial que
necesita una planta en un invernadero, es el cálculo de pies candela, este se
realiza con la ayuda de un aparato que
tomo lecturas de cantidad o intensidad de luz que se recibe en el área al
día.
Para
esto se utiliza un aparato o sensor que mida la luz diaria integrada, con este
se hacen 24 lecturas y se le saca el
promedio el cual nos dirá que intensidad de luz artificial deberá tener el
invernadero
DATOS
|
|||||
0
|
7
|
10
|
0
|
0
|
5
|
399
|
159
|
43
|
40
|
21
|
12
|
302
|
610
|
461
|
0
|
4
|
15
|
16
|
280
|
420
|
53
|
560
|
380
|
TOTAL 3797
|
|||||
PROMEDIO 158
|
|||||
El
promedio nos indica la cantidad de pies candela que se necesitan a diario para
poder iluminar nuestro invernadero con un cultivo que acepte las condiciones de
iluminación como los datos anteriormente dados.
"EJEMPLIFICACIÓN DE CÁLCULOS DE LUZ", en este enlace encontraremos un PDF en el cual se encuentra como calcular la iluminación artificial para la utilización en un invernadero, este tema se encuentra en las paginas 42-47.
CONCLUSIONES
Se
tendrá que tomar en cuenta que para poder determinar si es necesario implementar
la iluminación artificial en un invernadero, es
vital conocer el cultivo que se establecerá en el, para poder acoplar de
la mejor forma esta práctica y de esta manera el cultivo pueda aprovechar el
aporte de esta práctica.
La
aplicación de la iluminación artificial se realizara en el momento adecuado,
este siendo cuando la planta no esté recibiendo la cantidad de horas luz que
esta necesita para poder desarrollarse adecuadamente.
Utilizar
las lámparas que más se adapten a las condiciones que se quiere establecer para
que el cultivo pueda tener un desarrollo adecuado y la producción que se logre
sea de una mejor calidad y cantidad.
Se
debe tener en cuenta la realización de muestreos para que nuestro cultivo no
absorba una comparación de luz mayor a la que tiene estimada, ya que de lo
contrario la planta no se desarrollara adecuamente ocasionando pérdidas en la
producción final del cultivo.
ANEXOS
Tabla 2. Tipos y características de lámparas empleadas
en iluminación de invernaderos (Serrano, 1990)
|
||||
Características
|
Incandescentes
|
Vapor de mercurio
|
Incandescentes y vapor de mercurio
|
Fluorescentes
|
Luz producida
|
Rojo e infrarrojo (elevado poder calorífico)
|
Visible y ultravioleta
|
Mixta
|
Mixta con preponderancia de azul y rojo
|
Potencia
|
3 W/m2
|
150-200 W/m2
|
-
|
-
|
Rendimiento luminoso
|
10 %
|
90 %
|
30%
|
90% (emana poco calor)
|
Duración
|
1000 horas
|
3500 horas
|
2000 horas
|
3500 horas
|
Aplicación
|
Invernadero de grandes dimensiones. Adelanto o retraso de la floración
|
Crecimiento de plantas
|
Adelanto de la floración
|
Crecimiento de plantas
|
Observaciones
|
Bajo costo de instalación; elevado uso
|
Atención al tipo comercial que se elige
|
Elevado costo de uso
|
Débil intensidad luminosa, colocación en batería de 3-4
|
BIBLIOGRÁFICA
ILUMINACIÓN PARA HORTICOLAS. (03 de 04 de 2014). Obtenido de ILUMINACIÓN PARA
HORTICOLAS: www.eltacnet.com/presentacion.pdf
INTA. (04 de 04 de 2014). INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA Y PECUARIA. Obtenido de INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA Y
PECUARIA: http://inta.gob.ar/documentos/luces-artificiales/
