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PRESENTACIÓN A finales del siglo pasado, en México, se intensifico el desarrollo de la agricultura protegida, con el empleo cada vez mayor de estructuras de protección de cultivos, en diferentes sistemas productivos de alto rendimiento, entre ellos la producción de plántulas, producción de hortalizas tanto hidropónicas como bajo sistemas de fertigación, así como en la producción de plantas ornamentales y en los últimos años en la producción de frutillas. Con ello los invernaderos, las casas sombra, los túneles y otras estructuras de protección cobraron gran importancia en la agricultura nacional, al grado su empleo se considera con carácter de política nacional. En este trabajo se pretende documentar algunos de los aspectos más relevantes sobre el desarrollo de la agricultura protegida, su importancia, las modificaciones climáticas que se pueden logran dentro las estructuras de protección, los materiales empleados en su construcción, las principales consideraciones para su diseño y las posibilidades que dichas estructuras ofrecen para la automatización de procesos agrícolas, hasta las perspectivas que tiene el desarrollo de la agricultura protegida en nuestro país y en el mundo. Se ha intentado elaborar un escrito que pueda ser consultado como manual tanto por estudiantes de agronomía y carreras afines, como por quienes necesiten conocer sobre diseño, construcción y manejo de invernaderos. Así mismo de espera que sea de utilidad para quienes tengan bajo su responsabilidad el manejo de cultivos en agricultura protegida. Con este fin se ha realizado una recopilación, de alguna de la información disponible en el mundo, sobre los principales tópicos referentes a los invernaderos y la agricultura protegida para adaptarlos, en la medida de las posibilidades, a las condiciones de nuestro país. Además de plasmar algunas de las experiencias generadas, en el manejo de invernaderos para el cultivo de hortalizas y plantas ornamentales, en la Universidad Autónoma Chapingo y en otras instituciones de enseñanza e investigación. Esta versión constara de varios capítulos, que se pondrán a disposición de los cibernautas con la finalidad de contribuir, en la medida de lo posible, al desarrollo de la agricultura protegida. Aurelio Bastida Tapia

CONTENIDO CAPÍTULO 1. LA AGRICULTURA PROTEGIDA Y LOS INVERNADEROS.

Aurelio Bastida Tapia 1.1. La agricultura y el desarrollo. 1.2. La agricultura protegida. 1.2.1. El concepto y dimensión de agricultura protegida. 1.2.2. La plasticultura o agroplasticultura. 1.2.3. Tipos de plásticos y sus usos. 1.3. Técnicas y estructuras para proteger cultivos. 1.3.1. Los acolchados. 1.3.2. Uso de mallas, enmallados y casas sombra. 1.3.2.1. Cubiertas flotantes o mantas térmicas. 1.3.2.2. Redes o mallas anti granizo. 1.3.2.3. Mallas corta vientos o contra vientos. 1.3.2.4. Mallas contra insectos plaga. 1.3.2.5. Mallas cubre pisos. 1.3.2.6. Mallas contra pájaros. 1.3.2.7. Mallas sombra. 1.3.2.8. Casas sombra. 1.3.2.9. Pantallas térmicas. 1.3.3. Invernaderos, túneles y cubiertas de plástico. 1.3.3.1. Diferencia entre invernaderos y túneles. 1.3.3.2. Mini invernaderos y terrarios. 1.3.3.3. Túneles bajos. 1.3.3.4. Túneles altos. 1.3.3.5. Cubiertas protectoras o cubiertas de plástico. 1.3.3.6. Invernaderos. 1.3.4. Otras técnicas de protección para cultivos. 1.3.5. Empleo de técnicas combinadas. 1.4. Concepto y definición de invernadero. 1.5. Efectos propiciados por los invernaderos y su manejo. 1.5.1. El efecto invernadero. 1.5.2. Efecto sombrilla. 1.5.3. El efecto paraguas o impermeable. 1.5.4. El efecto escudo.

1.5.5. El efecto cortavientos o rompe vientos. 1.5.6. Efecto termo o hermetismo. 1.5.7. El efecto oasis o aumento de humedad relativa. 1.5.8. El efecto barrera. 1.5.9. Efecto chimenea. 1.5.10. El efecto venturi o sifón. 1.5.11. El efecto abrigo y protección. 1.6. Ventajas y desventajas del uso de invernaderos. 1.6.1. Ventajas. 1.6.2. Desventajas. 1.7. El aporte temprano de México a la agricultura protegida. 1.8. Bibliografía citada y consultada. CAPÍTULO 2. DESARROLLO Y EVOLUCIÓN DE LOS INVERNADEROS EN EL MUNDO.

Aurelio Bastida Tapia 2.1. Introducción. 2.2. Desarrollo histórico de los invernaderos. 2.3. Los invernaderos para la producción comercial. 2.4. Situación mundial contemporánea. 2.5. Los invernaderos y el futuro. CAPÍTULO 3. LA AGRICULTURA PROTEGIDA Y LOS INVERNADEROS EN MÉXICO.

Aurelio Bastida Tapia 3.1. Introducción. 3.2. El desarrollo de los invernaderos y la agricultura protegida en México. 3.3. Situación contemporánea de la agricultura protegida en México. 3.4. Desarrollo la agricultura protegida por condiciones climáticas. 3.4.1. Agricultura protegida en zonas tropicales lluviosas. 3.4.2. Agricultura protegida en el trópico seco. 3.4.3. Agricultura protegida en climas transicionales. 3.4.4. Agricultura protegida en zonas templadas. 3.4.5. Agricultura protegida en zonas semiáridas. 3.4.6. Agricultura protegida en zonas áridas. 3.5. Principales características de los invernaderos. 3.6. La agricultura protegida y los invernaderos en la política agropecuaria de México. 3.6.1. Los apoyos a la agricultura protegida en el sector social.

3.6.2. Fomento a la agricultura protegida en el sector empresarial. 3.7. Las organizaciones con mayor participación en la agricultura protegida. 3.7.1. El Consejo Mexicano de la Flor. 3.7.2. La Asociación Mexicana de Horticultura Protegida. 3.7.3. El Consejo Nacional de la Fresa. 3.7.4. La Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos. 3.8. La norma mexicana para el diseño y construcción de invernaderos. 3.8.1. Ventajas de la normalización. 3.8.2. Contenido de la norma NMX-E-255-CNCP-2008. 3.8.3. Especificaciones relevantes a considerar en la construcción de invernaderos. 3.9. Problemática que enfrenta la agricultura protegida en México. 3.9.1. Problemática de la agricultura en el sector social. 3.9.2. Problemática de la agricultura protegida en el sector empresarial. 3.10. Perspectivas de la agricultura protegida y los invernaderos en México. 3.11. Bibliografía citada y consultada. CAPÍTULO 4. PRINCIPALES REGIONES CON AGRICULTURA PROTEGIDA EN MEXICO.

Aurelio Bastida Tapia 4.1. Introducción. 4.2. Concepto y definición de regiones con agricultura protegida. 4.3. Principales regiones con cultivos protegidos. 4.4. Principales cultivos y sistemas de producción bajo cubiertas. 4.4.1. Producción de hortalizas. 4.4.1.1. Hortalizas para exportación. 4.4.1.2. Hortalizas para mercado nacional. 4.4.2. Producción de plántulas. 4.4.2.1. Producción de plántula para hortalizas. 4.4.2.2. Producción de plántula de ornamentales. 4.4.2.3. Producción de plántula de tabaco. 4.4.2.4. Producción de plántula forestal. 4.4.3. Producción de frutillas. 4.4.4. Producción de plantas ornamentales en maceta. 4.4.5. Producción de flores de corte. 4.4.6. Producción de follajes. 4.4.7. Producción de árboles de navidad. 4.4.8. Producción de nopal para verdura.

4.4.9. Producción de plantas aromáticas. 4.4.10. Producción de forraje verde hidropónico. 4.4.11. Producción de plántula de agave. 4.4.12. Producción de hongos. 4.4.13. Producción de especies acuícolas. 4.4.14. Producción de bovinos de engorda para carne. 4.4.15. Otros sistemas de producción. CAPÍTULO 5. LOS FACTORES AMBIENTALES Y SU INFLUENCIA EN EL DESARROLLO DE LOS CULTIVOS BAJO CUBIERTAS.

Aurelio Bastida Tapia 5.1. Introducción. 5.2. Los factores ambientales y la agricultura protegida. 5.3. La luz y la temperatura. 5.3.1. Energía luminosa o visible. 5.3.1.1. Importancia de la luz para plantas. 5.3.1.2. Calidad y cantidad de luz y su influencia sobre las plantas. 5.3.1.3. La luz dentro de los invernaderos. 5.3.1.4. La radiación fotosintética activa. 5.3.2. La temperatura. 5.3.2.1. Temperatura y calor. 5.3.2.2. Formas de transmisión del calor. 5.3.2.3. La temperatura y las plantas. 5.3.2.4. La temperatura dentro de los invernaderos. 5.4. La humedad ambiental. 5.4.1. Humedad ambiental dentro del invernadero. 5.5. El dióxido de carbono (CO2). 5.5.1. El CO2 dentro de los invernaderos. 5.6. Ambientación de invernaderos. 5.6.1. Estrategias para aumentar y reducir luminosidad. 5.6.2. Estrategias para reducir y aumentar temperatura. 5.6.3. Estrategias para controlar la humedad ambiental. 5.6.4. Estrategias para el manejo del CO2 dentro de los invernaderos. 5.7. El medio para el desarrollo de la raíz de las plantas. 5.7.1. Cultivo en un medio sólido. 5.7.1.1. Cultivo en el suelo. 5.7.1.2. Cultivo en sustratos.

5.7.1.2.1. Características deseables en un sustrato. 5.7.1.2.2. Clasificación de sustratos. 5.7.1.2.3. Sustratos disponibles en México. 5.7.2. Cultivo en medio líquido. 5.7.2.1. Los sistemas hidropónicos. 5.7.3. El cultivo en un medio gaseoso. 5.8. Bibliografía citada y consultada. CAPÍTULO 6. FACTORES A CONSIDERAR PARA ESTABLECER EMPRESAS DE AGRICULTURA PROTEGIDA.

Aurelio Bastida Tapia 6.1. Introducción. 6.2. El proyecto de inversión agrícola. 6.3. El tamaño de la empresa. 6.4. Elaboración del proyecto técnico y planeación de actividades. 6.4.1. Instalaciones necesarias en una empresa productiva. 6.4.2. Memoria del proyecto. 6.4.3. Presupuesto y administración de recursos. 6.4.4. Programa de manejo de cultivos y comercialización. 6.5. Características ambientales y servicios. 6.5.1. Ubicación y acceso. 6.5.2. Características del terreno. 6.5.3. Agua y energía eléctrica. 6.6. Condiciones climáticas y orientación de las estructuras. 6.7. Disponibilidad de personal. 6.8. Costos de las instalaciones. 6.9. Cultivos y tipo de mercado. 6.10. Sugerencias y recomendaciones. 6.11. Bibliografía citada y consultada. CAPITULO 7. ELEMENTOS Y COMPONENTES ESTRUCTURALES DE INVERNADEROS Y OTRAS INSTALACIONES PARA PROTEGER CULTIVOS.

LOS

Aurelio Bastida Tapia 7.1. Introducción. 7.2. Elementos estructurales y partes de un invernadero. 7.2.1. La estructura y sus componentes.

7.2.1.1. Los cimientos. 7.2.1.2. Muro perimetral. 7.2.1.3. Columnas, postes o pilares. 7.2.1.4. El capitel. 7.2.1.5. Arcos y formas de la estructura para la cubierta. 7.2.1.6. Largueros y travesaños. 7.2.1.7. Tensores, tirantes y vientos. 7.2.1.8. Puertas de acceso y cabina sanitaria. 7.2.1.9. Ventilas o ventanas. 7.2.1.10. Canaletas de desagüe. 7.2.1.11. Otros componentes estructurales y sistemas de unión. 7.2.2. La cubierta. 7.2.2.1. Orientación y formas de las cubiertas de los invernaderos. 7.2.2.2. Clasificación de tipos de cubiertas. 7.2.2.3. Sistemas de fijación de las cubiertas. 7.3. Áreas de crecimiento y manejo de los cultivos. 7.3.1. Áreas de crecimiento y pasillos. 7.3.2. Sistemas de soporte o tutorado. 7.3.3. Sistemas de riego y drenaje. 7.3.4. Sistema de ventilación y aireación. 7.3.5. Sistemas de calentamiento y enfriamiento. 7.3.6. Sistemas de iluminación. 7.3.7. Sistema eléctrico. 7.3.8. Sistemas mecánicos y de automatización. 7.4. Bibliografía citada y consultada. CAPÍTULO 8. MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN DE INVERNADEROS Y OTRAS ESTRUCTURAS PARA PROTEGER CULTIVOS.

Aurelio Bastida Tapia 8.1. Introducción. 8.2. Materiales para cimentación. 8.3. Materiales para estructuras. 8.3.1. Estructuras de madera. 8.3.2. Estructuras y elementos de metal. 8.3.2.1. Cables, alambre, tornillos, tuercas, bridas y abrazaderas. 8.3.2.2. Alambrón y varilla corrugada de acero. 8.3.2.3. Ángulos de acero negro.

8.3.2.4. Perfiles estructurales de acero negro. 8.3.2.5. Perfiles estructurales de acero galvanizado. 8.3.2.6. Tubos de acero negro galvanizado. 8.3.2.7. Perfiles de PTR. 8.3.2.8. Polines estructurales. 8.3.2.9. Aluminio y otros metales. 8.3.3. Estructuras de concreto. 8.3.4. Otros materiales. 8.4. Materiales para estructuras estabilizadoras y de apoyo. 8.4.1. Emparrillados de cubierta, contra vientos, tensores y tirantes. 8.4.2. Sistema de tutores y espalderas. 8.5. Materiales para cubiertas de invernaderos. 8.5.1. Características deseables de los materiales para cubiertas. 8.5.2. Principales características y propiedades de los materiales para cubiertas. 8.5.2.1. Características del vidrio. 8.5.2.2. Características de los plásticos. 8.5.2.2.1. Características de los plásticos rígidos y semirígidos. 8.5.2.2.2. Características de los plásticos flexibles. 8.5.3. Los aditivos en plásticos agrícolas. 8.5.4. Otros materiales para cubierta. 8.6. El futuro de los materiales para construcción y cubiertas de invernaderos. 8.7. Bibliografía citada y consultada. CAPITULO 9.- TIPOS DE INVERNADEROS Y CLASIFICACIÓN DE INVERNADEROS.

Aurelio Bastida Tapia 9.1. Introducción. 9.2. Los invernaderos y su clasificación. 9.2.1. Clasificación de estructuras por tamaño. 9.2.2. Clasificación por disposición o emplazamiento de las estructuras. 9.2.3. Clasificación de invernaderos por la forma o perfil externo. 9.2.3.1. Invernaderos planos. 9.2.3.2. Invernadero de un agua. 9.2.3.3. Invernaderos en capilla o caseta a dos aguas. 9.2.3.4. Invernaderos tipo capilla asimétrica. 9.2.3.5. Invernaderos dientes de sierra. 9.2.3.6. Invernaderos tipo túnel o arco y sus variantes.

9.2.3.7. Invernaderos elípticos y semielípticos. 9.2.3.8. Invernaderos tipo paraguas, raspa y amagado o tienda de campaña. 9.2.3.9. Invernaderos inflables. 9.2.3.10. Otras estructuras. 9.2.4. Clasificación de invernaderos por tipo de material de construcción. 9.2.4.1. Clasificación de invernaderos por materiales empleados en las estructuras. 9.2.4.1.1. Invernaderos de madera. 9.2.4.1.2. Invernaderos de estructuras metálicas. 9.2.4.2. Clasificación de invernaderos por materiales empleados en las cubiertas. 9.2.5. Clasificación de invernaderos por régimen térmico nocturno. 9.6. Clasificación de invernaderos por periodo de vida útil. 9.7. Clasificación por manufactura o fabricación. 9.8. Clasificación por características del control ambiental. 9.9. Clasificación de invernaderos por orientación social. 9.10. Clasificación de invernaderos por niveles tecnológicos. 9.10.1. Niveles tecnológicos en la agricultura mexicana. 9.10.2. Niveles tecnológicos en los invernaderos. 9.10.2.1. Invernaderos de nivel tecnológico básico o manual. 9.10.2.2. Invernaderos de nivel tecnológico medio, con sistemas mecánicos. 9.10.2.3. Invernaderos automatizados. 9.10.2.4. Invernaderos computarizados. 9.11. Situación de los niveles tecnológicos en los invernaderos de México. CAPÍTULO 10. DISEÑO AGRONÓMICO DE INVERNADEROS.

Aurelio Bastida Tapia Felipe Sánchez del Castillo 10.1. Introducción. 10.2. El concepto de diseño y el diseño agronómico de invernaderos. 10.2.1. El diseño de invernadero. 10.2.1.1. El diseño estructural. 10.2.1.2. El diseño funcional. 10.2.1.3. El diseño económico o análisis económico. 10.2.1.4. El diseño agronómico de invernaderos. 10.2.2. Bases y parámetros del diseño agronómico. 10.2.2.1. Elementos y componentes del diseño agronómico de invernaderos. 10.2.2.1.1. Factores y elementos climáticos de la región.

10.2.2.1.2. Requerimientos climáticos y edáficos del cultivo. 10.2.2.1.3. Características del cultivo, sistemas y prácticas de manejo. 10.2.2.2. Características estructurales del invernadero y equipamiento. 10.2.2.3. Características del terreno para la ubicación del invernadero. 10.3. El diseño agronómico de invernaderos por niveles tecnológicos 10.3.1. Invernaderos de tecnología básica. 10.3.2. Invernaderos de tecnología intermedia. 10.3.3. Invernaderos de alta tecnología. 10.3.3.1. Invernaderos automatizados. 10.3.3.2. Invernaderos computarizados. 10.4. Características de los invernaderos de acuerdo al tipo de cultivo. 10.4.1. Invernaderos para cultivo de jitomate y otras hortalizas de fruto. 10.4.1.1. Invernaderos para ciclos largos de jitomate. 10.4.1.2. Invernaderos para ciclos cortos de jitomate. 10.4.1.3. Invernaderos para producción intensiva de jitomate. 10.5. El diseño de invernaderos por condiciones climáticas. 10.5.1. Las regiones climáticas de México. 10.5.1.1. Los climas de México y sus características. 10.5.1.1.1. Grupo de climas A. Tropicales lluviosos. 10.5.1.1.2. Grupo de climas Aw. Cálidos subhúmedos con lluvias en verano. 10.5.1.1.3. Subgrupo de climas A(C) y (A)C. Semicálidos o transicionales. 10.5.1.1.4. Grupo de climas C. Templados húmedos. 10.5.1.1.5. Grupo de climas B. Secos y muy secos o semiáridos y áridos. 10.5.1.1.6. Grupo de climas E. Fríos. 10.5.2. El diseño agronómico de invernaderos para jitomate por condiciones climáticas. 10.5.2.1. Diseño agronómico de invernaderos para cultivo de jitomate en climas templados. 10.5.2.1.1. Condiciones deseables de los invernaderos en climas templados. 10.5.2.1.2. Características de los invernaderos de tecnología básica o apropiada. 10.5.2.1.3. Características de los invernaderos de alta tecnología. 10.5.2.2. Diseño agronómico de invernaderos para jitomate en climas tropicales secos. 10.5.2.2.1. Condiciones deseables de invernaderos en climas tropicales secos. 10.5.2.2.2. Características de los invernaderos de tecnología básica o apropiada. 10.5.2.2.3. Características de los invernaderos de alta tecnología. 10.5.2.3. Diseño agronómico de invernaderos para jitomate en climas tropicales húmedos. 10.5.2.3.1. Condiciones deseables de invernaderos en climas tropicales húmedos.

10.5.2.3.2. Características de los invernaderos de tecnología básica o apropiada. 10.5.2.3.3. Características de los invernaderos de alta tecnología. 10.5.2.4. Diseño agronómico de invernaderos para cultivo de jitomate en climas áridos. 10.5.2.4.1. Condiciones deseables de invernaderos en climas áridos y extremosos. 10.5.2.4.2. Características de los invernaderos de tecnología básica o apropiada. 10.5.2.4.3. Características de los invernaderos de alta tecnología. 10.6. Bibliografía citada y consultada. CAPÍTULO 11. SISTEMAS DE RIEGO PARA INVERNADEROS.

Aurelio Bastida Tapia CAPÍTULO 12. ASPECTOS ECONÓMICOS DE LOS INVERNADEROS.

Aurelio Bastida Tapia CAPÍTULO 13. MEDIDAS DE SEGURIDAD.

Olmo Axayacatl Bastida Cañada Aurelio Bastida Tapia CAPÍTULO 14. RECOMEDACIONES BÁSICAS PARA EL MANEJO DE INVERNADEROS.

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La agricultura protegida y los invernaderos

CAPÍTULO 1 LA AGRICULTURA PROTEGIDA Y LOS INVERNADEROS Aurelio Bastida Tapia En Almería han sido los invernaderos los que han logrado, en el último tercio del siglo XX, sacar a la provincia de una prolongada situación de pobreza. (Instituto de Estudios Cajamar, 2004)

En este capítulo se presenta un panorama general de la agricultura protegida, en México y en el mundo. Se abordan los principales conceptos que en ella se manejan y se diserta sobre la importancia de las diferentes técnicas empleadas para proteger cultivos que actualmente se utilizan en la producción agrícola de México y el mundo, desde los acolchados hasta los invernaderos, pasando por la hidroponía y la fertigación. Además se exponen las ventajas y desventajas del cultivo bajo invernadero.

1.1. La agricultura y el desarrollo.

Los avances de la ciencia y la tecnología en las últimas décadas del siglo XX y primera del presente siglo han sido espectaculares, impulsando todas las ramas del saber humano, desarrollo que sin duda será superado por los logros científicos y tecnológicos de los años futuros. La agricultura no es ni será ajena a estos acontecimientos y tarde o temprano se beneficia de muchos de los descubrimientos y avances tecnológicos desarrollados en las diversas ramas del conocimiento humano. Actualmente, en el ámbito de la producción agrícola existen nuevos conceptos que engloban y dan cuenta de los avances que están contribuyendo a revolucionar todas las ramas de la agricultura. Términos como agricultura protegida, cultivos protegidos, agricultura intensiva, agricultura de precisión, invernaderos, casas sombra, plasticultura, cultivo de tejidos, semillas artificiales, ingeniería genética, riego localizado, hidroponía, fertigación, agrótica, acolchados, sustratos, agricultura orgánica, labranza de conservación, implante de embriones, ganadería alternativa, inocuidad alimentaria, entre otros, son de uso frecuente en el medio agronómico para hacer referencia a las nuevas tecnologías que están impulsando el desarrollo agrícola mundial y nacional. Al mismo tiempo modernas herramientas, como los satélites, las computadoras y los programas, los sensores, la Internet y los sistemas de información geográfica, hacen más fácil la toma, envío y procesamiento de datos e información necesaria para encontrar

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La agricultura protegida y los invernaderos

solución a muchos problemas específicos que se plantean a diario en la producción de alimentos y materias primas del agropecuario. Así, la agricultura, actividad que inicio como sistema económico hace unos diez mil años, cuando los grupos humanos prehistóricos domesticaron las primeras plantas, inventaron las primeras herramientas y desarrollaron los procesos necesarios para acondicionar los terrenos y el medio donde realizaron sus primeros cultivos, hoy vislumbra nuevos horizontes para abastecer de alimentos a una población mundial en constante crecimiento y cada día más numerosa, para de esta forma enfrentar mejor una serie de cambios que están ocurriendo a nivel global. A diferencia de la flora natural, donde los vegetales crecen espontáneamente, mediante una serie de prácticas y cuidados, al inicio de la agricultura los primeros agricultores propiciaron condiciones más favorables para el desarrollo de las plantas cultivadas, modificando el entorno natural y dirigiendo su desarrollo y evolución mediante la selección cuidadosa de los materiales y semillas utilizadas en su reproducción, siempre buscando aquellos elementos de mayor utilidad e interés. Proceso mediante el cual generaron un cúmulo de conocimientos necesarios para desarrollar la agricultura, conocimientos que con el paso de los siglos se fueron perfeccionando y agregándoseles nuevos aportes hasta constituir un bagaje cultural que se heredaba de generación en generación. De esta forma, con la domesticación de plantas y animales se dio origen a la revolución del neolítico, época en que se originó e inicio nuestro modo de vida en sociedades o grupos sociales. Actualmente la agricultura se practica en una amplia variedad de ambientes modificados conocidos como agro ecosistemas, con diferentes niveles de evolución. Entre ellos destacan una serie de estructuras utilizadas para la protección de plantas y animales, donde las granjas automatizadas y los invernaderos con cultivos en sistemas hidropónicos o sustratos inertes y control ambiental, representan el sector tecnológico más elevado de los ecosistemas artificiales creados para desarrollar una agricultura más intensiva, misma que tiene como finalidad satisfacer una creciente demanda de alimentos y productos agropecuarios que se requieren para el desarrollo de la sociedad. Los cambios experimentados durante el desarrollo y evolución de los sistemas agrícolas han contribuido al aumento de los rendimientos pero también han implicado alteraciones drásticas del entorno, algunas de graves consecuencias. Sin embargo, así como la ciencia tiene posibilidades de destrucción, también tiene la posibilidad de creación y restauración de la naturaleza. En este sentido, lo criticable no es el uso de la técnica y la tecnología, sino su mal empleo, en sí misma la tecnología no es la

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responsable de los desequilibrios ocasionados al medio, los responsables son quienes las usan indiscriminadamente en aras de una acumulación de riqueza desmedida. Cuando la sociedad cobra conciencia de esos desequilibrios está dando el primer paso para corregirlos, situación que se logra empleando diversas técnicas y estrategias (Cubero y Moreno, 1993). Aun cuando el problema del deterioro ambiental presenta muchas aristas, una forma de contribuir a minimizar los efectos negativos de la agricultura sobre el medio natural es intensificando la producción agrícola por unidad de superficie, esto es aumentando la productividad mediante el uso de tecnologías modernas que sean compatibles con el entorno, tecnologías con las que se puede apoyar para que los agricultores, sobre todo los de escasos recursos de diferentes regiones montañosas, obtengan en pequeñas superficies de cultivo los productos agrícolas necesarios para su alimentación utilizando tecnologías de producción intensiva de la agricultura protegida y los invernaderos, mientras las tierras actualmente erosionadas e infértiles puedan destinarse a usos más ecológicos, como plantaciones forestales, pastizales, restablecer la vegetación natural con diversos fines de conservación y ecoturismo, entre otros. Usos en los que se puede incluir la captura de CO2, la purificación del aire, la captación de agua y recarga de los mantos acuíferos, así como la conservación de la biodiversidad. Lo anterior implica que los agricultores deberán estar cada día más y mejor preparados en conocimientos e infraestructura para desarrollar una agricultura más eficiente y menos contaminante, los invernaderos y las nuevas tecnologías agrícolas, entre ellas los modernos sistemas de riego por goteo y micro aspersión, están contribuyendo a minimizar el impacto ambiental, situación que exige una mayor capacitación de los productores. De esta forma, los agricultores del futuro se parecerán más a técnicos de laboratorio que a los actuales trabajadores del campo (Calvo, 1995). Esta situación ya es una realidad en muchas partes del mundo, incluido México, y lo más importante es que las nuevas tecnologías son aptas para usarse en cualquier tamaño de predio, permitiendo un alto control de las variables productivas, haciendo a la agricultura una actividad más productiva (Sánchez, 2004). El caso de Almería en España se ha constituido en un caso emblemático a nivel mundial, como una de región ejemplo del desarrollo alcanzado por la agricultura bajo invernaderos, situación que se trata de reproducir en muchas partes del mundo. Esa zona hace 40 años era una de las regiones más pobres de Europa debido problemas ambientales como elevadas temperaturas, alta insolación, vientos extremadamente fuertes, mala calidad de los suelos, escasez de lluvias y ausencia de aguas superficiales. Condiciones que hacían prácticamente imposibles las actividades agrícolas. Hoy nos deja una gran enseñanza ya que se ha convertido en uno de los sistemas más rentables, productivos y eficientes de la agricultura

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europea, sobre todo mediante el empleo de los invernaderos (Junta de Andalucía, s/f; Sánchez y et al, 2001).

Figura 1.1. Región de Almería, España (Fecha ingreso: 11/05/12)

A finales del siglo pasado la superficie cubierta por invernaderos en Almería era de más de 25 mil hectáreas y representaba alrededor del 50 % de la superficie de España (Valera, et al, 1999). Muchas regiones de México cuentan con mejores condiciones naturales para el desarrollo de los invernaderos que las presentes en Almería. Debido a ello en varias partes de México la agricultura protegida se está desarrollándose en forma acelerada, buscando la obtención de productos de alta calidad tanto para el mercado interno como de exportación. De esta forma los invernaderos y otras técnicas de la agricultura protegida están contribuyendo ampliamente en la producción de alimentos y en el desarrollo de varias regiones del mundo y de México.

1.2. La agricultura protegida.

En las últimas décadas, los principales cultivos hortícolas y ornamentales han experimentado una tendencia cada vez más marcada hacia la obtención de una producción anticipada o fuera de estación, en condiciones diferentes a aquellas en las que tradicionalmente dichos productos se cultivaban a campo abierto. Tendencia que ha creado la necesidad de usar diversos elementos, herramientas, materiales y estructuras en la protección de los sistemas de producción agrícola, con la finalidad de

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obtener altos rendimientos con productos de mejor calidad y en mayor cantidad que a campo abierto. A esta actividad es a la que se le conoce como agricultura protegida y en gran medida ha sido resultado de la conjunción de diversas tecnologías, entre otras, semillas mejoradas, fertilizantes más solubles, el cultivo de tejidos, el control ambiental y uso de sustratos, así como del desarrollo de los materiales plásticos, los cuales a su vez son resultado del desarrollo de la petroquímica, misma que se aceleró a mediados del siglo pasado, dando como resultado nuevos materiales para cubierta de estructuras de protección con diferentes propiedades, como plásticos y mallas de diversos tipos, así como materiales plásticos utilizados para la conducción y control del agua para riego.

1.2.1. El concepto y dimensión de agricultura protegida.

El concepto agricultura protegida hace referencia una amplia variedad de técnicas, estrategias y estructuras que se utilizan para proteger cultivos y animales domésticos. Mismas que van desde una simple bolsa que se coloca en los racimos de los plátanos para protegerlos durante su desarrollo, hasta invernaderos y granjas altamente tecnificados en los cuales se tiene control completo de los factores ambientales.

Figuras 1.2 y 1.3. Racimos de plátanos e invernaderos con cubierta de vidrio, dos extremos de la agricultura protegida en México.

La agricultura en si misma implica una serie de actividades y prácticas tendientes a proteger a las plantas y animales para reproducirlos en condiciones más idóneas que aquellas presentes en el ambiente natural. Sin embargo cuando nos referimos a la agricultura protegida se hace alusión a algunas de las modernas técnicas de cultivo que se están implementado para aumentar los rendimientos y la productividad.

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Así, en un sentido amplio, la agricultura protegida es aquella que utiliza estructuras y técnicas de protección para abrigar en su interior a plantas y animales, con la finalidad de protegerlos de los fenómenos ambientales adversos a su desarrollo. Ejemplo de ello en la producción animal son las estructuras utilizadas en las granjas de pollos y otras aves, así como los establos donde se reproducen bovinos, ovinos, caprinos y cerdos. En la producción agrícola son ejemplo los invernaderos, túneles y casas sombra o enmallados, para el cultivo de diversos vegetales, así como los viveros, tanto de ornamentales como forestales donde se producen y multiplican gran variedad especies vegetales. Además de sistemas de producción en los que se hace uso de la hidroponía, los acolchados y la fertigación. En un sentido restringido, la agricultura protegida, u horticultura protegida, referida a los vegetales, es aquella que se realiza bajo estructuras construidas para protegerlos y utiliza técnicas de cultivo como las mencionadas arriba, con la finalidad de evitar las restricciones que el medio impone al desarrollo de las plantas cultivadas. Así, mediante el empleo de diversas estructuras y técnicas se reducen al mínimo algunas de las condiciones restrictivas del clima sobre los vegetales. De esta forma, a través de los años, pero sobre todo en las últimas décadas se han desarrollado varios tipos de estructuras y técnicas para la protección de las plantas, mismas que plantean diferentes alternativas para recrear condiciones ambientales óptimas para el desarrollo de los cultivos, de acuerdo a los requerimientos climáticos de cada especie y en concordancia con los factores climáticos de cada región. Lo anterior tiene con base el que en la agricultura los límites productivos de las plantas cultivadas están determinados por dos factores principales; la información genética de las distintas especies o variedades y el ambiente en el cual se desarrollan. Muchas de las especies cultivadas presentan un amplio rango en su rendimiento, en diferentes condiciones climáticas y bajo diferentes sistemas de cultivo, aspecto indicador de un alto potencial productivo que en muchos casos no ha logrado expresarse de manera plena debido a las restricciones que impone el medio en el cual se cultivan. Otras por el contrario presentan poca plasticidad genética. Entre los principales factores ambientales que impiden la expresión del potencial genético de los cultivos están; la baja fertilidad de los suelos, las enfermedades, las plagas, la competencia con otras plantas, condiciones climáticas poco favorables; entre ellas falta de agua y bajas o altas temperaturas, así como métodos y técnicas poco apropiadas para su

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cultivo. Factores todos ellos que inciden sobre las plantas cuando se desarrollan a campo abierto o al aire libre, dando como resultado bajos rendimientos. Para evitar las pérdidas atribuidas a los factores ambientales adversos al desarrollo de los cultivos, han surgido una serie de elementos para proteger a las plantas dando origen al desarrollo y fortalecimiento de la agricultura protegida, la parte más dinámica de la agricultura del siglo XXI, basada en estructuras agrícolas, sistemas de riego y prácticas de cultivo apropiadas a cada especie. El tipo de protección utilizada y los resultados obtenidos están estrechamente relacionados con el conocimiento de las condiciones climáticas de la zona en la que se trabaja, de las exigencias y requerimientos ambientales y edáficos de cada especie y de la eficiencia de la estructura de protección (Tesi, 2001). Con ello, las modificaciones ambientales logradas con cada uno de los tipos de estructuras, empleadas en la agricultura protegida, permiten ofrecer un medio más favorable para que las plantas expresen su potencial productivo, sin las restricciones ambientales a que están sometidas cuando se desarrollan a campo abierto, ya sea en sistemas de riego o temporal. En este panorama, los invernaderos son los elementos de la agricultura protegida que permiten un mejor control de las condiciones ambientales y combinándolos con las ventajas de la hidroponía se logra un control óptimo de las condiciones edáficas para logara un mejor desarrollo de las plantas. Como ya se indicó, un eje fundamental de este tipo de agricultura son los plásticos para uso agrícola, cuyo uso y empleo que se engloba bajo en concepto plasticultura.

1.2.2. La plasticultura o agroplasticultura.

En los últimos 50 años, la agricultura, actividad básica de la humanidad, primordial en la evolución social desde épocas remotas, se ha asociado con una de las actividades más recientes; la industria de los plásticos. Actualmente la variedad de plásticos es tal que ha penetrado en todos los ámbitos de la sociedad moderna y la agricultura de nuestros días no es la excepción. A los plásticos, en la agricultura, se les emplea con diversos fines tendientes a obtener mejores cosechas y mayores rendimientos (Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). De esta forma, el término plasticultura, hace referencia al empleo de materiales y elementos de plástico en la producción agrícola, mismos que se les encuentra tanto apoyando sistemas

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a campo abierto, como en las estructuras empleadas en la protección de cultivos donde se usan como apoyo para el manejo y control de factores como la luz y la temperatura, en forma de películas para cubiertas de invernaderos y casas sombra, en la distribución del agua cuando se usan para fabricar mangueras, tuberías y goteros que se emplean en sistemas de riego, así como para la conservación y el empaque de frutos, entre otros procesos inherentes a la producción agrícola. Los plásticos empezaron a usarse a mediados del siglo pasado y para el año de 1995 ya se reportaba que la plasticultura mundial había tenido un consumo del orden de las 3 millones de toneladas de materiales plásticos, de los cuales por lo menos 2 millones se dedicaron a cultivos protegidos y ensilaje (Martín, 1995). Pendiente Figura 1.4. Diferentes ejemplos del uso de elementos de plástico en la agricultura.

El origen de la plasticultura se dio a mediados del siglo pasado y se desarrolló y consolidó en las siguientes cuatro décadas con la fabricación de artículos de plástico para el apoyo y uso de diversas actividades en la agricultura, así como la implementación y expansión de estructuras para proteger cultivos. Antes de esa fecha solo existían los invernaderos de acero con cubierta de vidrio, mismos que se usaban para proteger plantas en jardines botánicos, pero no se les concebía como elementos de apoyo a la producción agrícola debido a su alto costo. Con el advenimiento de la plasticultura, los invernaderos paulatinamente empezaron a construirse con materiales estructurales más ligeros, mientras el vidrio fue sustituido, como material único en las cubiertas de los invernaderos, por las cubiertas de plásticos derivados de la petroquímica. Debido a lo anterior, a los invernaderos actuales, se les consideran como parte fundamental de la plasticultura o agroplasticultura. Actividad que en sus inicios se le conoció como plastopónia (Bauman, 1969; Papaseit et al, 1997, Castilla, 2005). Al respecto, las referencias indican que la historia de la aplicación de los plásticos en la agricultura inicio en el año de 1948, cuando Emery Myers Emmerrt, profesor de la Universidad de Kentucky, ante la imposibilidad de comprar un invernadero con cubierta de vidrio, construyó uno de madera y lo cubrió con películas de hidrato de celulosa (papel celofán), mismo que utilizó para cultivar plantas en su interior. De esa forma, su intuición lo llevo a concebir las principales aplicaciones de los plásticos en la protección de cultivos,

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dando origen a la plasticultura, incluso antes de que los plásticos se desarrollaran y mucho antes de su aplicación a la agricultura. Posteriormente, a inicio de la década de 1950, cuando aparecieron los polietilenos y otros materiales plásticos, como resultado del desarrollo de la petroquímica, ya tenían un lugar asegurado en la protección de cultivos (Garnaud, 1992; Jensen, 1997; Díaz et al, 2001; Castilla, 2005). En otro extremo del planeta, la literatura señala que en Japón, en la década de los años cincuenta del siglo pasado, también se sustituyó el papel impregnado con aceite, utilizado para proteger los cultivos de frutas y verduras tempranas, por cintas de cloruro de polivinilo (PVC), dando un paso más en la plasticultura y la agricultura protegida (Castilla, 2005). De esta forma, el desarrollo comercial de los plásticos en la agricultura, inicio y se desarrolló entre los años 50 y 70, del siglo pasado, constituyéndose en el principal sustituto del vidrio en las cubiertas de los invernaderos y de la paja empleada para el acolchado de los cultivos. Funciones en las cuales los plásticos demostraron sus ventajas y cumplieron con creces, debido tanto a su bajo costo, con relación al vidrio, como a las ventajas y facilidades en su manejo. Esta situación contribuyó a la expansión de los plásticos como materiales de apoyo en diferentes actividades agrícolas en todo el mundo. Muchas de las aplicaciones encontradas a los plásticos en la agricultura fueron obra del azar y no necesariamente de la investigación científica. Los químicos que inventaron los plásticos no los concibieron, originalmente, para usos agrícolas, sino para aplicaciones industriales. De esta forma, las diversas aplicaciones que los plásticos tienen en la actualidad en la producción agrícola fueron apareciendo de manera casual y fortuita, desde finales de los años 40 del siglo pasado y las siguientes décadas, como resultado de la necesidad de solventar los problemas inmediatos y concretos que a los productores se les presentaban en la agricultura. Nacieron cuando los agricultores de diferentes partes del mundo se auxiliaron de materiales plásticos para buscar la solución a problemas como el alto costo de los invernaderos de cristal, el ensilaje del forraje, la escasez de agua o la necesidad de ajustar los calendarios agrícolas a las necesidades del mercado (Garnaud, 1992; Papaseit et al, 1997). A partir de la década de 1960, a la fecha, las exigencias de los usuarios han influido para que en las universidades y centros de investigación se desarrollen investigaciones más precisas y practicas sobre el uso de los plásticos en la agricultura. Así mismo los problemas

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de la crisis energética han estimulado el desarrollo de investigaciones sobre el empleo de los plásticos en todos los ámbitos de la vida moderna. Lo anterior ha llevado a que las características de los plásticos utilizados en la agricultura se hayan reafirmado con nuevas formulaciones para adaptarlos mejor a cada tipo de uso. Actualmente las investigaciones agrícolas ponen a prueba nuevos materiales plásticos, donde se analizan sus propiedades con relación a las necesidades de los cultivos (Papaseit et al, 1997). No obstante lo anterior, hacen falta materiales plásticos adaptados a cada una de las posibles aplicaciones, así como una mayor difusión y conocimiento de las características de los mismos. Para atacar el problema en 1964 se creó el Comité Internacional de Plásticos en la Agricultura (CIPA), que organiza congresos internacionales, en los que se dan a conocer los avances logrados en la materia y edita la revista "Plasticulture", misma que está marcando la pauta para lograr una mayor colaboración y difusión internacional sobre el empleo de plásticos agrícolas. En España funciona el Comité Español de Plásticos en Agricultura (CEPLA), mismo que tiene una filial en México. Por otro lado, falta mucho por hacer sobre el reciclaje de plásticos o la generación de plásticos biodegradables, para evitar la contaminación ambiental y visual que ellos generan, esto no solo es válido para los plásticos utilizados en la agricultura, también lo es para todos los plásticos empleados en otras actividades, principalmente los usados como envases de diversos productos. El problema del reciclaje de los plásticos es un problema de grandes dimensiones, a nivel mundial y en todos los ámbitos de la vida moderna, para el que están pendientes las soluciones necesarias para evitar la contaminación provocada por ellos. Aspecto en el cual las empresas fabricantes y usuarios de los productos de plástico tienen una gran responsabilidad social.

1.2.3. Tipos de plásticos y sus usos.

La evolución de los polímeros plásticos ha desarrollado una serie de productos que actualmente se usan en diferentes actividades agrícolas, entre ellas destacan los plásticos empleados en las cubiertas de los invernaderos y otros usos relacionados con estas estructuras. Entre los materiales plásticos para uso agrícola existen plásticos para acolchados, plásticos para emplearse como cubiertas flotantes; plásticos para cubiertas de túneles bajos, túneles

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altos e invernaderos, así como para muchos otros usos a los que dichos materiales se pueden aplicar, tanto actuales como potenciales, de acuerdo a sus características y propiedades. (Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). Entre los plásticos agrícolas destacan los polietilenos, plásticos flexibles, a los que se les han encontrado diferentes aplicaciones en la agricultura y ganadería. De ellos existen varios tipos como polietilenos normales, polietilenos de larga duración y polietilenos térmicos. En la tabla 1.1 se presenta un listado con los nombres y abreviaciones, tanto en español como en inglés, de los principales productos de plástico disponibles en el mercado internacional y nacional, y en la tabla 1.2 se presentan las posibles aplicaciones de cada uno ellos. Mientras en la tabla 1.3 se presentan algunas ventajas y desventajas del uso de los polietilenos. Tabla 1.1. Principales productos plásticos aplicados a la agricultura. Español

Inglés

Nombre Polietileno de baja densidad Polietileno de baja densidad lineal Polietileno de alta densidad Etileno de acetato de vinilo Policloruro de vinilo Polipropileno Policarbonato Polimetracrilato

Abreviatura Nombre PEBD Low density polyethylene PEBDL Linear low density polyethylene PEAD High density polyethylene EVA Ethylene vinyl acetato PVC Polyvinyl chloride PP Polypropylene PC Polycarbonate PMMA Polymethyl methacrylate Fuente: Papaseit et al, 1997

Abreviatura LDPE LLDPE HDPE EVA PVC PP PC PMMA

Tabla 1.2. Posibilidades de usos agrícolas de los plásticos. USO Acolchados Cubiertas flotantes Micro túneles Túneles Invernaderos Estructuras ligeras Ensilaje Mallas Sacos hidroponía Impermeabilización Cortavientos Riego y drenaje Contenedores

PEBDL * *

* * * * * * *

PEBD PEAD EVA * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Fuente: Papaseit et al, 1997

PVC *

PP

PC

PMMA

*

*

* * * * * * *

*

* *

* * *

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Tabla 1.3. Ventajas e inconvenientes de las láminas de polietileno. Tipo lámina Polietileno normal (sin aditivos)

Usos o aplicaciones * Invernaderos * Túneles * Acolchados * Desinfección * Empaque forraje

Polietileno larga Duración

* Invernaderos

Polietileno térmico de una campaña

* Acolchados * Micro túneles * Doble cubierta

Polietileno térmico de larga duración

* Invernaderos

Ventajas * Precio bajo.

Desventajas * Corta vida útil en climas soleados. * Poca protección térmica para los cultivos en invernadero y túneles. * Riesgo de inversiones térmicas. * Riesgo de heladas. * Precio medio. * Precio mayor al PE normal. * Duración de 2 a 4 años según * Comportamiento térmico condiciones climáticas. similar al PE normal. * Reducción del riesgo de * Precio considerable en heladas. comparación con el PE * Mayor precocidad en normal. cosechas. * Aumento de la producción. * Gran difusión de la luz. * Duración de 2 a 4 años de * Precio alto en comparación acuerdo con el clima. con el PE normal. * Protección térmica. * Necesidad de mayor * Escasa posibilidades de ventilación en épocas inversión térmica. calurosas.

Fuente: Papaseit et al, 1997

1.3. Técnicas y estructuras para proteger cultivos.

Las técnicas y estructuras para proteger cultivos se enfocan a minimizar el efecto de alguno o varios de los elementos que afecta la producción agrícola, como el viento, el granizo, las heladas y bajas temperaturas, el exceso de radiación lumínica, las altas temperaturas, la evaporación y la protección del suelo, entre otras (Tesi, 2001). Los elementos de la plasticultura enfocados a proteger cultivos son diversos, desde los acolchados y las cubiertas flotantes, que se emplean para cubrir los terrenos agrícolas o los cultivos, las cubiertas de mallas para disminuir luminosidad y evitar el daño de insectos y granizadas, pasando por los túneles bajos o micro túneles, hasta modernos invernaderos dotados de dispositivos automáticos y equipos apropiados para el control de los principales factores climáticos.

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En todos los casos, los efectos de las estructuras protectoras se deben completar con eficientes sistemas de riego, así como cuidados y prácticas de cultivo apropiadas a cada especie en desarrollo bajo alguna estructura para proteger cultivos. De esta forma, los principales dispositivos empleados para proteger cultivos se pueden agrupar en los siguientes elementos: cubiertas flotantes, cubiertas de plástico, casas sombra y enmallados, túneles bajos, túneles altos e invernaderos de diversos tipos. Además de otros elementos de apoyo como los acolchados, las pantallas térmicas y mallas de diversos tipos que se usan con diferentes objetivos en la agricultura protegida y otras actividades agrícolas. Un aspecto central a determinar con precisión en la agricultura protegida es de que factor o elemento ambiental y/o edáfico, o grupo de ellos, se requiere proteger a los cultivos. Una vez precisado este aspecto es más fácil determinar qué tipo de protección o estructura se requiere. A continuación se explica brevemente en que consiste cada una de las estructuras empleadas para proteger físicamente a los cultivos y los elementos que las hicieron posibles. Sobre todo aquellas técnicas que tienen mayor aplicación en la agricultura protegida de nuestro país. Los acolchados, las técnicas contravientos, los medios utilizados contra las heladas y el granizo, así como los sistemas de sombreado constituyen un primer estadio en la protección de los cultivos donde se brinda una protección parcial ya que en términos generales dichas técnicas no cubre completamente la planta o no la aíslan del exterior (Tesi, 2001). Desde esta perspectiva, los diferentes materiales que se utilizan como cubiertas se pueden agrupar en permeables a la lluvia y el aire, como las mallas, e impermeables como las películas de plástico tanto flexibles como en placas o el vidrio.

1.3.1. Los acolchados.

Las técnicas de acolchado no constituyen propiamente una estructura para proteger cultivos en su totalidad, es una técnica cuya principal función es cubrir el suelo para proporcionar mejores condiciones de desarrollo para las raíces y lograr algunos cambios del medio favorables a los cultivos. Aspectos con los que se han logrado rendimientos de importancia en la producción agrícola.

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Se trata de una técnica muy antigua con origen en diversas partes del mundo, incluido México, que consistía en aplicar una cubierta de rastrojo para impedir el desarrollo de las malezas, proteger el suelo de las bajas temperaturas y evitar la evaporación de la humedad. La utilización de láminas o filmes de plástico en acolchado tuvo lugar después de la Segunda Guerra Mundial y se consolido en muchos países, entre ellos Estados Unidos, Japón, Francia e Italia (Tesi, 2001).

Figura 1.5. Acolchado blanco en surcos para cultivo de hortalizas. Yurécuaro, Michocán.

Actualmente son varios los cultivos en los que se aplican acolchados con películas de plástico. Las áreas protegidas por la utilización práctica de este medio de protección tan elemental se van extendiendo progresivamente en varios países. Entre las principales ventajas de los acolchados están: 1) incrementar la temperatura del suelo y reducir fluctuaciones de la misma, 2) ayudar a reducir la evaporación del agua del suelo, 3) evitar el contacto de los frutos con la tierra, 4) disminuir el consumo de agua, 5) disminuir labores culturales, 6) ayudar a reducir la erosión hídrica y eólica, 7) evitar el desarrollo de malezas, 8) elevar la eficacia de los fertilizantes, 9) incrementar la eficacia de la fumigación del suelo al retener gases, 10) ayudar a reducir la incidencia de plagas y enfermedades, 11) promover el desarrollo de las raíces, 12) disminuir problemas de compactación y encostramiento de los suelos, 13) promover la actividad de los micro organismos del suelo, y 14) ayudar a conservar la estructura del suelo. Efectos que se obtienen con diferentes tipos de plásticos, sin embargo no hay un solo material que logre todos los efecto anterior por si solo (Ramírez 1996; Papaseit et al, 1997; Gómez, 2002).

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Figura 1.6. Acolchado negro en cultivo de fresa. Baja California, México.

Actualmente el acolchado se emplea a campo abierto o bajo invernaderos y otras estructuras protectoras de cultivos. El mismo consiste en cubrir los surcos o camas de crecimiento, con películas de plásticos de diferentes colores, de acuerdo con el objetivo particular en cada caso, con la finalidad de modificar el micro clima del suelo y del aire superficial. Con ello se crea un ambiente favorable para el crecimiento de las plantas, incrementando los rendimientos y mejorando la calidad de las cosechas (Ramírez, 1996). En la tabla 1.4 se presentan algunos de los plásticos utilizados para acolchado y sus características. Sin embargo están surgiendo nuevos productos con nuevas características y propiedades, que posiblemente aquí no se consideren.

Tabla 1.4. Características de los plásticos empleados para acolchados Color o tipo de plástico Transparente

Principales características • • • • •

Calentamiento del suelo en el día. Mayor precocidad de los cultivos. Evita la evaporación del agua del suelo. Rápido desarrollo de la raíz. Apropiado para terrenos sin maleza.

Negro

• • • •

Impide el desarrollo de malezas. Calentamiento lento del suelo. Evita la evaporación del agua. Mejora los rendimientos y calidad.

Blanco

• • • • •

Alta reflexión de la luz. Aumento de fertilización lumínica. Evita evaporación del agua. Repele insectos. Estimula precocidad de cultivos.

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Blanco / negro

Plata/Negro

Plata / plata

Térmico / opaco

Aluminio

Amarillo

Café

Biodegradable

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• Poco aumento de temperatura del suelo. • Impide el crecimiento de malezas. • Refleja la luz sobre las plantas. • Evita evaporación del agua. • Retarda el ataque de áfidos y mosca blanca. • Controla el exceso de temperatura. • El lado negro evita el desarrollo de malezas. • El lado plata refleja la luz aumentando fotosíntesis. • Retarda el ataque de áfidos y mosca blanca. • Evita evaporación del agua. • Refleja luz y calor aumentando la fotosíntesis. • Ayuda a desarrollar plantas con tallos vigorosos. • Evita el calentamiento excesivo del suelo. • Evita la evaporación del agua. • Retiene el calor durante la noche. • Impide el desarrollo de malezas. • Mejora el uso del agua. • Evita la evaporación del agua. • Ayuda a controlar insectos. • Refleja luz y calor aumentando la fotosíntesis. • Favorece la precocidad de los cultivos. • Controla aumentos de la temperatura. • Evita la evaporación del agua. • Por la noche permite el paso del calor. • Alta reflexión de luz. • Aumento de fertilización lumínica. • Ayuda a controlar insectos. • Aumento de precocidad del cultivo. • Evita la evaporación del agua. • Excelente reflexión de la luz. • Trasmite calor al surco. • Permite el control de maleza. • Evita la evaporación del agua del suelo. • Aumenta la temperatura del suelo. • Permite la recolección mecánica. • Evita evaporación del agua. Fuentes: Ramírez; 1996; Papaseit et al, 1997 y folletos comerciales.

El ancho de las láminas para cubrir surcos, va de 1.1 a 1.5 m. La duración del acochado es de una sola temporada, pero las ventajas son tan importantes como para garantizar su aplicación. Cuando se emplean plásticos que deja pasar luz es necesario aplicar herbicidas para impedir el desarrollo de malas hierbas (Tesi, 2001). En el caso del acolchado en surcos, tanto a campo abierto como el invernadero, antes de colocar el plástico se requiere darle la forma apropiada a los surcos y colocar el sistema de

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riego, el cual debe quedar por debajo del acolchado y sobre el surco o enterrado unos centímetros. En cuanto a la situación mundial, en 1997, se reportaban más de cuatro millones de hectáreas de cultivos acolchados. La tendencia futura es incrementar la superficie en los próximos años (Papaseit et al, 1997). Los factores que han contribuido a su expansión son principalmente la duración del material, su ligereza y flexibilidad, la facilidad de colocación, que puede ser manual o mecánica y la posibilidad de realizarse sobre grandes extensiones (Tesi, 2001). Las ventajas del acolchado están en función del color o tipo de acolchado. Entre las principales ventajas está el que los acolchados ayudan a adelantar la siembra en meses fríos, reducen el periodo de germinación y el desarrollo de los cultivos e incrementan los rendimientos y mejoran la calidad de los frutos. Como principales desventajas de la producción agrícola bajo el sistema de acolchados se tienen las siguientes: a) el sistema es más caro que los cultivos sin acolchar, b) se requiere equipo especial para instalarlos y mayores conocimiento para su manejo, con relación a los necesarios para realizar agricultura convencional, c) los plásticos deben retirarse cuando termina el ciclo agrícola y, d) si no se retiran o recogen los plásticos aumentan la contaminación ambiental. En México, la mayor superficie de acolchados se localiza en el noroeste del país, sobre todo en los Estados de Sinaloa, Sonora y Baja California. En la actualidad los acolchados están ganando terreno en muchas otras regiones agrícolas, incluyendo su empleo dentro de los invernaderos. La duración de la mayoría de los plásticos para acolchados es de un año. Recientemente se han empezado a introducir los filmes de polietileno fotodegradables con espesores de 0.02 milímetros con una duración diferenciada según los cultivos; esta innovación evita las operaciones de recuperación de los plásticos con notable ahorro de trabajo y con menos problemas de contaminación ambiental (Tesi, 2001). Otro uso de los plásticos de poco calibre es para la solarización del suelo. La solarización es la técnica que consiste en cubrir el terreno con polietileno a fin de elevar su temperatura a niveles que resulten letales para los organismos que en el habitan, como nemátodos, virus, bacterias, hongos y semillas de malezas, logrando así un proceso de pasteurización que permite el desarrollo de los cultivos sin la presencia de organismos patógenos que los dañen. El proceso se realiza durante la época del año que tenga las más altas temperaturas, para ello se limpia el terreno de residuos y se aplica un riego que proporcione la humedad

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suficiente para favorecer la germinación de semillas de malezas y esporas de hongos. Después se coloca el plástico y se deja de cuatro a ocho semanas. Este mismo procedimiento se aplica para fumigación de los terrenos (Gómez, 2002).

1.3.2. Uso de mallas, enmallados y casas sombra.

El uso de mallas en la agricultura determina una serie de técnicas y estructuras basadas en redes o telas, que tienen como característica principal ser cubiertas permeables a los vientos y las lluvias, pero que aportan una serie de beneficios para el cultivo de las plantas, sin llegar a brindar una protección total de todos los factores ambientales.

Figura 1.7. Dos usos de mallas, en primer plano enmallado para cultivo de piña y al fondo estructuras con malla para cultivo de limón. Tecomán, Colima.

La utilización de redes de plástico en la agricultura se inició en los años 60 del siglo pasado, con su aplicación para proteger diversos cultivos de cultivos de frutales, posteriormente se extendieron a otros cultivos (Tesi, 2001). Además de las mallas sombra, existe una amplia variedad de mallas o redes de plástico que se emplean con diferentes fines, entre las que se pueden citar: cortinas rompe vientos, mallas antigranizo, mallas mosquiteros, mallas antiáfidos, mallas extruidas para recolección de frutos, mallas para tutorado y soporte de frutos y flores, mallas anti pájaros, cubiertas de piso anti malezas, mallas para secado de fruta, mallas para protección de plantas, mallas para empaque de frutos y hortalizas, mallas para refuerzo de césped, mallas para usos avícolas, mallas para refuerzo de concreto y estabilización de suelos y mallas o pantallas de aluminio para escudos térmicos (Papaseit et al, 1997).

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A continuación se abordan las principales técnicas y los principales usos de las mallas en la agricultura protegida de nuestros días.

1.3.2.1. Cubiertas flotantes o mantas térmicas.

Las cubiertas flotantes, también conocidas como mantas térmicas, son protecciones textiles de textura suave y películas de plásticos ligeros, de 15 a 20 gramos por metro cuadrado, que se colocan sobre el terreno una vez sembrada la semilla o trasplanta la plántula. Estas cubiertas protegen los cultivos del ataque de insectos, de daños por la acción de los vientos, las lluvias, o granizadas y bajas temperaturas, sin interferir con el desarrollo de los vegetales, ya que debido a su poco peso las plantas las van levantando conforme se desarrollan. Las cubiertas con películas de plástico requieren de perforaciones para permitir la circulación de aire y renovación del dióxido de carbono (CO2), necesario para la elaboración de materia vegetal mediante la fotosíntesis. Con el empleo de las cubiertas flotantes se crea un micro clima más apropiado para el crecimiento de los cultivos mediante el control de temperaturas extremas, así como una disminución de daños por factores meteorológicos como viento, granizo y lluvias, favoreciendo la calidad de los productos y una mayor precocidad de los mismos, que puede ser de una a dos semanas con respecto a los cultivos a campo abierto. Así mismo, las cubiertas contribuyen a la sanidad de los cultivos disminuyendo la necesidad de tratamientos fitosanitarios, (Papaseit et al, 1997). La colocación de las mantas térmicas es relativamente fácil, ya sea en forma directa sobre los cultivos, sin ninguna estructura de soporte, enterrando los extremos en el suelo o atando las orillas a estacas u otras estructuras de soporte, en este caso se deja una holgura suficiente para que no limite el crecimiento de los cultivos, o empleándose sobre estructuras de mini túneles. En el año de 1997 se reportaban 68,000 hectáreas protegidas con cubiertas térmicas en el mundo, la mayoría de ellas en Europa. En México esta técnica ha tenido poco desarrollo, en 1995 se reportaban menos de 20 hectáreas (Reyes, 1995). Las mantas térmicas también se emplean como doble cubierta dentro de los invernaderos, mismas que se colocan a la altura del canalón y se utilizan para mantener relativamente estable la temperatura y disminuir luminosidad.

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1.3.2.2. Redes o mallas anti granizo.

Las mallas antigranizo, como su nombre lo indica, son cubiertas de tejidos o redes que se colocan sobre postes para proteger a los cultivos de los daños físicos ocasionados por el granizo y permitiendo el paso de la lluvia y la energía luminosa. Son relativamente fáciles de instalar y de poco peso por lo que no requieren de estructuras de soporte complejas y robustas.

Figura 1.8. Malla antigranizo para proteger cultivos de rosas. Xochimilco, Distrito Federal.

Por lo general son redes de color negro y alta resistencia a la presión (500 a 550 kg/m2), muy ligeras (40 g/m2), con mallas cuadrangulares de unos 4x7 mm que se fabrican en una achura entre 2 y 5 m y una longitud variable entre 100 y 300 m. En las instalaciones antigranizo es muy importante la fijación y la sustentación de las redes que pueden ser estables, así como capaces de resistir los más fuertes vientos. En el caso de invernaderos de vidrio en lugares con riego de granizadas intensas, es conveniente protegerlos con redes antigranizo (Tesi, 2001). También en zonas donde la intensidad y frecuencia de los vientos es fuerte se hace necesario proteger a los cultivos de sus efectos dañinos en los cultivos a campo abierto, protección que se logra colocando mallas contra el viento, las cuales además se les emplea para la protección de invernaderos y túneles así para la protección de cultivos leñosos y frutales en zonas con mucho viento (Tesi, 2001).

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Figura 1.9. Malla antigranizo para producción de plántula de fresa. Zamora, Michoacán.

1.3.2.3. Mallas corta vientos, rompe vientos o contra vientos.

Las mallas rompe vientos son permeables a los vientos, por lo que una parte de ellos las atraviesan y otra se desvía. La parte de viento que atraviesa la cortina disminuye su velocidad a niveles en los que no hay riesgo de daños a los cultivos. La reducción del viento con mallas puede ser entre el 30 y 80 %, pero la permeabilidad óptima es del orden del 50 % de forma que no se interrumpa el movimiento de las masas de aire y evitando por lo tanto, las turbulencias de las parte bajas del resguardo. La acción máxima de reducción de la velocidad del viento se consigue colocando la protección en posición perpendicular respecto a la dirección de las corrientes del aire dominantes y disponiendo el corta viento a una distancia entre dos y tres veces su altura (Tesi, 2001).

Figura 1.10. Cortina rompe viento de malla, utilizada para proteger invernaderos. Alvarado, Veracruz.

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El efecto perjudicial de los vientos sobre los cultivos puede evitarse colocando diferentes tipos de barreras, desde cortinas rompe vientos realizadas con vegetación arbustiva y arbórea, hasta el uso de mallas de plástico fabricadas con este fin. La mallas son redes tejidas con monofilamento de polietileno de alta densidad, con anchos o alturas variables de 2 a 3 m que están provistas de borde en el sentido de su longitud para permitir la su fijación a los postes de sostenimiento, que pueden ser de hormigón o de madera. La vida útil de estas mallas es de 6 a 10 años. Los cortavientos, además de atenuar los efectos mecánicos del viento, que empieza a manifestarse a partir de una velocidad de 8 a 10 m/s, ejercen una acción favorable a reducir la evaporación y la transpiración, determinando un incremento de la humedad relativa y un aumento de la absorción de CO2 gracias a un período más prolongado de la apertura de los estomas (Tesi, 2001).

Figura 1.11. Cortina rompe viento protegiendo cultivos de frutillas. Región de Ciudad Guzmán, Jalisco.

Este tipo de tecnología se empieza a utilizar en México, en la protección de cultivos delicados, de la fuerza de los vientos y de invernaderos en regiones con fuertes vientos.

1.3.2.4. Mallas contra insectos plaga.

El uso más común de las mallas contra plagas son las malla anti insectos y anti áfidos que se colocan en las ventilas de los invernaderos. Sin embargo, ya se están construyendo estructuras tipo casas sombra con mallas del mismo tipo para proteger frutales, como el caso del limón ante el ataque de la bacteria

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huanglongbing (HLB), también conocida como “dragón amarillo” cuyo transmisor es la Diaphorina citri o psilido asiático de los cítricos.

Figura 1.12. Mallas anti insectos en ventilas laterales de invernaderos.

El tejido en hilos por pulgada determina el tamaño del orificio por lo que una malla de 40 x 40 es mucho más cerrada que un de 40 x 25, impidiendo así el paso de los insectos más pequeños. Estos dos calibres se utilizan contra mosca blanca y áfidos, mientras malla antitrips son de 52 x 26 hilos por pulgada cuadrada. Por lo general en rollos de 3.6 metros de ancho por 100 metros de largo. Una de las desventajas es que las mallas atraen el polvo y reduce la entrada de aire en un alto porcentaje. Por ello en la época de secas en lugares donde se levanta polvo, se deben lavar para permitir una buena ventilación. Bajo condiciones normales de uso su duración es de cinco a siete años.

Figura 1.13. “Casa sombra” con malla cristalina para proteger cítricos. Tecomán, Colima.

Aurelio Bastida Tapia

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Las mallas antiáfidos por lo general se fabrican de color cristal. Las hay con hilos de 9 milésimas de pulgada, un tejido de 55x30 hilos por pulgada cuadrada o 22x12 hilos por centímetro, hasta 25x25 hilos por pulgada cuadrada o 10x10 hilos por centímetro, en presentaciones de 1.15 a 3.70 metros de ancho, por 100 o 150 metros de largo, tratadas contra rayos ultravioleta (Tabla 1.5).

Figura 1.14. Malla contra insectos de 16x16 hilos por centímetro cuadrado. (Fuente: Folleto Textiles Agrícolas). Tabla 1.5. Características y tipo de mallas anti insectos. Tipo

Antiáfido

Anti insectos

Colores disponibles Cristal Cristal Cristal Ámbar, negro y cristal Cristal Bicolor y cristal Cristal Bicolor y cristal Cristal

1.3.2.5. Mallas cubre pisos.

Grosor hilo (mm) 0.25 ND 0.25 0.25 ND 0.25 ND

Hilo x pulgada cuadrada o cm2 55x30 o 22x12 52x26 50x25 o 20x10 40x40 o 16x16 40x40 o 16x16 40x25 o 16x10 40x25 o 16x10

0.25 25x25 o 10x10 ND 25x25 o 10x10 Fuente: Folletos comerciales.

Presentaciones (Ancho x largo m) 3.65 x 150 metros 3.60 x 100 2.5, 3.2 y 3.56 x 150 m 3.60 x 150 m 1.15, 2.30 y 2.90 x 100 m 3.20, 3.65 x 150 m 1.15, 2.35, 3.0, y 3.6 x 100 m 3.20 y 3.70 x 150 m 1.20, 2.35 y 3.70 x 100 m

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Este tipo de malla se utiliza para cubrir el piso de los invernaderos y aislar el interior del lodo y las enfermedades del suelo, además de impedir el desarrollo de malezas. Comercialmente se conocen como Graund Cover. Las mallas cubre piso se fabrican en colores negro y blanco, elaboradas con cintas planas de 2.5 y 1.4 mm de ancho, con una construcción de 24x11 cintillas por pulgada cuadrada o 9.44x4.33 cintas por centímetro cuadrado, en presentaciones de 1.83, 2.10, 3.10, 3.66 y 4.20 metros de ancho por 100, 150 y 152 metros de largo. Están tratadas con aditivos contra rayos ultravioleta y su vida útil es de dos a cinco años en condiciones normales de uso. Cuando se colocan sobre arena u otro material de partículas se ha observado que su vida útil se reduce drásticamente.

Figuras 1.15. Invernadero con malla para piso o Grand Cover. Irapuato, Guanajuato.

Se utilizan tanto para cubrir piso de invernaderos y casas sombra, como en viveros a cielo abierto donde además del aislamiento del suelo e impedir el desarrollo de malezas, tiene como finalidad no permitir que las raíces de las plantas penetren en el suelo.

1.3.2.6. Mallas contra pájaros.

Las mallas contra pájaros se utilizan para proteger del ataque de aves a cultivos como frutales o granos como trigo y girasol para semilla, así como en la acuacultura donde se evita que las aves rapaces capturen a los peces. Algunas de las mallas utilizadas contra los pájaros son de características similares a las utilizadas contra el granizo, otras son de mayor apertura del cuadro. Por lo general los entramados de las redes son mayores que se utilizan para otros usos.

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Figura 1.16. Mallas contra pájaros en la producción de peces. Alvarado, Veracruz.

Su duración es de tres a cinco años en condiciones normales de uso. Los colores son en negro, aunque pueden utilizarse otros colores.

Figuras 1.17. Malla contra pájaros en la producción de arándano. Tangancicuaro, Michoacán.

También se utilizan para impedir que las palomas y otras aves se posen y deterioren monumentos históricos como fachadas se templos y museos.

1.3.2.7. Mallas sombra o enmallados.

Las mallas sombra o para sombreo pueden usarse como protección mediante una cubierta cuya finalidad es reducir la radiación directa y proteger los cultivos de lluvias, granizo,

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vientos, insectos y aves, además de evitar el exceso de temperatura. Funciones inherentes a ellas tanto en su versión de enmallado como casa sombra. Los enmallados son protecciones que se colocan sobre los cultivos en dos versiones; a) sin una estructura de soporte, b) con estructura de soporte sin cerramiento total. Cuando se presenta un cerramiento total con malla en techos y laterales son casas sombra.

Figuras 1.18. Enmallado para proteger el cultivo de piña. Isla, Veracruz.

Por lo tanto el concepto enmallado se emplea para describir el uso de una malla para proteger o ayudar el desarrollo de los cultivos, como los usos anteriores y el término casa sombra cuando se hace un cubrimiento total del área de cultivo con mallas utilizando una estructura de soporte. Los enmallados cada día se utilizan más, como ejemplo está el uso de mallas para proteger cultivos de piña, en los cuales las mallas se colocan directamente sobre el cultivo sin necesidad de ninguna estructura de soporte (figura 1.18). El color más utilizado en las mallas sombra es el negro, aunque también se usan colores verdes, blancos, azules, rojos; así como diferentes combinaciones de estos.

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Figuras 1.19 y 1.20. Dos aspectos del uso de enmallados sobre estructuras para el cultivo de follajes ornamentales. Catemaco, Veracruz.

Los materiales más comunes para la fabricación de mallas sombra son el polietileno y el polipropileno. En la actualidad se empiezan a emplear otros materiales como el poliéster. Estos materiales contienen aditivos para protegerlas las mallas contra los rayos ultravioleta, siendo su duración en promedio es de tres a diez años, bajo condiciones normales de uso. El empleo de mallas se recomienda para muchos usos como proteger de la radiación excesiva a cultivos de alto rendimiento, en la propagación de especies mediante métodos vegetativos, para proteger almácigos, como sombra en viveros, sombras para el ganado, puesto o stands de exhibición, sombra en lugares recreativos y cortinas para disminuir la velocidad de los vientos. Mediante el uso de mallas se puede reducir entre un 30 a 95 % del total de la luminosidad del sol en un lugar determinado, para reducciones menores se utilizan otro tipo de mallas, como las antigranizo. La cantidad de luz, que se debe dejar pasar al interior, depende de la especie bajo cultivo.

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No se debe perder de vista que con las mallas no se evita el paso del agua de lluvia, además de que son permeables a los vientos. En la siguiente tabla se presentan las principales características de las mallas disponibles en el mercado. Las mallas sombras también se usan en los invernaderos para disminuir luminosidad, colocadas pon debajo, sobre o por encima de la cubierta del invernadero con el propósito de proporcionar sombra y disminuir la cantidad de energía luminosa que penetra al interior. Cuando se coloca por arriba de la cubierta se requiere de una estructura de uno 30 a 40 cm por arriba de la cubierta, lo que aumenta el costo de las instalaciones. Cuando las mallas se colocan por debajo de las cubiertas o dentro del invernadero, se disminuye luminosidad pero aumenta la temperatura, ya que la luz retenida se transforma en calor que la malla irradia aumentando la temperatura interna, esta condición puede resultar benéfica en invierno pero negativa en otras temporadas (Tesi, 2001). Tabla 1.6. Características y tipo de mallas sombras disponible. % de sombra 35

Negro Negro y blanco Negro y blanco Negro, blanco y bicolor Negro, blanco y bicolor

Grosor hilo (mm) 0.30 nd nd 0.30 nd

Hilo x pulgada cuadrada y cm2 9x11 o 3.5x4.3 nd nd 20x20 o 8x8 nd

55 60

Negro y blanco Negro y blanco

nd nd

nd nd

70

Negro y verde Negro, blanco y verde

0.30 nd

33x22 o 13x8.5 nd

80

Negro, verde, azul marino Negro, verde y blanco

0.30 nd

50x19 o 20x7.5 nd

40 50

90

95

Colores disponibles

Negro, verde, azul marino. 0.30 60x19 o 24x7.5 azul cielo, beige y ámbar Negro, verde, blanco, azul y nd nd rojo, combinadas azul-blanco y verde-blanco Negro y verde nd nd Fuente: Folletos comerciales

Presentaciones (Ancho x 100 m largo) 3.70 1.70, 1.8, 3.75, 3.80 1.70, 2.70, 3.80 3.70 1.70, 1.85, 3.30, 3.70, 3.75, 3.80 y 6.50 1.70, 2.70 y 3.80 1.70, 1.85, 3.30, 3.7, 3.75, 3.80 y 5.00 3.70 1.70, 1.85, 3.30, 3.70, 3.75, 3.80 y 6.50 3.70 1.70, 1.85,3.30, 3.60, 3.75, 3.80 y 5.00 3.70 1.70, 1.85, 2.70, 3.25, 3.30, 3.60, 3.75, 3.80, 5.00 1.85 y 2.80

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Si las mallas colocan encima de cubierta de plástico, el aumento de temperatura puede disminuir la vida útil de la cubierta del invernadero. Si se considera que el calor es producido por la radiación infrarrojo cercano del espectro electromagnético, o energía radiante del sol, una malla sombra ideal para sombrear invernaderos debería ser un filtro selectivo que detuviera esa radiación sin afectar la parte visible o útil para la fotosíntesis, además debería reflejar la radiación infrarroja ya que si la absorbe será emitida parcialmente hacia el interior del invernadero en forma de calor, sin embargo no existe un material con esas características y la industria de los plástico busca elaborar materiales que se aproximan a ese perfil ideal (Díaz et al, 2001).

Figura 1.21. Sombreado para la producción de plántula de palma de aceite. Soconusco, Chiapas.

Los enmallados son una evolución natural de los sombreados con ramas u hojas utilizados para disminuir la alta radiación sobre algunos cultivos, como la producción de plántula de café, el enraizado de esquejes de ornamentales en almácigos de regiones de México y el mundo.

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Figura 1.22. Sombreado con hojas de helecho y mallas, utilizado para enraizado de esquejes de ornamentales. Tenango de las Flores, Puebla.

1.3.2.8. Casas sombra.

Se conoce como casa sombra a las estructuras, utilizada para el cultivo de plantas o la cría de animales, construida con materiales diversos; como madera, perfiles estructurales de acero, postes de concreto o cualquier otro material de soporte, misma que se cubre totalmente con algún tipo de red o malla. A estas estructuras también se les conoce como net houses, bioespacios y umbráculos. Estas estructuras se utilizan tanto para el cultivo de plantas ornamentales como para hortalizas, producción de plántula y protección de frutales. Se recomienda que los colores utilizados para las utilizadas en la producción de ornamentales y hortalizas de follaje sean negros y recomendándose material cobertura de color blanco o cristalino para la producción de hortalizas de fruto como pimiento, pepino, jitomate, calabacita o berenjena. Estos colores también son los más apropiados para frutales.

Figura 1.23. Casa sombra con malla de color negro para producción de ornamentales. Estado de Morelos.

Las mallas empleadas con este fin, consisten de una tela tejida de plástico con entramados o cuadros de diferentes tamaños que proporcionan diferentes porcentajes de disminución de la luminosidad para regular la cantidad de luz que llega a las plantas y proteger de los efectos del granizo, las lluvias torrenciales además de impedir el paso de los insectos, aves y roedores.

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Figura 1.24. Casa sombra con malla de color cristalina para la producción de hortalizas de fruto. Cruz de Elota, Sinaloa.

En la norma mexicana para la construcción de invernaderos se define una casa sombra como. “Estructura metálica cubierta con malla plástica, que permite la entrada del agua de lluvia al interior, empleada para el cultivo y/o protección de plantas, de los insectos, plagas y granizo, la cual optimiza la transmisión de radiación solar y algunas condiciones climatologías para mejorar el entorno del cultivo y cuyas dimensiones posibilitan el trabajo de las personas en su interior” (CNCP, 2008). En la siguiente tabla se presentan algunas de las principales características y los colores de mallas con un 50 % de sombreado, utilizadas para casas sombra. Tabla 1.7. Características técnicas de redes de plástico de textura plana para sombreado (50 %) de diversos colores, de 48 (8 x 6) mallas/cm2 y de 100 g/m2. Colores

Negro Verde Gris Blanco

Sombreado contra la luz perpendicular al tejido (%) 48 35 31 10.7

Sombreado contra la luz oblicua a 45º sobre el tejido (%) 55 42 35 19.2

Superficie abierta de la red (paso del aire perpendicular a la red) (%) 65 65 65 65

Fuente: Tesi, 2001.

1.3.2.9. Mallas redes para otros usos.

Resistencia del tejido medida sobre 5 cm (kg)

Resistencia de la urdidumbre medida sobre 5 cm (kg)

106 106 106 106

80 80 80 80

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Además de los usos señalados para las mallas, se fabrican mallas o redes para el tutorado de cultivos, donde la red se puede utilizan horizontalmente o verticalmente, el primer caso se da en cultivos como el pepino o melón donde se requiere sostener los frutos y el segundo caso en cultivos de flores de corte como el clavel. También se utilizan mallas para el empaque de productos agrícolas como flores, follajes, frutos, tutorado de cultivos, cría de peces, para protección de plantas forestales, para sombra del ganado, mallas avícolas, mallas para césped y mallas para control de erosión, entre otros usos.

Figura 1.25. Mallas para tutorado de cultivos.

1.3.2.10. Pantallas térmicas.

Las pantallas térmicas son mallas de plástico y aluminio, con un tejido alternativo de cintas de aluminio y franjas abiertas, de diferentes anchos, que permiten disminuir un cierto porcentaje de iluminación. Se emplean para la retención del calor o energía infrarroja que es reflejada del interior del invernadero y de esta forma conservar por más tiempo el calor en el ambiente interno del invernadero, también se usan para reflejar la luz solar cuando se tiene en exceso. Pueden colocarse por debajo o por arriba de las cubiertas de los invernaderos, con efectos diferentes en cada caso. Lo más común es que se ubiquen dentro de los invernaderos. Las pantallas de aluminio se usan principalmente en invernaderos dedicados a la producción de flores y hortalizas de alta calidad destinada a la exportación.

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Figura 1.26. Pantalla térmica en el interior de un invernadero.

Existen de diferentes anchos de cinta lo que determina diferentes porcentajes de iluminación y retención de calor. Para evitar que las pantallas provoquen sombras durante el día, es necesario contar con mecanismos y estructuras que permitan plegarlas y desplegadas, en forma automática, de acuerdo a las necesidades de iluminación o control de temperatura, debido a ello es necesario que su resistencia mecánica se suficiente para soportar este manejo. A un tipo de pantalla térmica se le conoce como pantalla termo-reflectora aluminizada, la cual consiste de una red que se extendida sobre un cultivo produce un efecto térmico al reducir el paso de la energía calórica infrarroja a la vez que refleja luz difusa sobre el cultivo. Este material de cubierta aprovecha la propiedad del aluminio de no ser traspasado por las frecuencias infrarrojas.

Figura 1.27. Motor y automatismos para accionar la pantalla térmica.

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Este producto está elaborado con cintas de polietileno de alta densidad sometidas previamente a un proceso de aluminizado en forma homogénea por ambas caras y cubiertas de una capa antioxidante especial. Las cintas de polietileno cuentan con aditivos contra radiación ultravioleta por lo que tienen una larga vida. En el diseño estructural de la pantalla se consideró que al ser tejidas las cintas presentan una torsión, lo cual combinado con la alta capacidad de reflexión del aluminizado, permite que gran parte de luz que no alcanzó a entrar como luz directa choque con la cinta y sea cambiada su dirección, por lo que entra como luz difusa, permitiendo aportar entre un 15 a un 25 % de luz difusa (Barrañon, 2005).

1.3.3. Invernaderos, túneles y mini invernaderos.

Los invernaderos y otras estructuras similares se ubican en la categoría de estructuras con cubierta impermeable a la lluvia y al viento, ya sea con cubrimiento completo de toda la estructura, o cubiertas impermeables parciales en la parte superior de la misma para evitar que el agua caída sobre los cultivos. En esta situación se ubican los mini invernaderos, los túneles bajos, los túneles altos, las cubiertas de plástico y los propios invernaderos.

1.3.3.1. Diferencia entre invernaderos, mini invernaderos y túneles.

No existe una línea divisoria bien definida entre lo que se considera invernadero y lo que es otro tipo de estructura, por ejemplo un túnel alto o macro túnel, sin embargo se ha optado por considerar como elemento divisorio el volumen de aire encerrado por metro cuadrado de piso cubierto. Este criterio define la capacidad global de la instalación para mantener uno de los parámetros fundamentales en su manejo, la temperatura. Así cuando mayor sea el volumen de aire encerrado bajo la cubierta, mayor será la cantidad de calor acumulada durante el día, por unidad de superficie, misma que disminuirá paulatinamente durante la noche, de esta forma una estructura con un volumen mayor tiene más inercia térmica, lo cual representa una ventaja en cuanto a gastos de calefacción (Bernat et al; 1990; Tesi, 2001).

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Al respecto, Bernat et al (1990) aportan los elementos necesarios para diferenciar túneles bajos túneles altos e invernaderos. a) Túneles bajos. Estructura con una relación v/s (volumen/superficie) entre 1/1 a 1.7/1 es decir de un m3 de aire por m2 de superficie cubierta a 1.7 m3 de aire por m2 de superficie cubierta por la estructura. Agregan que son simples protecciones dentro de las cuales apenas se pueden realizar alguna labor mínima de cultivo. Precisando, los túneles bajos no son transitables por lo que las labores necesarias al cultivo se deben realizar desde el exterior levantando la cubierta. b) Túneles altos. Son estructuras con relaciones volumen/superficie comprendidas entre 1.7/1 y 2.5 a 3/1 metros cúbicos de aire sobre metro cuadrado de superficie cubierta por la estructura. En los túneles altos ya se puede trabajar en su interior, cuentan con posibilidades de ventilación controlada y pueden disponer de dispositivos necesarios para calentar el ambiente interno, como calentadores. c) Invernaderos. Se considera como tal a todas las estructuras en las que existen relaciones v/s superiores a 3/1, esto es tres metros cúbicos de aire sobre metro cuadrado de invernadero. Por consiguientes, en estas estructuras existen mayores posibilidades de lograr un control ambiental interno. Por su parte Tesi (2001), señala que partir de volúmenes unitarios mínimos de 1.8 a 2 m3, ya se puede considerar a una estructura como un invernadero. Mientras otros autores señalan que las estructuras que superan los 2.75 a 3 m3/m2, son a las que se les considera como invernaderos y las que presentan una relación menor son macro túneles o túneles altos. De acuerdo con este autor, como uno de los elementos distintivos del invernadero, con respecto a las demás protecciones, deberíamos considerar la facilidad de desplazamiento de los trabajadores para realizar las labores dentro del invernadero, así como de los medios mecánicos y la disponibilidad de manejo y control del ambiente interno, condiciones que precisan de determinadas dimensiones en cuanto a altura, anchura y por lo tanto al volumen por unidad cubierta. A continuación se describen las principales características de estas estructuras.

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1.3.3.2. Mini invernaderos y terrarios terrarios.

El término mini invernaderos se puede aplicar a estructuras pequeñas, con cerramiento total, en las cuales por sus dimensiones no se puede trabajar en su iinterior.

Figura 1.28. Ejemplo de terrarios o mini invernaderos. (Fuente: Fuente: www.rosae.info/contenidos/diseno www.rosae.info/contenidos/diseno).

Los mini invernaderos se utilizan para cultivo de plantas ornamentales y al igual que los terrarios proporcionar abrigo y protección a las plantas que crecen en su interior. Estos pueden adoptar la forma de invernaderos en miniatura, aunque llos os hay de diferentes formas y tamaños como; piramidales, octógonos, en forma de gota, redondos o en forma de kioscos. Estos son destinados a la dec decoración oración y en ellos se colocan plantas de interior, siempre buscando el mejor efecto estético. Además de la función protectora de las plantas que contienen en su interior, son elementos decorativos. Generalmente son de vidrio montados en un armazón de made madera ra o de metal. Debido a su poco espacio, las especies que en ellos crezcan deben tener un follaje limitado, de otra forma lo llenarían totalmente. Se puede optar por colocar las plantitas en pequeñas macetas dentro y cubrirlas con tierra o plantarlas dire directamente ctamente sobre algún tipo de sustrato. Entre las especies que se pueden utilizar en ellos destacan diferentes tipos de cactos, crasuláceass y plantas de follaje, mismas que se pueden encontrar en gran variedad de diseños algunos muy originales. Las plantas que ue vivan dentro del ambiente del invernadero miniatura tendrán más humedad ya que las paredes de este condensarán la que las plantas desprenden por transpiración.

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De todas formas estos invernaderos necesitan ciertos cuidados, deben tener una buena ventilación procurando abrir la tapa con frecuencia, para que no se produzcan condensaciones excesivas en el interior del mismo ni un exceso de carbónico procedente de la respiración de las plantas. En cuanto al riego deberá hacerse con mucho cuidado tratando de evitar encharcamientos sobre todo si las plantas se colocan directamente en el suelo, si se encuentran en macetitas pueden sacarse para regarse por separado. Si tienen imaginación pueden agregar algún detalle de adorno como caracoles, pequeñas casitas para que parezca un bosque encantado, pedacitos de maderas formando troncos y todo lo que las mentes creativas puedan imaginarse. Este tipo de recipiente ya proporciona una protección completa a las plantas, de aquí que el concepto de mini invernadero sea aplicable a ellos.

1.3.3.3. Túneles bajos.

También conocidos como micro túneles, se trata de estructuras pequeñas construidas con arcos sobre los que se colocan cubiertas de plástico, en menor porcentaje cubiertos con agro textiles y mallas, se utilizan para proteger cultivos en surcos o camas angostas. En lo personal considero que el concepto de micro túnel de debe aplicar a elementos que no puedan ver a simple vista, donde al menos se requiera de una lupa para observarlos, cosa que no ocurre en este tipo de estructuras y de allí que el concepto más apropiado sea túneles bajos. Por sus dimensiones no se puede trabajar en el interior y cuando los cultivos requieren de alguna labor se realizan desde el exterior levantando total o parcialmente la cubierta, que puede ser permeable o impermeable. La función de los túneles es minimizar los efectos perjudiciales de las bajas temperaturas, sin recurrir estructuras costosas.

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Figura 1.29. Túneles bajo de forma triangular para cultivo de hortalizas. Xochimilco, Distrito Federal.

En nuestro país se les conoce como micro túneles ya que la forma que más frecuentemente adoptan es redonda, sin embargo algunos son de formas triangulares, como se puede apreciar en la figura anterior. En algunos cultivos su empleo se limita a la primera parte del ciclo, por ejemplo en la producción de plántula y en algunos sistemas de producción de hortalizas donde en la primera fase de emplean este tipo de estructuras combinadas con acolchados y riego por goteo. Se les emplea para proteger los cultivos y acortar el ciclo productivo al lograrse una precocidad de unos días con respecto a campo abierto (Tesi, 2001; Sánchez, 2004).

Figura 1.30. Túneles bajos. San Quintín, Baja California.

Los factores principales que pueden determinar el mayor o menor rendimiento térmico del túnel y por lo tanto, sus resultados económicos, se relacionan con los materiales de

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cobertura, la forma y dimensiones de la estructura, el sistema de ventilación, la orientación, la hermeticidad, la naturaleza de la estructura de sostenimiento, el sombreado y la conductividad térmica. Las dimensiones optimas dependen de la especie a cultivar, garantizando que la altura del túnel permita un desarrollo normal, por ejemplo para la fresa, rabanito, lechuga y zanahoria requieren de entre 40 a 60 cm, mientras que el jitomate, pimiento y berenjena precisan de 80 a 90 cm de altura. El ancho debe ser tal que las plantas no queden demasiado cerca de las paredes laterales para evitar daños por quemaduras (Tesis, 2001). Por sus reducidas dimensiones no es posible que las personas trabajen en su interior y todas las labores se realizan desde el exterior de las mismas, destapando o levantando el plástico.

Figuras 1.31 y 1.32. Túneles bajos para producción de plántula de tabaco, con cubierta de agro textiles y sistema de charolas flotantes. Región de los Tuxtlas, Veracruz.

Los túneles bajos se emplean para el establecimiento de almácigos de hortalizas, en la propagación vegetativa de especies ornamentales, para proteger cultivos comerciales cuya disposición sea en hileras o surcos con hábito de crecimiento de porte bajo como hortalizas; entre ellas chile y calabaza y en la producción de nopal para verdura. Estas estructuras también se emplean dentro de los invernaderos de mayor tamaño para proteger almácigos o para aumentar y mantener temperaturas estables, durante el invierno, en cultivos en producción. Los materiales más usados para la construcción de los mini invernaderos son; varillas, alambrón, alambre, madera, caña, carrizo, bambú, mimbre o cualquier otro material que se preste para ello.

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En la cubierta se emplean plásticos, mallas sombras y cubiertas térmicas. Las estructuras pueden ser de forma semicircular, elíptica o triangular. Por lo general son de menos de 1.50 metros de altura y de un ancho de 90 a 150 centímetros, con longitudes variables que pueden ser de unos cuantos metros hasta más de cien metros. Papaseit et al, (1997), reportan 372 700 hectáreas de micro túneles, la mayoría de ellos en Asia, mientras que para México se reportan 4 170 hectáreas de este tipo de estructuras. Las principales desventajas de estos elementos de protección son las altas temperaturas diurnas, la dificultad para ventilación o renovación del aire y las variaciones de temperatura entre el día y la noche. Para ello en la actualidad se empiezan a emplear plásticos perforados que permiten el intercambio gaseoso y mayor estabilidad de la temperatura. La construcción y cobertura de estas estructura puede ser manual o mecanizada existiendo máquinas que colocan los arcos, extienden la película de plástico y la fijan al suelo (Tési, 2001).

1.3.3.4. Túneles altos.

Actualmente los túneles altos están siendo utilizados para una gran diversidad de cultivos, desde árboles de navidad hasta hortalizas. Los túneles altos o macro túneles ofrecen una variedad de beneficios: extienden la temporada de producción, mantiene la calidad del fruto y se presta para fomentar operaciones donde el consumidor va y recoge los frutos que desea comprar. Entre las opciones de macro túneles se encuentran aquellas suficientemente fuertes como para apoyar cultivos de viña, o suficientemente altos como para la producción de zarzamoras (Vazzano, 2009). Son mucho más simples en diseño que invernaderos y más baratos por unidad de superficie. Los macro túneles son similares a los invernaderos, pero en estructuras sin calefacción. No necesitan abanicos, calefacción ni electricidad — haciendo los costos de producción, mucho más bajos.

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Los túneles altos o macro túneles son estructuras que no tienen las características apropiadas en ancho y altura al canal para ser consideras como invernaderos, pero ya permiten las labores se realicen en el interior (Castilla, 2005).

Figura 1.33. Túneles altos para cultivo de árboles de navidad. Región de Valle de Bravo, México.

De acuerdo a Scarascia, Italia posee 25,999 ha de túneles bajos, mientras que España posee 29,999 ha de invernaderos de plástico. Casi todos los invernaderos de plásticos en Almería, España se utilizan para la producción de hortalizas. (Hortalizas, 2009). Los túneles para ser considerados como tales, deberían estar completamente cubiertos con plástico, sin embargo muchos de ellos solo se cubren parcialmente, por lo tanto son una cubierta de plástico, pero como es un detalle menor, llamaremos túneles altos a estas cubierta de plástico. Son estructuras que tienen un ancho de cuatro a cinco metros y dos a tres metros de altura en la parte más elevada, con longitudes variables que se recomienda que no excedan los 50 a 60 metros para facilitar su manejo, aunque en México los hay que pueden tener más de 100 metros. Este tipo de estructuras son las ideales para semilleros o almácigos de especies hortícolas y ornamentales, como abrigo en la propagación vegetativa de especies de interés comercial y para la producción de hortalizas y plantas ornamentales.

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Figura 1.34. Tunel alto para cultivo de ornamentales. Coquimatlan, Colima.

Tienen como ventaja su fácil construcción y como principal desventaja, con respecto a los invernaderos de mayor tamaño es que retienen menos calor durante la noche, debido a su poco volumen. Otra desventaja es su elevada temperatura durante el día por carecer de ventilación cenital.

Figura 1.35. Túnel alto para cultivo de fresa. Región de Zamora, Michoacán.

La ventaja, con respecto a los túneles bajos, es mantener un poco más alta la temperatura nocturna ya que el volumen de aire calentado durante el día es mayor. Por otro lado permite mayor facilidad en el manejo de los cultivos ya que por su tamaño posibilita el desarrollo de las labores en el interior de los mismos.

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Figura 1.36. Túnel alto para cultivo de chile. Recinto de la Expo Agroalimentaria, Irapuato, Guanajuato.

Por lo general en la construcción de este tipo de estructuras se emplean perfiles tubulares, redondos, cuadrados o rectangulares y se cubren con polietileno o mallas sombra, y la cubierta se fija mediante perfiles sujetadores o sogas. Pueden ser estructuras unitarias o en batería. Una variante del uso de los macro túneles es unir invernaderos tipo túnel para formar baterías, facilitando el manejo y las labores, durante el invierno los túneles pequeños se cubre con plástico para mejor control de la temperatura y en la época cálida sólo se cubre con malla empleándose para facilitar la ventilación. Un tipo de túnel alto se han utilizado como invernaderos familiares en zonas marginadas para producir hortalizas para el consumo familiar, así se han desarrollado programas de invernaderos familiares en varios municipios de los Estados de México, Hidalgo y Puebla, para el cultivo de hortalizas de autoconsumo familiar o la producción de ornamentales (Bastida, 2004 y 2006).

1.3.3.4. Cubiertas protectoras o cubiertas de plástico.

En algunas condiciones tropicales, las estructuras tienen una cubierta de plástico que protege los cultivos de las lluvias mientras los laterales se cubren con mallas antiáfidos, con ello se logra mayor ventilación para reducir la temperatura. Una cubierta protectora consiste de una cubierta de plástico que se coloca sobre los cultivos, cuya estructura se hace de postes o arcos que la sostiene, por lo general no

Aurelio Bastida Tapia

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presenta protecciones laterales. Las cubiertas protectoras tienen como finalidad proteger a los cultivos de las lluvias, el granizo y en parte de los vientos y la alta radiación solar.

Figura 1.37. Cubierta de plastico para hortalizas. Tixtla, Guerrero.

Las cubiertas de plástico, en nuestro país, tuvieron dos orígenes; por un lado las cubiertas o sombreados a los que ya se hizo referencia y por otro el uso de cubiertas de manta que algunos productores de ornamentales de Xochimilco y Morelos hicieron con mantas de algodón de color blanco, práctica que todavía conservan algunos productores de bajos ingresos en Tenango de las Flores, en el Estado de Puebla.

Figura 1.38. Cubierta plástica para producción de ornamentales. Región de Guadalajara, Jalisco. En la región de Villa Guerrero, México, así como en otras regiones tropicales, se cultivan flores y plantas ornamentales bajo el sistema de cubiertas protectoras colocadas sobre estructuras de macro túneles. El material más empleado es el polietileno, aunque con esta finalidad también se usan otros materiales de plásticos transparentes.

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Los plásticos de color negro se emplean como cubiertas para proporcionar oscuridad a los cultivos que requieren pocas horas luz, por ejemplo en el cultivo de noche buena, en estos casos la cubierta se emplea por debajo de la cubierta del invernadero, como una doble cubierta. En muchos casos las estructuras que sostienen estas cubiertas son macro túneles o túneles altos.

Figura 1.39. Túneles tipo cubierta para la producción de ornamentales. Región de Villa Guerrero, México.

1.3.3.5. Invernaderos.

Como ya se indicó, se asigna el nombre de invernadero a toda estructura utilizada para proteger cultivos con una altura superior a los tres metros, que tenga una cubierta relativamente trasparente a los rayos del sol. De todas las estructuras empleadas para proteger cultivos, los invernaderos permiten modificar y controlar de forma más eficiente los principales factores ambientales que intervienen en el desarrollo y crecimiento de las especies vegetales, ya que en su interior se reproducen micro climas artificiales ideales para aumentar los rendimientos agrícolas, al margen de las condiciones ambientales externas. De esta forma, la finalidad de los invernaderos es proteger cultivos de los factores y elementos adversos a su desarrollo; como son altas y bajas temperaturas, granizadas, vientos, lluvias torrenciales, calidad y cantidad de energía luminosa. Factores y elementos que pueden ser modificados y controlados eficientemente mediante el diseño, construcción y manejo apropiado de cada invernadero, considerando las condiciones climáticas locales y los requerimientos de cada especie agrícola a cultivar dentro de ellos.

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Figura 1.40. Ejemplo de un invernadero sencillo. Atlacomulco, México.

El nivel de aplicación de los invernaderos va de unos cuantos metros cuadrados, en pequeños invernaderos utilizados como almácigos para la producción de plántula o en la protección de algunas plantas ornamentales tropicales en jardines de climas fríos, a varias hectáreas bajo una misma estructura. Infraestructura productiva que en México se ha desarrollado en varias regiones. Mientras que el rango tecnológico se manifiesta desde invernaderos rústicos, cuya operación y manejo es completamente manual, orientados al autoconsumo o mercados locales, hasta modernas instalaciones completamente automatizadas en los que se refiere al control climático, con una producción orientada a mercados nacionales selectos a para la exportación (Bastida, 2004). Los invernaderos modernos son acondicionados con una serie de mecanismos y equipos necesarios para controlar la temperatura, la luminosidad, la humedad ambiental y del sustrato, la ventilación y aireación, el aporte de CO2, los riegos y la fertilización. De tal manera que a cada cultivo se le proporcionan las mejores condiciones para su pleno desarrollo y máximo rendimiento. Con ello se ha logrado aumentar los rendimientos agrícolas a niveles superiores a los alcanzados a campo abierto mediante cualquiera de los sistemas de producción tradicional de la agricultura mecanizada. Esta tendencia todavía no alcanza sus límites superiores y cada día se cuenta con datos sobre resultados mayores en diferentes cultivos, así cada día se tiene conocimiento de nuevos datos y estudios sobre los rendimientos alcanzados bajo diferentes sistemas y tipos de cultivos y de invernaderos.

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El desarrollo tecnológico de los invernaderos, como elementos de apoyo para la modernización e intensificación de la agricultura, ha contribuido a lograr mayores rendimientos por unidad de superficie, impulsando el desarrollo de un nuevo tipo de agricultura, la agricultura de precisión. Por agricultura de precisión se entiende el concepto que postula que a las plantas se les debe proporcionar todos los elementos y condiciones necesarias para lograr su óptimo desarrollo y obtener rendimientos máximos. Los invernaderos son estructuras construidas con diversos materiales, cuya altura es mayor de dos metros en la parte útil, con anchos mayores de seis metros y largos variables. Uniendo varias naves o módulos se obtienen grandes dimensiones de superficies cubiertas, conocidas como invernaderos en batería. Por su tamaño permiten que todas las labores y prácticas que requieren los cultivos se realicen en el interior de las instalaciones, así mismo posibilitan el uso de diferentes tipos de maquinaria. En México las unidades más grandes son módulos de cinco hectáreas cubiertas, en Río Verde, San Luis Potosí y de diez hectáreas bajo una sola cubierta en Pasteje, Estado de México.

1.3.4. Otras técnicas de protección para cultivos.

Existen otro grupo de técnicas para proteger cultivos, algunas de las cuales son las siguientes: a) Cohetes y cañones antigranizo. Para combatir las granizadas se utilizan cohetes “granífugos”, y cañones antigranizo. En nuestro país la técnica de disparar cohetes contra las nubes tipo cúmulos nimbus, que son las que provocan las granizadas, es muy antigua. Dichos cohetones se dispara contra las nubes para que exploten en su seno. Este sistema es muy aleatorio y no siempre recomendable, aunque no puede negarse que en determinadas circunstancias se han obtenido resultados satisfactorios. La técnica de su emplea es complicada y peligrosa y existen pocas investigaciones que hayan llegado a resultados concluyentes (Tesi, 2001). Actualmente, en forma experimental, en algunas regiones de Michoacán, Hidalgo, México y Chihuahua, se están probando los cañones antigranizo, mismos que están sustituyendo a los cohetones de pólvora.

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Este sistema antigranizo, que algunos llaman "cañón", cuya función es la de liberar concentraciones de aire comprimido contra las nubes que incuban el granizo, para mediante una combinación de temperaturas y ondas sonoras desbaratar o desintegrar el hielo. En el interior de cañón se juntan dos gases en un depósito, combinación de gases LP y acetileno explotan y sale un aire comprimido al espacio, que libera ondas sonoras que abren las nubes cargadas de hielo evitan las granizadas a un kilómetro a la redonda. El cual origina explosiones periódicas, cuyas ondas de sonido y choque originan la lluvia y evitan la formación de granizo, protegiendo un kilómetro a la redonda o un área de 100 hectáreas. Es un sistema molesto, por el ruido de las explosiones, ello ha provocado oposición al mismo. Quemadores de Yoduro de Plata. Las partículas de yoduro de plata sube arrastradas por las corrientes ascendentes de los desarrollados cúmulos nimbos tormentosos, hasta capas altas de la atmósfera, donde impiden la sobré difusión de las gotas de vapor de agua, con las que se forman pequeños cristales de nieve en lugar de gránulos de hielo (Tesi, 2001). Campas y caperuzas. Se trata de dispositivos individuales, utilizados para proteger cultivos en la primera etapa de desarrollo o para adelantar en 7 a 15 días las operaciones de siembra o trasplante (Tesi, 2001). Cajoneras o camas. Son estructuras con la parte de abajo construida con material de albañilería o de madera con cubiertas de cristal o plástico fijadas a bastidores móviles para permitir la aireación. Se pueden orientar de norte a sur o de está a oeste. Generalmente la parte norte es más alta que la parte sur para darle una inclinación con la finalidad de captar mayor energía radiante del sol y desalojar el agua de la lluvia (Tesi, 2004).

Figuras 1.41. Protección parcial de cultivos con faldones o redondeles de películas de plástico contra el viento y los conejos. Camalú, Baja California.

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Además en la práctica se han encontrado cultivos que son protegidos parcialmente con películas de plástico, como barreras rompe vientos y para evitar la entrada de roedores que atacan los cultivos, como las que se muestran en la imagen anterior.

1.3.5. Empleo combinado de técnicas.

Es común que varias de estas técnicas se empleen en forma combinada, junto con otras tecnologías de la agricultura moderna, como los sistemas de riego por goteo y micro aspersión.

Figuras 1.42 y 1.43. Acolchado, túneles bajos y casa sombra para en la producción de jitomate. San Quintín, Baja California.

Así encontramos el uso de varias de ellas en combinación con otras, como ejemplo están: 1) el uso de acolchados, túneles bajos y riego por goteo para la producción de hortalizas, 2) el empleo de túneles bajo para la producción de plántula y enraizado de esquejes, dentro de invernaderos en la temporada de invierno, 3) así mismo el uso de acolchados, pantallas y mallas sombra es común dentro de los invernaderos para el manejo ambiental y la regulación del micro clima interno. En la región de San Quintín Baja California se utilizan casas sombra para el cultivo de jitomate, y a mediados o finales del invierno trasplantan el cultivo, como las temperaturas todavía son bajas utilizan acolchados y túneles bajos dentro de las casas sombra. Una vez que las plantas crecen y las temperaturas disminuyen se retiran los túneles para que no obstruyan el crecimiento y el cultivo sigue su desarrollo normal dentro de la casa sombra.

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Figura 1.44. Uso de malla sombra y túneles. Coquimatlan, Colima. En otras regiones se utilizan túneles bajo casas sombra para el enraizado de esquejes de plantas ornamentales o barreras de plástico para proteger túneles para el cultivo de la fresa.

Figura 1.45. Uso de barrera de plástico y túneles altos. Jaconá, Michoacán.

Los anteriores son algunos de los varios ejemplos del uso de técnicas combinadas en la agricultura protegida mexicana. Las diferentes estructuras y técnicas para proteger cultivos, considerando el control ambiental sobre los elementos adversos a la producción, se ubican en diferentes niveles tecnológicos, siendo los invernaderos los que posibilitan un mejor en control de los factores ambientales de la producción agrícola, mientras los enmallados, las cubiertas flotantes y los túneles, altos y bajos no posibilitan todo en control de dichos factores.

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Por lo tanto, los acolchados se ubicarían en las tecnologías de poco alcance en el control ambiental, las cubierta flotantes, los enmallados túneles e invernaderos rústicos en las tecnologías intermedias, mientras los invernaderos dinámicos o de alta tecnología como aquellas tecnologías que hace posible el control ambiental.

1.4. Concepto y definición de invernadero.

En los diccionarios de habla hispana se define invernadero como un sitio acondicionado para abrigar plantas durante el invierno o una estructura para proteger cultivos de las bajas temperaturas que se presentan en los países fríos. En términos más generales se concebía como un lugar para invernar, haciendo alusión a un sitio donde las plantas se protegen durante las estaciones invernales. En lengua inglesa se usa el término greenhouse para denominar las construcciones empleadas para proteger las plantas del frío invernal, mismo que se traduce como casa verde, haciendo alusión a una casa con plantas o casa para que las plantas se desarrollen. En los tiempos que corren el concepto de invernadero, entendido como un abrigo para proteger plantas durante el invierno ha sido rebasado, motivo por el cual no se puede aplicar estrictamente, puesto que se construyen y emplean invernaderos tanto en ambientes de climas fríos, como en zonas tropicales donde nunca se presentan los rigores invernales. Tal vez el nombre de “casa de sol”, que les dan los campesinos mayas a los invernaderos que se han construido en la Península de Yucatán, sea apropiado. Otros emplean el concepto de “veranero” para las estructuras de utilizada en los trópicos para desarrollar cultivos dentro de ellas. No obstante lo anterior, la palabra invernadero se ha arraigado, en los diferentes países hispano hablantes, para definir las estructuras con cubierta transparente o traslucida a los rayos solares, empleadas en la producción de plantas y cría de animales, independiente de la época o de las estaciones del año y el tipo de clima en el que se utilicen. Por lo que a falta de un concepto más amplio que defina estas construcciones, seguiremos utilizando el concepto invernadero para referirnos las estructuras con una cubierta de algún material relativamente transparente a la radiación solar e impermeable a la lluvia y que se empleen para cultivar plantas en su interior. Aunque cuando sean estructuras utilizadas en lugares cálidos como los trópicos, donde aplicaremos en concepto de “invernaderos tropicales”.

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De tal forma que a los invernaderos actuales se les considera como herramientas productivas de alta tecnología, en las cuales los agricultores modernos se apoyan para obtener altos rendimientos agrícolas. Así, en la actualidad, los invernaderos son estructuras o construcciones de diversos materiales, con una cubierta transparente a la luz del sol, empleadas para proteger a las plantas de los efectos negativos de diversos factores y elementos climáticos. Los invernaderos funcionan bajo dos principios elementales, 1) la transformación de la energía luminosa en energía calorífica y, 2) el movimiento ascendente del aire caliente y el movimiento descendente del aire frío. Sin embargo, sobre el concepto y la definición de lo que se considera son los invernaderos, existen serias controversias entre los distintos autores que han tratado el tema. A continuación se exponen algunas de las ideas principales, desarrolladas al respecto. Una definición italiana de 1962 describe al invernadero como; “una construcción de madera o de hierro u otro material, cubierta por cristales, provista por lo general de calefacción, que, a veces está iluminada artificialmente y en donde se pueden cultivar hortalizas tempranas, flores y plantas verdes, en épocas en las que la temperatura y la luz del lugar en donde se está cultivando serían insuficientes para su crecimiento y fructificación” (Alpi y Tognoni, 1991). Matallana y Montero (1995), conciben al invernadero como. “Conjunto formado por una estructura ligera y cubierta que permite la protección y/o crecimiento de las plantas mediante el uso de la energía solar y la defensa contra el frío y otras condiciones climáticas adversas. El tamaño del recinto permite a una persona trabajar cómodamente en su interior”. Agregan que un invernadero es un sistema productivo capaz de aportar cosechas fuera de la época normal en que aparecen en el mercado o se encuentran a campo abierto. Señalan que dos características distintivas de los invernaderos son su eficiencia y funcionalidad, entendiendo por eficiencia la idoneidad para condicionar algunos de los principales elementos del clima dentro de límites bien determinados de acuerdo con las exigencias fisiológicas del cultivo y la funcionalidad como el conjunto de requisitos que permiten la mejor utilización del invernadero, tanto desde el punto técnico como económico. Por su parte Rosete (1998), explica que un invernadero es “el sistema productivo capaz de generar cosechas con una programación de carácter continuo, en especial fuera de la época normal en que aparece en el mercado.”

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Mientras que Serrano (2002), define al invernadero como una instalación cubierta y abrigada artificialmente con materiales transparentes para defender a las plantas de la acción de los meteoros exteriores, permitiendo en control de determinados parámetros productivos como temperatura ambiental y del suelo, humedad relativa, concentración de anhídrido carbónico y luz, en los más cercano posible al óptimo para el desarrollo de los cultivos que se establezcan. Por su parte Sánchez (2005), define al invernadero como una construcción agrícola, con una cubierta traslucida que tiene por objetivo reproducir o simular las condiciones climáticas más adecuadas para el crecimiento y desarrollo de las plantas de cultivo establecidas en su interior, con cierta independencia del medio exterior. Para lograr el objetivo se recurre al diseño y equipamiento del mismo. Así, los autores citados coinciden en definir a los invernaderos como estructuras que permiten reproducir, simular y mejorar las condiciones necesarias para el desarrollo de los cultivos, mediante el control de factores como la luz, la temperatura, el aire, la nutrición y la humedad. Al respecto se puede observar que las definiciones toman los elementos estructurales y los empleados en las cubiertas como parte de las mismas. La gran diversidad de opciones en la construcción y diseño de invernaderos presentes en el mercado mundial, ha llevo a la comunidad europea a crear una norma por la cual se debería regir el diseño y la construcción de invernaderos. Así, El Comité Europeo de Normalización (CEN), creador de dicha norma, define al invernadero como: un “conjunto formado por estructura ligera y una cubierta que permite la protección y/o crecimiento de las plantas mediante el uso de la energía solar y la defensa contra el frío y otras condiciones climáticas adversas, las dimensiones del recinto permite a una persona trabajar cómodamente en su interior”. Esta norma también establece que la estructura debe estar anclada al terreno por medio de zapatas de concreto (Serres, 1997, Vigouroux, 1998). En España a partir de la norma arriba referida, se establece la norma UNE 76-208/92 para normar la calidad en la construcción de invernaderos españoles, en donde se retoma la definición de invernadero establecida por el CEN y especifican las características, los métodos de cálculo y los procedimientos de ejecución de los invernaderos multicapilla de estructura metálica con cubierta de materiales plásticos, rígidos o flexibles (Papaseit, 1992). De acuerdo con esta norma el invernadero debe tener una estructura metálica anclada a una cimentación, así mismo debe permitir colocar cubiertas con plástico flexible o rígido y contar con dispositivos que permitan regular las condiciones climáticas en su interior. Además dispondrá de un acceso al interior de forma que permita la entrada de personas y herramientas, manuales o mecánicas, necesarias para realizar las labores a los cultivos

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establecidos en su interior. También señalan que la forma de un invernadero puede ser circular, semielíptico, a dos aguas o de otra forma, pero la estructura debe estar anclada y dispuesta de forma que impida la entrada de agua de lluvia. En cuanto a la altura de los invernaderos la norma establece mínimos a considerar en su construcción. Así del suelo hasta el canal, la altura no será menor a 2.50 metros y en la cumbrera variará según el tipo de invernadero, pero no será en ningún caso inferior a 3.80 metros. Las puertas de los invernaderos deberán tener unas dimensiones mínimas de 1.50 x 2.40 metros para una sola hoja y de 3 x 2.4 para puertas con dos hojas. Los canalones de recogida desalojo del agua deberán ser accesibles para su limpieza y en longitudes superiores a 50 metros se colocarán bajadas intermedias. Dadas las actuales condiciones de globalización internacional de los mercados y la gran afluencia de empresas constructoras de invernaderos en México, dicha normalización está siendo retomada por las empresas nacionales que quieran competir en el mercado internacional referente a la fabricación, venta y construcción de invernaderos. Sin embargo en este aspecto se ha ido más allá y en 2008 se emitió la Norma Mexicana para la Construcción de Invernaderos. La Norma Mexicana para la Construcción de Invernaderos, defina una invernadero “una construcción agrícola de estructura metálica, usada para el cultivo y/o protección de plantas, con cubierta de película plástica traslucida que no permite el paso de la lluvia al interior y que tiene por objetivo reproducir o simular las condiciones climáticas más adecuadas para el crecimiento y desarrollo de las plantas cultivadas establecidas en su interior, con cierta independencia del medio exterior y cuyas dimensiones posibilitan el trabajo de las personas en el interior. Los invernaderos pueden contar con un cerramiento total de plástico o plástico en la parte superior y mallas en los laterales” (CNCP, 2008). Un dilema se presenta al tratar de conceptualizar o definir los las estructuras con cubiertas impermeables, principalmente plásticas, para proteger cultivos en las regiones tropicales, ya que como indicamos más arriba, la palabra invernadero proviene del vocablo “Invernar” y en dichas regiones no existe propiamente la estación invernal, de tal suerte que a dichas estructuras se les ha llamado de diferentes formas; “invernaderos tropicales”, “casas de sol”, “veraneros” o “casa de cultivo”, sin que hasta la fecha algunos de ellos se imponga, posiblemente el primer nombre sea el que más se utilice y popularmente se les sigue llamando “invernaderos”. Tal vez el concepto más apropiado para dichas estructuras se el que utilizan los cubanos, ello les llaman “casas de cultivo” (Calzadilla, et al; 2007). En este contexto, se dio una polémica o discusión entre que significaba un producto de campo abierto e invernadero, de donde California (USA), saco su definición “tomates cultivados en invernadero” significa tomates cultivados en una estructura de acero fija,

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utilizando irrigación y control climático en un medio artificial que sustituye a la tierra (Campaña, 2008). De este resumen de opiniones se desprende que son cuatro los elementos que definen un invernadero. 1) Son estructuras de diversos materiales, provistas con un cerramiento total o parcial, relativamente transparente a la energía solar e impermeable al agua. 2) Son empleados en la protección de cultivos para evitar el efecto negativo de los factores climáticos. 3) La altura mínima de la parte útil es de 1.8 a 2.0 metros. 4) permiten que las personas trabajen en su interior. Así en el ámbito productivo los invernaderos se plantean como estructuras que permiten reproducir, controlar y mejorar las condiciones ambientales para el crecimiento de los vegetales fuera de temporada o de su distribución geográfica natural, al permitir recrear las condiciones necesarias para el desarrollo de todas las especies vegetales contribuyendo al aumento de los rendimientos en la producción de alimentos por unidad de superficie, haciendo más rentables las actividades agrícolas. Bajo este enfoque, los invernaderos se conciben como estructuras que modifican en menor o mayor medida las condiciones ambientales dependiendo de múltiples factores como el diseño, las características de la estructura, el manejo del invernadero y del cultivo, el equipo de control de factores ambientales, la ubicación geográfica y topográfica, las condiciones ambientales, la época del año y la hora del día. En el ámbito académico los invernaderos se convierten en laboratorios para la investigación y la enseñanza, los cuales se constituyen en herramientas de primer orden debido a su gran potencial didáctico y productivo, al proporcionar las condiciones óptimas para el desarrollo de las plantas y permitir el estudio de las mismas, en muchos casos fuera de su hábitat o condiciones naturales donde se desarrollan.

1.5. Efectos propiciados por los invernaderos y otras estructuras de protección.

Las estructuras utilizadas en la agricultura protegida, principalmente los invernaderos permiten fomentar y determinar una serie de efectos, mismos que se relacionan

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directamente con el control y manejo de factores ambientales que inciden sobre el desarrollo de los cultivos como son la luz, la temperatura, la humedad relativa, en contenido de CO2, los vientos y las lluvias. El más conocido de ellos es el efecto invernadero, ya que se expresa a nivel planetario y en los últimos años se ha puesto en boga asociado al cambio climático. A los otros se les conoce menos y son el efecto sombrilla, el efecto paraguas, el efecto rompe vientos, el efecto oasis, el efecto chimenea, el efecto escudo, el efecto Venturi y el efecto abrigo o efecto protección. Saber utilizar e implementar apropiadamente estos efectos es de vital importancia para un buen manejo de los factores ambientales en el interior de los invernaderos, recreando condiciones apropiadas para un desarrollo óptimo de los cultivos. En caso contrario el ambiente interno de los invernaderos se pueden convertir en un lugar hostil para las plantas. Aun cuando estos efectos están estrechamente interrelacionados entre sí, aquí se abordan por separado con la finalidad de explicar la importancia de cada uno y el papel que representan en el manejo de las estructura de acuerdo a la ambientación que cada cultivo requiere. Estos efectos son interdependientes unos de otros y su correcto manejo o control depende del clima exterior, del manejo de cultivo y del manejo que se le de al invernadero.

1.5.1. El efecto invernadero.

Es el principal efecto determinado por una estructura con cubierta transparente. Es un fenómeno que consiste en aumentar la temperatura interna de un invernadero en algunos grados por arriba de la que existen en el ambiente exterior, mediante la trasformación de la energía luminosa en energía calorífica, efecto que se logra utilizando cubiertas, en paredes y techos, relativamente transparentes o traslucidas a la energía radiante procedente del sol. Lo anterior se logra cuando la energía luminosa procedente del sol atraviesa la cubierta en forma de onda corta y al impactarse sobre las plantas, el piso y los objetos, se transforma en energía calorífica de onda larga, misma que al ser retenida, en mayor o menor porcentaje por los diferentes materiales utilizados como cubiertas, calienta el aire y aumenta la temperatura dentro del invernadero.

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Temperatura que puede manejarse mediante distintos tipos de materiales para cubiertas con diferentes porcentajes de paso de la luz y diversos sistemas de ventilación ubicados estratégicamente dentro de los invernaderos. Así, el efecto invernaderos es el resultado de dos fenómenos distintos: 1) Un efecto de abrigo o de confinamiento, derivado de la reducción de los intercambios de aire con la atmósfera exterior, y que es perceptible aún en estructuras permeables al viento como las casas sombra. 2) Un efecto de aumento de la temperatura, debido a la existencia de la cubierta, que actúa como una pantalla poco transparente a los rayos infrarrojos largos que emiten el suelo, la vegetación y todos los elementos interiores expuestos a los rayos solares (visibles e infrarrojos cortos), a los cuales la cubierta es muy transparente (Castilla, 2005). Este efecto es de gran importancia las regiones con climas templados o climas fríos, así como zonas desérticas donde se presentan bajas temperaturas, ya que con ello se puede aumentar la temperatura interna de los invernaderos dando mejores condiciones para las plantas cultivadas. Por el contrario en los climas tropicales donde la temperatura ya de por sí es alta, este efecto puede ser negativo al provocar aumentos de temperaturas por arriba de las que puedan soportar los cultivos. En esas condiciones se requiere de estructuras con mucha ventilación y la implementación de sistemas alternativos de enfriamiento, así como el uso de cubiertas que no permitan el paso de la energía calorífica procedente del sol. La captación de energía radiante y su transformación en calor se puede aprovechar en regiones frías para disminuir el gasto de combustible para calentar invernaderos, ya que el aire caliente se puede conservar por más tiempo cerrando el invernadero un poco más temprano, de esta forma el invernadero se puede convertir en un almacén que guarde calor durante la tarde para usarse por la noche y mantener una temperatura apropiada para los cultivos. Calor que se perderá con mayor o menor rapidez dependiendo de factores como el manejo de la instalación, de la capacidad de las cubiertas para retener la energía infrarroja, del volumen y tamaño del invernadero, de la hermeticidad con que se cierre para disminuir intercambios con el aire frió del exterior, de la presencia o ausencia de dobles capas, así como de la temperatura externa. Por otro lado, un efecto derivado del uso de cubiertas impermeables como el vidrio y los plásticos, es la modificación del contenido de los gases dentro del invernadero, sobre todo

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el CO2, ya que al impedir la circulación de aire, se agota este elemento necesario para la fotosíntesis. A nivel planetario, la atmósfera de la tierra actúa como un invernadero atrapando el calor y haciendo más cálido el planeta, en ello intervienen varios gases, en particular el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua (H2O). La Tierra debido a su fuerza de gravedad retiene en su superficie al aire y al agua del mar, y para poner en movimiento al aire y al mar en relación con la superficie del planeta se necesita la energía cuya fuente primaria es el Sol que emite en todas direcciones un flujo de luz visible o próxima a la radiación visible, en las zonas del ultravioleta y del infrarrojo. Este es uno de los procesos naturales del planeta, sin el cuál la tierra tendría 32 °C menos de temperatura. Sin embargo, la actividad humana está agregando más CO2 a la atmósfera, aumentando posiblemente el efecto invernadero y favoreciendo así el calentamiento global (Castilla, 2005). La quema de combustibles fósiles, como petróleo, carbón y gases naturales, es una fuente de energía que despide CO2 en la atmósfera. El CO2 es uno de los gases primarios en la atmósfera que atrapa el calor y calienta la tierra. Los científicos pueden medir la cantidad de CO2 en la atmósfera de la tierra y han descubierto que las cantidades de este gas están aumentando. Teniendo en cuenta este aumento, existe la posibilidad que una mayor cantidad de CO2 conduzca a un aumento del efecto invernadero a nivel planetario provocando un cambio climático.

1.5.2. Efecto sombrilla.

Como su nombre los indica, este efecto consiste en la posibilidad de disminuir la cantidad y calidad de la radiación solar o energía luminosa que llega al interior de los invernaderos, misma que debe estar en función de las necesidades de energía radiante que cada cultivo requiera para realizar la fotosíntesis y otros procesos fisiológicos relacionados con la luz, ya que existen plantas con mayores requerimientos de energía solar, mientras que otras son de media sombra y requieran menor cantidad de luz, situación que para algunos cultivos varia con la etapa fenológica (Papaseit et al 1997; Tesi, 2001; Castilla, 2005).

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Figuras 1.46 y 1.47. Las cubiertas y las mallas provocan un efecto sombrilla disminuyendo la energía radiante del sol. El manejo de la cantidad y tipo de luz se logra mediante el empleo, de forma apropiada, de diferentes tipos de cubiertas, mallas sombra y pantallas térmicas, con diferentes porcentajes de sombreo o disminución de energía radiante, incluso de la orientación y los materiales de construcción del invernadero. Al reducir la radiación o iluminación también se reduce la temperatura dentro de los invernaderos, así mismo al disminuir la temperatura se ayuda a disminuir la transpiración excesiva de las plantas. El manejo del efecto sombrilla cobra mayor importancia en las regiones con alta insolación como los trópicos secos y las zonas áridas, donde la radiación es excesiva para los cultivos durante una buena parte del año. Téngase presente que para colocar un tipo de cubierta, primero se debe saber la cantidad de luz que transmite hacia el interior y la cantidad de luz que requiere el cultivo que este dentro del invernadero que se va a cubrir con dicho material. Las mallas sombra y pantallas térmicas, pueden ser móviles o retirables para poder manejar diferentes condiciones de iluminación, o pueden ser de diferentes grados de disminución de los, sobre todo cuando se manejan diferentes tipos de cultivos, por ejemplo el cultivo de diferentes especies en la producción de plantas de interior y plantas ornamentales de follaje.

1.5.3. El efecto paraguas o impermeable.

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El efecto paraguas, también conocido como efecto impermeable, como su nombre lo indica consiste en impedir o evitar la caída del agua de las lluvias sobre los cultivos, y con ello disminuir los daños directos provocados por lluvias torrenciales y granizadas, así como daños ocasionado por las enfermedades, mismas que son propiciadas por la alta humedad relativa y el agua acumulada sobre la superficie de las hojas de las plantas (Papaseit et al 1997; Díaz et al, 2001; Tesi, 2001; Castilla, 2005). Este efecto se logra utilizando cubiertas impermeables a las lluvias, como las películas de diferentes tipos de plásticos y el vidrio. Las mallas utilizadas en las casas sombra no cumplen la condición de impermeabilidad y el agua de la lluvia cae sobre los cultivos. El efecto paraguas es una aspecto de importancia en las regiones tropicales y subtropicales con alta precipitación donde se hace necesario desalojar en forma eficiente una gran cantidad de agua de las lluvias y donde la humedad relativa del ambiente ya de por si es alta. Para propiciar este efecto se requiere del diseño de invernaderos altos, con cubiertas inclinadas, evitando los techos con poca pendiente. Con ventilas laterales protegidos con mallas para lograr una gran área de ventilación, pero dotadas de cortinas enrollables para evitar la entrada de la lluvia. Además se debe tener cuidado en el diseño de canaletas y la ubicación de bajadas para desalojar el agua de las alta precipitaciones propias de regiones con lluvias torrenciales. Una situación a evitar, para que se cumpla la condición de efecto paraguas, es la condensación de la alta humedad relativa en la parte superior interna del plástico o material de cubierta, donde se condensa el agua y se forman gotas, que por las mañanas caen sobre los cultivos, propiciando enfermedades fungosas. Para ello se deben emplear cubierta con aditivos o tratamientos anti goteo, los cuales evitan que el agua se condense, y forme gotas, al propiciar su escurrimiento hacia los lados, donde se recoge en canalillos especiales o cae fuera del área de cultivo (Díaz, et al, 2001; Castilla, 2005). Otra forma de evitar la condensación del agua es utilizando invernaderos con cubierta con techos de pendientes pronunciadas, por ejemplo invernaderos tipo túnel gótico, las cuales hacen que el agua de la condensación escurra hacia los lados.

1.5.4. El efecto escudo.

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Se refiere a evitar la entra de los rayos ultravioleta y los rayos infrarrojos al interior de los invernaderos. Los primeros contribuyen al envejecimiento de los materiales, los tejidos y células, y los segundos son responsables del aumento de la temperatura. Se sabe que el 46 % de la luz que llega del sol es energía infrarroja, un 9 % es energía ultravioleta y el 45 % restante corresponde al espectro visible (Elías y Castellvi, 2001). Para potenciar este efecto se debe hacer un uso apropiado de plásticos tratados contra rayos ultra violeta o anti uv, que evitan la entrada de dicha energía. Cuando se usan plásticos multicapa se debe tener cuidado en que la capa que contiene dicho tratamiento quede en el exterior, de forma contraria este efecto se anula. Así mismo, para impedir la entrada de la energía calorífica, actualmente, en el mercado se ofrecen plásticos antitérmicos, con aditivos especiales, que reflejan la energía radiante procedente del sol, además del tratamiento anti uv (Díaz, et al, 2001). Este efecto está estrechamente relacionado con el efecto sombrilla y también cobra mayor importancia en las épocas o lugares con alta radiación directa. El efecto escudo en parte se puede aplicar a la protección que las cubiertas y mallas proporcionan contra el efecto de las granizadas y plagas, donde se combina con los efectos barrera y paraguas.

1.5.5. El efecto cortavientos o rompe vientos.

El efecto rompe vientos consiste en disminuir o minimizar la velocidad y fuerza de los vientos que impactan sobre los invernaderos y enmallados, evitando daños a los cultivos. Este efecto lo padecen las plantas a campo abierto. Las cubiertas con que se cubre los invernaderos, la mallas que se colocan en las ventilas y las utilizadas en casas sombra, disminuyen la velocidad del viento en menor o mayor porcentaje, dependiendo de las características de los materiales, protegiendo a los cultivos que se desarrollan en el interior de las estructuras (Papaseit et al 1997; Elías y Castellvi, 2001; Castilla, 2005). Al disminuir la velocidad del viento se evitan efectos negativos como la caída de flores, hojas y frutos o el acame de plantas completas, sin embargo también se da la disminución de efecto positivos como el aporte de CO2, la polinización y la ventilación o renovación del aire dentro del invernadero.

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Para obtener una buena renovación del aire se hace necesario un buen diseño de las estructuras, con un sistema de ventilas eficiente que permita el intercambio del aire, así como recurrir a sistemas de ventilación forzada y de aplicación de CO2 en forma artificial. Al respecto se recomiendan índices de ventilación del 25 al 33 %, para ventilas protegidas con mallas, con respecto a la superficie que ocupa el invernadero (Castilla, 2005). Además se requiere de recurrir a métodos de polinización artificial de los cultivos, mediante sistemas de vibración, polinización mediante chorros de aire o empleo de insectos polinizadores como los abejorros y abejas, entre otras estrategias. Existen regiones donde los vientos son tan fuertes que se hace necesario instalar cortinas o barreras rompe vientos para proteger los invernaderos del lado donde los vientos soplan con mayor fuerza, cortinas que pueden ser con vegetación natural o con mallas rompe vientos. Además de la construcción de estructuras robustas y con contravientos que permitan una mayor fijación de las construcciones al terreno (Elías y Castellvi, 2001; Serrano, 2002; Castilla, 2005).

1.5.6. Efecto termo o hermetismo.

Este efecto consiste en la posibilidad de diseñar invernaderos que por las noches se cierren herméticamente y no permitan el intercambio de aire con el exterior, con la finalidad de mantener la temperatura interna en los niveles apropiados para los cultivos, con pocos aportes artificiales de calor durante las noches frías. Lo anterior se puede lograr mediante el uso de dobles capas, con una capa de aire entre ellas, para propiciar el efecto termo, utilizando materiales aislantes en las paredes laterales o dobles capas, colocando cortinas que cierren herméticamente las ventilas y tapando bien todos los orificios. Invernaderos destinados a cultivos donde se requiera de relativamente poca iluminación, como la producción de plántula o la producción de plantas ornamentales, las paredes pueden ser de material de construcción como tabique o tabicón, para minimizar las perdidas de calor. Este efecto es importante en las regiones fría, donde las temperaturas bajan durante las noches por debajo del punto crítico para los cultivos. Por el contrario no es apropiado propiciarlo en condiciones de altas temperaturas nocturnas, como es el caso de los trópicos.

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1.5.7. El efecto oasis o aumento de humedad relativa.

Este efecto consiste en lograr un ambiente más húmedo y fresco en el interior de los invernaderos con respecto al que se presenta en el exterior, fenómeno directamente relacionado con la transpiración de las plantas y del manejo de sistemas de riego mediante nebulización y micro aspersión. Como resultado de ambos aspectos aumentan el contenido de humedad en el ambiente interno, situación que contribuye a regular la temperatura dentro del invernadero, de tal forma que la primera medida para limitar las altas temperaturas dentro de los invernaderos, es regar bien para que las plantas traspiren al máximo y reduzcan su temperatura (Castilla, 2005). Se debe tener presente que la principal función de la mayor cantidad del agua que entra en las plantas consiste en evaporarse para enfriar a las hojas durante la fotosíntesis y evitar que se deshidraten, situación que se logra transpirando la mayor cantidad posible de agua. Esta es la principal estrategia que las plantas utilizan para ambientar su entorno. En parte este efecto también se obtiene por la disminución de la radiación incidente, al interior de los invernaderos, cuando se disminuye la radiación y por consiguiente el aumento de la temperatura. Este efecto es más notable y de mayor importancia en invernaderos de zonas de trópico secos y zonas áridas, donde el aislamiento que aporta la cubierta, proporcionar un aumento de la humedad ambiental interna, contribuyendo en la disminución de la temperatura, con respecto al exterior seco y caluroso. En estas condiciones es puede ser mas agradable estar dentro de un invernadero por tener un ambiente mas fresco, que en el exterior con un ambiente seco y caluroso. El mismo efecto también se puede propiciar utilizando muros o paneles húmedos en un extremo del invernadero, con extractores en el lado opuesto para sacar el aire caliente del interior de las estructuras, además de utilizar sistema de riego por micro aspersión y nebulización (Tesi, 2001). Este efecto tiene gran importancia en condiciones con humedad relativa baja y altas temperaturas, pero se convierte en un verdadero problema en los climas templados y tropicales húmedos donde la humedad relativa de por si es muy alta. Para esas condiciones, como ya se indico, se recomiendan invernaderos con mucha ventilación y sistemas de

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cultivo con menor densidad de plantación para propiciar una circulación eficiente del viento. Otro aspecto negativo derivado de este efecto consiste en la condensación del agua de la transpiración por dentro de las cubiertas y su caída sobre los cultivos por las mañanas. Aspecto que como se puede paliar mediante el uso de cubiertas anti goteo e invernaderos con techos bastante inclinados.

1.5.8. El efecto barrera.

Se refiere a la posibilidad de impedir la entrada de plagas de insectos, roedores y aves, al interior de los invernaderos y casas sombra, así como en otros tipos de estructuras, mediante el uso de mallas y cubiertas. En parte también se aplica para el viento y granizo; como ya se indico paginas atrás. De esta forma, las cubiertas, cortinas y mallas aíslan el interior del exterior del invernadero, contribuyendo a la protección y sanidad de los cultivos (Tesi, 2001). Para una mayor eficiencia de este aislamiento, las ventilas deben estar cubiertas con mallas, para impedir la entrada de agentes nocivos a los cultivos, y no debe haber espacios descubiertos por los que ingresen las plagas, que a su vez son transmisoras de virus y otros agentes patógenos. Para ello las estructuras deben contar con cabinas sanitaria, dotadas de un sistema de dos puertas de acceso, laberinto de mallas y tapetes sanitarios. Además el ingreso a las instalaciones debe estar restringido a solo el personal autorizado e ingresar con la ropa y las medidas de seguridad e higiene adecuadas.

1.5.9. Efecto chimenea.

Este efecto consiste en la posibilidad de expulsar el aire caliente, cargado de humedad, por la parte superior del invernadero, mediante diferentes tipos de ventilas cenitales, mientras que por las ventilas laterales entra aire fresco, enriquecido con CO2, que ayuda a disminuir la temperatura. La explicación de este efecto radica en que el aire caliente es más ligero que el aire fresco o frió. Entre más altas sean las estructuras y más inclinadas las pendientes del techo, mayor efecto chimenea se logrará (Elías y Castellvi, 2001; Tesi, 2001; Castilla, 2005).

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Cuando los invernaderos no presentan ventilas cenitales, la renovación del aire ocurre por las ventilas laterales. En este caso el aire caliente que se ubica por arriba de las ventila laterales forma una isla de calor que aumenta la temperatura en la parte superior del invernadero calentado los perfiles de los arcos y cristalizando el plástico de las cubiertas en la áreas que esta en contacto con ellos.

Figura 1.48. Invernaderos enfrente del Ingenio Casasano, simulando el efecto chimenea. Cuautla, Morelos. Si el punto de crecimiento del cultivo llega a esta zona se puede deshidratar, un cuando mas abajo tenga la temperatura adecuada. En todos los casos se recomienda pintar de blanco la parte superior de los arcos y todas las piezas metálicas que están en contacto con las cubiertas para disminuir un poco la temperatura, mediante la reflexión de la energía radiante que incide sobre los metales.

Figura 1.49. Invernadero con ventila cenital. Mixteca Poblana. Mediante un manejo adecuado de este efecto se ha logrado la construcción de grandes superficies de invernaderos, de mas de cinco hectáreas bajo una sola cubierta, algunas de

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las cuales solo funcionan con ventilas cenitales, mismas que se abren y cierran automáticamente permitiendo la entrada y salida de aire por diferencias de presiones. Cuando la ventilación natural no es suficiente se debe recurrir a la ventilación forzada mediante extractores y ventiladores recirculadores. Por ello los invernaderos en condiciones climáticas de altas temperaturas se recomienda que sean altos y angostos para propiciar una buena ventilación natural (Sánchez, 2007).

1.5.10. El efecto Venturi o sifón.

El Principio de Bernoulli establece que a medida que aumentamos la velocidad de desplazamiento de un fluido, su presión interna disminuye. Así, cuando el aire está en reposo, la fuerza de expansión que ejerce es igual a la presión atmosférica, cuando circula su densidad disminuye y la presión que ejerce es menor que la atmosférica provocando un vacío que origina una succión (Young et al, 1999). Esta efecto se presenta cuando las ventilas cenitales de los invernaderos están orientadas al lado contrario de donde soplan los vientos, de esta forma cuando la velocidad del viento crece la succión creada por el viento exterior ayuda a sacar el aire caliente de los invernaderos (Castilla, 2005). Por lo anterior, se recomienda que las ventilas cenitales se oriente en sentido contrario a los vientos dominantes, sobre todo los que se presentan en las épocas mas calurosas, para con ello propiciar un efecto sifón, mismo que ayudara a expulsar el aire caliente del interior. En caso contrario puede ocurrir que el viento sople sobre las ventilas con tal intensidad que impida la salida de dicho aire provocando un efecto tapón.

1.5.11. El efecto abrigo y protección.

Si los efectos anteriores se manejan apropiadamente, como resultado de ello los invernaderos siempre tendrán una buena ambientación, donde los cultivos encontraran condiciones óptimas para su desarrollo, aspecto que se busca con el uso de estructuras en la agricultura protegida (Castilla, 2005). En regiones calorosas tendremos un efecto de protección de los cultivos, sin que los aumentos de temperatura sean excesivos para ellos.

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Por su parte, en las en las regiones frías lograremos, además del efecto de protección, un buen efecto abrigo para que las plantas no sufran las consecuencias de las bajas temperaturas del invierno. Lo anterior implica que el diseño del invernadero y el manejo de los efectos que propicia deberán encaminarse a mejorar las condiciones naturales presentes en una región determinada aprovechando las ventajas que ofrecen las condiciones climáticas de la zona, mejorándolas con un buen diseño, en función de cubrir las necesidades ambientales de los cultivos a establecer. En caso contrario, la instalación, sobre todo los invernaderos, podrán ser una verdadera cámara de tortura para los cultivos (Bastida, 2006). En otras palabras, el diseño y la construcción de invernaderos debe ser para mejorar aquellas condiciones que el clima local no aporte. Por ello primero se debe conocer los requerimientos ambientales del cultivo y las condiciones climáticas locales o regionales, además del sistema de manejo a implementar y después diseñar los invernaderos en función de dichos aspectos, proceso que se conoce como diseño agronómico de invernaderos, o realizar las modificaciones pertinentes para lograr un buen manejo de los factores ambientales, esto cuando se trata de instalaciones ya estén construidas. Una primera sensación sobre el clima interno de un invernadero se obtiene directamente con los sentidos, cuando se entra a un invernadero al medio día, de un día soleado y el ambiente se mantiene fresco y agradable para el cuerpo humano, sin duda que en términos generales será un ambiente propicio para los cultivos. Si por el contrario a los pocos minutos se tienen deseos de salir corriendo, téngase por seguro que las plantas harían lo mismo si pudieran. Además de un ambiente apropiado, una estructura bien diseñada permite trabajar en su interior y desarrollar eficientemente todas las actividades inherentes al cultivo, sin dependencia de aspectos externos que interrumpan las labores, como las lluvias, el frió o las altas temperaturas.

1.6. Ventajas y desventajas del uso de invernaderos.

Como en toda empresa, no existe riesgo cero, ni impacto cero, en los invernaderos, existe una serie de ventajas y desventajas que se deben tener presentes al tomar la decisión de construir un invernadero o seguir cultivando a campo abierto, al igual que cuando se están buscando alternativas de inversión en el sector agrícola, ya sea para aumentar la productividad de una empresa establecida o al iniciar una nueva (Quintero, 1998; Serrano, 2002; Sánchez, 2005; SAGARPA, 2009).

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1.6.1. Ventajas.

En cuanto a las ventajas de la agricultura protegida bajo invernadero, estas son tanto ambientales como sociales, económicas y técnicas, que presenta el crecimiento de plantas cultivadas bajo invernaderos, respecto al cultivo de las mismas a campo abierto, a continuación señalamos algunas de las más relevantes. 1) Generación de empleo y polos de desarrollo. Con las tecnologías de la agricultura protegida es posible generar en promedio de 8 a 10 empleos directos y otro número similar de empleos indirectos, ocasionando la formación de polos de desarrollo regional y una derrama económica que incrementa el ingreso de los productores. 2) Intensificación de la producción. Los invernaderos son estructuras que ayudan a intensificar la producción agrícola, al establecer las condiciones apropiadas para acelerar el desarrollo de los cultivos y permitir mayor cantidad de planta por unidad de superficie que la que se puede establecer a campo abierto. Aspecto de relevancia para considerar a los invernaderos como elementos de la agricultura intensiva. Sobre todo cuando poseen un sistema de control climático; temperatura iluminación y humedad relativa, para el buen desarrollo de los cultivos. 3) Posibilidad de cultivar todo el año. Los invernaderos, diseñados, construidos y equipados considerando las condiciones ambientales del lugar donde se ubican, de acuerdo a las necesidades de los cultivos y con un buen manejo, permiten el desarrollo de los cultivos en cualquier época del año, así como la obtención de dos o más ciclos de cultivo al año, dependiendo de la especie. Lo anterior al margen de las condiciones climáticas prevalecientes en el exterior, como pueden ser bajas o altas temperaturas, sequías y otros fenómenos atmosféricos que limitan el desarrollo de los cultivos a campo abierto. 4) Obtención de productos fuera de temporada. De acuerdo con lo anterior, un invernadero permite obtener productos agrícolas fuera de la temporada de producción a campo abierto, con las ventajas de mercado y precio que ello representa. Dando seguridad en el abasto continuo con productos de excelente calidad y la confianza de poder cumplir compromisos con clientes exigentes, así como la seguridad de cumplir con las normas de calidad establecidas para la exportación de productos agrícolas. 5) Obtención de productos en regiones con condiciones restrictivas. Los invernaderos permiten la obtención de cultivos en regiones donde el clima no es el apropiado para el

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establecimiento de los mismos. Por ejemplo, la producción de frutas tropicales con alto valor comercial en zonas templadas, la producción de jitomate en zonas frías cercanas a los centros de consumo, para aprovechar la ventaja de la ubicación del mercado, el desarrollo de cultivos en zonas poco favorecidas climáticamente como las zonas áridas, donde se presentan variaciones drásticas de temperaturas que afectan la producción y en ocasiones son letales para los cultivos a campo abierto. 6) Aumento de los rendimientos por unidad de superficie. Los rendimientos de los cultivos bajo invernadero directamente en el suelo aumentan de 2 a 3 veces, comparados con los cultivos a campo abierto. Utilizando sustratos y sistemas hidropónicos, los rendimientos pueden ser varias veces superiores a los obtenidos en el campo. La productividad, puede llegar a ser hasta diez veces superior a la obtenida a campo abierto con los sistemas convencionales de mecanización y riego. Este aumento se explica por varias razones, como: (1) Al establecer una mayor cantidad de plantas por unidad de superficie que a campo abierto, se obtiene mayor cantidad de producto. (2) Las plantas se desarrollan en un ambiente protegido contra los efectos negativos de los factores ambientales presentes en el exterior del invernadero. (3) El ambiente controlado dentro de un invernadero proporciona las condiciones apropiadas para un rápido crecimiento, acelerando el desarrollo de los cultivos. (4) Se puede controlar la densidad de población, la cantidad, el tamaño y la calidad del producto, mediante podas de ramas, brotes y frutos. Se puede ejecutar un buen manejo del cultivo en cuanto a nutrimentos, disponibilidad de humedad y control de patógenos. 7) Obtención de productos de alta calidad. Los productos obtenidos en invernadero son de mejor calidad y tiene mejor presentación que los obtenidos al aire libre, ya que no están sometidos a los daños ocasionados por las inclemencias ambientales como las lluvias, el granizo, las heladas y los vientos. Con un buen sistema de riego y drenaje se evitan los problemas de estrés del cultivo provocado por sequías e inundaciones. Una nutrición apropiada proporciona a las plantas todos los elementos necesarios para su óptimo crecimiento, desarrollando tejidos tiernos, suaves, de buen color y sabor. 8) Menor riesgo en la producción. Como estructuras para proteger invernaderos permiten el desarrollo de los mismos con pocos producción. A diferencia de los cultivos al aire libre donde están variaciones ambientales y dependen en mucho de la aleatoriedad naturales.

los cultivos, los riesgos para la expuestos a las de los factores

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9) Uso más eficiente del agua e insumos. Con la instalación de sistemas de riego localizados o de precisión como el riego por goteo, micro aspersión, aspersión y nebulización, el uso de agua dentro del invernadero es más eficiente que en otros sistemas. Igualmente se abaten los costos de la fertilización al usar la fertirrigación e hidroponía, técnicas que permiten dar los elementos esenciales para los cultivos disueltos en el agua, con la ventaja de aportar a las plantas las cantidades de fertilizantes necesarias para su crecimiento en cada una de las etapas de su desarrollo. 10) Mayor control de plagas, malezas y enfermedades. Un invernadero bien construido facilita el control de los patógenos, las malezas y plagas. El cultivo en invernaderos facilita los tratamientos preventivos y permite realizar una programación adecuada para el control de parásitos y enfermedades empleando métodos de control integrales con mayor efectividad que en los cultivos a campo abierto. 11) Mayor comodidad y seguridad para realizar el trabajo. Bajo la cubierta del invernadero es posible trabajar jornadas completas sin importar el tiempo prevaleciente en el exterior dando seguridad en la realización de todas las actividades programadas, sin los retrasos a que se expone la programación de actividades en los cultivos al aire libre por el mal tiempo ocasionado por lluvias, nevadas, vientos u otros factores ambientales. 12) Condiciones idóneas para la experimentación e investigación. Los invernaderos, principalmente aquellos que cuentan con control automático de variables ambientales, permiten estudiar el comportamiento de los elementos de la producción sin que estos se vean sometidos a la influencia distorsionante de los factores climáticos. Como ejemplo de los altos rendimientos de la agricultura protegida se presenta el siguiente cuadro con los rendimientos de jitomate por sistema productivo. Así es posible estudiar el potencial productivo, de acuerdo con la información genética, de las especies cultivadas y determinar los factores óptimos para su desarrollo. Este aspecto cobra relevancia en las escuelas de agronomía e institutos dedicados a llevar a cabo investigaciones sobre el desarrollo y comportamiento de las plantas y cultivos agrícolas.

1.6.2. Desventajas.

La construcción y manejo de invernaderos presenta algunos inconvenientes o desventajas que se deben tener presentes antes de emprender la empresa de construir o comprar un

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invernadero y así estar preparados para enfrentar o minimizar los efectos negativos. Entre los más importantes están: 1) Inversión inicial alta. La primera desventaja consiste en los costos. La construcción de invernaderos representa una inversión relativamente alta, que en la actualidad sólo se justifica para cultivos altamente redituables como algunas hortalizas, especies ornamentales y algunos frutales. No son recomendables, por el momento, para los cultivos básicos o de poco valor comercial. 2) Desconocimientos de las estructuras más apropiadas para un uso determinado en función de las condiciones climáticas y los requerimientos ambientales de los cultivos. 3) Alto nivel de especialización y capacitación. El cultivo y manejo de plantas en invernadero dependen por completo del hombre, más si se emplean sistemas hidropónicos y se cultiva en sustratos, por ello es necesario una capacitación apropiada de productores, técnicos y trabajadores para un mejor desarrollo de sus funciones. Así mismo se requiere de una especialización empresarial para comercializar los productos, recuperar la inversión inicial y hacer la empresa rentable. 4) Altos costos de producción. Los gastos de operación y algunos de los costos de insumos, como semillas y fertilizantes, son más altos que los mismos productos utilizados en cultivos a campo abierto en la misma superficie. Sin embargo, los rendimientos obtenidos bajo los invernaderos son mayores si el cultivo se atiende bien, situación que permite obtener mayores ganancias por unidad de superficie. 5) Condiciones óptimas para el ataque de agentes patógenos. Así como los invernaderos propician condiciones óptimas para el desarrollo de los cultivos, también aportan las condiciones ideales para la proliferación de enfermedades y el desarrollo de plagas, que de no controlarse pueden acabar con la producción y hacer fracasar la empresa. 6) Dependencia del mercado. La mayoría de los productos agrícolas, principalmente las hortalizas y flores son altamente precederos, por lo que se requiere tener un mercado seguro para su venta. Ello conlleva saber los gustos y preferencias de los consumidores.

1.7. El aporte temprano de México a la agricultura protegida.

Aunque el concepto de agricultura protegida tiene una connotación moderna, muchas de las técnicas tienen origen en prácticas que se implementaron en diferentes momentos del

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desarrollo de la agricultura y por diferentes pueblos. Al respecto, México a contribuido en con las bases de algunos aspectos de la agricultura protegida, por ejemplo las Chinampas, antecedentes de la hidroponía. Además en el mismo Xochimilco, ya en 1912 se reportaba una estructura para proteger cultivos de jitomate, con antecedentes muy antiguos (Rojas, 1983). Santamaría (1912), citado por Rojas (1983) refiere que para el cultivo de jitomate, en los “Cuidados de conservación en la almáciga. En el mes de Octubre en que tiene lugar este primer trasplante, ya se comienzan a sentir las primeras heladas. Para precaver el plantío de sus efectos desastrosos, hacen unas tapas de carrizo y tule, o bien de césped, que tienen 80 centímetro por lado y 10 de espesor, son conocidas por los indios con el nombre de tochimales, y sirven para tapar las plantitas durante la noche, necesitándose una tapa para cada cuatro matas. Con cuatro pequeños trozos de carrizo, colocados uno al lado de cada plantita, se sostiene la tapa. Cuando temen que la helada sea muy fuerte, suprimen los carrizos acostando la planta sobre el suelo y colocando encima las tapas.”

Figura 1.50. Estructura para proteger cultivos empleada en Xochimilco. (Fuente: Rojas, 1983). En algunas comunidades campesinas todavía se utilizan este tipo de sombreadores para el cultivo de plantas ornamentales, entre ellas orquídeas, helechos y plántula de café y otras especies, incluyendo plántula forestal. Para ello construyen sombreados con poste de madera de la región y lo techan con hojas de palma, hojas de helechos o ramas de arboles, como los que se muestra en las imágenes siguientes.

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Figura 1.51. Cultivo de orquídeas bajo sombreado. Lagos de Monte Bello, Chiapas.

Figura 1.52. Sombreado para enraizado de esquejes de ornamentales. Tenango de las Flores, Puebla.

1.8. Conclusiones.

Los invernaderos son estructuras de apoyo a la producción agrícola que deben usarse como parte fundamental de un sistema productivo constituido por una serie de elementos, igualmente importantes, para aumentar los rendimientos. Los invernaderos por si solos no son una panacea ni la solución universal a los problemas que enfrenta la agricultura nacional. Como estructuras para proteger cultivos son herramientas modernas, que impulsan el desarrollo de la agricultura, basadas en una serie de tecnologías que definen la agricultura de precisión, como parte de lo métodos modernos de producción empleados en la agricultura tecnificada. .

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Como en todo el cuidado y la operación de los invernaderos depende de las personas y el trabajo directo tiene un alto componente en el resultado final.

1.8. Bibliografía citada y consultada.

Alpi, A: y Tognoni, F: 1991. Cultivo en invernadero. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Barrañon, A. 2005. Pantalla termo-reflectora aluminizada. Rev. Tecnoagro. No. 21. Editorial Elto. México, D. F. Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2004. Tipificación estructural de invernaderos de láminas flexibles en la zona central de México. Departamento de mecanización y tecnología agraria, Universidad politécnica de Valencia, España. Universidad de Guanajuato, México. Trabajo de investigación de doctorado. México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bauman, H. 1969. Plastoponia. Aplicación de plásticos a la agricultura. Blume. España. Bernat J. C. et al. 1990. Invernaderos. Construcción, manejo, rentabilidad. Aedos. Barcelona, España. Calvo H., M. 1995. La ciencia en el tercer milenio. McGraw-Hill. Madrid – México. Calzadilla, D., H. et al. 2007. Análisis numérico de la estructura metálica del modelo de casa de cultivo EMBA-MSC. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. Vol. 16. No. 3. La Habana, Cuba. Campaña A., C. 2008. Situación actual y perspectivas de la industria de los invernaderos en México. Revista de Riego. Año 6 No. 37 Abril-Mayo. Comunicaydiseña. México. CNCP. 2008. Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008. Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones. Centro de Normalización y Certificación de Productos, A.C. Naucalpan, Estado de México, México. Castilla P., N. 2005. Invernaderos de plástico. Tecnología y manejo. Mundi prensa. Madrid, España. Cobos D., J. J. y López, J. C. 1998. Filmes plásticos como materiales de cubierta de invernadero. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. Cubero, J. I. y Moreno, M. T. 1993. La agricultura del siglo XXI. Mundi prensa. Madrid, España.

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Díaz S., T. et al. 2001. Los filmes plásticos en la producción agrícola. Mundi prensa. Madrid, España. Elías C., F. y Castellvì S., F. 2001. Agrometeorología. Mundi-Prensa. Segunda edición. Madrid, España. Franquet i B., J. M. 1995. Cálculo estructural de los túneles – invernaderos. Associació d´enginyers agrónoms de Catalunya. España. Fuentes Y., J. L. 1996. Iniciación a la meteorología agrícola. Mundi Prensa. Madrid, España. Garaud, J. C. 1992. 500 años después: La plasticultura: Actas del XII Congreso Internacional de Plásticos en la Agricultura. CEPLA. Granada, España. Garaud, J. C. 1998. Creciendo Juntos. En prologo a. "Los plásticos y la agricultura". Ediciones de Horticultura. España. Gómez P. G. 2002. Agroplástico en México. Editorial del Gobierno del Estado de Veracruz, México. Instituto de Estudios Cajamar. 2004. El Modelo económico Almería basado en la Agricultura. Informes y monografías. Cajamar. El Ejido, Almería, España. Jensen, M. H. 1997. Situación, perspectivas y futuro de la hidroponía en el Mundo. In Hidroponía comercial. Una buena opción en agronegocios. Conferencia Internacional. Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. Pp. 9 – 15. Jensen, M. H. 2004. Agricultura en ambientes controlados en desiertos y trópicos. Memorias del Curso Internacional de Invernaderos. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Junta de Andalucía, s/f. Almería Modelo en Desarrollo. Almería, España. López G., J. 1998. “Producción hortícola en invernadero. Aspectos técnicos, económicos y ambientales”. Memorias del VI Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos y II congreso iberoamericano de plásticos en la agricultura. Guadalajara, Jalisco. México. Long. M. E. 2001. Supervivencia en el espacio. Rev. National Geographic en español. Enero 2001. Martín V., L. 1995. Situación y perspectivas de la plasticultura en el mundo. En Actas del I Simposium Iberoamericano sobre "Aplicación de los plásticos en las tecnologías agrarias". CEPLA. Almería, España. Matallana G., A. y Montero C., J. I. 1995. “Invernaderos. Diseño, construcción y ambientación”. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Muñoz, P. et al, 1998. Estructura de invernaderos. Tipología y materiales. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. Núñez, J. 2000. Films plásticos para cubiertas y acochados. En tecnología para cultivos de alto rendimiento. Novedades agrícolas S. A. Murcia, España.

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Papaseit, P. et al, 1997. Los plásticos y la agricultura. Ediciones de Horticultura. España. Papaseit T., P. 1992. Normalización, invernaderos mejores y más seguros. La norma UNE76-208/92. Internet. Pinske, J. 1998. Invernaderos. Planeación, construcción y funcionamiento. Libros Cúpula. Barcelona, España. Quintero S., M. L. 1998. Invernaderos: sistemas agrícolas modernos. Rev. Hortalizas, frutas y flores. Agosto. Año dos mil. México. Ramírez V., J. 1996. “El uso de acolchados plásticos en la horticultura”. Facultad de Agronomía. Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán, México. Resh, H. M. Cultivos hidropónicos. 1997. Mundi-Prensa. España. Reyes M., H. 1995. La agroplasticultura en México. Actas del I Simposium Ibero americano sobre "Aplicación de los plásticos en las tecnologías agrarias". El Ejido, Almería, España. Rodríguez P., A. e Ibarra J., L. 1991. “Semiforzados de cultivos mediante el uso de plásticos”. Limusa. México. Rojas R., T. 1983. La agricultura chinampera. Compilación Histórica. Colección Cuadernos Universitarios. Serie Agronomía No. 7. Dirección de Difusión Cultural. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo. México. Págs. 54 y 55. Rosete D., J. 1998. Invernaderos: Construcciones e instalaciones. Banco de México. Fira. México. SAGARPA. 2009. Agricultura protegida. Programa de ejecución directa. Gobierno Federal. SAGARPA. Subsecretaria de Agricultura. http://www.amhpac.org./. Fecha de acceso: (01/04/2010). Sánchez del C., F. 2004. Invernaderos e hidroponía en el contexto de la agricultura Mexicana. Dos alternativas tecnológicas factibles. In Memoria del III Curso internacional de invernaderos. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Sánchez del C., F. 2005. Perspectivas de la agricultura protegida. Notas del Diplomado internacional en agricultura protegida. Instituto de horticultura. Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Sánchez P., M. et al, 2001. Estudio de la demanda de inputs auxiliares: Producción y manipulación en el sistema productivo agrícola almeriense. Instituto de Fomento de Andalucía. Almería, España. Serrano C., Z. 2002. “Construcción de invernaderos”. Segunda edición. Ediciones MundiPrensa. Madrid, España. Serres de France-Richel. 1997. “Normalización de invernaderos”. Revista Plantaciones modernas. Núm. 5. Agro servicios la Moderna, S. A. México. Snyder, R. 2009. Maneras de diversificar tu producción en invernadero. http://www.hortalizas.com/articulo/8277/maneras-de-diversificar-tu-produccion-eninvernadero (fecha de ingreso. 19/11/12) Tenax. S/f. Agricultura moderna. Para una cosecha moderna. Mallas Tenax.

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos

Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. Tognoni, F. 2000. Los cultivos protegidos: Origen y desarrollo. Memorias del Curso internacional “Ingeniería, manejo y operación de invernaderos para la producción intensiva de hortalizas. Editores J. Z. Castellanos y M. Guzmán Palominos. Instituto de capacitación para la productividad agrícola, S. C. Celaya, Guanajuato. México. Varela, et al. 1999. Los invernaderos de Almería: Tipología y mecanización del clima. Universidad de Almería. Almería, España. Vazzano, A –M. 2009. Utilización de macrotúneles. Ventajas y desventajas de la utilización de macrotúneles para tus cultivos. http://www.hortalizas.com/articulo/13965/utilizacion-de-macrotuneles (Fecha de ingreso: 19/11/12). Vigouroux, R. 1998. “Crianza de plántulas en invernaderos”. Memorias del VI Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos y II Congreso iberoamericano de plásticos en la agricultura. Guadalajara, Jalisco. México. Young, H. D. et al. 1999. Física universitaria. Pearson Educación. México. PdeH (Productores de hortalizas). 2009. Industria de plásticos agrícolas. Breve cobertura del 35 Congreso Nacional de Plásticos de Agricultura http://www.hortalizas.com/articulo/5018/industria-de-plasticos-agricolas (Ingreso:19/11/12).

Aurelio Bastida Tapia

Desarrollo y evolución de los invernaderos en el mundo

CAPÍTULO 2 DESARROLLO Y EVOLUCIÓN DE LOS INVERNADEROS EN EL MUNDO Aurelio Bastida Tapia La tripulación a Marte podría cultivar lechugas, tomates, cebolla, trigo y otros alimentos y reciclar el aire, el agua y los desechos sólidos. (Michel E. Long. Supervivencia en el espacio. 2001)

La finalidad de este capítulo es presentar un panorama general sobre el desarrollo de los invernaderos y la agricultura protegida en el mundo, como marco general para el estudio de estas nuevas herramientas de la producción agrícola, que nos ayude a entender las diferentes vías de evolución y desarrollo, de los invernaderos y otras estructuras, como herramientas de apoyo en la producción agrícola, además de exponer algunos datos sobre la situación mundial contemporánea de la agricultura bajo invernadero y las perspectivas de la producción de alimentos para una población de más de seis mil millones de personas.

2.1. Introducción.

La historia de los invernaderos como estructuras de protección a plantas cultivadas es relativamente corta y más corta es la historia de su aplicación al desarrollo de cultivos comerciales de alto valor en forma generalizada. Así, entre los primero usos prácticos que se les encontró fue para proteger las plantas exóticas llevadas a Europa de distintas regiones tropicales, después de los descubrimientos geográficos, conquista y colonización de muchas regiones del mundo. Plantas que se ubicaron en jardines botánicos y grandes palacios o castillos de personajes pudientes de los países que participaron en los eventos referidos. Muchos años después, se emplearon para la producción de plantas ornamentales y posteriormente en la producción de hortalizas y otros cultivos de alto valor económico. La expansión comercial de los invernaderos por todo el mundo data del último medio siglo, siendo en los países desarrollados de Europa y Asia donde actualmente se ubica la mayor superficie de estas estructuras y en menor medida en otras regiones del mundo. Los materiales, que hicieron posible este desarrollo, en un inicio, fueron las estructuras de acero negro con cubiertas de vidrio y en la actualidad son los perfiles estructurales de acero galvanizado utilizado en la construcción, así como los plásticos flexibles empleados en las cubiertas con menor participación de los plásticos semirrígidos y el vidrio.

2.2. Desarrollo histórico de los invernaderos.

Los anales de la historia no registran con precisión a quien o quienes corresponde el mérito de haber inventado el cultivo protegido de plantas. Algunos historiadores afirman que fueron los egipcios mientras que otros lo atribuyen a los romanos, aunque también existen referencias a estructuras y prácticas para proteger cultivos entre los griegos, los judíos, los chinos y otros pueblos de la antigüedad (López, 1998; Pinske, 1998; Enoch and Enoch, 1999; García y Serrano, 2005). Así, algunas referencias que señalan hace más de 3500 años en el antiguo Egipto se construían especie de invernaderos o estructuras para proteger plantas cultivadas cuando las condiciones ambientales exteriores eran adversas a su desarrollo. Mientras que otras fuentes apuntan que los romanos, durante el primer siglo de la era actual, cultivaban pepinos bajo placas de mica o “piedras transparentes”, cuyos frutos el emperador Tiberio consumía diariamente por prescripción médica. En este caso el cultivo se hacía en macetas montadas sobre plataformas con ruedas para transportarse fácilmente al sol y durante la noche o en los días invernales se protegían en sus abrigos transparentes (López, 1998; Pinske, 1998; Tesi, 2001; García y Serrano, 2005). Al respecto se dice que los egipcios ya sabían cómo fabricar vidrio unos 1500 años antes de nuestra era, tecnología que se conoció en Europa hasta unos mil quinientos a dos mil años después, en las postrimerías de La Edad Media. Por lo que los más probable es que los actuales invernaderos sean resultado de una de las tantas aplicaciones encontradas al vidrio, una vez que este se difundió en Europa, como una extensión de su empleo en los grandes ventanales de los palacios de reyes y monarcas, donde alguien observo que las plantas de las macetas colocadas tras esos ventanales crecían mejor que otras que no tenían las mismas condiciones de iluminación por estar más lejos de los ventanales (Jensen, 1997; Pinske, 1998). Las fuentes consultadas indican que en el siglo XVI ya se utilizaban técnicas para proteger los cultivos contra el frío, mismas que incluían linternas de vidrio, jarrones, campana, armazones y camas calientes cubiertas con vidrio. Mientras que para el siglo XVII ya se empleaban armazones portátiles de madera cubiertos con papel transparente aceitado para calentar el ambiente donde se desarrollaban las plantas. Por la misma época en Japón se usaron esteras de paja en combinación con papel impregnado de manteca para proteger a los cultivos de ambientes naturales severos. En ese mismo siglo, en Francia e Inglaterra, algunos invernaderos fueron calentados con estiércol y cubiertos con piezas de vidrio (Jensen, 1997).

Sin embargo, las referencias sobre el empleo de los invernaderos difieren, por ejemplo García y Serrano, (2005), escriben que se cuenta con información sobre modificaciones al jardín botánico de Papua, Italia, donde se indica que alrededor del año 1550 se modifica parte de su estructura para construir algunas partes de cristal, lo cual significa que dicho jardín conto con un invernadero al menos a partir de esa fecha. Mientras que otros autores indican que el primer invernadero con cubierta de vidrio, que se construyó en el año 1700 y sólo usó vidrio en uno de los costados a modo de techo inclinado. Así mismo se dice los primeros techos de cristal que dejaban pasar la luz hicieron su aparición en Inglaterra hacia 1717 y se fueron transformando hasta llegar a convertirse en los invernaderos Victorianos, exuberantes y extravagantes. A finales de ese siglo el vidrio ya se usaba en estructuras que se empleaban para el cultivo de melón, uvas, duraznos, fresas y cítricos. Algunos de ellos fueron verdaderos palacios de cristal, como el que se presentó en la Exposición Universal de 1851 en Inglaterra. (Jensen, 1997; Pinske, 1998; García y Serrano, 2005). Por su parte Tesi (2001), resume esta parte de la historia en la siguiente cita. “El invernadero comienza a forma parte del jardín botánico desde su aparición en la primera mitad del siglo XVI; en 1513 en los jardines Vaticanos de Roma, 1545 en Padua; 1549 en Pisa; 1569 en Bolonia, etc.” Algunas de estas estructuras originalmente se les denomino orangeries, y pertenecían a personas con el poder adquisitivo suficiente para ceder a su pasión por las plantas y frutas exóticas, mismas fueron populares en los palacios y las grandes fincas del norte de Europa. En esa época fueron famosos las orangeries de Versalles construidas bajo la dirección de La Quintinye durante el reinado de Luis XVII, a fines de 1600 (Pinske, 1998). El Palacio de Cristal de la Exposición Universal de 1851 en Inglaterra, fue un símbolo de la Revolución Industrial que caracterizo al siglo XIX por la construcción de grandes estructuras de acero y cristal, algunas de las cuales todavía están en uso albergando jardines botánicos, sobre todo en Europa.

Figura 2.1. El Palacio de Cristal de la Exposición Universal de 1851 en Inglaterra. (Fuente: Internet. Fecha ingreso: 16/09/10).

Figura 2.2. El Palacio de Cristal alrededor de 1910 (Fuente: http://www.alpoma.net/tecob/?p=485. Fecha ingreso: 16/09/10).

Así, las conquistas territoriales, los grandes descubrimientos geográficos y el advenimiento de la revolución industrial fueron factores determinantes para fomentar el desarrollo inicial de los invernaderos, desarrollo que tuvo su origen en los países europeos, sobre todo en aquellos en los que ocurrió la revolución industrial, así como en los países que participaron el descubrimiento y colonización del mundo. De esta forma empezó y se desarrolló la construcción de estructuras metálicas con cubiertas de vidrio destinadas a la aclimatación y el cultivo de las plantas traídas de latitudes y condiciones ambientales diferentes a las de Europa. Los materiales más usados en la construcción de esos invernaderos fueron el vidrio para las cubiertas y los metales para la estructura, sobre todo los perfiles angulares y las grandes vigas de acero para soportar tanto la estructura como el peso de la cubierta, aunque también se empleaban algunas piezas de madera. Posteriormente a finales del siglo XIX e inicio del Siglo XX, los invernaderos empezaron a utilizar en la producción comercial de cultivos como plantas ornamentales, flores de corte y hortalizas. Holanda fue el exponente más representativo de las nuevas tecnologías sobre la construcción de invernaderos empleando acero y cristal. Así, en el año de 1904, este país, contaba con 30 hectáreas de invernaderos cubiertos de vidrio y para el año de 1970 existían unas 7 000 hectáreas con estas características (López, 1998; Tesi, 2001). Sin embargo, los altos costos de los invernaderos de acero con cubierta de vidrio no permitieron un desarrollo mayor de la superficie con agricultura protegida, situación que frenó su expansión en regiones del mundo poco desarrolladas. Al respecto, Tesi, (2001), escribe. “Con anterioridad a 1940 este tipo de protecciones se les concebía como una

verdadera y adecuada protección de cristal”. Así mismo el uso más común de los primeros invernaderos comerciales fue el cultivo de plantas ornamentales, posteriormente, en las décadas de 1920 a 1940, se establecen las bases de producción hidropónica bajo invernadero. Sin embargo, la producción masiva de alimentos bajo invernaderos se estableció totalmente hasta la introducción de los plásticos flexibles como cubiertas, lo cual ocurrió después de la Segunda Guerra Mundial (Jensen, 1997; Resh, 1997; López, 1998). El primer invernadero con cubierta de plástico se estableció en 1948, cuando el Profesor Emery Myers Emmert de la Universidad de Kentucky, usó celofán para cubrir un pequeño invernadero, dando origen al uso de los plásticos en la agricultura, por ello se le considera como el padre de la plasticultura, ya que fue el primero que desarrolló mucho de los principios de las tecnologías plásticas con propósitos agrícolas a través de sus invernaderos de investigación (Jensen, 1997; Jensen, 2003). A mediados del siglo XX, después de la Segunda Guerra Mundial, con el advenimiento de los vuelos espaciales, surgen materiales más ligeros y resistentes para la construcción de estructuras en general e invernaderos en particular, desarrollo que da como resultado construcciones ligeras, resistentes y más económicas, situación que se complementó con la existencia de materiales plásticos, resultado de los avances en la industria petroquímica, mismos que se empezaron a emplear en las cubiertas de los invernaderos. Estos fueron los elementos que propiciaron una rápida expansión de los invernaderos, incrementándose notablemente la superficie dedicada a los cultivos protegidos. Los plásticos y los perfiles estructurales, permitieron la construcción de estructuras más baratas que las de acero y cristal e hicieron posible que las nuevas tecnologías de la agricultura protegida y los invernaderos estuvieran al alcance de un mayor número de productores, fomentando un rápido desarrollo de los cultivos protegidos en varias regiones del mundo.

2.3. Invernaderos para la producción comercial.

Actualmente existe una amplia gama de materiales para la construcción de estructuras y recubrimiento de invernaderos, así como para el desarrollo de la agricultura protegida en general. Materiales que comprenden desde la madera a los perfiles tubulares y ángulos de acero de diversos calibres, hasta el aluminio o concreto, elementos que son empleados en la fabricación de estructuras, mientras que en las cubiertas se emplean placas de plásticos rígidos y semirrígidos de diversos tipos, películas flexibles, mallas sombra, mallas protectoras y pantallas térmicas. Materiales, estos últimos, que han desplazado al vidrio como elemento único de recubrimiento de los invernaderos. Así, los invernaderos se ubican

como elementos centrales de la agroplasticultura, por el uso de diferentes tipos de plásticos como cubiertas de los mismos, práctica común en los últimos años en todas las regiones con agricultura protegida. De esta forma, el desarrollo y evolución de los invernaderos para la producción comercial de cultivos se aceleró a partir de la década de los años setenta, mediante tres vías determinadas por diferentes circunstancias económicas, sociales y tecnológicas bien definidas (López, 1998). La primera vía fue la continuación de las estructuras tradicionales, la cual se difundió poco por sus altos costos, que caracterizaban a los primeros invernaderos de acero con perfiles angulares, diseñadas para soportar el gran peso de las cubiertas de vidrio, en algunos casos incluyendo algunas partes de ladrillo o concreto. Estructuras a las que posteriormente se les incorporaron elementos metálicos como el aluminio para recibir y sujetar los materiales de las cubiertas, donde además del vidrio se empezaron a emplear placas de plásticos rígidos y semi rígidos. Estos tipos de estructuras se caracterizan por perfiles rectos y techos a dos aguas, aunque también los hubo con techos curvos, dando la curvatura en las uniones de las piezas. La segunda vía de evolución de los invernaderos, que inicio a mediados del siglo XX, se fomentó mediante la construcción de estructuras de bajo costo, realizadas artesanalmente, poco elaboradas y caracterizadas por un bajo nivel tecnológico. Muchos de estos invernaderos fueron manejados dentro de un esquema familiar, con la participación de productores de bajos ingresos, que se organizaron en sociedades y cooperativas con la finalidad de conseguir créditos y apoyo para construir sus instalaciones e iniciar sus empresas. Estas estructuras se construyeron de madera, tubos de hierro sin galvanizar y perfiles tubulares de acero negro, los materiales empleados en la cubierta fueron plásticos flexibles como los polietilenos y las láminas de fibra de vidrio. La tercera vía de desarrollo de los cultivos protegidos fue propiciada por la construcción de invernaderos ligeros, mismos que se fabrican en forma industrial empleando estructuras modulares de poco pesos. Los materiales empleados en estas construcciones son perfiles tubulares de acero galvanizado, en menor medida de aluminio, de diferentes calibres, mientras en las cubiertas destacan las películas o filmes plásticos, materiales que permiten la construcción de estructuras más ligeras y aerodinámicas, preferentemente modulares para instalarse en baterías de varias naves. Por esta vía está ocurriendo el principal desarrollo y expansión de los invernaderos modernos de la actualidad. Los mejores ejemplos sobre la evolución y desarrollo de los invernaderos; son Holanda, con los invernaderos de acero y cristal y España, en particular la región de Almería, con los

invernaderos de madera y perfiles tubulares con cubiertas de filmes plásticos flexibles (Tabla 2.1). Tabla 2.1. Evolución de los invernaderos en Holanda y España (hectáreas). Año 1904 1968 1994

España Nacional 30 0 6 946 546 10 640 42 426 Fuente: López, 1998; Varela et al, 1999. Holanda

Almería 0 30 25 000

De estos datos se infiere que Holanda, en medio siglo, incrementó la superficie de invernaderos de 30 a 6,946 hectáreas. Considerando sólo el período de 1968 a 1994, el incremento fue de 142 hectáreas al año en un período de 26 años. España, en el mismo período, experimentó un incremento a razón de más de 1,400 hectáreas de invernaderos por año. Actualmente se estima que en Almería existen más de 30 mil hectáreas de invernaderos.

Figura 2.3. Imagen de satélite de la región de Almería, España. (Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Almeria-Invernaderos.jpg. Fecha ingreso: 19/09/10)

Por otro lado en el extremo oriente, Japón es uno de los países con mayor desarrollo en invernaderos, donde según referencias, los cultivos protegidos se inician a finales del siglo XIX con la construcción de invernaderos de cristal para la producción de uva de mesa. Ya

para el año de 1982 se reportaba una superficie de un poco más de 27 mil hectáreas de las cuales casi 26 mil eran de cubierta de plástico (Resh, 1997). A partir de 1975, la plasticultura en el Japón genera una importante extensión de árboles frutales bajo estructuras protectoras y para 1993 se calculaba en 10800 hectáreas la superficie cubierta de invernaderos destinados a la producción de frutales, superando la superficie de invernaderos dedicada al cultivo de plantas ornamentales y hortalizas (Kamota, 1997). Actualmente China es el país que cuenta con la mayor superficie de invernaderos, que supera las 700 mil hectáreas. Holanda es el país con la tecnología más desarrollada en el sector y España se ubica con la mayor concentración de invernaderos en la región de Almería, aunque los expertos indican que el crecimiento en superficie se ha detenido en los últimos años, a cambio de una sustitución tecnológica de invernaderos de bajo nivel por estructuras más modernas. 2.4. Situación mundial contemporánea de los invernaderos. Aunque los datos estadísticos no son muy confiables y difieren notablemente de una fuente a otra, para 1980, se estimaba una superficie mundial de 100 mil hectáreas invernaderos, misma que para 1998 se estimaba que había alcanzado las 450 mil hectáreas, con un crecimiento continuo cercano del 20 % anual. De esa superficie en Asía estaba el 66 %, Europa contaba con el 26 %, mientras en América y África había un 4 % en cada región. Para el año de 1992 se reportaban unas 280 mil hectáreas de invernaderos con cubiertas de plástico en todo el mundo, de ellas en Europa se concentraban unas 127 mil, en el área oriental otras 140 mil, mientras que en el continente americano se reportaban otras 13 mil hectáreas cubiertas de plástico flexible. A mediados de la década pasada se calculaba que existían unas de 300 mil hectáreas de invernaderos y otro tanto de micro túneles, la mayoría de ellas con cubierta de plástico (Papaseit, et al, 1997; Cobos y López, 1998; Díaz et al, 2001). Tabla 2.2. Situación mundial de la plasticultura, por regiones a finales del siglo pasado. Región Asía Europa América África Total

Acolchados 350 000 380 000 200 000 15 000 945 000

Cubiertas flotantes Micro túneles 12 000 192 960 40 000 90 000 3 150 9 000 n. d. 11 050 55 150 303 010 Fuente: Papaseitet al, 1997

Invernaderos 192 000 86 080 10 000 27 000 315 080

Un estudio realizado en Europa entre 1996 y 1997, indica que de más de 93 mil hectáreas de invernadero que existían en la región, el 74 % tenían cubierta de plásticos y el 26 % de los mismos tenían cubierta de vidrio; de esta superficie destacaba Holanda y Dinamarca con un 98 %, Bélgica con 95 % Alemania (Oeste) con 90 %, Suiza con un 86 %, Inglaterra con un 85 % y Austria con el 80 % de invernaderos de vidrio (Elsneret al, 2000). Para inicios del siglo XXI, Tognoni (2000), señalaba que determinar la superficie que ocupan los invernaderos y otras estructuras propias de la agricultura protegida, era una tarea bastante difícil, por la falta de datos confiables y agregaba que se puede considerar con una razonable aproximación, que la superficie mundial de cultivos protegidos rondaba el millón de hectáreas, dado que en China se estimaban alrededor de 700 mil hectáreas y otras 80 mil que se cultivan en Corea del Sur, además de las que se tienen en Europa y América. Por su parte Núñez (2000), dice que existían unas 445 mil hectáreas en producción bajo invernaderos, de las que aproximadamente unas 300 mil están cubiertas por films de polietileno. Datos mas conservadores, se estimaba que a mediados de la década pasada existían más 600 mil hectáreas de invernaderos, con cubiertas de plásticos, de las cuales más de la mitad se ubican en China y Japón (Jensen, 2004; Sánchez, 2005). Por otro lado existe una superficie importante de invernaderos con cubiertas de vidrio, la cual se presenta en el anexo 2.2. De esta forma, en las dos últimas décadas, la plasticultura ha penetrado en casi todos los ámbitos de las actividades agrícolas, además de los invernaderos, casas sombra, túneles y acolchados, también se emplean productos de plástico para casi la totalidad de los sistemas de riego y en el empaque de productos hortícola, entre otras actividades donde los plásticos tienen un amplio uso. En el anexo 2.1, se presentan algunos datos sobre la superficie de invernaderos, túneles, acolchados y cubiertas flotantes, que se han registrado en diferentes regiones del mundo, el diferentes fechas y por diferentes autores. Tabla 2.3. Estimación de la situación delos invernaderos a inicios del presente siglo. REGION Norte de Europa Mediterráneo Continente Americano Continente Asiático Total

SUPERFICIE (HETAREAS) 17,000 95,000 16,000 468,000 367,000 China 596,000 Fuente: Jensen, 2004.

Entre los sistemas de mayor producción bajo invernadero están las hortalizas, tanto en el suelo como en hidroponía, la producción de flores de corte y la producción de plantas ornamentales en maceta, además de otros sistemas como la producción de plantas forestales, plántulas para hortalizas, especies aromáticas y cultivo de frutillas, sin descartar su uso en la acuacultura y la producción pecuaria. Actualmente el desarrollo de los invernaderos, presenta una amplia variabilidad de tipologías que nos permiten comparar las diversas situaciones nacionales y regiones, así como las diferentes posibilidades de control de los elementos climáticos. Por lo tanto en las condiciones climáticas más severas se encuentran los invernaderos más perfeccionados y las instalaciones de protección más sofisticadas. Así, en los países del centro y norte de Europa prevalecen los invernaderos de cristal con alto nivel tecnológico gestionados por ordenadores y de gran potencia productiva; como Holanda, mientras en los países mediterráneos, del norte de África y América predominan invernaderos de plástico y baja tecnología (Tesi, 2001).

2.5. Los invernaderos y el futuro de la humanidad.

Hacia el fin del siglo actual, la población humana sobre la Tierra alcanzará una cifra que oscila entre ocho y once mil millones de seres humanos; su supervivencia será difícil, sobre todo por lo que se refiere a la alimentación (De la Isla, 2009). Actualmente para alimentar a 6800 millones de habitantes con que cuenta el planeta, se dedican a la agricultura y a la ganadería extensiva, una superficie total equivalente a la de América del Sur. Para obtener nuestro sustento en tierras que antes estaban ocupadas por bosques y praderas estamos destruyendo al planeta e instaurando las bases de nuestra propia desaparición (Despommier, 2010). Lo anterior conlleva a que cada vez será más urgente desarrollar sistemas intensivos de producción de alimentos para asegurar el sustento para toda la humanidad, sistemas que a la vez sean menos agresivos con el ecosistema global, además de ser respetuosos con la biodiversidad vegetal y animal del planeta. El reto es grande e implica la conjunción de muchos esfuerzos y voluntades. Las tecnologías de la agricultura protegida; entre ellas la hidroponía y los invernaderos, no solo representan una posibilidad real de contribuir a intensificar la agricultura y producir los alimentos necesarios para una población mundial en pleno crecimiento, sino que también se perfilan para contribuir en la conquista espacial, dado que los invernaderos

aíslan a las plantas de las condiciones externas adversas mientras que proporcionan condiciones internas optimas de para su desarrollo y crecimiento. El tema de la colonización de otros cuerpos celestes ha sido tratado por varios autores, entre ellos el escritor norte americano Carl Sagan, quien, en su libro “Un punto azul pálido. Una visión del futuro humano en el espacio”, publicado en 1994, cuyo capítulo 19 se titula “Remodelar los planetas”, escribe sobre la posibilidad de hacer habitable el planeta Marte desarrollando estructuras en forma de cúpulas trasparentes para producir cultivos, manufacturar oxígeno a partir del agua y reciclar desperdicios (Sagan, 2000). Hoy el tema sobre la colonización de otros planetas del sistema solar es cosa cotidiana y se espera que en las siguientes generaciones ello sea posible. Pero antes que los seres humanos puedan viajar sin problemas a regiones distantes del espacio, en trayectorias que pueden durar varios años, se deben desarrollar estrategias y técnicas viables para la producción de alimentos en condiciones diferentes a las existentes bajo la atmósfera terrestre, para que el cultivo de plantas sea factible como soporte de la vida en otros cuerpos celestes. Los retos a vencer no son fáciles, por ejemplo en las condiciones de la atmosfera de Marte u otros cuerpos celestes, para ello ya se está investigando sobre determinados cultivos que se adapten a esas condiciones, buscando que las plantas a cultivar en los viajes espaciales sean altamente productivas para optimizar espacio, al mismo tiempo tanto el agua como los nutrientes deben ser reciclados. Hoy se sabe que en un invernadero en órbita, las plantas no sienten la constante fuerza de atracción de la gravedad, esto hace que sea más difícil que el agua y el aire lleguen en cantidad suficiente a las raíces, un aspecto que tendrá que ser superado para cultivar en ambientes con poca gravedad (Arano, 1998; Sagan, 2000). A continuación se describen algunos de los proyectos que apuntan a investigar, obtener y generar información para la producción de alimentos y generación de oxígeno en el espacio.

2.5.1. El Proyecto Biosfera II.

A unos 30 minutos de Tucson, Arizona, en medio del desierto se levanta el Centro Biosfera 2, una estructura de acero y cristal de 1.27 hectáreas, donde hace algunos años comenzó la investigación para colonizar otros planetas. Bajo esta estructura se reprodujeron biomas como el desierto, el bosque lluvioso, la sabana, los manglares y el océano con arrecifes. Después de una serie de problemas y dos misiones fracasada, la Universidad de Columbia se hizo cargo del sitio y las instalaciones se dedicaron al estudio de problemas ecológicos,

principalmente al calentamiento global, además de organizar visitas guiadas para turistas. (http://es.wikipedia.org/wiki/Biosfera_2. Fecha de ingreso: 13/09/10). En septiembre de 1986 inició el programa Biosfera 2, un ambicioso proyecto privado del Space Biosphere Ventures, en el que más tarde participarían departamentos de Agricultura de varias universidades e instituciones como el Goddard Spaceflight Center de NASA. Un experimento biológico consistente en recrear un ecosistema global cerrado idéntico a la Tierra, con enormes cúpulas acristaladas e interconectadas entre sí, abarcando una superficie de 1.30 hectáreas, con un volumen total de 204,000 metros cúbicos. La estructura cerrada más grande jamás construida, repleta de conductos mnemotécnicos, cableados eléctricos y miles de sensores electrónicos.

Fuente: http://pasaporteblog.com/wpcontent/uploads/2007/02/biosfera2.jpg. (Fecha ingreso: 13/09/10).

http://www.google.com.mx/images?hl=es&rlz=1 G1GGLQ_ESMX378&q=Bioafera%202&um=1 &ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi. (Fecha ingreso: 13/09/10).

Figuras 2.6 y 2.7. Dos vistas de las instalaciones del Proyecto Biosfera 2, en Tucson, Arizona.

En septiembre de 1991, un primero grupo de científicos se aisló en la estructura para una misión de dos años, un equipo de cuatro mujeres y cuatro hombres, con edades comprendidas entre 24 a 43 años, ingenieros, biólogos, bioquímicos y agrónomos se encerraron dentro de este pequeño mundo probeta para un periodo estimado de dos años. Con la única misión de reproducir un hábitat autosuficiente idéntico a La Tierra. El objetivo era encontrar las claves que permitieran a los humanos reproducir las condiciones semejantes a las del planeta Tierra, pero en sitios cerrados, como se esperaba fueran los hábitats para poblar otras regiones del Universo, Estos ocho biosferianos, aislados del mundo exterior, tenían que gestionar y regenerar su energía, la biomasa (agua, agricultura, alimentos), así como también, el control de su atmósfera (oxigeno, humedad y temperatura).

La dimensión humana del proyecto radicaba en analizar el comportamiento humano, los cambios en el carácter derivados de una prolongada convivencia del grupo en espacio reducido. Todos estos trabajos científicos y sus conclusiones se tendrían en cuenta para futuras bases en La Luna o en el inhóspito planeta Marte. Aventurarse en próximos viajes interplanetarios, o la muy futura tentativa de un viaje interestelar, conlleva que la selección del perfil psicológico de la tripulación resulta esencial para la larga convivencia de estos nómadas del espacio en módulos reducidos. Fue un experimento para recrear un ambiente artificial y autosuficiente, una especie de Arca de Noé habitada por un grupo de humanos junto a 3800 especies, entre animales y vegetales. El ecosistema Biosfera 2, tras varios intentos, nunca llegó a ser autosuficiente, los principales problemas que enfrento fueron; las repetidas caídas en el porcentaje de oxígeno, llegando al preocupante índice del 14 %, cuando en situación normal la molécula de oxigeno que respiramos ocupa el 21 % del aire. En este ambiente artificial colateralmente proliferaban nuevos microorganismos que también consumían oxígeno. En el ecosistema Biosfera 2 el oxígeno no se regeneraba al ritmo previsto, con lo que los responsables del proyecto se veían obligados a recurrir reiteradamente a los pulmones auxiliares para inyectar al sistema oxigeno nuevo, abandonando así, el objetivo inicial de autosuficiencia completa. También se detectaban altos niveles de óxido nitroso (gas hilarante), en nuestra atmósfera este gas nitroso es neutralizado por la radiación ultravioleta, pero allí, su propia estructura de vidrio bloqueaba esta radiación. Con esta enrarecida atmósfera los biosferianos padecían un agotamiento y fatiga similar al mal de altura. Otro importante problema fue la insuficiente producción vegetal destinada a la alimentación. Las plagas, tanto conocidas como nuevas, proliferaban con virulencia, mermando la producción vegetal. Algunos biosferianos registraron pérdidas de peso. (http://es.wikipedia.org/wiki/Biosfera_2. Fecha de ingreso: 10/09/10). No obstante lo anterior, el Biosfera 2 tuvo la virtud de llamar la atención del mundo y de la comunidad científica sobre los retos que plantea el recrear o reproducir ecosistemas similares a existente en la Tierra.

2.5.2. El Centro Epcot de Walt Disney World.

Otro proyecto que aborda el problema de la reproducción de ecosistemas terrestres es el Centro Epcot de Walt Disney World, en Orlando, Florida, donde se ha diseñado una muestra espacial llamada “Las Tierras” que simulan la producción de alimentos en el espacio. Antes que sea posible cultivar con éxito plantas en condiciones de atmósfera cero han de resolverse numerosos problemas. Uno de ellos es la necesidad de mantener el agua y

los nutrientes en las raíces de las plantas, sin que se dispersen flotando por todo el invernadero. Entre los métodos de cultivo de plantas en fase de ensayo se encuentra la práctica de plantaciones a través de pequeños orificios en grandes tubos de plástico. Estos tubos contienen en su interior las raíces de las plantas, de suerte que a través de ellas circulan nutrientes en intervalos regulares. En este cultivo llamado hidroponía no se usa suelo. Otra práctica agrícola experimental consiste en dejar las raíces vegetales expuestas al aire dentro de un recipiente cerrado. Sobre ellas se dispersa una “nube” de nutrientes en intervalos regulares. Esta práctica se conoce como cultivo aeropónico (Devere, 2000). Así, el Mundo Mágico de Walt Disney no deja de impresionar a grandes y chicos. El afamado parque de atracciones ha captado la imaginación de todo visitante por más de 30 años de productores de tomates incluidos. Un invernadero experimental en el Centro Epcot ha sido creado por la compañía Nestlé para Walt Disney. El invernadero es sede de la única planta en Estados Unidos cuyo rendimiento es de miles de tomates a la vez, todo en una sola rama. Hasta el momento ha producido más de 20,000 tomates con un peso total que supera 850 libras. Plantada en diciembre de 2004, la planta continúa creciendo y sus frutos tamaño bola de golf siguen surtiendo a los restaurantes del parque (RPH, 2006).

2.5.3. El Proyecto Edén.

El Proyecto Edén fue inaugurado en abril de 2201 y se ubica en una vieja cantera de caolín cerca de St Austell en Cornualles, en el sudoeste de Inglaterra. En un terreno de 50 hectáreas, que incluye jardines externos, y en él se construyó el invernadero más grande del mundo. Consiste de un sistema de varios invernaderos en forma de cúpulas de estructuras geodésicas, de acero y plástico, constituyendo los invernaderos más grandes del mundo. La cúpula más grande mide unos 200 metros de largo, 100 metros de ancho y 65 metros de alto, con una superficie de 1.55 hectáreas, en ella se estableció el ecosistema de las zonas húmedas de los trópicos, otros ecosistemas se encuentran en domos de 35 metros de alto, 65 metros de ancho y 135 metros de largo, con 650 metros cuadrados de superficie (http://www.amics21.com/canaymerich/eden/. Fecha ingreso. 13/09/10). Los domos fueron cubiertos con hexágonos con un promedio de nueve metros de largo cada uno, siendo el más grande de 11 metros, fabricados con ETFE (etileno, tetra flouro etileno copolimero) de tres capas, que es un material ultraliviano con peso del uno por ciento del cristal y una vida útil de más de 25 años. La idea de su creador, Tim Smit, fue de crear un inmenso jardín con todas las plantas del mundo entero. Así que unas de las cúpulas esta dedicada a las zonas tropicales, otra refleja el Mediterráneo, Sur de África y California con plantaciones de olivos y vinyas, otra área de 12 hectáreas abierta al clima, contiene plantas

locales, de Chile, Los Himalayas y Australia. Para ello se tuvieron que remover dos millones de toneladas de arcilla y se introdujeron 90 mil toneladas de tierra fértil.

Figura 2.8. Panorama general del Proyecto Edén. (Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Proyecto_Eden. Fecha ingreso: 13/09/10)

La razón por que las cúpulas se cubrieron con plástico, es que una estructura así no se puede construir en vidrio, ya que pesa demasiado, no es flexible y peligroso si cae encima de los visitantes. La solución fue el EFTE, fuerte, ligero, antiestático y, lo más importante, transparente a los rayos ultravioletas. Eso permitió la construcción de cúpulas geodésicas, con paneles del tamaño de un autobús. La resultante estructura es tan ligera que en el invernadero tropical pesa menos que el aire que contiene. Hasta el desafío de la falta de tierra en la cantera original se convirtió en otra ingeniosa invención. La vieja cantera estaba pelada de tierra fértil. El proyecto requería 90.000 toneladas de tierra, lo que obligo el desarrollo de una nueva manera de crear compostaje con residuos de arcilla. Pero lo más importante del Proyecto Edén es que trabaja dentro de la Agenda 21 de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo. Como bien dice su declaración: "La misión del Proyecto Edén consiste en promover el entendimiento y la responsable gestión de la relación vital entre las plantas, la gente y los recursos, que nos lleve a todos hacia un futuro sostenible." Debido a su carácter singular, se han podido crear colaboraciones con el World Wildlife Fund, la Universidad de Reading, Cornwall College, los Jardines Botánicos Reales de Kew, el Instituto Internacional por el Medio Ambiente y Desarrollo.

2.5.4. La Estación Espacial Internacional y los Programas de la NASA.

La evolución de los invernaderos y los sistemas de cultivo sin tierra han permitido el desarrollo de plantas en condiciones insospechadas, generando la posibilidad de producir alimentos en ambientes distintos a la tierra, por lo tanto serán de gran importancia en la conquista espacial, así cuando los humanos viajen a La Luna o a Marte, probablemente llevarán plantas en sus viajes. Para ello investigadores financiados por la NASA están estudiando el funcionamiento de los invernaderos y desarrollando cultivos, simulando condiciones similares a las de otros planetas, en otras palabras, están experimentando y aprendiendo a cultivar plantas en espacios diferentes a los de la tierra. Con ello se pretende que en los futuros viajes espaciales las plantas no solo proveerán de alimento a los astronautas, y con ello ayudar a reducir el peso de las provisiones que necesitan enviarse fuera de la atmósfera terrestre, sino que también se emplearan para purificar el aire y hacerlo respirable, así como para potabilizar el agua, conviviendo con los humanos en un hábitat balanceado y autosuficiente. Este concepto de colonias autosuficientes en el espacio ha existido por varias décadas en las páginas de innumerables novelas de ciencia ficción. Los progresos logrados en La Estación Espacial Internacional (EEI) y en los programas de la NASA, sobre el cultivo de plantas en condiciones de poca gravedad, hace que esta visión actualmente se acerque más a la realidad (Arano, 1998). Los investigadores de NASA de los Centros Espaciales Kennedy (KSC) y Johnson (JSC) están investigando y estudiando las tecnologías que podrían emplearse en el cultivo de plantas en las naves espaciales creando "ecosistemas" en miniatura, con capacidad para sostener a los viajeros espaciales indefinidamente. Este tipo de soporte de vida sería completamente autosuficiente, creando un microcosmos ecológicamente confiable donde cada elemento sostiene y es sostenido por cada uno de los otros. En el programa del Sistema Ecológico Controlado de Soporte de la Vida del Centro Espacial Kennedy, desde mediados de la década de 1980 inicio actividades de investigación al respecto bajo la idea de utilizar las plantas para producir alimentos, producción de oxígeno, remoción de carbono y purificación del agua (Arano, 1998).

Aurelio Bastida Tapia

Figura 2.9. Lechuga creciendo en un domo a baja presión en el Centro Espacial Kennedy. (Fuente: http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2004/25 feb_greenhouses. Fecha de ingreso: 13/09/10)

Desarrollo y evolución de los invernaderos en el mundo

Figura 2.10. Diseño de robot invernadero que sería capaz de posibilitar el crecimiento de una planta de la Tierra en Marte. (Fuente: http://mundoastronomia.portalmundos.com/robots -invernaderos-en-marte/Diseño de un robot. Fecha de ingreso: 13/09/10.)

Por supuesto que aún no existen invernaderos en otros planetas del sistema solar, pero en viajes largos a Marte o a la Luna, los exploradores necesitarán cultivar plantas como alimento, para reciclarlas o para renovar el aire. Las plantas, sin embargo, no van a "comprender" este ambiente fuera de la Tierra por la falta de gravedad. Los prototipos de invernaderos selenitas y marcianos deben colocarse en lugares donde la presión atmosférica es, como máximo, menos del uno por ciento de lo normal en la Tierra. Estos son algunos de los muchos retos que la colonización espacial tiene que resolver.

2.6. La agricultura vertical y las granjas urbanas.

Tal vez antes que se construyan invernaderos en otros planetas, en la Tierra ocurra el desarrollo de la agricultura en edificios acristalados o granjas verticales, con sistemas de cultivos hidropónicos y aeropónicos, donde se produzcan alimentos en forma intensiva, empleando modernos sistemas de riego, que hagan un uso más eficiente del agua reciclándola e incluso purificando la aguas residuales de las ciudades, además de reducir drásticamente el uso de energía derivada de combustibles fósiles y la emisión de contaminantes. Sistemas en los que se espera que en 30 pisos de cultivo alzados sobre una hectárea se pueda producir tanto como en 500 hectáreas a cielo abierto. Ello podrían revolucionar nuestra alimentación y las de las generaciones futuras (Despommier, 2010).

Aurelio Bastida Tapia

Desarrollo y evolución de los invernaderos en el mundo

Fuente: ttp://erenovable.com/2007/04/04/granjasverticales (Fecha de ingreso: 10/03/2011)

http://elblogverde.com/granjas-verticalesrascacielos-verdes-para-solucionar-el-cambioclimatico/ (Fecha de ingreso: 10/03/2011

Figuras 2.11 y 2.12. Ilustraciones de una granja vertical.

Actualmente existen varias ideas sobre dichos proyectos, como el que se presenta en las imágenes anteriores y se explica a continuación (ttp://erenovable.com/2007/04/04/granjasverticales. Fecha de ingreso: 10/03/2011) 1. Paneles solares. La mayoría de las granjas verticales planteadas serían auto suficientes mediante su propio sistema energético. Los paneles solares rotatorios en dirección del sol (seguidores solares) instalados en la parte alta del edificio son una de las posibilidades. Además serviría para mantener el interior de la granja fresco. 2. Turbina de viento espiral. Una alternativa o un complemento es una espiral rotativa eólica. Estaría colocada también en la parte alta del edificio con el fin de generar energía eólica. 3. Paneles de cristal. Especiales para que el agua deslice lo mejor posible. De esta forma ensucia menos, permite mayor claridad y entrada de luz, y el agua que se recoge para su tratamiento es mayor que si se quedara adherida, ya que se evaporaría. 4. Sala de control. El edificio entero estaría controlado 24 horas por un equipo de especialistas. 5. La arquitectura. Con un diseño circular que permitiría aprovechar de forma más eficiente el espacio. Además permite una máxima iluminación natural en el centro.

6. Los cultivos. Los expertos estiman que un edificio de estas características podría proporcionar fruta, verdura, agua, pescado y carne para unas 50 mil personas. Toda una granja con cultivos y ganadería en un rascacielos. Si bien dichos proyectos enfrentan muchos obstáculos y todavía no son viables, apuntan a una solución futura para el problema de la alimentación humana en el futuro.

2.7. Bibliografía consultada y citada.

Agro Red. 2002. Mejora zona rural inglesa con el invernadero más alto del mundo. Periódico AgroRed, Años III. No. 23. Marzo 2002. México. Arano, C. R. 1998. Forraje verde hidropónico y otras técnicas de cultivo sin tierra. Buenos Aires, Argentina. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Baudoin, I. W. et al. 2002. El cultivo protegido en clima mediterráneo.FAO, Dirección de producción y protección vegetal. 90. Roma, Italia. Castilla P., N. 2005. Invernaderos de plástico. Tecnología y manejo. Mundi prensa. Madrid, España. Cobos D., J. J. y López, J. C. 1998. Filmes plásticos como materiales de cubierta de invernadero. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. Elsner, B. et al. 2000. Review of structural and functional characteristics of greenhouses in European Union Countries: Part I, Design requeriments. J. agric. Engng Res (2000) 75, 1 – 16. Elsner, B. et al. 2000. Review of structural and functional characteristics of greenhouses in European Union Countries: Part II, Typical designs. J. agric. Engng Res (2000) 75, 111 – 126. Enoch, H. Z., and Enoch, Y. 1999.The history and geography of the greenhouse.In Ecosistems of the Word 20.Greenhouse ecosystems.Edited by G. Stanhill, and H. Zvi Enoch.Institute of Soils, Water and Environmental Sciences.Agricultural RearchStatión.Israel. De la Isla de B., M. L. 2009. Agricultura. Deterioro y preservación ambiental. Mundi Prensa/CP. Mexico. Despommier, D. 2010. Agricultura vertical. Revista Investigacion y Ciencia. Numero 408. Septiembre de 2010. Prensa científica. Barcelona, España.

Deustche Welle. 2011. Agricultura en el techo.http://www.2000agro.com.mx/agroindustria/agropark-fuente-de-conocimientoy-desarrollo-economico/. Fecha de ingreso: 26/09/11. DeVere B., L. 2000. Agrociencia y tecnología. Paraninfo.Madrid, España. Díaz S., T. et al. 2001. Los filmes plásticos en la producción agrícola. Mundi prensa. Madrid, España. López G., J. 1998. Producción hortícola en invernadero. Aspectos técnicos, económicos y ambientales. Memorias del VI Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos y II congreso iberoamericano de plásticos en la agricultura. Guadalajara, Jalisco. México. Papaseit, P. et al, 1997. Los plásticos y la agricultura. Ediciones de Horticultura. España. Pinske, J. 1998. Invernaderos. Planeación, construcción y funcionamiento. Libros Cúpula. Barcelona, España. García S., M. D. y Serrano F., H. 2005. Historia de los invernaderos. Desde los romanos hasta los invernaderos en Marte del siglo XXI. Rev.Tenoagro, No. 12. Julio-Agosto. Editorial Elto. México, D. F. Instituto de Estudios Cajamar. 2004. El Modelo económico Almería basado en la Agricultura. Informes y monografías. Cajamar. El Ejido, Almería, España. Jensen, M. H. 1997. Situación, perspectivas y futuro de la hidroponía en el Mundo. In Hidroponía comercial. Una buena opción en agronegocios. Conferencia Internacional. Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. Pp. 9 – 15. Jensen, M. H. 2003. Agricultura en ambientes controlados en desiertos, trópicos y regiones templadas. Una revisión mundial. In Memoria del II Curso internacional de invernaderos. Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola. Univ. Aut. Chapingo. Chapingo, México. Jensen, M. H. 2004. Agricultura en ambientes controlados en desiertos y trópicos. Memorias del Curso Internacional de Invernaderos. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Junta de Andalucía, s/f. Almería Modelo en Desarrollo. Almería, España. Kamota, F. 1997. “Presente y futuro del cultivo de frutales bajo invernadero en Japón”. Revista horticultura internacional. No. 15. Marzo de 1997. Ediciones de horticultura. España. Kaku, M. 2012. La Física del futuro. Como la ciencia determinará el destino de la humanidad y nuestra vida cotidiana en el siglo XXII. Debate. Random House Mondadori. México D. F. Long. M. E. 2001. Supervivencia en el espacio. Rev. National Geographic en español. Enero 2001. Papaseit, P. et al .1997. Los plásticos y la agricultura. Ediciones de Horticultura. España. Núñez, J. 2000. Films plásticos para cubiertas y acochados. En tecnología para cultivos de alto rendimiento. Novedades agrícolas S. A. Murcia, España.

Resh, H. M. Cultivos hidropónicos. 1997. Mundi-Prensa. España. RPH. 2006. Un mundo mágico. Revista Productores de Hortalizas. Mayo 2006. Meister Media Worldwide. Sagan, C. 2000. Un punto azul pálido. Una visión del futuro humano en el espacio. Editorial Planeta. España. Sánchez del C., F. 2005. Invernaderos e hidroponía en el contexto de la agricultura Mexicana. Dos alternativas tecnológicas factibles. In Memoria del III Curso internacional de invernaderos. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. Tognoni, F. 2000. Los cultivos protegidos: Origen y desarrollo. Memorias del Curso internacional “Ingeniería, manejo y operación de invernaderos para la producción intensiva de hortalizas. Editores J. Z. Castellanos y M. Guzmán Palominos. Instituto de capacitación para la productividad agrícola, S. C. Celaya, Gto. México. Valera M., et al. 1999. Los invernaderos de Almería: Tipología y mecanización del clima. Universidad de Almería – Instituto de Estudios Almerienses. Almería, España. P. 18 Paginas Web consultadas 1) http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2001/ast09apr_1.htm 1) Invernaderos para Marte 2) Astronautas de Color Verde 2) http://www.amics21.com/canaymerich/eden/ 1) Proyecto Edén 3) http://www.astrosafor.net/Huygens/2001/H31/H31Biosfera.htm 1) Entre "Gran hermano", biosfera 2 y la ISS 4) http://ciencia.astroseti.org/nasa/articulo_559_invernaderos_para_marte.htm http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http:// 5) www.spaceref.com/news/viewnews.html%3Fid%3D455 6) http://html.rincondelvago.com/000540360.jpg. 7) http://www.alpoma.net/tecob/?p=485. 8) http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Almeria-Invernaderos.jpg. 9) http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2004/25feb_greenhouses. 10) http://mundoastronomia.portalmundos.com/robots-invernaderos-en-marte/Diseño de un robot. 11) http://es.wikipedia.org/wiki/Biosfera_2. 12) http://pasaporteblog.com/wp- content/uploads/2007/02/biosfera2.jpg. 13) http://www.google.com.mx/images?hl=es&rlz=1G1GGLQ_ESMX378&q= Bioafera%202&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi. 14) http://www.amics21.com/canaymerich/eden.

15)

http://elblogverde.com/granjas-verticales-rascacielos-verdes-para-solucionar-elcambio-climatico. 16) ttp://erenovable.com/2007/04/04/granjas-verticales/

Aurelio Bastida Tapia

Desarrollo de la agricultura protegida en México

CAPÍTULO 3 DESARROLLO DE LA AGRICULTURA PROTEGIDA EN MÉXICO Aurelio Bastida Tapia Con el uso de películas plásticas acolchadas, riego por goteo y cubiertas flotantes en cultivos como melón, sandía, pepino, jitomate y calabaza, agricultores de todos los estados de la República han logrado acortar entre siete y veintiún días los periodos de cosecha y han duplicado y hasta triplicado los rendimientos de cada cultivo, comparado con otros hechos a cielo abierto. (Gilberto Gómez Priego, 2002)

En este capítulo se presenta un panorama general sobre la evolución de la agricultura protegida y de los invernaderos en México, abordando su desarrollo histórico y la situación contemporánea, así como los principales sectores que participan en ella, las políticas implementadas al respecto en los últimos años, además de la situación de los invernaderos por condiciones climáticas y la problemática que enfrenta. También se aborda lo referente a la Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008, emitidas en el año 2008 para normar en diseño y construcción de invernaderos.

3.1. Introducción.

México es uno de los países donde la agricultura protegida está en expansión, acorde con el desarrollo de la agricultura a nivel mundial. Así, en los últimos años se ha experimentado un gran incremento de la superficie cubierta con estructuras para proteger cultivos en muchas regiones del territorio nacional, mismas que se ubican en prácticamente todas las condiciones climáticas, desde las zonas desérticas hasta las regiones tropicales y desde el nivel del mar hasta los tres mil metros de altura sobre el mismo. Lo anterior como respuesta a la mayor demanda de alimentos que en las últimas décadas requiere el crecimiento tanto nacional como mundial de la población. Por otro lado las cambiantes condiciones climáticas hacen cada vez más aleatoria la producción agrícola a cielo abierto. Situación que está motivando una fuerte tendencia al desarrollo de la agricultura intensiva, misma que se manifiesta en el uso cada vez mayor de estructuras para proteger cultivos, estructuras entre las que destacan los invernaderos, los túneles y las casas sombra, como principales elementos de la protección de cultivos.

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos en México

Ello conlleva un cambio tecnológico que por un lado se está experimentando en algunas de las principales y tradicionales regiones agrícolas, las cuales se están reconvirtiendo a la agricultura protegida para la producción de hortalizas, flores y frutillas. Mientras que en otras regiones donde en el pasado predominaba una agricultura de temporal, o no registraban actividades agrícolas de importancia, ahora destacan con la implantación de técnicas de la agricultura protegida. El desarrollo acelerado de estas tecnologías en la agricultura mexicana se debe, dicen los expertos, entre otros factores a que nuestro país cuenta con condiciones estratégicas que no tienen otras regiones del mundo, como son: 1) cercanía con uno de los mercados más grandes y con mayor poder adquisitivo; Estados Unidos y Canadá, países con los que México han firmado tratados de libre comercio, 2) diversidad de condiciones climáticas apropiadas para la instalación de diferentes tecnologías y estructuras para la protección de cultivo y la obtención de productos agrícolas durante todo el año, 3) mano de obra relativamente barata, 4) Costos de producción entre 20 y 30 % más bajos que en USA y Canadá, así como bajos costos de la tierra, 5) energía y combustibles relativamente baratos, 6) carreteras y vías de comunicación hacia Norte América. A lo anterior se agregan una serie de apoyos estatales que han dado a este tipo de agricultura en las últimas décadas. Actualmente se estima que en México existen entre doce mil y quince mil hectáreas de invernaderos, considerando la superficie que está operando y las que están en construcción. Así mismo se calcula que hay entre dos y tres mil hectáreas de túneles altos, cubiertas de plástico y casas de mallas sombra, estructuras que se emplean en la producción de diversos cultivos como hortalizas, flores de corte, producción de plantas de interior y follajes ornamentales, producción de nopal para verdura, producción de frutillas como fresa, zarzamora y frambuesa, así como en otros sistemas intensivos de producción agrícola. No obstante dicha diversidad, la mayor superficie de la agricultura protegida está enfocada principalmente al cultivo de hortalizas para exportación, entre los que destaca jitomate, pimiento, pepino y lechugas. En menor escala a la producción de plantas ornamentales y flores de corte; después se ubican los otros sistemas.

3.2. El desarrollo de la agricultura protegida y la plasticultura.

El desarrollo de la agricultura protegida de México fue fuertemente influenciado por el desarrollo y usos de los plásticos. Sin duda que el desarrollo de las distintas técnicas y tecnologías que hoy integran la agricultura protegida mexicana tuvieron diversos orígenes

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos en México

y ocurrieron en diferentes épocas, regiones, circunstancias y diferentes actores, no solo de México sino de muchas regiones del planeta y se fueron sumando hasta conformar el conjunto de los que hoy es la agricultura protegida de nuestros país. Por ejemplo se ha documentado que uno de los primeros usos de los plásticos en México fue la sustitución de botes de aceite por bolsas de polietileno en la actividad forestal para simplificar el trabajo. Situación que despertó el interés de algunas empresas e investigadores, quienes viajaron a Israel para conocer las aplicaciones del plástico en la agricultura (Gómez, 2002). Esto ocurría a inicios de la década de los años setenta del siglo pasado. Por esos mismos años ya se planteaba captar el agua de lluvia con embalses recubiertos de plástico para solventar las necesidades de la ganadería, para ello se realizaron algunas pruebas piloto con plástico traídos de España. El autor citado describe que en la década de los años 70’s del siglo pasado, la Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos, con la participación de varias instituciones y empresa, entre ellos la UNAM, implemento el “Plan Nacional para el Desarrollo de los Plásticos en la Agricultura”, resultado de ello, en 1974, se probaron los primeros plásticos para acolchados de piña en Loma Bonita Oaxaca y la primera olla de agua impermeabilizada con plástico en Uruapan, Michoacán para riego de aguacates. Además de los primeros silos forrajero enterrados cubiertos con polietileno que permitieron conservar alimento para la ganadería. A mediados de esa década el DIF del Estado de México inicio un programa de huertos familiares horizontales con tubos de polietileno para producir verduras bajo pequeños invernaderos, como apoyo de la economía familiar. Para esos años en México ya se manejaban varios productos de plástico como los tubos bananero, las bolsas forestales, los acolchados, las ollas de agua, los túneles florícolas y los invernaderos y se formó el Comité Mexicano de Plásticos para la Agricultura (COMEPA) (Gómez, 2002). En la actualidad los plásticos se utilizan no solo en el sector agropecuario y forestal, sino también en actividades tan diversas como la acuacultura y la producción de sal.

Aurelio Bastida Tapia

Figura 3.1. La plasticultura en la agricultura protegida. Villa Guerrero, México.

Desarrollo de la agricultura protegida en México

Figura 3.2. Uso de plásticos en obtención de sal. Salinas de Cuyutlán, Colima.

Lo anterior indica que en México los invernaderos y la agricultura protegida son una actividad relativamente reciente ya que como tal lleva unas cuatro décadas. Aun cuanto los primeros invernaderos datan de hace unos cincuenta a sesenta años. Así, la agricultura protegida, en nuestro país, tuvo sus inicios en los años 70, cuando los antecesores de estas tecnologías utilizaron invernaderos para la producción de flores; posteriormente, en los 80, se usó para la producción de plántula para trasplantar a campo abierto; pero no fue hasta 1985, cuando se empezaron a utilizar invernaderos para producir y cosechar hortalizas, de allí empezó un crecimiento lento, para posteriormente acelerarse. Su expansión se dio principalmente en el noroeste, centro occidente del país, donde surgieron invernaderos replicando instalaciones de países con condiciones climatológicas quizá distintas a las nuestras. Para finales de década de los 90, se genera la etapa del boom de los invernaderos, con la participación de empresas extranjeras que encuentran una gran oportunidad para vender tecnología, acero, plástico, financiamiento y asesoría técnica sobre agricultura protegida en nuestro país.

3.3. Los invernaderos y la agricultura protegida.

Como ya se indicó, los invernaderos constituyen una de las mejores herramientas con que se cuenta en la agricultura para controlar los factores climáticos. Al respecto, los primeros invernaderos que se tienen referencias que en México son los que se establecieron en algunas escuelas e institutos de Agronomía y Biología, situación que

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos en México

ocurrió a mediados del siglo pasado. Estas instalaciones se utilizaron como elementos de apoyo en la enseñanza e investigación. Como ejemplo de ello, en la Escuela Nacional de Agricultura (ENA), hoy Universidad Autónoma Chapingo (UACh), se conservan invernaderos que datan de las décadas de los años cuarenta a cincuenta del siglo pasado. Fueron invernaderos de estructuras metálicas construidas con ángulos de acero negro, tubos y vigas del mismo material, con cubierta de vidrio en base a piezas de pocas dimensiones (Bastida, 2006).

Figura 3.3 y 3.4. Ejemplo de los primeros invernaderos de acero y cristal que se construyeron en México. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México.

La unión de las piezas de estas estructuras se hacía con soldadura, dando como resultado estructuras rígidas y pesadas, apropiadas para sostener cubiertas de vidrio o cristal, mismas que se sujetaban con argamasa, como el vidrio de cualquier ventanal de esa época. Posteriormente se empezaron a utilizar perfiles atornillados a las estructuras para sujetar las placas de vidrio. Estos invernaderos tuvieron poca difusión debido a su alto costo y a que no existían las condiciones para su aplicación a escala comercial, ni el desarrollo tecnológico que posibilitara su expansión. A ello se agrega que se les considero más como elementos de apoyo en la investigación, que como herramientas de trabajo y apoyo en la producción agrícola (Bastida, 2006). En cuanto al diseño básicamente fueron tipo capilla, aunque existe el referente de la construcción de uno con cubierta curva, donde la curvatura se encontraba en la estructura mientras el material de cubierta era plano y rígido.

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos en México

Posteriormente, en las décadas de los años cincuenta a sesenta, con la revolución verde, llegaron a la UACH invernaderos de aluminio y cristal, tipo capilla, con ventilas laterales y cenitales muy pequeñas, diseñados para condiciones climáticas con inviernos más rigurosos que los que se presentan en estas latitudes, por lo mismo tampoco prosperaron, aunque para su época fueron de los mejor equipados y de alto nivel tecnológico, sin embargo no pasaron de ser elementos utilizados para apoyar la investigación sobre mejoramiento genético, desarrollar de experimentos sobre usos de agroquímicos o variedades mejoradas, así como para validar otras técnicas de cultivo que acompañaron a la revolución verde.

Figura 3.5. Invernaderos de aluminio y vidrio. UACH. Chapingo, México.

Figura 3.6. Invernadero con cubierta de fibra de vidrio. Loreto, Zacatecas

Existen referencias de que los primeros invernaderos con enfoque comercial se instalaron en la década de los años setenta, en la región oriente del estado de México y otras regiones como Villa Guerrero y Morelos, por emigrantes alemanes y japoneses, destacando la casa Matsumoto como empresa pionera en la construcción y manejo de invernaderos. La mayoría de estas estructuras fueron para la producción de ornamentales. Sus instalaciones eran de concreto, herrería y cristal y estaban enfocadas a la producción de flores de corte y plantas ornamentales (Gómez, 2002, Sánchez, 2005; comunicación personal). Son estos últimos, junto con los invernaderos utilizados para almácigos en la producción de plántula de hortalizas, los que de una o de otra forma sentaron las bases para el desarrollo de la agricultura protegida en el plano comercial, situación que ocurrió una vez que existieron las condiciones económicas y tecnológicas para ello; por ejemplo materiales para estructuras y cubiertas, económicas y ligeras. A la par, o posiblemente como resultado de esas primeras experiencias exitosas, durante el periodo que va de la década de los años setenta a inicios de los ochenta, los invernaderos se empiezan a difundir como elementos de apoyo en la producción agrícola, por parte de

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algunos programas de gobierno, con paquetes tecnológicos al alcance de los productores. Eran invernaderos basados en estructuras de madera metal y cubierta de plásticos flexibles.

Figura 3.7 y 3.8. Invernadero de madera y cubierta de plástico, para cultivo de ornamentales. Texcoco, México y Zinacantán, Chiapas.

De esta forma mediante los programas de COPLAMAR (Comisión para el desarrollo de las zonas marginadas), se promovió la construcción y uso de invernaderos, principalmente estructura de madera y cubiertas de plástico, aunque también los hubo de perfiles tubulares de acero negro. Posteriormente se dio difusión al uso y manejo de invernaderos comerciales para la producción de flores y se iniciaron proyectos empresariales para la producción de ornamentales, los cuales adoptan tecnologías basadas en estructuras metálicas de perfiles más ligeros con cubiertas de fibra de vidrio y películas de polietileno, así como algunos dispositivos para control ambiental, entre los que destacan calentadores de gas y extractores de aire, mismos que se emplearon para la producción de flor para el mercado nacional y de exportación (Torres, 1997). Ello conlleva que a finales de la década de los año 70 s y principio los 80´s del siglo pasado, se inicie el auge de los invernaderos y la plasticultura, con la conformación de varias empresas, que se instalan en el sur del estado de México, en la región de Villa Guerrero, así como en los estados de Morelos y Michoacán. Este desarrollo que se basó en la construcción de estructuras multicapilla o multituneles a dos aguas, que se caracterizaban por alturas de cinco a siete metros y amplias ventilas laterales, complementadas por ventilas cenitales. Algunas de las actuales empresas productoras de flores de corte, se dice, tuvieron su origen en los apoyos brindados por diferentes dependencias de gobierno de esa época, ya que la floricultura fue el sector donde primero se utilizaron los invernaderos.

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Los modelos más comunes de los primeros invernaderos fueron tipo capilla a dos aguas. Posteriormente se empiezan a construir modelos de invernaderos con cubiertas curvas, tipo túnel, principalmente.

Figura 3.9 y 3.10.. Invernadero tipo capilla en batería. Villa Guerrero, México.

Para la sujeción de las primeras películas de plástico se empleaban cintillas de madera, fijadas a las estructuras con clavos y tornillos, poster posteriormente iormente se introdujeron perfiles sujetadores tipo cortinero donde se introducían alambres en zig – zag a presión, mismos que todavía son de uso común aunque modificados, conocidos con el nombre de perfiles sujetadores o polygrap.

Figura 3.11.. Invernadero con cubierta de láminas de fibra de fibra de vidrio. El Chico, Hidalgo.

Figura 3.12.. Invernadero con cubierta mixta, fibra de vidrio y polietileno.. El Chico, Hidalgo

Como ya se menciona, a la par que se desarrollaba la floricultura protegida, los invernaderos se empezaron a utilizar en la producción de plántula de hortalizas, misma que se refiere inicio en los años setenta del siglo pasado. D Dicha icha producción fue para trasplante t a campo abierto. Posteriormente, entre esa década y la siguiente se establecen los primeros proyectos de producción de hortalizas bajo cubiertas, por algunos empresarios visionarios

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que decidieron adoptar los invernaderos que eran se uso común en otras regiones del Mundo (Molina, 2004).

Figura 3.13y 3.14. Invernadero para producción de plántula de hortalizas. El Bajío, Guanajuato

Para la década de los años noventa, en México ya se perfilaba la consolidación de un gran desarrollo de la agricultura protegida y la plásticultura, como se desprende de los datos que se presentan en la siguiente tabla. Tabla 3.1. Situación de la agricultura protegida de México en los años noventa del siglo pasado. Tipo de estructura o uso Acolchados Micro túneles Macro túneles Invernaderos producción de plántula Invernaderos producción de flores Mallas sombra Cubiertas flotantes Cortinas

Superficie (has) 7 964.00 3 970.00 113.00 141.00 582.00 4794.00 1728.00 100.00

Fuente: Reyes, 1995

Actualmente, a nivel nacional los productores de hortalizas para exportación y los que surten los mercados selectos nacionales, constituyen el principal sector que emplea invernaderos en la producción. Desarrollo que se explica, en parte, debido a los altos rendimientos obtenidos con los cultivos protegidos, con relación a campo abierto, ya que los productores más exitosos a inicios de este siglo habían logrado rendimientos de jitomate de hasta 45 kg/m2, unas 450

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toneladas por hectáreas cuando el rendimiento promedio a campo abierto era de unas 40 a 50 toneladas (Steta, 2003). Asimismo son muchas las empresas agrícolas que cada año están cambiando de agricultura a campo abierto bierto a algún tipo de agricultura protegida. Ello ha implicado un fuerte crecimiento de la superficie cubierta con invernaderos, como se desprende de la siguiente tabla. Tabla 3.2. Desarrollo de los invernaderos en México en las últimas tres décadas. décadas Año 1980 1999 2005 2008

Superficie (ha) 300.00 721.00 3,214.00 9,948.00

Fuente: Am Amhpac, 2008; citado por Sagarpa, 2009

El otro tro ejemplo de este crecimiento se presenta en la floricultura, así en el estado de México se estimaba que en el año 2001 existían más de 2 500 hectáreas de invernaderos y túneles altos dedicadas a la producción tanto de plantas ornamentales como hortalizas. De esa superficie, la empresa más fuerte del ramo de flores para corte, en el año de 1991 contaba con 18 hectáreas y para el 2001 ya contaba con 160 hectáreas de cultivos ornamentales bajo invernadero (Agrored, 2001).

Figura 3.15. Túneles en invernaderos para producción de flores de corte. Villa Guerrero, México

Figura 3.16. Invernaderos para la producción de plantas ornamentales. San Lorenzo Tlacotepec, Atlacomulco, México.

Un ejemplo más reciente es la producción de fresa que hhaa permitido aumentar los rendimientos de menos de 30 toneladas por hectárea, en el sistema tradicional con riego

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rodado y siembra en surcos a cielo abierto, a cerca de 100 toneladas por hectárea bajo túneles altos con acolchados de los surcos y fertigación, en la región de Zamora, Michoacán (http://conafre.com/nosotros.php. Fecha de ingreso: 20/03/2011). Lo anterior es válido para otros rubros de la producción de la producción de hortalizas como pimiento, pepino, lechugas y calabacita, así como la producción de arándano, zarzamora y frambuesa. Para apreciar mejor las ventajas de la agricultura protegida, a continuación se muestra un comparativo sobre la productividad de los invernaderos con respecto a otros sistemas de producción. Tabla 3.3. Estimación de rendimiento, productividad y ganancias en tres sistemas de producción, considerando una hectárea para un periodo de un año (datos de 1989).

Factor

Sistema

Costo de producción (pesos) Producción (ton/ciclo) Ciclos por año Producción (ton/ha/año) Precio medio (pesos/ton) Ingreso bruto (pesos) Productividad (pesos/peso) Ganancia neta (pesos) Factor de ganancia vs maíz Factor de costo vs maíz Riesgo de siniestralidad (%) Efecto negativo sobre el medio Jornales ocupados Empleos indirectos Divisas potenciales (dólares)

Sistema de producción y entidad federativa Maíz Jitomate Jitomate Jitomate (Puebla) (Morelos) (Baja California (México) Norte) Campo Campo abierto Acolchados, túneles Invernadero e abierto Temporal bajos y fertigación hidroponía Temporal 1 400 3 000 240 000 1 200 000 2 1 2 1 400 2 800 2 1 400 1 1 30

20 1 20 3 000 60 000 2 30 000 21.4 21.4 30

60 2 120 5 000 600 000 2.5 360 000 257 171 10

130 4 520 6 000 3 120 000 2.6 1 920 000 1 371 857 5

Medio

Alto

Alto

Bajo

5 Incipientes 0

300 Regulares 0

1 400 Altos 36 000

3 650 Muy altos 187 000

Fuente: Sánchez, 2004

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Los rendimientos promedio por metros cuadrado bajo invernaderos han sido diversos experimentado un aumento con el paso de los años, en función de factores diversos como el tipo de tecnología empleada, el equipamiento de los invernaderos, tipo de productores y sistemas de cultivo utilizados. Así lo demuestran diversos estudios sobre la producción de jitomate, como en los siguientes ejemplos que se presentan en las siguientes tres siguientes tablas. Tabla 3.4. Costos de producción para jitomate en Sinaloa, México. Sistema de producción Campo abierto Malla sombra Invernadero

Rendimiento Costos de producción (kg/m2) (Cts. dólar /kg) 9 0.45 14 0.51 22 0.55 Fuente: Montoya, 2001

Precio de venta (Cts. dólar /kg 0.58 0.64 0.87

Actualmente se sabe que la mayor superficie de invernadero está dedicada a la producción de jitomate, hortaliza de la cual México exporta grandes volúmenes a Estado Unidos y Canadá, principalmente. Los rendimientos comparativos de diferentes sistemas de producción de esta hortaliza se muestran a continuación. Tabla 3.5. Comparación de rendimientos por sistema de producción y tipo de invernadero Cultivo Campo abierto Pimiento Jitomate

14 - 20 60

Sistema de producción (ton/ha/año) Invernadero Invernadero rectratable tradicional 74 96 238 150 - 250 Fuente: Suárez, 2004

Invernadero climatizado 180 – 240 300 – 700

De los datos anteriores se puede ver como con los invernaderos se han logrado los más altos rendimientos agrícolas, situación por la cual el sector de la agricultura protegida sigue creciendo y atrayendo capitales, tanto nacionales como internacionales y cada mes se informa del inicio de nuevos proyectos de invernaderos, en diferentes regiones de México. Desarrollo para el que se dice que no existen los técnicos nacionales suficientes y con experiencia para sacar adelante la producción, debido a ello han ocurrido diversos fracasos. Tabla 3.6. Producción por sistema productivo con jitomate o tomate rojo

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Sistema de producción Cielo abierto Cielo abierto con ferigación Invernadero de tecnología media y fertigación Invernadero de tecnología media y mejora de sustrato Invernadero de alta tecnología

Rendimiento (ton/ha) 40.00 120.00 200.00 250.00 600.00

Fuente: Sagarpa, 2009

En lo que se refiere a ornamentales, Suarez (2011), Señala que no obstante que el mercado interno de flores y plantas ha crecido de forma sostenida durante la última década, el futuro de la industria está en la exportación pero para ello se requiere realizar trámites y prácticas que permitan obtener certificados como productos libres de plagas y enfermedades para acceder a los mercados internacionales como Estados Unidos, Canadá y la Unión Europea. De acuerdo con el autor referido, el mercado de Estados Unidos representa 14 mil millones de dólares que podrían ser divisas para los productores mexicanos. Sin embargo, a pesar de que algunas empresas productoras de ornamentales –las de mayor tamaño- cuentan con certificados de sanidad del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) con el que pueden vender a ese país, el volumen de exportación es bajo y sólo les permite comercializar esquejes y flores de corte, sin sustrato por cuestiones fitosanitarias. Se estima que en la producción de plantas de ornato en México se dedican alrededor de 20 mil personas, en una superficie total de 22 mil 700 hectáreas, de las cuales 90 por ciento se cultiva a cielo abierto y 10 por ciento en invernaderos. Actividad, adicionalmente, genera más de 152 mil empleos directos y 200 mil indirectos, con una alta participación de mujeres del sector rural (Suarez, 2011).

Figura 3.17. Desarrollo de la floricultura protegida en Zinacantán, Chiapas.

Figura 3.18. Invernaderos para producción de ornamentales de interior. Atlacomulco, México.

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Desarrollo de la agricultura protegida en México

Para el año 2008 las empresas dedicadas suministrar insumos para la agricultura señalaban a nuestro país como el mercado con mayor crecimiento en el desarrollo de proyectos bajo agricultura protegida, con un crecimiento promedio de mil doscientas hectáreas por año, la mayor parte destinada a casas sombra e invernaderos poco tecnificados. De ello se espera que en los próximos años ocurra una tendencia a la profesionalización y tecnificación en el desarrollo de los invernaderos, como resultado del aumento de la demanda de alimentos de mejor calidad (Tessler, 2008; Rodríguez, 2008). Un buen porcentaje de los invernaderos comerciales, que se emplean en México, son tecnologías con origen en países desarrollados como Holanda, España, Israel, Francia, Estados Unidos y Canadá, entre otros. Tecnologías que no siempre se han sido las más apropiadas para las diferentes regiones de nuestro país, ya que originalmente fueron diseñadas de acuerdo a las condiciones climáticas imperantes en los países de origen y de acuerdo al nivel de conocimiento y preparación de los productores de esas regiones. De allí que los costos de aprendizaje han sido muy altos. Situación que determina la necesidad de estudiar, generar conocimiento y experiencias para determinar los diseños de invernaderos más apropiados para un buen desarrollo de los cultivos en cada una de las principales condiciones climáticas de México (Steta, 2003; Olivares, 2008). En cuanto a tamaño de las unidades de producción, en el territorio nacional se ubican desde pequeñas unidades de menos de quinientos metros cuadrados, hasta algunas de las empresas más grandes del mundo.

Figuras 3.19 y 3.20. Desarrollo de los invernaderos para hortalizas en Aquixtla, Puebla

Así tenemos regiones donde se han desarrollado invernaderos muy rústicos o de baja tecnología y poca superficie, mismos que son manejados por productores de bajos recursos económicos; como son los casos de Xochimilco, Distrito Federal; Texcoco y Atlacomulco,

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en el estado de México; San Felipe de los Alzati en Michoacán; Mineral El Chico en Hidalgo y Zinacantán, Chiapas. Además de la región de Villa Guerrero, en el estado de México y Atlixco en Puebla donde se han desarrollado todo tipo de empresas medianas y grandes o el caso de la Mixteca y Valles centrales de Oaxaca donde los invernaderos empiezan a repuntar, entre otras regiones.

Figuras 3.21. Invernaderos modernos, con cubierta de plástico flexible. Tuscacuexco Jalisco.

Figuras 3.22. Invernaderos cubierta de plástico flexible. Pachuca Hidalgo.

En el otro extremo están los invernaderos que producen hortalizas para exportación, como el caso de la empresa Desert Glory que cuenta con más de 400 hectáreas de invernaderos mismas que se ubican en Colima, Jalisco y Nayarit, para la producción de diferentes tipos de jitomate cherry de exportación, misma que esta catalogadas como una de las más grande del mundo, o el Rancho los Pinos en San Quintín, Baja California con más de 300 hectáreas de casas de mallas sombra destinadas también a la producción de jitomate de exportación. Así mismos, en México, se han construido algunos de los invernaderos con las mayores superficies bajo una sola cubierta, entre los que destacan los invernaderos de Santa Rita en Río Verde, San Luis Potosí que cuentan con ocho módulos de cinco hectáreas cada uno bajo una misma cubierta de plástico. Al igual que la empresa Bionatur, con módulos de 10 hectáreas bajo una sola unidad de manejo, ubicadas en Pastaje, Estado de México (Bastida, 2006).

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Figura 3.23. Invernaderos de alta tecnología, en Santa Rita, Rio Verde San Luis Potosí.

Desarrollo de la agricultura protegida en México

Figura 3.24. Complejo Bionatur. Pasteje, México (Fuente: Revista Expansión 03/03/04).

En cuanto a los invernaderos de más alta tecnología, estos son los de vidrio y sistemas de automatización para la apertura y cierre de ventilas, sistemas de riego y aplicación de CO2. Los primeros invernaderos de este tipo se instalaron hace más de dos décadas, en 1992, en la empresa Agros, ubicada en el municipio de Colon, Querétaro. Agros es una empresa dedicada a producir hortalizas de primera calidad de exportación, que se considera punta de lanza en la industria de la horticultura protegida en América latina (http://www.agros.com.mx/. Fecha de ingreso: 23/09/10). Posteriormente se instalaron otros invernaderos de vidrio en Imuris, Sonora; también con módulos de cinco hectáreas bajo una cubierta de cristal. Otros invernaderos con cubierta de vidrio se instalaron en Villa de Reyes, San Luis Potosí;en Etzatlán, Jalisco y en Agropark, en Colón, Querétaro. (Bastida, 2006). Figura 3.25. Invernaderos con cubierta de vidrio. Imuris, Sonora.

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Figura 3.26. Invernaderos con cubierta de vidrio. Agropark. Colon, Querétaro.

Los invernaderos se han desarrollado en todo el territorio nacional, tanto en condiciones de clima templado como zonas áridas y clima tropical. Sobre el desarrollo de la agricultura protegida en el trópico existen varios ejemplos, uno de los más representativos es la empresa Hidroponía Maya que está ubicado en el municipio de Felipe Carrillo Puerto, en el estado de Quintana Roo. Empresa que inició operaciones en el 2001 mediante un fideicomiso del Gobierno del Estado de Quintana Roo, para la construcción de 40 hectáreas de invernaderos, divididas en ocho invernaderos de 5.2 hectáreas cada uno, con un empaque y módulos de servicio (http://www.invernaderomaya.com/index.php). Esta empresa se fundó con el propósito principal de producir pepino inglés y actualmente también se produce chile habanero.

(Fuente: http://www.invernaderomaya.com/index.php)

Figuras 3.27 y 3.28. Invernaderos de la empresa Hidroponía Maya. Felipe Carrillo Puerto, Quintana Roo.

En el plano de la alta tecnología, a mediados de esta década empezó el desarrollo del complejo Agropark, en el municipio de Colón, a 20 km de la Ciudad de Querétaro. Un

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complejo agroindustrial de alta tecnología, para la producción de hortalizas y flores en invernaderos. Cuenta con infraestructura suficiente para una primera etapa de 300 hectáreas equipadas con energía eléctrica, gas natural y redes hidráulicas, que garantizan el abastecimiento de agua (Bojórquez, 2009). Así mismo, en Nuevo León se desarrolla la primera experiencia de asociación entre ejidatarios y empresarios con la implantación de proyectos de agricultura protegida en el Tecno - Parque Hortícola FIDESUR-Sandia, el cual inició su operación en marzo del año 2008 con 55 invernaderos propiedad del mismo número de ejidatarios, asociados con doce empresarios de la entidad (http://www.imagenagropecuaria.com/articulos. Fecha de ingreso: 23/09/10). Las empresas y proyectos señalados son ejemplo de los diferentes niveles tecnológicos y el desarrollo alcanzados en los invernaderos instalados en México. Por otro lado, a partir de la primera década del presente siglo, se empiezan a consolidar los programas de gobierno para apoyar a diferentes grupos del sector social para empiecen a incursionar en la agricultura protegida. En lo referente al uso eficiente del agua en las actividades agropecuarias del país, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) informó que se registra la tecnificación de riego en un millón 815 mil 280 hectáreas en el territorio nacional. Del 2001 al 2010, se han tecnificado 713 mil 657 hectáreas, con lo que el promedio de tecnificación anual, en este periodo, es de 71 mil 366 hectáreas; este tipo de acciones permite el ahorro de agua para uso agrícola (Sagarpa, 2011 b). Lo anterior da como resultado un amplio espectro tecnológico de los invernaderos mexicanos, donde se ubican desde construcciones muy rústicas, hasta invernaderos de la más alta tecnología, comparables con los más modernos de los países desarrollados. Actualmente México es uno de los países en que la agricultura protegida muestra su mayor expansión (Sagarpa, 2009).

3.4. Situación contemporánea de la agricultura protegida en México.

La tendencia natural del desarrollo de los países conlleva a que cada vez sea menos el sector de la población económicamente activa dedicada a las actividades primarias. Situación que también ocurre en nuestro país. En la actualidad en México a la agricultura se dedica aproximadamente el 25 % de su población, sector que, en teoría, debiera producir los alimentos para el resto de la sociedad,

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situación que no sucede, pero que en nuestras condiciones se puede contribuir a cumplir mejor mediante el empleo de las nuevas tecnologías de la agricultura protegida como los invernaderos, las casas sombra y otras tecnologías altamente productivas que permite intensificar la agricultura y aumentar los rendimientos por unidad de superficie. No obstante que la agricultura protegida lleva más de tres décadas de desarrollo en nuestro país, durante muchos años solo se manejaron estimación sobre la superficie cubierta por los invernaderos y otras técnicas de la agricultura protegida. Es reciente que se incluye tomar datos de los invernaderos a nivel nacional mediante un censo. Antes de esa fecha los dato estadísticos oficiales, sobre la superficie cubierta con estructuras para proteger cultivos, eran relativamente escasos y solo se contaba con algunas estimaciones al respecto. Así, a mediados de la primera década del presente siglo se hace el intento de iniciar un “Inventario Nacional de Invernaderos” utilizando imágenes de satélite y sistemas de posicionamiento global. Entre los estados donde se inventario la superficie de invernaderos están el Distrito Federal con 120 hectáreas, Morelos con 400 hectáreas, Sinaloa con 398, el Estado de México con 1784 y Tlaxcala con 12 hectáreas. Dicho programa continúa pero no se conoce la publicación de más resultados (SIAP, 2007). Posteriormente, en el Censo Agrícola, Ganadero y Forestal 2007, por primera vez se incluye la obtención de información referente a los invernaderos. Los resultados se reportaron dos años después y arrojan que en México existían 12,504 hectáreas de invernaderos, a nivel nacional, agrupadas en 18,127 unidades de producción de las cuales 7,857 reportaron tener ventas. Los datos sobre los invernaderos y la superficie que cubren en cada estado se presentan en la tabla 3.7. Datos que deben tomar con todas las reservas del caso ya que los resultados de los estados inventariados por el SIAP, los del Censo y otras fuentes difieren en algunos casos en forma drástica, siendo que la toma de información es para años relativamente cercanos. Así, un comparativo entre los datos de la Amhpac, la Sagarpa, el Inegi y Castellanos y Borbón se presenta en la tabla 3.8, sin diferenciar entre invernaderos y casas sombra u otro tipo de estructuras. (El año en el encabezado corresponde al de toma de datos, no al de la publicación). Tabla 3.7. Unidades de producción con invernadero, superficie ocupada por el invernadero e invernaderos que reportan venta. Por entidad federativa según el Censo Agropecuario 2007.

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Entidad

Unidades de producción

Superficie invernaderos (ha)

Invernaderos que reportan ventas

Aguascalientes Baja California Baja California Sur Campeche Coahuila Colima Chiapas Chihuahua Distrito Federal Durango Guanajuato Guerrero Hidalgo Jalisco México Michoacán Morelos Nayarit Nuevo León Oaxaca Puebla Querétaro Quintana Roo San Luis Potosí Sinaloa Sonora Tabasco Tamaulipas Tlaxcala Veracruz Yucatán Zacatecas Estados Unidos Mexicanos

101 117 90 34 72 56 1 187 386 509 206 540 326 862 629 5 034 946 507 244 106 1 074 2 309 197 26 233 351 138 104 53 429 795 71 395 18 127

93.15 284.15 235.58 20.17 120.21 91.04 882.91 292.55 98.37 187.59 355.25 298.65 340.65 765.67 1 868.74 860.94 250.53 164.63 95.53 572.70 835.30 118.71 9.58 313.82 783.79 773.94 224.83 173.93 308.45 525.69 74.40 508.99 12 530.46

37 35 16 5 13 15 702 59 432 34 183 55 423 227 2 911 437 310 71 26 277 827 70 7 62 49 54 8 6 182 234 23 67 7 857

NOTA: la información presentada corresponde a los datos captados en el cuestionario de Unidades de Producción por medio de las preguntas: 28, 29 y 30 A. FUENTE: INEGI. Estados Unidos Mexicanos. Censo Agropecuario 2007, VIII Censo Agrícola, Ganadero y Forestal. Aguascalientes, Aguascalientes 2009.

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Como se desprende de los datos anteriores, en algunos casos las cifras de dos fuentes están muy disparatadas, como es el caso de Tabasco y Tlaxcala. Situación que en parte se explica por la confusión de conceptos sobre lo que es y lo que se entiende por invernadero, ya que debido a lo reciente de la actividad conocida como agricultura protegida y lo nuevo de los concentos que en ella se manejan, todavía no hay un conocimiento amplio de los mismos, por lo tanto enfrentamos el problema de concepción sobre el termino invernadero y los que son otros tipos de estructuras. Al respecto es frecuente que se llame invernadero a las casas sombra o túneles altos y e incluso túneles bajos, de allí se pueden, deber en parte, la gran variación en los datos sobre la superficie de los invernaderos censada (Bastida y Sánchez, 2010). En otros casos al revisar los datos a nivel de municipio encontramos que no fueron considerados invernaderos que cubren extensiones amplias, es el caso de la región de Tuxcacuesco, Jalisco, donde existen más de cien hectáreas de invernaderos y solo se reportan 34 hectáreas Tabla 3.8. Comparativo de la superficie con agricultura protegida en México, de acuerdo con diferentes fuentes.

ESTADO

AMHPAC (2008)

Aguascalientes Baja California Baja California Sur Campeche Coahuila Colima Chiapas Chihuahua Distrito Federal Durango Guanajuato Guerrero Hidalgo Jalisco México Michoacán Morelos Nayarit Nuevo León Oaxaca

161.00 2,300.00 170.00 0.00 65.00 375.00 380.00 50.00 12.00 45.00 100.00 120.00 970.00 160.00 85.00 45.00 40.00 20.00 70.00

SAGARPA INEGI (2008) (2007) HECTAREAS

16.00 1,314.00 1,268.00 4.00 23.00 26.00 30.00 418.00 32.00 7.00 75.00 108.00 619.00 978 22.00 64.00 6.00 40.00 47.00

93.15 284.15 235.58 20.17 120.21 91.04 882.91 292.55 98.37 187.59 355.25 298.65 340.65 765.67 1 868.74 860.94 250.53 164.63 95.53 572.70

Castellanos y Borbón (2008)

65.00 1,220.00 1,000.00 33.00 195.00 100.00 -80.00 -40.00 200.00 5.00 20.00 900.00 100.00 140.00 --33.00 71.00

Aurelio Bastida Tapia Puebla Querétaro Quintana Roo San Luis Potosí Sinaloa Sonora Tabasco Tamaulipas Tlaxcala Veracruz Yucatán Zacatecas Nacional

La agricultura protegida y los invernaderos en México 140.00 115.00 65.00 240.00 2,980.00 890.00 0.00 35.00 45.00 110.00 10.00 150.00 9,948.00

239.00 87.00 55.00 0.00 2,526.00 79.00 2.00 180.00 39.00 85.00 24.00 156.00 8,569.00

835.30 118.71 9.58 313.82 783.79 773.94 224.83 173.93 308.45 525.69 74.40 508.99 12 530.46

300.00 65.00 62.00 460.00 2,500.00 990.00 5.00 20.00 15.00 25.00 60.00 230.00 8,934.00

Fuentes: Sagarpa, 2009; Inegi, 2009; Castellanos y Borbón, (2009).

Más recientemente, la Amhpac estimaba que existían alrededor de 15,000 hectáreas de agricultura protegida, de acuerdo a los resultados obtenidos de un estudio implementado en el 2009, denominado. “Estudio de Oportunidades Externas para el Desarrollo de la Inteligencia Comercial del Mercado de Exportación de la Horticultura Protegida Nacional”. Dicho trabajo tuvo como objetivo, entre otros, de determinar los principales cultivos bajo algún sistema de protección y al respecto se encontró que destacan los siguientes sistemas: 1) tomates (roma, bola, cherry), 2) pimiento (en todos sus colores), 3) pepino (europeo y americano), 4) berenjena y 5) chiles picosos. (http://www.amhpac.org/menu%20pricipal/ CensoGHmexico/censo.php. Fecha de ingreso: 23/09/10). Por su parte Pacheco (2010), estima que en México deben existir alrededor de 25,000 hectáreas de agricultura protegida, distribuidas de las siguiente forma; 10,000 hectáreas de invernaderos y casas sombra para hortalizas, 2,700 hectáreas de invernaderos para flores, 7,000 hectáreas de macro túnel para flores, 600 hectáreas de invernaderos para viverismo, 4,700 hectáreas de macro túnel para berries o frutillas como fresa, frambuesa, zarzamora y arándano. Datos que no están fuera de contexto, dado que las diez mil hectáreas para la producción de hortalizas coinciden con los datos de otras fuentes que señalan una superficie similar. Una buena parte de las siete mil hectáreas para flores se ubica en la región de Villa Guerrero, en el Estado de México, así como en Morelos y Puebla; en Atlixco y Tenango de la Flores. Sobre la superficie para frutillas, unas 1500 hectáreas se ubican en la región de Zamora, otras mil en Villa de Reyes, ambas regiones del Estado de Michoacán y otras mil en Jalisco, principalmente en Jocotepec, en la margen poniente del lago de Chapala y en la región de Sayula.

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Lamas (2010), haciendo un collage estadístico con datos del Censo Agropecuario 2007 y los reportes de la Amhpac, señala que en nuestro país existían, en ese año, alrededor de 12 mil 242 hectáreas de invernaderos y un estimado de dos mil con mallas sombra, operadas por 18 mil 127 empresas o unidades de producción. Estructuras, que en números gruesos, dice, un 50 porciento se dedican a producir hortalizas, 40 porciento a plantas de ornato y flores de corte, 5 porciento a producir frutillas, 3 porciento a plántulas para interiores y 2 por ciento para viveros forestales. Del total de las unidades de producción, sólo 56 por ciento reportan ventas permanentes, el resto estaba fuera de operación, tenían ventas irregulares o generan productos para autoconsumo, como es el caso de los invernaderos con superficies cubiertas de mil metros cuadrados o menos. De acuerdo con la Sagarpa (2009), el 79% de los invernaderos son de alta y media tecnología, el 17% son de tecnología media y el 5% de tecnología baja. La misma fuente indica que el 30% de la agricultura protegida y los invernaderos se ubican en Sinaloa, un 16% en Baja California, otro 12 % en el Estado de México, un 7 % en Jalisco y el 35% en el resto del país. Por su parte la FAO, citada por la Sagarpa (2009), dice que en el 2007, México ocupaba el cuarto lugar en superficie de invernaderos, en la región accidental del mundo, después de España, Turquía y Marruecos. En el mercado internacional de las ornamentales, según los datos registrados para el año 2002, México ocupaba el 14o lugar como exportador de flores de corte siendo su principal destino Estados Unidos y Canadá (99.7%) y el 0.3% restante Europa (Sagarpa, 2007). Un artículo periodístico, señalaba que pese a fallas y debilidades en el medio rural mexicano, la agricultura protegida ha logrado avanzar en un 15 por ciento anual con 15 mil 300 hectáreas reconvertidas de cielo abierto a invernaderos, casas sombra y macro túneles y hace referencia al estudio de la Amhpac donde se identificaron mil ocho empresas en el país que basan su producción en la agricultura protegida, acaparando las 15 mil 300 hectáreas, de ellas 50 por ciento casas sombra, 40 por ciento invernadero y el resto macro túneles. Del total de esas empresas identificadas unas 193 pertenecen a la Amhpac, mismas que están distribuidas en 24 estados del país, representando cinco mil 333 hectáreas, cubriendo el 70 por ciento de las exportaciones (http://www.milenio.com/node/511301. Miércoles, 10 de noviembre de 2010. Fecha de ingreso: 10/11/2010). Finalmente, al margen de otras consideraciones, tomando como base una superficie con agricultura protegida del orden de unas diez mil hectáreas, ello requiere de un promedio de unos mil a 1500 técnicos capacitados para su atención, considerando que un técnico puede atender de tres a diez hectáreas en promedio. Además contribuye con la creación de cerca

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de cien mil empleos directos, considerando en promedio unos 10 trabajadores por hectárea de agricultura protegida. Además, se estiman unos 78 000 empleos directos en la agricultura protegida (Campaña, 2010). En cuanto a la generación de empleos, los productores hacen referencia que en promedio se ocupan de 5 a 10 personas por hectárea de invernaderos para el cultivo de hortalizas y entre 10 a 20 personas cuando se producen plantas ornamentales en maceta, sin contar los empleos indirectos o derivados, los cuales, en ocasiones, pueden alcanzar cifras similares. Esa es la importancia de la agricultura protegida en nuestro país. Actualmente, si bien se cuenta más con datos sobre el desarrollo de los invernaderos en alguna medida para las casas sombra o enmallados, los túneles altos. No ha ocurrido lo mismo con otras tecnologías de la agricultura protegida, como túneles bajos, los acolchados y el fertirriego, tecnologías que ha experimentado un fuerte crecimiento donde se dispones de menos información al respecto. Para efecto de apoyo, la Sagarpa señala que una hectárea de invernadero equivale a tres de casa sombra y diez de macro túneles (Sagarpa, 2013). Finalmente, de acuerdo con los últimos datos que se conocen, la agricultura protegida se ubica en el orden de las 21 mil hectáreas, contabilizando instalaciones que van de 100 m2 a 300 hectáreas tanto en túneles como, invernaderos y casa sombra (Del Toro, 2012). Además señala que las empresas grandes se ubican en el occidente y noroeste, mientras en el centro del País la mayoría de las unidades de producción no rebasan las tres hectáreas. Menciona que actualmente el 30 % de las hortalizas son producidas bajo condiciones de agricultura protegida y el 47 % de ellas se comercializa en los supermercados. En los últimos cinco años se ha dejado de cultivar 22 mil hectáreas de jitomate a campo abierto, cuya producción ha sido sustituida por la obtenida en cuatro mil hectáreas de invernaderos. Actualmente los invernaderos aportan unos 26 mil empleos directos. Lo anterior conlleva que cada año se han instalado unas 1500 hectáreas de invernaderos por año, tendencia que se estima que se mantendrá por los siguientes 15 años. La superficie actual ocupada por cultivos en la agricultura protegida es del orden siguiente. Tabla 3.9.- Distribución de cultivos en agricultura protegida Cultivo Jitomate Pepino Pimiento

Porcentaje 41 20 16

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Otros

23 Fuente: SINAPRO

En la actualidad el 20 % de los invernaderos están parados por: a) falta de capacitación, b) falta de tecnología, c) falta de mercados, d) falta de integración a cadenas productivas. En cuanto al censo de infraestructura de la agricultura protegida menciono que en el año 2010 el SIAP dio inicio al Censo nacional estructuras de la agricultura protegida con los siguientes ejes rectores; a) conocer las características físicas de la infraestructura, b) conocer su vocación productiva y d) conocer el destino de la producción. A la fecha se lleva un avance de 16,800 hectáreas inventariadas. De ellas el 60 % corresponden a invernaderos. Tabla 3.10.- Estado Físico de las estructuras Porcentaje 10 42 28 8 12

Condición Excelente Buena Regular Mala S/R Fuente: SINAPRO

Para tener una noción de la tendencia de los apoyos federales, a continuación se presenta la distribución de 218 proyectos apoyados por Sagarpa en el año 2012; para jitomate 68 de ellos, pimiento 40 proyectos, chiles 33 proyectos, fresa 22, pepinos 21, zarzamora 9, frambuesa 4, berenjena 3, arándano 2 y 16 proyectos para otros cultivos. En cuanto a los avances en apoyos en infraestructura se señaló que se llevaban 500 hectáreas, de las cuales el 58 % correspondía a invernaderos, 26 % a casa sombra y 16 % a macro túneles (Del Toro, 2012).

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Fuente: http://www.sagarpa.gob.mx/agricultura/Paginas/Agricultura-Protegida2012.aspx

Figura 3.29. Principales cultivos de la Agricultura Protegida y su distribución en México

El 50% de la superficie con agricultura protegida se concentra en cuatro estados: Sinaloa (22%), Baja California (14%), Baja California Sur (12%) y Jalisco (10%). Los principales cultivos que se producen bajo agricultura protegida son el jitomate (70%), pimiento (16%), pepino (10%). En los últimos años se ha intensificado la diversificación de cultivos como la papaya, fresa, chile habanero, flores, plantas aromáticas (Sagarpa, 2012).

3.5. Situación la agricultura protegida por condiciones climáticas.

A continuación se plante un breve panorama general del desarrollo y la situación general de la agricultura protegida en cada condición climática. De acuerdo a las condiciones predominantes en la climatología nacional, donde tenemos cinco grandes condiciones climáticas; zonas tropicales húmedas, trópicos secos, climas templados, zonas semi áridas y zonas áridas. En todas ellas se han implementado estructuras para la protección de cultivos, con diferentes características y diferente desarrollo tecnológico.

3.5.1. Agricultura protegida en zonas tropicales lluviosas.

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Las zonas tropicales lluviosas de nuestro país se ubican desde el paralelo 22 de latitud norte y desde el nivel del mar hasta los 1300 a 1500 metros de altura. Se caracterizan por presentar temperaturas medias mensuales superiores a 18 ºC, con lluvias todo el año o durante la mayor parte del año, con precipitaciones anual por arriba de los 1800 milímetros. De acuerdo con la clasificación climática de Köppen, modifica por García (1983), son climas tipo Af y Am. Además de la transición de estas condición con los climas A(C) y A(C), correspondientes a bosques de niebla o bosque húmedos, también conocidos como bosques mesófilos de montaña. Las regiones tropicales lluviosas representa las condiciones más difíciles para establecer invernaderos, para la producción de hortalizas, por las altas condiciones de temperatura y humedad relativa, mismas que son propicias para el desarrollo de enfermedades fungosas y bacterianas, además de la presencia permanente de plagas en el exterior debido a la existencia de vegetación siempre verde, que al menor descuido se introducen a los invernaderos. Debido a la alta humedad relativa, tanto en el exterior como en el interior de la instalación, no es recomendable la instalación de muros húmedos para ayudar en la disminución de la temperatura.

Figura 3.29. Producción de follajes bajo enmallado. Catemaco, Veracruz.

Figura 3.30. Cultivo de orquídeas en invernaderos. Región de Córdoba, Veracruz

No obstante la condiciones señaladas, en varias regiones tropicales húmedas como Los Tuxtlas, Fortín de la Flores, y Jalapa, en Veracruz; así como Xicotepec en Puebla, además de la Península de Yucatán, ya existe la agricultura protegida desarrollada, así mismo inicia en algunas regiones de Chiapas, principalmente, con invernaderos y casas sombra o enmallados para la producción de hortalizas y plantas ornamentales (Bastida, 2004; Díaz, 2009; Bastida y Sánchez, 2010).

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Se ha constatado que en condiciones de trópico húmedo están funcionando mejor los enmallados y las casas de mallas, de más de tres metros de alto, que se emplean para disminuir radiación y evitar el ataque de plagas, sobre todo en la producción de plantas ornamentales, principalmente en maceta y la producción de follajes ornamentales. También los invernaderos altos y con amplios sistemas de ventilación son apropiados para estas condiciones. El ejemplo más destacado se ubica en Catemaco, en la región de los Tuxtlas, Veracruz, donde se han instalado más de 60 hectáreas para la producción de follajes ornamentales para exportación. Así mismo en la región de Papantla, en el mismo estado, se utilizan las s sombra para la producción de vainilla. Por el contrario, los invernaderos para la producción de hortalizas han tenido serios problemas para desarrollarse debido a las condiciones de alta humedad relativa y alta temperatura, factores que crean condiciones propicias para plagas y enfermedades. Actualmente la producción de hortalizas de fruto bajo invernaderos se ha desarrollado poco, sin embargo existen algunos ejemplos al respecto.

Figura 3.31. Casa sombra para cultivo de ornamentales. Región de Córdoba, Veracruz.

Figura 3.32. Cultivo de ornamentales bajo casas sombra. Región de Córdoba, Veracruz.

Una de las posibilidades de desarrollo de la agricultura protegida en los trópicos húmedos, se presenta en la producción de ornamentales como heliconias, anturios y orquídeas, con mayores ventajas que las hortalizas. Cultivos que se pueden desarrollar bajo casas sombra y cubiertas de plástico con estructuras tipo macro túnel.

3.5.2. Agricultura protegida en el trópico seco.

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Las zonas tropicales secas, correspondientes a los climas AwyAx´(w). Son condiciones cálidas subhúmedas que se caracterizan por presentar temperaturas mensuales superiores a 18 ºC y lluvias de verano, con precipitaciones entre 800 y 1800 milímetros anuales, con estación seca larga y temperaturas altas. Se ubican al sur del paralelo 26, desde el nivel del mar hasta los 1000 a 1500 metros de altura (García, 1988). En desarrollo de la agricultura protegida en condiciones de trópico seco, sobre todo en su transición hacia los climas templados, tiene gran importancia en algunas regiones de Jalisco, como la región del Llano en llamas ubicada el noroeste del volcán de Colima, así como en otras regiones de Jalisco, Michoacán, Morelos, Guerrero, Veracruz, Colima y la Península de Yucatán, entre otras regiones. Lugares donde se han desarrollado invernaderos y casas sombra o enmallados, mismos que se utilizan, tanto para la producción de hortalizas de fruto, como para ornamentales y producción de frutillas. Varios de las empresas más grandes de producción de hortalizas de fruto se ubican en condiciones de trópico seco, principalmente con invernaderos y en menor medida con casas sombra. Así mismo muchas de las empresas productores de ornamentales en maceta se ubican en estas condiciones, tanto en invernaderos como túneles y casas sombra.

Figuras 3.33 y 3.34. Invernaderos para el cultivo de hortalizas. Felipe Carrillo Puerto, Quinta Roo.

En estas condiciones se pueden emplear las casas sombra con mayor eficiencia para producir hortalizas de fruto, que en el trópico húmedo, debido a que se cuenta con alrededor de medio año sin lluvias. Las características de las estructuras de estas casas sombra son similares a las que se empleadas en el trópico húmedo.

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Desarrollo de la agricultura protegida en México

Figuras 35 y 36. Ejemplo de invernaderos en Guerrero

3.5.3. Agricultura protegida en climas transicionales.

Los climas en transición pertenecen al subgrupo de climas A(C) y (A)C, semi cálidos o transicionales. Se les define así porque que tienen rasgos intermedios entre climas cálidos y templados. La temperatura media anual oscila entre 18º y 22º C, pero con algunos meses con temperaturas por debajo de 18º C, situación que puede determinar que tenga más características de clima cálido o clima templado, según tengan la temperatura del mes más frió por encima o por debajo de 18º C. Con precipitación más frecuentes entre 950 a más de 3500 milímetros anuales. Se ubican entre los 1500 a 1800 metros de altura sobre el mar, algunos de ellos correspondiéndose con los bosques de niebla mismo que ocupan poca superficie del territorio nacional (García, 1988).

Figura 3.37. Cultivo de frutillas en túneles altos. Región de Sayula, Jalisco.

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Figura 3.38. Cultivo noche buena bajo invernaderos. Región Guadalajara, Jalisco.

En varias regiones con climas transicionales se han desarrollado diversas tecnologías de la agricultura protegida. Como ejemplo de ello están las regiones de Atlixco y Xicotepec en Puebla; Los Reyes, Uruapan, Zamora y Yurecuaro en Michoacán; así la ribera de Chapala, Guadalajara y Sayula en Jalisco, además algunas aéreas del Bajío, entre otras regiones con condiciones de climas transicionales.

Figura 3.39. Túneles para producción de frutillas. Tangancicuaro, Michoacán.

Figura 3.40. Invernaderos para jitomate. Yurecuaro, Michoacán.

En estas condiciones se presenta un buen desarrollo de los invernaderos, túneles y casas sombra para la agricultura protegida, tanto para la producción de hortalizas como plantas ornamentales y frutillas. Ello se debe a que las temperaturas medias extremas se dan entre los 10 y 30 ºC, situación que los hace propicios para el cultivo plantas bajo estructuras de protección de cultivos. Por ello una gran cantidad de empresas se ubican en este tipo de condiciones ambientales. Una condición particular de estos tipos de climas transicionales los constituyen los que se ubican en condiciones de transición de los climas templados a los tropicales húmedos, que en varios sitios de corresponden con la vegetación del bosque de niebla. En ellos las

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características ambientales son semejantes a las del trópico húmedo, con alta humedad relativa, un periodo largo de lluvias, pero bajas temperaturas.

Figura 3.41. Invernadero para la producción de bromelias y orquídeas. Xicotepec, Puebla

Figuras 3.42. Casa sombra para producción de plántula de café. Xicotepec, Puebla

Este tipo de condiciones son ideales para la producción de ornamentales y se dificulta la producción de hortalizas de frutos por la alta incidencia de enfermedades. Una ventaja es que se puede producir en estructuras relativamente poco equipadas por la baja presencia de heladas.

3.5.4. Agricultura protegida en zonas de clima templado.

Las zonas templadas de México se ubican en altitudes entre los 800 a más de 3000 metros de altura, sobre las regiones montañosas y en sitios algunos sitios de menor altitud donde la temperatura media de al menos un mes desciende por debajo de los 18º C. Los climas de estas zonas se caracterizan por ser templados, húmedos, con precipitaciones entre 600 y 1500 milímetros. La temperatura del mes más frío oscila entre –3 y 18º C y la del mes más caliente mayor de 10º C. Corresponden a los climas C, los principales subtipos son Cf, Cw y Cs (García, 1988). Varias de las regiones con agricultura protegida del centro de México se ubican en clima templado; como Xochimilco, Distrito Federal; Atlacomulco, Pasteje, Texcoco, Teotihuacán, y la parte alta de la región de Villa Guerrero, en el Estado de México, algunas regiones del Altiplano como San Martin Texmelucan, la parte alta de Atlixco y Aquixtla, en Puebla; Tulancingo y Mineral del Monte en Hidalgo y San Felipe de los Alzati en Michoacán, además de Zincantán en Chiapas, principalmente mediante el uso de invernaderos y túneles altos.

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En estas condiciones la principal limitante son las bajas temperaturas en invierno que obligan a utilizar sistemas de calefacción, situación que desde el punto de vista técnico no representa grandes problemas ya qque ue la tecnología de los invernaderos se ha desarrollado para calentar el ambiente interno de los invernaderos.

Figura 3.43. Cultivo de ornamentales. Región de Atlacomulco, México

Figura 3.44. Cultivo de ornamentales en maceta. Xochimilco, D. F.

Por las características propias, de esta región es de esperarse que esta tendencia siga, también con amplia diversificación de modelos de invernaderos y sistemas de cultivo. Sobre todo por la existencia ncia de uno de los mercados más grandes del país, la ciudad de México, que demanda todo tipo de productos.

Figuras 3.45 y 3.46. Producción de jitomate jitomate.. Expo Agroalimentaria, Irapuato, Guanajuato

3.5.5. Agricultura protegida en climas de zonas semiáridas.

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Las zonas semí áridas o secas esteparias; corresponden a climas del tipo BS, que se ubican principalmente en el norte de México, en algunas áreas de ambas costas, al igual que en algunas áreas de la cuenta del Río Balsas, en la parte norte de la Península de Yucatán, la Península de Baja California, algunas regiones de Puebla, Oaxaca y Guerrero. Se encuentran desde el nivel del mar hasta más de 2000 metros de altura. Se caracterizan por una precipitación entre 300 a 700 milímetros anuales y condiciones térmicas más favorables que las zonas áridas, sobre todo en las costas del Pacifico (García, 1983; 1988). En las zonas semi áridas de Sinaloa, Sonora y la Península de Baja California, se están desarrollando aceleradamente los invernaderos y las casas sombra, así como los túneles bajos en surcos y los acolchados. Estos últimos se utilizan solos o dentro de los invernaderos y las casas sombra para forzar el desarrollo de los cultivos en el invierno y que la producción salga en aprovechado determinadas ventanas de mercado. Por lo general son empresas grandes orientadas a la exportación de hortalizas.

Figuras 3.47 y 3.48. Invernaderos para producción de hortalizas. Ensenada Baja California.

Las casas sombra están adquiriendo mucha importancia debido a que su costo es más bajo que las estructuras de invernaderos y a que las bajas precipitaciones permiten trabajar con eficiencia diferentes cultivos sin tanto riesgo de enfermedades, situación a la que en ocasiones contribuye la ausencia de agricultura a campo abierto donde se desarrollen las plagas. Por ello es de esperar que mucho del crecimiento de la agricultura protegida ocurra mediante este tipo de estructuras, con la finalidad de reducir radiación solar y proteger a los cultivos de plagas. Por su parte los invernaderos, que se construyen cuando se requiere de mayor control climático, son altos y con amplias ventilas laterales para una mejor ventilación. Por las altas temperaturas en una época del año, los invernaderos más apropiados para estas condiciones deben ser altos, con ventilas cenitales y laterales amplias para desalojar el aire caliente y permitir una renovación de aire frescos. En otra época del año por las bajas

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temperaturas se puede requerir de invernaderos voluminosos, con paredes laterales reforzadas con placas de plástico o doble capa para evitar la pérdida de calor por la noche y eficientes sistemas de calefacción por tuberías radiantes o calentadores de aire. La limitante de agua y la salinidad de la misma, se está eliminando mediante su extracción de pozos profundos y su tratamiento mediante grandes plantas de osmosis inversa. El desarrollo de grandes proyectos empresariales, como grandes superficies de agricultura protegida de hortalizas para exportación, se pronostica que ocurrirá en el noroeste de México, principalmente en este tipo de condiciones climáticas.

3.49 y 3.50. Casas sombra para producción de hortaliza, San Quintín, Baja California.

3.5.6. Agricultura protegida en zonas áridas.

Las zonas áridas se ubican en los climas BW y se localizan en la parte norte de la Altiplanicie Mexicana, en altitudes menores a los 1500 metros, así como en una buena porción de la llanura costera del Pacifico situada al Norte del paralelo 25º y en las zonas litorales de la Península de Baja California (García, 1983 y 1988). Las condiciones de las zonas áridas del país son relativamente extremosas en temperatura, con variaciones de más de 20º C entre el día y la noche, en algunos meses del año. La temperatura de abril a mayo es muy alta y en invierno se presentan picos con temperaturas muy bajas. Además de baja humedad relativa, incidencia de vientos y alta radiación solar, con disminución de las horas de luz solar en la época de invierno. Las precipitaciones por los general son por debajo de los 500 milímetros anuales. No existe una división tajante entre las zonas áridas y semi áridas ya que sus condiciones son relativamente similares y se ubican en franjas aledañas.

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Al igual que en las zonas simi áridas, en las zonas áridas actualmente se construyen algunos invernaderos relativamente altos con estructuras resistentes a los fuertes vientos, con frentes de policarbonatos y dobles capas de plásticos flexibles en las cubiertas, en algunos casos con cubiertas inflables, formando una capa térmica de aire caliente que aísla el interior del invernadero del exterior para disminuir el consumo de energía, necesaria para calentar todo el volumen de aire del invernadero. En estas condiciones se ubican algunos de los invernaderos de más alta tecnología, mismos que se localizan en Sonora, Durango, Chihuahua y Nuevo León, los cuales están enfocados a la producción de hortalizas, aprovechando la cercanía con la frontera con Estados Unidos. Así mismo existe un creciente interés de los productores, de las zonas áridas y semiáridas, en la agricultura protegida y los gobiernos estatales le están dando promoción y apoyo a este tipo de agricultura. Por otro lado, en las zonas áridas está cobrando mucho auge la construcción de invernaderos para la producción de forraje verde hidropónico, destinado a la alimentación del ganado en las épocas de secas.

Figuras 3.51 y 3.52. Un día con fuertes vientos y tolvaneras en Torreón, Coahuila.

Por todo lo anterior, es de esperarse que siga el desarrollo de los invernaderos orientados a la producción de hortalizas para exportación y la construcción de invernaderos para la obtención de forraje verde hidropónico para suplir la falta de pastos para el ganado en una buena parte del año. Las estructuras más recomendables para estas condiciones son las voluminosas y grandes, en las cuales se logra un mejor efecto invernadero, con cubiertas de placas de plásticos o con doble cubierta de plástico flexibles para formar una capa térmica que permita ahorros sustanciales de combustible.

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3.5. Principales características de los invernaderos.

La mayoría de los invernaderos instalados en México son de estructuras de acero galvanizado y cubiertas de plásticos flexibles, principalmente polietileno, aunque en algunos casos las cubiertas son de plásticos semi rígidos como policarbonato, acrílico y láminas de fibra de vidrio, así mismo los hay con cubierta de vidrio. Los invernaderos con estructuras de acero negro cada vez tienden a desaparecer al igual que los invernaderos de madera. En cuanto a tamaño, tecnología y equipamiento de los invernaderos en México, se encuentran de todos los niveles y tamaños, desde pequeños túneles e invernaderos rústicos sin equipos de apoyo, hasta modernos complejos agroindustriales complemente automatizados y computarizados, así mismo se encuentran prácticamente todos los tipos y formas de invernaderos que existe en el mundo. Además en la construcción participan todo tipo de empresas, desde constructores locales, hasta empresas internacionales (Steta, 2003; Bastida 2004). En cuanto a origen, en el México se cuenta con invernaderos de empresas mexicanas, españolas, francesas, israelitas, holandesas, norteamericanas y canadienses, principalmente. Los invernaderos de tecnología española, francesa, israelita y mexicana, de acuerdo con los propios usuarios, son a base de simples estructuras con cubiertas de plástico o mallas sombra, sin calefacción o con sistemas simples, con control climático poco automatizado o sin automatización, sistemas de riego automatizado y cultivo en suelo o en hidroponía. Por el contrario las estructuras de origen holandés o canadiense y de algunas empresas norteamericanas son estructuras más sofisticadas, con cubiertas de vidrio o doble plástico, control de clima y riego totalmente automatizados, sistemas de calefacción por agua caliente en tuberías radiantes o con calentadores de gas, dosificación de CO2, cultivos hidropónicos y diversos sistemas de ahorro de energía (Steta, 2003). En cuanto a tamaño, forma, orientación, materiales de estructuras y cubiertas, así como el equipamiento de los invernaderos, estos son factores que dependen de los requerimientos ambientales de las especies que se van cultivar, las condiciones ambientales prevalecientes en el exterior, el grado de control que se pretenda lograr sobre el microclima del cultivo y las posibilidades económicas del productor y/o la rentabilidad potencial de la especie a cultivar. En estructuras predominan las metálicas, con un bajo porcentaje de estructuras de madera. Las cubiertas más utilizadas son películas de polietileno y en menor cantidad acrílico, policarbonato o poliéster-fibra de vidrio, la mayoría de ellas tratadas con inhibidores de radiación ultravioleta. Para el caso de los plásticos el grosor de las películas más comúnmente usadas es de 150 a 200 micras o de 600 a 800 galgas (Sánchez, 2004).

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Las dimensiones de los módulos son variables, siendo las más comunes de 30 a 100 metros de largo con 7 a 12 metros de ancho, en estructuras unitarias y de 3.5 a 8 metros de alto. Así mismo las superficies bajo una misma cubierta van de 300 metros cuadrados, o menos, a una hectárea, aunque existen complejos agroindustriales con cinco y diez hectáreas bajo una sola cubierta. Actualmente en México existen muchos tipos de invernaderos, la mayor parte de ellos son tipo túnel, con sus diversas variantes, así como tipos diente de sierra y en menor porcentaje otros como los tipo capilla (Bastida, 2004). Se estima que del total de la superficie de estructuras para proteger cultivos, el 59 % está cubierta con plásticos, un 34 % son casas sombra, un 3 % con vidrio el 4 % restante con otros materiales. También se estima que en promedio se ocupan unas 13 personas por hectárea de invernaderos. Mientras que a los principales países que se exportan los productos de invernaderos son Estados Unidos con el 87 %, Canadá con el 9 %, Europa con el 2 % y Japón con 1 %, el resto a otros países (Steta, 2003). Los principales productos de exportación son hortalizas, flores de corte, esquejes de ornamentales y especies aromáticas. Mientras que las plantas ornamentales en macetas son exclusivamente para mercado interno, al igual que otros cultivos de menor importancia.

3.6. La agricultura protegida y los invernaderos en la política agropecuaria de México.

Actualmente se observa una reconversión o desplazamiento de la agricultura de campo abierto por algún tipo de agricultura protegida, de allí que los apoyos de los diferentes niveles de gobierno consideren a la agricultura protegida. Dichos apoyos, en la implementación de invernaderos, tienen una larga historia, pero fue en las últimas décadas del siglo pasados cuando se consolidaron mediante la participación de diferentes dependencia de gobierno. Así desde mediados de la década de los 90s, los apoyos de del gobierno a productores con técnicas de agricultura protegida fueron en aumento en la medida que aumentaba el interés por este tipo de agricultura. Tendencia que se consolido a mediados de la primera década del presente siglo, ante la demanda de apoyos para la construcción de invernaderos por diferentes grupos y organizaciones campesinas y en fechas recientes la agricultura protegida ha elevado al rango de política nacional para el desarrollo de la agricultura mexicana. Fue el 15 de enero de 2009, en Cuautla Morelos, cuando el gobierno federal anunció la Estrategia Nacional de Agricultura Protegida, con la inversión de 887 millones de pesos en apoyo a proyectos, buscando detonar una inversión por casi dos mil 400 millones de pesos,

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cuyos impactos en productividad pretendían aminorar los efectos de la crisis económica con una mayor oferta de alimentos (Perea, 2009). De esta forma la agricultura protegida y los invernaderos pasaron a formar parte de las políticas implementadas en el sector agropecuario, con dos vertientes principales, por un lado considerando los apoyos brindados al sector social y por el otro el sector empresarial de la agricultura protegida.

3.6.1. Los apoyos a la agricultura protegida en el sector social.

Los primeros apoyos para invernaderos fueron con poca información del tamaño apropiados de los mismos para hacer de ellos empresas rentables, esto es no se contaba con datos del tamaño apropiado y era común que se apoyara con invernaderos de 50 o 100 metros cuadrados por individuo o que una estructura de mil metros fuera para una sociedad de diez miembros. Situación que mejoro con en la última década, cuando se empiezo a manejar mil metros cuadrados como el tamaño mínimo necesario por productor para tener un empleo permanente. De acuerdo con los datos aportados por la Sagarpa, los apoyos al sector social por parte del gobierno federal, entre 2001 y 2006 fueron de 925.7 millones de pesos, mismo que se aplicaron a 4,419 proyectos de agricultura protegida, con una superficie cubierta de mas de 1,200 hectáreas. Apoyos que en el año 2007 representaron 1,119.6 millones de pesos, aplicados a 1,655 proyectos, para 981.2 hectáreas de agricultura protegida, como se desprende de la siguiente tabla (Sagarpa, 2009). De acuerdo con la misma fuente, entre el 2001 y el 2008 se apoyó la construcción de 2,578 hectáreas de agricultura protegida (Sagarpa 2009). Cuando en enero del 2009 se anuncia el Proyecto Estratégico de Agricultura Protegida, se plantea como un sistema de producción alternativo, competitivo y sustentable para el desarrollo integral de la gente del campo generando nuevos empleos permanentes. Las principales líneas políticas fueron; a) impulsar y fortalecer el apoyo a proyectos de inversión que estén orientado al mercado como el de exportación y nichos (mercados especializados, orgánicos y gourmet étnicos), b) identificar las aéreas que propicien polos de desarrollo regional, c) introducir tecnologías apropiadas, d) impulsar mecanismos de integración y de desarrollo de los actores involucrados en la red de valor que permita su operación armónica hasta su consolidación en clúster (Sagarpa, 2009). Tabla 3.9 Apoyos de la Sagarpa la agricultura protegida en el periodo 2001 - 2007

Aurelio Bastida Tapia Programa

Fomento Agrícola PAPIR FIRCO (FOMAGRO) Total Programa Fomento Agrícola PAPIR FIRCO (FOMAGRO) Desarrollo Rural (Menos de 3 Ha) Total

La agricultura protegida y los invernaderos en México Proyectos

Monto Federal Beneficiarios (mdp) Agricultura Protegida 2001 – 2006 2,270 378.1 8,628 2,014 237.6 19,092 135 310.0 8,676 4,419 925.7 36,396 Agricultura Protegida 2007 Proyectos Monto Federal Beneficiarios (mdp) 526 123.0 3,425 870 118.6 8,274 158 360.6 1,001 101 517.4 1,710 1,655

1,119.6 Fuente: Sagarpa, 2009.

14,410

Superficie (Ha)

454.00 218.30 548.00 1,220.3 Superficie (Ha) 105.2 87.0 577.8 211.2 981.2

La estrategia nacional, consistió en el impulso a proyectos de inversión que integren la producción a través de esquemas de red de valor denominado agrupamientos o clústeres, que agrupen a productores de diferentes capacidades de producción por superficie y nivel tecnológico, para integrarse a un nivel de producción homogéneo y en una dinámica de producción con visión de mercado nacional y/o de exportación. El esquema del clúster debería cubrir las siguientes características: i) apoyos por unidad de producción mínima de 2500 m2, ii) generar dos empleos permanentes, iii) el retorno de la inversión de 4 a 5 años, iv) proyectos vinculados a una superficie cubierta mínima de cinco hectáreas, v) economía de escala: asesoría técnica, insumos, ventas y empaque, vi) tecnología conforme a características de los solicitantes (tipo de productor, mano de obra especializada, nivel de escolaridad, etc.) y agroecológica de cada región, vii) garantizar servicios de apoyo y soporte, capacitación y asistencia técnica (Sagarpa, 2009). Para el año 2009 se esperaba una inversión de 700 millones de pesos del gobierno federal y 189 millones de pesos de coejercicio de los gobiernos estatales para cubrir una superficie cercana a los 700 hectáreas, con unos 130 proyectos de ejecución directa y 225 de coejercicio, para generar más de 5,500 empleos y beneficiar a más de 3000 productores (Sagarpa, 2009). Líneas políticas que para el 2010 se establecen como: 1) Desarrollo integral mediante el establecimiento de polos de desarrollo integral o “closters”, 2) Apoyo a proyectos de inversión que estén orientados al mercado interno, externo y nichos especializados (orgánico y gourmet), 3) Introducir tecnologías apropiadas, capacitación y asistencia técnica apropiadas y, 4) impulsar mecanismos de integración y de desarrollo de los actores

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involucrados en la red de valor, que permita su operación armónica hasta su consolidación en “closters” (Sagarpa, 2010). Para ello se establecieron niveles de closters; el básico, el intermedio y el especializado, como se indica en la tabla 3.10. Tabla 3.10. Tipología de Clúster propuestos para apoyo con invernaderos Tipo de Requisitos mínimos Nivel de Clúster integración Básico 5 ha • Pequeñas empresas como alternativa de autogeneración de empleo. • Mercado local. • Asistencia técnica durante tres ciclos productivos. Intermedio 5 – 20 ha • Empresas pequeñas y grandes con capacidad gerencial y tecnológica, basada fundamentalmente en la cooperación conjunta de sus integrantes. • Mercado nacional y regional. • Asistencia técnica. • Valor agregado d la producción (centro de acopio y área de selección y empaque). • Transporte. • Carta de intención. Especializ >20 ha • Asistencia técnica permanente. ado • Empresas consolidadas. • Valor agregado a la producción. • Transporte especializado. • Certificación: BPA, BPM, Orgánicos, Registro FDA. • Contratos de venta. • Integrado a industria de la trasformación. Fuente: Sagarpa, 2009.

Los objetivos para esta estrategia fueron; 1) Identificar y promover la agricultura protegida en aéreas que propicien polos de desarrollo. 2) Impulsar mecanismos de integración y desarrollo de los actores involucrado en la red de valor correspondiente. 3) Fortalecer el desarrollo de mercados regionales estratégicos y nichos de mercado. Para el año 2010, los apoyos fueron para proyectos de inversión en infraestructura y equipo a productores de agricultura protegida, considerando invernaderos, mallas o casas sombra, macro túneles, centros de acopio y empaques y cámaras de conservación. Además se establece como superficie mínima a apoyar de una hectárea para macro túnel y casa sombra

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y de ½ hectárea de invernadero, estableciéndose apoyos del 50% para localidades de alta marginación y 40% para el resto de productores. Con monto máximo de apoyo de cuatro millones de pesos, y se indica que de preferencia los proveedores de invernaderos deben contar con certificación NMX-E-255 CNCP “diseño y construcción” (Sagarpa, 2010). Para finales de agosto del 2010, el Subsecretario de Agricultura, al asistir a la inauguración del Tercer Congreso Técnico Empresarial de la Asociación Mexicana de Horticultura Protegida, (Amhpac), informó que en los últimos tres años se habían invertido tres mil 800 millones de pesos para apoyar la construcción e instalación de macro túneles, mallas sombras e invernaderos en más de dos mil 600 hectáreas. Asimismo, señaló que en lo que iba de 2010 los recursos federales destinados a esta actividad ascienden a más de mil millones de pesos, para establecer mil hectáreas adicionales de infraestructura, lo que, apuntó, privilegiará la diversificación de cultivos.(http://www.2000agro.com.mx/Agriculturaprotegida/agricultura-protegidaherramienta-contra-el-cambio-climatico. Fecha de acceso: 21/09/10). El siguiente año se habló del Proyecto Estratégico de Agricultura Protegida, donde través de las Reglas de Operación 2011, la SAGARPA designó a la Dirección General de Vinculación y Desarrollo Tecnológico de la Subsecretaría Agricultura como la Unidad Responsable y al FIRCO como Instancia Ejecutora para operar la Componente de Agricultura Protegida 2011.(http://www.sagarpa.gob.mx/programas/Documents/RO_2011. Fecha ingreso: 14/03/2011). El objetivo específico es fomentar la producción de alimentos sanos y de calidad, con enfoque de red de valor y de manera sustentable, a través de la producción bajo agricultura protegida. Se apoyan proyectos para la instalación de micro túneles, macro túneles, mallas sombra e invernaderos, además de capacitación especializada y asistencia técnica. Así mismo, hubo apoyos para seguros de invernaderos, estudios de prospección y mercado, certificación de buenas prácticas agrícolas y de manufactura, promoción y difusión de productos de la agricultura y para la instalación de plantas de reciclado y tratamiento de plásticos agrícolas de desecho. Para la instalación proyectos nuevos, uno de los requisitos para acceder a los apoyos es que se comprometan a tomar cursos de capacitación (Sagarpa, 2011).

3.6.2. Fomento a la agricultura protegida en el sector empresarial.

El sector empresarial, también ha recibido diferentes tipos de apoyos para el desarrollo de la agricultura protegida. De ello existen diferentes ejemplos impulsados por empresarios en

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los estados de Chihuahua, Sonora, Sinaloa, Estado de México, San Luis Potosí, Quintana Roo, Querétaro y Nuevo León, entre otros (Bojó (Bojórquez, 2006). Dos de los ejemplos, representativo representativos de los últimos tiempos, son Agropark, en el Estado de Querétaro y Tecno – Parque Hortícola FIDESUR en el sur de Nuevo León.

3.6.2.1. El caso de Agropark Agropark.

Agropark, se ubica cerca de la Ciudad de Querétaro, fue que resultado de una asociación entre una incubadora agroindustrial, y una fundación dedicada a promover negocios agroindustriales en México, con el Fondo de Capitalización e Inversión del Sector Rural (Focir), Focir), perteneciente a la Secretaría de Ha Hacienda cienda y Crédito Público (SHCP) (Rodríguez, 2009). Agropark es una sociedad mayoritariamente privada con apoyos de desarrollo del Gobierno Federal, constituyendo en un parque agroindus agroindustrial trial para invernaderos de alta tecnología, diseñado como una solución integral. El Parque está orientado a productores de flores y hortalizas que desean competir exitosamente en los mercados de exportación más sofisticados del mundo como lo son Estados Un Unidos y Canadá. Cuenta enta con una superficie sup total de 805 hectáreas, de las cuales están en desarrollo 300 hectáreas con un potencial productivo de 170 hectáreas. El tamaño de los lotes son desde 6.5 hasta 12.5 hectáreas. El Parque se ubica estratégicamente en el centro geográfico de México en el Estado de Querétaro, sobre la carretera Querétaro - Bernal, en el kilómetro 28. A sólo 200 kilómetros de distancia istancia de la Ciudad de México y a 38 kilómetros de la Ciudad de Querétaro, y a tan solo veinte kilómetros del aeropuerto internacional de Querétaro. En cuanto a su proximidad con E.U.A., el Parque queda aproximadamente a sólo 900 kilómetros de distancia de la frontera de Laredo, Texas. El concepto se sustenta en 5 principios fundamentales: 1) lograr ograr condiciones ccompetitivas ompetitivas que garanticen la rentabilidad, 2) administrar responsablemente nte los recursos naturales, 3) pprocurar rocurar beneficios mutuos y economías de escala por pertenecer a un ecosistema empresarial, 4) garantizar arantizar condiciones de seguridad laboral y sanidad veg vegetal etal que cumplan con los más rigurosos estándares estándare internacionales, y 5) asegurar segurar los servicios y recursos básicos necesarios necesario para un funcionamiento óptimo. Actualmente Agropark se está convirtiendo en uno de los pilares de vanguardia que utiliza invernader invernaderos os de alta tecnología, principalmente de origen holandés, para la producción de hortalizas. (http://www.agropark.com.mx/agropark.html. Fecha de ingreso: 26/09/10). En un evento realizado a principios de febrero, de 2009, el Presidente de México dio el banderazo de salida para avalar las nuevas inversiones de grupos industriales que han

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decidido incursionar en la producción intensiva (http://www.hortalizas.com/noticias/?storyid=1593. Fecha de ingreso: 26/09/10). A esa fecha estaban operando tres empresas de alta tecnología de origen holandés, con un poco más de 20 hectáreas de invernaderos de vidrio y estaba en proceso de construcción otras 30 hectáreas de invernaderos de alta tecnología, pero con cubierta de plástico, las cuales a la fecha ya están operando.

3.6.2.1. El caso de Tecno-Parque Hortícola FIDESUR-Sandia.

El otro ejemplo, lo constituye el, ubicado en el sur del Estado de Nuevo León, el cual es una experiencia de asociación entre ejidatarios y empresarios que inició su operación en marzo del 2008, con 55 invernaderos propiedad del mismo número de ejidatarios, asociados con doce empresarios de la entidad. Para marzo de 2009 ya contaba con 80 invernaderos en producción de 2570 metros cuadrados cada uno, de un total de 114 invernaderos, lo integran 112 empresarios agrícolas y ahí se generan 420 empleos directos y 580 indirectos, lo cual contribuye al desarrollo de la región y propicia el arraigo de la gente a su lugar de origen (González, 2008; Arzate, 2009;http://www.nl.gob.mx/?. Fecha de ingreso: 21/09/10). El proyecto fue impulsado por el gobierno del estado de Nuevo león, ubicado en la localidad de Sandia El Grande, Municipio de Aramberri, en Nuevo León, a unos 240 kilómetros del área metropolitana de Monterrey. El complejo cuenta con una empresa integradora que se llama Productores del Sur de Nuevo León SA de CV que es la que compra y vende. Tiene un Centro de Empaque donde se acopia la producción del total de los invernaderos y su capacidad es de 60 toneladas de la hortaliza empacadas por día. El cultivo se desarrolla de abril a junio y se esperaba comercializar de julio a diciembre. Además se están impulsando agro parques en otros estados de la República, como Jalisco y Guanajuato, entre otros. Anqué parecieran de menores dimensiones que los arriba referidos.

3.7. Las organizaciones con mayor participación en la agricultura protegida.

En el sector empresarial de la agricultura protegida existen organizaciones que le están dando un fuerte impulso al desarrollo y adaptación de tecnologías innovadoras. Organizaciones entre de la cuales destacan la Asociación Mexicana de Horticultura Protegida, A. C. (Amhpac), la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos

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(Amci) y el Consejo Nacional de la Fresa (Conafre), el Consejo Mexicano de la Flor A C, entre otras.

3.7.1. El Consejo Mexicano de la Flor.

El Consejo Mexicano de la Flor A C, (Conmexflor) fue una de las primeras organizaciones de productores que se creó el 14 de febrero de 1995 como una asociación civil de carácter nacional. Actualmente está integrada por asociaciones y uniones regionales de productores de flores y plantas de ornato, así como empresas del sector florícola nacional. Agrupa tanto a productores de ornamentales a campo abierto como bajo cubierta. Se estableció como una entidad de representación, defensa y fomento de la actividad y está constituido como el organismo cúpula del sector florícola nacional, agrupando a todas las asociaciones regionales de la República Mexicana. Actúa como representante y gestor de los intereses del sector florícola nacional ante las tres instancias de gobierno Federal, Estatal y Municipal, así como ante otros organismos e instituciones públicas y privadas, nacionales y del extranjero, en apoyo a la solución de los problemas y demandas justas de los productores (http://conmexflor.org/frontitems.php. Ingreso: 02/11/10). Dicho consejo tiene como objetivo fundamental promover el desarrollo de la actividad, impulsando la creación de un entorno favorable que permita a los productores de flores, follajes y plantas de ornato para contar con las condiciones necesarias para dignificar y ampliar su derecho a realizar libremente su actividad, así como propiciar su desarrollo integral para que este se refleje en un mayor bienestar para ellos y sus familias. Ha venido atendiendo asuntos referentes a: 1) organización, 2) desarrollo empresarial, 3) producción sustentable, 4) aspectos fitosanitarios, 5) aspectos fiscales, 6) aspectos aduanales, 7) regulación y legislación protectora de variedades en riesgo de extinción, 8) importación de material vegetal de punta; 10) publicidad, 11) seguridad social y también ha contribuido de manera constante en la búsqueda de alternativas que permitan el aprovechamiento de la flora endémica de México entre otras actividades. Aunque el porcentaje, de ornamentales que se produce con técnicas de la agricultura protegida, es bajo, su importancia es alta y se ha impulsado la formación de dos centros de acopio y comercialización de importancia como Conaplor en Cuatla, Morelos y Floracopio cerca de Toluca, en los cuales se comercializan tanto productos de campo abierto como de la agricultura protegida. De acuerdo con información de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa) e International Floriculture Trade Statistics, en 2009 en México existían 25 mil productores que se dedicaron al cultivo de plantas ornamentales,

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generando más de 360 mil empleos directos e indirectos. En el ámbito mundial sólo China y la India superan la superficie dedicada a la producción de plantas ornamentales mexicana, misma que se ubicaba en 16 mil hectáreas. Uno de los principales mercados de flores y follajes de corte los constituye en merado de Tenancingo, en el sur del Estado de México. Por su parte los principales mercados de plantas ornamentales en maceta se ubican en Cuemanco y Madre Selva, en Xochimilco, D. F. También tienen importancia mucha importancia el mercado de Tenango de las Flores, en Huauchinango, Puebla así como Cuautla y Cuernavaca, en Morelos.

3.7.2. La Asociación Mexicana de Horticultura Protegida.

La Asociación Mexicana de Horticultura Protegida A. C, (Amhpac), nació bajo el nombre de Asociación Mexicana de Productores de Hortalizas en Invernadero (Amphi) en octubre de 1999, a raíz de la iniciativa de un grupo de 16 productores de invernadero de diversos estados del país, los cuales decidieron agruparse para formar un organismo que los representara en la búsqueda de objetivos comunes, y que coadyuvara facilitando el desarrollo de esta industria incipiente. En aquel entonces existían poco más de 600 hectáreas de agricultura protegida en el país, y una de sus tareas iníciales fue de promover esta rama de la actividad agrícola en México, por lo que en verano del 2000 se celebra el primer congreso de la Amphi, buscando integrar a todos las partes involucradas en este gremio, tanto productores como proveedores de insumos y servicios, comercializadores, técnicos y asesores, dependencias gubernamentales, instituciones de crédito, universidades, etc. (http://www.amhpac.org/portal/: Fecha de ingreso: 02/11/10). Posteriormente, en Junio de 2007, cambia su nombre por el de Asociación Mexicana de Horticultura Protegida A.C (Amhpac), en el marco del séptimo congreso de Amphi, como respuesta a estos nuevos tiempos y circunstancias de la industria hortofrutícola, aprovechando la experiencia ganada como productores, a través de toda esta etapa, para tener más clara su misión, visión, objetivos y funciones (http://www.amhpac.org/portal/: Fecha de ingreso: 02/11/10). Su misión consiste en: “Unir y consolidar a la industria de la horticultura protegida mexicana en un gremio sólido que permita la representación y la defensa de sus intereses, así como proveer de servicios y herramientas útiles que permitan fomentar la productividad y competitividad de nuestra membrecía”. Mientras que su visión consiste en; “Ser el organismo nacional que represente la voz unificada y firme de la industria de la agricultura protegida; y ser el proveedor de servicios y soluciones para nuestros agremiados”.

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Visión que con su Plan Estratégico 2010-2013, se plante como “Ser la organización que represente a los empresarios de la agricultura protegida mexicana, con el propósito de defender sus intereses de forma organizada y proporcionar los servicios y gestiones que los ayuden a encontrar la competitividad, rentabilidad, sustentabilidad y productividad de sus empresas” (Amhpac, 2010). En dicho plan los objetivos que se plantean son: 1) Ser el organismo cúpula de la agricultura protegida mexicana, modelo de excelencia y competitividad a nivel nacional e internacional, construyendo una estructura operativa de la Asociación basada en la profesionalización y fomento a la eficiencia. 2) Crecer en cuanto al número y calidad de socios y asociados, que aporten beneficios al concepto de unión.3) Promover el desarrollo empresarial de la membrecía. 4) Fomentar la riqueza y distribuirla equitativamente, haciendo un uso adecuado de los recursos, mantenido el equilibrio, para así ser una industria sustentable. 5) Representar a la industria en negociaciones y gestiones ante autoridades federales, estatales e internacionales para defender sus intereses. 6) Promover la organización y unión empresarial para fomentar la productividad y competitividad, mediante la incorporación de modelos de “clusters”, cooperativas, integradoras, entre otras. 7) Buscar el desarrollo tecnológico que permita la implementación de tecnologías validadas y adecuadas para las condiciones de nuestras regiones productivas del país y así poder cumplir los requerimientos de mercado a los que atendemos. 8) Fomentar el desarrollo humano y profesionalización dentro de la industria, para el desarrollo de empleos de calidad. 9) Construir y fomentar la confianza de los socios comerciales, mediante el fortalecimiento del Blindaje Agroalimentario. 10) Fortalecer los canales de comunicación internos y externos de esta industria, mediante la implementación de estrategias. En el año 2008 esta organización contaba con 38 socios y para el 2010 su membrecía era de cerca de 200 socios, que en su conjunto agrupaban 5,333 hectáreas de agricultura protegida, la mayoría de exportación, y se plantea llegar tener unos 350 socios en los siguientes años.

3.7.3. El Consejo Nacional de la Fresa.

El sistema producto fresa mexicano agrupa a unos 2400 productores que cultivan unas 6 mil 214 hectáreas de fresa de en los estados de Baja California, Estado de México, Guanajuato, Jalisco y Michoacán, registradas en el 2008, de las cuales más de 1,300 hectáreas son de cultivos que se desarrollan en túneles altos o macro túnel, con cubiertas plásticas, acolchado del suelo y fertigación, mejorando el rendimiento, al obtener entre 70 y 90 toneladas por hectáreas, en vez de las 33.86 toneladas por hectárea promedio del año 2008. Este tipo de tecnología se presenta principalmente en el Estado de Michoacán

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comprende los municipio de Tangancícuaro, Jacona, Ixtlán (http://www.conafre.com./nosotros.php. Fecha de ingreso: 02/11/10).

y

Zamora

En el Plan Rector del Sistema Producto Fresa, validado el cinco de diciembre del 2008 contemplaba la tecnificación para la producción de fresa en 1000 hectáreas con macro túnel, por lo que es de esperarse que el cultivo de la fresa en ambientes protegidos aumente en los próximos años.

3.7.4. La Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos.

Por otro lado, recientemente se ha formado la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos (Amci), la cual es una organización civil que agrupa a los principales constructores de invernaderos de México. Unas de las primeras actividades que emprendido fue impulsar la elaboración de una propuesta de Norma mexicana para la construcción de invernaderos, misma que fue aprobada en el 2008. Se estima que en México existen más de 100 empresas constructora de invernaderos, a las que se suma más de 30 empresas extranjeras, que son las que más superficie de invernaderos han construido en nuestro país. Para el caso de las empresas mexicanas, la mayoría de ellas son pequeñas y de bajo nivel tecnológico, las cuales han proliferado con el desarrollo de los invernaderos. Estas empresas están dispersas en todo en territorio nacional y hasta mediados la primera década del presente siglo estaban sin ninguna organización gremial. Fue hasta el Simposium Internacional de Tecnologías Agrícolas con Plásticos, celebrado en la ciudad de Puebla, en febrero de 2004, surgió la idea de reunir a los constructores de invernaderos, mismos que un año después, en febrero de 2005, en las oficinas de FIRA del Estado de Morelos, se reunieron 24 fabricantes de invernaderos y deciden sentar las bases de una organización nacional de constructores de invernaderos y el cinco de abril de ese año nació formalmente la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos, A. C. (Amci). (http://www.amci.org.mx/inicio.htm. Fecha consulta: 29/10/10). La misión de la Amci se plantea como; “Ser un organismo que integre a los principales fabricantes y constructores de invernaderos, así como a sus proveedores y demás actores de la industria de la agricultura protegida en México para influir positivamente en elevar la competitividad de todo el sector y así lograr un mayor desarrollo económico y social del campo mexicano” y su visión consiste en; “Integrar en la Asociación a los fabricantes y constructores que participan con la mayoría del crecimiento en superficie cubierta en México y a sus principales proveedores, Posicionar a la Amci como la principal referencia

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del sector de la agricultura protegida en México, en cuanto a: información, transferencia de tecnología, desarrollo de esquemas financieros, influenciando las políticas públicas para aplicación de recursos en agricultura protegida y normalizar la construcción de invernaderos en México”. Entre sus objetivos se plantean los siguientes: 1) Obtener, generar y difundir información relevante de la propia asociación y en general de la industria de la agricultura protegida. 2) Hacer transferencia de tecnología en agricultura protegida, mediante la vinculación con las Universidades e Institutos de investigación del país. 3) Desarrollar un adecuado esquema para el financiamiento de invernaderos en México. 4) Lograr que la norma de construcción de invernaderos sea exigida en los principales estados que invierten en agricultura protegida. 5) Participar en el desarrollo del Plan Nacional de Agricultura Protegida, de manera activa e importante. 6) Promover que a los constructores de Amci se les de preferencia en los concursos de los principales estados que invierten en agricultura protegida. 7) Difundir y capacitar en la norma de construcción de invernaderos a los principales actores de la Industria. En el tiempo que lleva de existencia, la Amci ha logrado tener una gran participación activa en los principales eventos de agricultura protegida en México difundiendo, en conjunto con los constructores mexicanos, la cultura de los invernaderos y el gran desarrollo que están teniendo en nuestro país. Como parte de esta labor ha organizado: a) el 1er y 2º Simposio Internacional de Invernaderos, b) impulso la elaboración de una Norma para la construcción de Invernaderos, que sería en gran medida, la que regiría a la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos y posteriormente a toda la construcción de Invernaderos en México. Dicha norma fue elaborada por un grupo técnico, como a continuación se comenta.

3.8. La norma mexicana para el diseño y construcción de invernaderos.

Hasta antes del año 2008, en México no existía ningún lineamiento para la construcción de invernaderos. A partir de ese año se cuenta con la Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP2008, Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones, en la cual se tomó como referencia la Norma Europea EN3031-1. Una norma es una especificación técnica, establecida con el consenso o la aprobación general de todas las partes interesadas, basada en los resultados conjuntos de la ciencia, la tecnología y la experiencia para regular las especificaciones, atributos, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a

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terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado y las que se refieren a su cumplimiento o aplicación. (http://www.amci.org.mx/Descargar/Norma.pdf. Fecha de ingreso: 27/01/2011) La norma fue elaborada por el “Grupo Técnico-Invernaderos” del Comité Técnico de Normalización Nacional de la Industria del Plástico y emitida por el Centro de Normalización y Certificación de Productos, A.C., (Cncp), Dicho comité trabajo por espacio de más de dos años, finalmente el 8 de julio de 2008 se concluyó formalmente la Norma Mexicana para el Diseño y Construcción de Invernaderos. Cuya declaratoria de vigencia se publicó el 8 de Julio del 2008 en el Diario Oficial de la Federación, por conducto de la Dirección General de Normas, de la Secretaría de Economía, como Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008, Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones (Greenhouses - Desing and Construction - Specifications). Lo que implica que es una norma voluntaria, de libre adhesión a la misma. Anteriormente a la elaboración de dicha norma, en México no existía ningún reglamento o regulación que indicara funcionalmente la manera en que debería de crearse un diseño de invernaderos bajo normas técnicas, por lo que la elaboración de ella es un paso importante en esta materia para el desarrollo de la agricultura protegida en México. Objetivo y campo de aplicación. Esta norma específica el proceso a seguir para el diseño de invernaderos, así como los principios generales, requisitos de resistencia mecánica, estabilidad, estado de servicio y durabilidad para el proyecto y la construcción de estructuras de invernaderos comerciales con cubiertas de películas plásticas, incluyendo las cimentaciones, para la producción de plantas y cultivos. No establece los criterios de construcción para el acceso a los invernaderos; por ejemplo: rampas, pasillos de trabajo, pasarelas o escaleras de acceso a la cubierta. Esta norma solo aplica para estructuras de invernaderos construidas con perfiles de acero galvanizado y cubiertas de plásticos flexibles. No aplica para túneles, casas sombra e invernaderos con cubiertas de vidrio, plásticos semirrígidos o estructuras de materiales diferentes al acero galvanizado. La norma mexicana para diseño y construcción de invernaderos, tiene varios puntos a favor. 1) Permite contar con un documento técnico que reglamentará de manera adecuada los procedimientos para el diseño y construcción de invernaderos en México. 2) Establece información técnica básica, parámetros, definiciones, especificaciones y procedimientos tanto para fabricantes, como para personas e instituciones directamente involucradas. 3) Este documento es aplicable en cualquier región de México. 4) Establece las características de los elementos estructurales de alta resistencia que constituirán un sistema de soporte

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para invernaderos. 5) Con este documento, México se coloca a la vanguardia de la normatividad que se rige a nivel mundial. 6) Con este documento, se impulsa a la industria nacional, tanto proveedores de materia prima, como a los fabricantes formales de invernaderos.

3.8.1. Ventajas de la normalización.

Sobre el tema se han definido varias ventajas, entre las que destacan algunas como las siguientes: a) Para los fabricantes de Invernadero. 1) Racionaliza clasificaciones, variedades y tipos de productos. 2) Disminuye el volumen de existencias en almacén y los costos de producción. 3) Mejora la gestión del diseño y simplifica la gestión de compras. 4) Agiliza el tratamiento de los pedidos. 5) Facilita la comercialización de los productos y su exportación. b) Para los consumidores y productores agrícolas bajo invernadero.1) Establece niveles de calidad y seguridad mínimos de los productos y servicios que contratan al invertir en un invernadero, disminuyendo el riesgo. 2) Informa de las características técnicas del producto. 3) Facilita la comparación entre diferentes ofertas. c) Para la Administración Pública (Gobierno Federal, Gobiernos Estatales y Municipales, FIRA, Financiera Rural, entre otros.1) Simplifica la elaboración de textos legales. 2) Establece políticas de calidad, medio ambientales y de seguridad. 3) Ayuda al desarrollo económico. 4) Da mayor certidumbre a la inversión de los recursos públicos y del productor agrícola. 5) Acelera el desarrollo tecnológico en el campo al disminuir el riesgo de que un invernadero se colapse por un mal diseño o mala construcción y genere una mala imagen de la tecnología, de los constructores mexicanos y del propio gobierno. La norma ha sido uno de los elementos claves para que en el sector de la agricultura protegida se puedan otorgar seguros sobre infraestructura productiva, situación que en el pasado no existía.

3.8.2. Contenido de la norma NMX-E-255-CNCP-2008.

El contenido de la norma es el siguiente: 0) Introducción. 1) Objetivo y campo de aplicación. 2) Referencias. 3) Definiciones. 4) Simbología y abreviaturas. 5) Clasificación

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de los invernaderos. 6) Datos de entrada (revisión de requisitos y factibilidad). 7) Generación del diseño. 8) Cálculos. 9) Verificación del proyecto. 10) Durabilidad, mantenimiento y reparaciones. 11) Acciones en invernaderos. 12) Desplazamiento y deformaciones (ELS). 13) Bibliografía. 14). Concordancia con normas internacionales. 15) Anexos: (a) Capacidad estructural de las cubiertas (normativo). (b) Acción de viento (normativo). (c) Acción de nieve y granizo Wg (normativo). (d) Estado límite último de los arcos (normativo). (e) Efectos de temperatura (normativo). (f) Manual de propietario y placa de identificación (normativo). (g) Instrucciones para mantenimiento (informativo). (h) Detalles constructivos (informativo). (i) Métodos de cálculos para cubiertas de película en invernadero (informativo). (j) Regiones y coeficientes sísmicos (normativo). (k) Materiales (normativo). (l) Requisitos del proyecto ejecutivo (normativo) (CNCP, 2008).

3.8.3. Especificaciones relevantes a considerar en la construcción de invernaderos.

Las principales especificaciones y normatividad de los materiales para la estructura son los siguientes: a) Los materiales empleados en las estructuras, deben ser económicos, ligeros, resistentes y esbeltos; deben formar estructuras poco voluminosas, a fin de evitar sombras de las mismas sobre las plantas, de fácil construcción, mantenimiento y conservación, modificables y adaptables al crecimiento y expansión futura de estructuras, sobre todo cuando se planean ensamblar en batería. b) Los materiales para anclas para cimentación, columnas, arcos, flechas, largueros y refuerzos, pueden ser de perfiles tubulares cuadrados, rectangular o redondos, de acero galvanizado a base de una capa G-90 por ambas caras. Metalizado a base de Zinc en la costura de la soldadura y de diferentes secciones o dimensiones. c) Para los canalones y perfil sujetador se recomienda lámina de acero galvanizado a base de una capa G-90 por ambas caras, en varios calibres. d) Los cables deben ser de acero galvanizado capa G-90, en varias medidas. e) El alambre debe ser de acero bajo carbón galvanizado G-90, en varios calibres. f) El resorte o alambre sujetador debe ser de acero alto carbón galvanizado. g) La tornillería utilizada para las uniones debe ser galvanizada de alta resistencia G-5, en varias medidas. h) En la cimentación se debe utilizar concreto con resistencia f’c=150 Kg./cm2 para la fabricación de las bases donde se ahogarán las anclas y columnas para cimentarlas. En lo referente a las normas a cumplir en aspecto de materiales, para el acero a utilizar en la estructura de un invernadero, se deberá cumplir con las siguientes especificaciones de acuerdo al fabricante.

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1) Perfil cuadrado, rectangular o redondo de acero fabricado según norma NMX-B009, con acero grado 30 (Fy=2,320 Kg. /cm2), rolado en frío. 2) El recubrimiento de éstos perfiles debe ser de Zinc-Aluminio galvanizado en caliente, capa AZ-90 (0.90 Oz/Ft2 = 274 gr. /m2 = 0-0015 in., según norma NOMB-469, ASTM-792), el cual debe proporcionar resistencia del material a ambientes corrosivos. 3) Además se debe de cumplir con que las estructuras deben de tener de 5 a 6 kg/m2 de acero. Las columnas deben de ser mínimo de 2” y los arcos de 1 ¾”. En la construcción se recomienda utilizar el mínimo de soldadura y recurrir al uso tornillería, bridas o abrazaderas y otros elementos de unión flexibles, para lograr estructuras poco rígidas al embate de los vientos y mayor resistencia a la carga del cultivo. Para velocidades de los vientos se debe consultar el Manual de Diseño de Obras Civiles de la C.F.E. (sección C-14), la cual define las condiciones de viento y sismo a considerar de acuerdo a la ubicación de la estructura dentro de la República Mexicana. Para la cubierta se siguieren cubiertas de polietileno calibre 720, tratado contra rayos ultravioleta UV II, con diferentes porcentajes de sombra y transmisión de energía radiante de acuerdo a las necesidades fisiológicas de los cultivos. En lo referente a la ventilación, es recomendable que el área de ventilas sea aproximadamente del 15% al 30% del área del piso ocupado por la nave de invernadero. El nivel de enfriamiento será mejorado cuando las cortinas de las paredes laterales son incluidas en el área total de ventilación Cuando las estructuras de los invernaderos se utilicen para soportar los cultivos, en el diseño se debe considerarse el peso de las plantas y los productos, así como el crecimiento medio de estos. Los valores propios de las plantas, productos y crecimiento medio deben estimarse de acuerdo con la variedad y tipo de producto a cultivar, pero no deben ser menores que los valores indicados en la siguiente tabla. Tabla 3.11. Capacidad de carga de los invernaderos de acuerdo a la norma Tipo de cosecha Cosecha de carga ligera Cosecha de carga media Cosecha de carga pesada Fuente: CNCP, 2008.

Kg/m2 10 Kg/m2 20 Kg/m2 35 Kg/m2

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Además de los aspectos descritos anteriormente, como se puede observar en el índice de la norma, son muchos otros los que contiene la misma y el cumplimiento de todos los anexos normativos, son los que darán la garantía de que el invernadero tiene las especificaciones técnicas mínimas de un buen diseño, resistencia mecánica, estabilidad, servicio de mantenimiento y durabilidad, incluyendo las cimentaciones. A partir del año 2010, se inició el proceso para la acreditación de empresas que cumplen con los lineamientos de la norma NMX-E-255-CNCP-2008, en cuanto al diseño y construcción de invernaderos. Entre el 2011 y 2012, se llevó a cabo la revisión y adecuación de la norma de referencia, dado que al empezar a utilizarse se han detectado aspectos que están poco claros. Para el año 2013 se espera que se publique nuevamente esta norma actualizada.

3.9. Problemática que enfrenta la agricultura protegida en México.

Son varios los problemas que enfrenta el desarrollo de la agricultura protegida, especialmente por ser una actividad relativamente nueva. Esta problemática se ubica en todo el sector y forma parte de los problemas que enfrenta la agricultura nacional, que es muy compleja dada la heterogeneidad del territorio nacional en todos los aspectos y de una sociedad pluricultural como es la nuestra. De acuerdo con los datos de Censo Agrícola, Ganadero y Forestal 2007, del total de las unidades de producción, sólo 56 por ciento reportaban ventas permanentes, el resto estaba fuera de operación, tenía ventas irregulares o generaban productos para autoconsumo, como es el caso de los invernaderos con superficies cubiertas de mil metros cuadrados o menos, así mismo existen algunos invernaderos y mallas sombra de una y hasta dos hectáreas improductivas. La razón principal que argumentan los propietarios es que durante la curva de aprendizaje para la producción y comercialización, se quedaron sin capital de trabajo, cuando tuvieron pagar el alto costo de los fertilizantes y la mano de obra contratada; y cuando tuvieron que vender, lo hicieron con acopiadores o en centrales de abasto a precios de productos convencionales de campo abierto, por lo su utilidad se redujo o fue negativa. Adicionalmente, se sabe que la agricultura protegida, también conocida como agricultura intensiva, conlleva un alto riesgo de contaminar aguas y suelos por la acumulación de agroquímicos que se desechan y lixivian en niveles tóxicos (Lamas, 2010).

3.9.1. Problemática de la agricultura en el sector social.

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El interés del sector social por el uso de invernaderos es algo relativamente reciente, dado que es en la última década cuando las tecnologías de la agricultura protegida se popularizan y cuando los apoyos del gobierno a este sector se incrementan. Dentro de esta problemática, según los datos oficiales, en el periodo que va del año 2001 al 2006 la SAGARPA y el FIRCO apoyaron 3197 proyectos de invernaderos, en todo el país, con una inversión promedio de 293.4 miles de pesos por proyecto. Así mismo, entre 2002 y 2005, mediante el programa PAPIR se apoyaron otros 1300 proyectos con una inversión promedio de 141.3 miles de pesos para invernadero (Sagarpa. 2007b). Para conocer los resultados de dichos apoyo, durante el año 2006 se realizó una evaluación, considerando una muestra de 1252 proyectos apoyados y se concluyó que el 60 % de ellos habían fracasado, otros 20 % se mantenía con dificultad y solo el 20 % había tenido el éxito que se esperaba (Sagarpa, 2007b). Las causas o explicaciones de este fracaso son diversas, entre ellas se pueden destacar las siguientes: 1) Falta de experiencia y preparación de los productores. Muchos de los proyectos apoyados fueron a productores sin ninguna experiencia en agricultura protegida, incluso agricultores de básicos en temporal. Las experiencias de campo abierto no son aplicables al cultivo en ambiente protegido, aplicarlas resulta contraproducente, por lo que los beneficiaros entraron en un proceso de aprendizaje en base a ensayo y error con más errores que ensayos. La agricultura protegida exige el uso de tecnología elevada, tanto en su velocidad cono en su contenido, es decir su ritmo está más cerca de parecer una actividad industrial que la de una cuyo comportamiento está más cerca de los ritmos de la naturaleza, como la actividad agrícola tradicional, situación para la que los productores no se le preparo (Olivares, 2008). 2) Falta de capacitación, asesoría técnica y oferta de servicios. Los apoyos no estuvieron acompañados de programas o acciones de capacitación en las tecnologías y técnicas de la agricultura protegida, mediante las cuales se dotara a los productores del conocimiento necesario para manejar los cultivos y los invernaderos, como tampoco se diseñaron programas suficientes de asistencia técnica, capacitación y apoyo con servicios e insumos. 3) Tamaño inadecuado de las unidades de producción. La mayoría de estos apoyos fueron para proyectos de menos de mil metros cuadrados por productor, superficie insuficiente para que un productor se dedicara de tiempo completo a la agricultura protegida. De acuerdo con un estudio realizado en el Estado de Hidalgo, se requiere que al menos sea

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de 1000 m2 de invernadero o una superficie mayor por productor, para el cultivo de hortaliza de fruto, de tal forma que se pueda vivir de ello. (Olivares, 2008). 4) Instalaciones poco apropiadas. Las instalaciones no siempre son las apropiadas para las condiciones climáticas donde se instalan. Hasta la fecha faltan conocimientos y validación en cuanto los tipos o modelos de invernaderos y estructuras más apropiado a cada región climática de México y para un cultivo o grupo de cultivos determinado. 5) Falta de técnicos capacitados en agricultura protegida. Se dice que no existen en número suficiente de técnicos capacitados para asesorar el manejo de las estructuras y el desarrollo de la agricultura protegida, que se han tenido que formar sobre la marcha con curvas de aprendizajes muy prolongadas. 6) Falta de información, divulgación y transferencia de conocimientos y tecnología. La falta de información y conocimientos sobre las sobre las técnicas de cultivo bajo cubierta es relativamente escasa al igual que su divulgación. Cada caso es particular y la mayoría tiene que desarrollar su propia experiencia, en ocasiones con altos costos. 7) Falta de validación de paquetes tecnológicos por regiones. No existen suficientes centros de desarrollo y trasferencia tecnológica sobre la agricultura protegida, donde se capitalice la experiencia generada en una región, aspecto que ayudaría en mucho al sector. 8) Poca organización de productores. Ha faltado organización por parte de los productores para la compra de insumos y equipo, así como para la comercialización y la planeación de la producción. Todo mundo compite con todo mundo y todos los productores quiere hacerla de todo, no hay especialización en actividades concretar que permita desarrollar más eficientemente la producción. 9) Falta apoyo y experiencia en la comercialización. Los productores tampoco han tenido apoyo en la comercialización. Muchos venden a pie de invernadero y con poco valor agregado. La tendencia ha sido hacia la siembra de jitomate principalmente, producto que cada día está más competido. 10) El dinero que da el gobierno es regalado. Existe la idea de que los apoyos del gobierno, es dinero regalado, que a nadie les cuesta y por lo tanto no se le valora. Por ello se requiere, para este sector, de la implementación e impartición de cursos de capacitación, del establecimiento de centros de capacitación, de centros reproductores de material reproductivo, así mismo se requiere desarrollar paquetes tecnológicos sobre otros cultivos, perosobre todo faltan acciones de organización de productores en asociaciones que

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les permita competir con volumen. Además se requiere de otros aspectos como el conocimiento de materiales regionales potenciales para emplearse como sustratos, conocimiento de especies a cultivar y nutrición de cultivos, entre otros muchas carencias. Varios de estos aspectos, se pusieron de manifiesto en un estudio sobre el caso de los pequeños productores de jitomate del Estado de Hidalgo, donde se tomó una muestra de 64 casos de agricultura protegida apoyados por diferentes programas de gobierno, cuyos resultados se abordan a continuación (Olivares, 2008). En ese estudio se encontró que más de la mitad, el 55 %, de los beneficiario de apoyos para agricultura protegida no eran agricultores antes de adoptar la tecnología de agricultura protegida. El 25 % de los entrevistados inicio actividades en el año 2000 y tenía cuando mucho cuatro o cinco ciclos agrícolas de experiencia, el 38 % tenía una experiencia acumulada de dos a tres ciclos de producción y el 12.5 % de un ciclo. De ellos el 53.3 % recibió asistencia técnica, el 75 % la recibió de un técnico independiente y un 69 % la califico de calidad, contra un 31 % que la califico como mala. En la operación del invernadero un 33.3 % respondió que su mayor problema era la asistencia técnica, el 25 % declaro que la cubierta, el 18.8 % que el sistema de riego y un 10.4 % que la estructura. En cuanto al tipo de propiedad de la unidad de producción el 50 % de las unidades de producción son de propiedad individual y el otro 50 % de propiedad colectiva. El 80 % de los productores entrevistados recibió algún nivel de financiamiento, el 67 % declaro que el origen del mismo es de una institución pública, un 15.6 % recibió financiamiento del comercializador. El 58 % recibió financiamiento del Programa Alianza para el Campo, otros 12.5 % del Gobierno del Estado y el 6.3 % de FIRA. En lo que respecta al tamaño de las unidades de producción el 51:6 % tenía unidades de producción entre 500 y 1,499 m2 de superficie, un 25 % poseía entre 1500 y 2499 m2 y un 12.5 % de 4,000 m2 o más. En cuanto al tamaño mínimo necesario, el 88.4 % afirmo que el tamaño de la unidad de producción capaz de sustentar a una familia de cuatro miembros debería ser mayor de 1000 metros cuadrados y el 55 % cree que debe estar entre los 1000 y 2000 metros cuadrados. Al respecto, el estudio arrojo que en Hidalgo la superficie promedio de las unidades de producción era de unos 550 metros cuadrados. De lo anterior se desprende que los apoyos para las nuevas tecnologías de agricultura protegida, para productores pequeños deben ir acompañados de acciones y medidas como las siguientes: a) Investigación aplicada para adaptarlas y validarlas en diferentes localidades. b) Capacitación y organización de productores para una agricultura más empresarial. c) Formación de técnicos calificados en las nuevas tecnologías y en la comercialización de productos. d) Subsidio con créditos a muy bajas tasas de interés y compartiendo riesgos. e) Apoyo a los productores con un sistema de información oportuna

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de compradores, mercados, oferta y demanda de productos, precios, etc. f) Apoyo a la comercialización de los productos a través de una canalización a los mercados adecuados, sin intermediarios, “coyotes” o especuladores y con el establecimiento de precios mínimos de compra. Un aspecto central debiera ser desarrollar estudios sobre la diversificación de cultivos y mercados, aspecto para el que los productores del sector social carecen de recursos. Otro aspecto debiera ser sobre la implementación de las tecnologías intermedias de la agricultura protegida como el fertiriego, los acolchados, los túneles y las casas sombra, que son más baratas que los invernaderos.

3.9.2. Problemática de la agricultura protegida en el sector empresarial.

En el sector empresarial de la agricultura protegida, la problemática también es fuerte, como se ha expresado en diferentes foros como congresos y simposios, donde se ha discutido la problemática, así como en algunos documentos de trabajo de los cuales se ha destacan los siguientes aspectos; a) falta de personal técnico capacitado para el manejo y operación de los invernaderos. b) Falta de información sobre los tipos de invernaderos más apropiados para una región específica y cultivo determinado. c) Falta diagnósticos de las cadenas productivas para definir la problemática que enfrentan, necesidades, acciones y estrategias, d) falta de estudios financieros y de investigación sobre la comercialización de hortalizas en invernaderos orientadas al mercado nacional e internacional. e) Falta planeación de mercados y producción. f) Falta de acercamiento de los servicios de asistencia técnica con el objeto de mejorar las producción, el manejo post cosecha y la formación de empresas. g) Falta orientar a los productores en el tipo de cultivo a sembrar. h) Hace falta dar a conocer las normas de calidad, requisitos para la certificación y denominación de calidad de origen de productos hortícolas. i) Falta incentivar y aumentar la participación de en la formulación de legislación relativa a la industria hortícola. J) Faltan organizaciones que representar y orientar los intereses de los agremiados ante los organismos públicos y privados de carácter estatal, nacional e internacional. k) Se requiere propiciar el establecimiento de centros de transferencia de tecnología. l) Hay necesidad de orientar la obtención de créditos ante instituciones públicas y privadas con el objeto de mejorar la producción mediante adquisición de materias primas, equipos e insumos requeridos. m) Es necesario participar y organizar ferias y exposiciones regionales, estatales, nacionales e internacionales, propiciando el desarrollo de cursos y talleres con temas afines. n) Falta promover la realización de campañas de difusión a nivel nacional e internacional que incremente el consumo de hortalizas, promocionando la marca de origen (Minuta de reunión de trabajo del Comité Consultivo de Horticultura en Invernadero del Estado de México, 2003).

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Por su parte la Amphi, en al año 2003, señalaba que los problemas más relevantes de la producción bajo invernadero eran: a) en la producción; (i) problemas de plagas y enfermedades, (ii) problemas climáticos en lo que se refiere a extremos entre frío y calor, así como exceso de humedad relativa, (iii) problemas con algunas variedades, (iv) equipos inadecuados, (v) falta de planeación de proyectos, (vi) falta de información en diferentes latitudes de México, b) problemas con los proveedores; (i) pocos o únicos proveedores, (ii) calidad de insumos, semillas contaminadas, fertilizantes adecuados, resistencia de empaques, etc. c) en personal capacitado; (i) faltan técnicos capacitados y poco se está haciendo en las escuelas y universidades, (ii) limitado apoyo gubernamental, (iii) “Growers” con experiencia en latitudes similares, d) en la planeación; (i) faltan estudios de para la ubicación de determinadas tecnologías, (ii) proyectos demasiado grandes o muy pequeños, (iii) malos diseños, (iv) falta de visión al futuro o compromisos de largo plazo, e) altos costos financieros, de los insumos, gas y electricidad, f) factores que afectan la competitividad; (i) infraestructura inadecuada en carreteras y otras vías de comunicación, redes de gas natural, electricidad y agua, (ii) falta disponibilidad de mano de obra en muchas regiones, y (iii) falta de financiamiento, g) en manejo postcosecha y comercialización (i) falta de cadenas de frío, (ii) falta calidad de los materiales de empaque, (iii) falta logística de transporte terrestre y aéreo, (iv) falta de mercados terminales (v) mayor cuidado en los aspectos sanitarios, (vi) competencia con otros países exportadores de hortalizas, (vii) falta de acuerdos con cadenas comerciales nacionales e internacionales, y h) falta de organización (Steta, 2003). Más recientemente señalan que entre las grandes debilidades del sector está la falta de ordenamiento en la oferta, los estándares de inocuidad y seguridad alimentaria y desorden comercial (Amhpac, 2010). Para subsanar parte de las limitantes que la agroindustria de los invernaderos enfrenta, los empresarios de la agricultura protegida se organizaron primero en la Asociación Mexicana de Productores de Hortalizas de Invernadero (Amphi), organismo que agrupo a los productores de hortalizas de invernadero para exportación, misma que posteriormente se trasformó en la Amhpac (Asociación Mexicana de Horticultura Protegida A. C.). La Amhpac, en su Plan estratégico 2010 - 2013 se plantea como metas: a) Promover diversos eventos de capacitación sobre aspectos técnicos y de administración en diferentes regiones de México, b) Implementar esquemas de certificación de competencias laborales, c) Implementar las Unidades de Promoción de Crédito. d) Poner en operación los servicios de la “Integradora Amhpac” con la finalidad de ofrecer servicios múltiples (Amhpac, 2010).

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Así, dado el potencial que tiene la horticultura protegida para la consolidación e integración productiva nacional, se busca establecer las gestiones que permitan la operación de Centros de Desarrollo Tecnológico y Humano de Servicios Integrales para atención de la problemática que afecta a la Horticultura Protegida. Para ello buscarán apoyar al fortalecimiento de empresas y/o instituciones dedicadas a la capacitación y desarrollo tecnológico con orientación a la agricultura protegida en México, para organizar, desarrollar, capacitar y actualizar personal directivo, técnico y administrativo en temas esenciales del sector. Este método de capacitación y desarrollo tecnológico, pretende desarrollarse buscando el aprovechamiento de infraestructura existente, así como la experiencia en la operación de dichos centros, que esté operando bajo un esquema de producción, cosecha, distribución y comercialización en condiciones reales, para distanciarse de la práctica de construir y desarrollar infraestructura que en un futuro pueda ser obsoleta y convertirse en “elefantes blancos”. Señalan que el aspecto técnico ha sido en gran medida el mejor promotor de la productividad que tanto se busca en su gremio, a través de las actividades que hoy se desarrollan bajo este eje, han alcanzado grandes avances en el fortalecimiento de la industria de la agricultura protegida. Por ello para el periodo 2010‐ 2012 su departamento técnico instalará de manera formal su programa de capacitación, mismo que ha de integrarse con apoyo de los patrocinadores, instituciones de educación y desarrollo técnico, así como de las dependencias gubernamentales sobre que estén relacionadas con; a) validación de tecnologías para aplicarse en las distintas regiones productoras del país, b) la profesionalización de técnicos y profesionistas que trabajan en las empresas relacionadas con la agricultura protegida. Así mismo plantean que realizarán gestión con dependencias federales y estatales, instituciones de investigación y educación técnica superior para la integración y/o operación de Centros de Desarrollo Tecnológico en las regiones Norte, Centro y Sur del país. Las principales líneas de acción que se plantean al respecto son las siguientes. • Desarrollar y equipar empresas y/o instituciones dedicadas al desarrollo humano y tecnológico, para poder impartir capacitación y certificar competencias laborales en actividades específicas de instalación, producción, cosecha, post cosecha, operación, administración y comercialización, dentro de la horticultura protegida, a través de centros de servicios integrales. • Desarrollar convenios con empresas agrícolas operantes dedicadas a la producción y comercialización, donde se puedan extender modelos para desarrollo humano y tecnológico sobre escenarios reales de producción, por medio de centros anfitrión que puedan fortalecer

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los trabajos y proyectos de los centros de desarrollo tecnológico en otras regiones, como extensiones de los mismos, y así desarrollar capacidades humanas dentro de un ámbito y medio practico, bajo condiciones de un negocio real. • Promover el desarrollo tecnológico y validación de tecnologías y técnicas para las zonas del Occidente, Centro, Noroeste, y Sureste, en condiciones reales de producción, cosecha, postcosecha y comercialización. • Promover la vinculación de los actores de la industria de la horticultura protegida en todos los eslabones de la cadena productiva. Los productos que esperan son: * Capacitación integral: Programas de capacitación modular que conste de por lo menos ocho horas cada uno, sobre temas orientados a promover la operación eficiente de las empresas, dirigidos a las empresas dedicadas a la producción de hortalizas bajo tecnologías de protección, a sus dueños, personal técnico, administrativo y mano de obra calificada, con temas tales como: i) Planeación estratégica, ii) Negociación efectiva. iii) Comunicación y acción, iv) Recursos humanos y su desarrollo, v) Administración y operación, vi) Compras especializadas, vi) Contabilidad, vii) Innovación de productos y empresas, viii) Plan de operaciones productivas, ix) Regulaciones y requisitos oficiales, x) Actualización fiscal, xi) Capacitación integral para la validación de técnicos de campo en Módulos de capacitación con diversas aéreas de competencia para actualizar, evaluar y en su caso certificar al técnico decampo. xii) Capacitación integral para actualizar, evaluar y en su caso certificar al jefe de empaque. xiii) Módulos de capacitación con diversas aéreas de competencia que debe cumplir el personal responsable de la post cosecha y cadena de frio. xiv) Capacitación integral para actualizar, evaluar y en su caso certificar al personal responsable de inocuidad, seguridad y calidad en Módulos de capacitación con diversas áreas de competencia para actualizar temas de inocuidad, seguridad y calidad. xv) Capacitación integral de administración de empresas agrícolas con Módulos para el diseño de planeación estratégica y administración básica de las empresas hortícolas. *Capacitación en Sistema Integral de Gestión de Inocuidad y Calidad SQF. Este lineamiento estratégico pretende la formación de recursos humanos especializados dentro de las empresas, evitando la dependencia de consultores externos y mejorando la calidad y conocimiento de los responsables de la implementación y mantenimiento de los programas de inocuidad y calidad de alimentos en las unidades de producción y empaque/procesado, basado en las siguientes directrices.(1) Proporcionar capacitación y consultoría a los socios de AMHPAC que participan del Programa de Blindaje Agroalimentario de la AMHPAC, para la implementación de un Sistema Integral de Gestión de Inocuidad y Calidad que les permita orientar sus procesos productivos a normas y estándares nacionales e

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internacionales. (2) Brindar servicios de capacitación y asistencia técnica a los productores afiliados a la AMHPAC y que se han adherido al programa de blindaje de la asociación, elevando su competitividad, mejorando la imagen de sus productos en el mercado y protegiendo sus inversiones mediante estrategias de reconocimiento global, con la participación de todos los actores de la red de valor en el sector de la horticultura protegida. Con lo anterior se busca: i) Mejorar los niveles de confianza de los clientes actuales y potenciales. ii) Promover el ingreso de los productos certificados a nuevos mercados. iii) Mejorar las condiciones de operación en las instalaciones que manejan alimentos. iv) Preparar a la empresa para que un organismo de certificación nacional o internacional lo certifique. v) Impulsar la competitividad de las empresas participantes en el proyecto, ante los riesgos comerciales y las barreras no arancelarias presentes en el mercado nacional e internacional. *Capacitación y certificación en competencias laborales. En este rubro se busca promover y diseñar Normas de Competencia Laboral, en aspectos de: 1) Abastecimiento, 1.1 Abastecimiento de insumos 2) Desarrollo tecnológico; 2.1 Diseño y manejo ambiental de invernaderos, 2.2 Producción de plántula, 2.3 Nutrición y fertiriego, 2.4 Control de plagas y enfermedades, 2. 5 Producción, orgánica, 2.6 Labores de cultivo, 2.7 Cosecha, 2.8 Manejo postcosecha 3) Administración de Recursos Humanos 4) Infraestructura empresarial; 4.1 Planeación estratégica, 4.2 Contabilidad y finanzas, 4.3 Técnicas de comercialización. 4.4 Legislación y normatividad relacionada con la horticultura protegida, y 4.5 Seguridad e inocuidad. Como se puede observar, la Amhpac ha diseñado toda un estrategia global para enfrentar la problemática que afecta a sus agremiados, con ello se puede decir que están a la vanguardia en la búsqueda de las soluciones a la problemática que los aqueja.

3.10. Capacitación para la agricultura protegida.

Las diversas instituciones de enseñanza e investigación y dependencias oficiales relacionadas con la agricultura, han planteado una serie de iniciativas para la solución de la problemática arriba referida. Así la Universidad Autónoma Chapingo (UACH), después de impartir una serie de corsos cortos implemento el “Diplomado Internacional en Horticultura Protegida” y los “Cursos de Especialización en Horticultura Protegida”. A partir de 2008 se

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imparte la Licenciatura en Horticultura Protegida. Esta institución además cuenta con la Maestría y Doctorado en Horticultura, en ambos niveles una de su orientación es en horticultura protegida. Además, la Universidad del Pacifico creo la Ingeniería en Agricultura Protegida y Bionegocios. Así mismo se creó la Especialidad en Ingeniería de Invernaderos de la Universidad de Querétaro. Más recientemente algunos tecnológicos y universidades tecnológicas han establecido carreras que tienen que ver con la agricultura protegida, con un enfoque regional para la solución de los problemas que enfrenta este sector, como es el caso de la carrera de Técnico Superior Universitario en Agricultura Sustentable y Protegida que se imparte en varios lugares como Puebla y Chiapas. Por otro lado, varias otras instancias han impartido cursos y diplomados sobre aspectos relacionados con la agricultura protegida. Entre ellos están: El Diplomado en Horticultura Protegida de la Universidad de Almería, España, impartido por INTAGRI. Los Cursos de capacitación sobre invernaderos e hidroponía de FIRA Banco de México., El Simposio Internacional de Producción de Cultivos en Invernaderos de la Facultad de Agronomía de Universidad de Nuevo León, El Congreso de Hidroponía de la Universidad de Chihuahua, los Simposios Internacionales de Invernaderos, los cursos sobre hidroponía e invernaderos de la Narro. Actualmente, bajo diferentes nombres se han establecido Centros de Capacitación en Agricultura Protegida en los estados de Jalisco, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa y Nuevo León y Puebla, en estos dos últimos en sus respectivas universidades estatales, entre otros. En el año 2012, las instituciones autorizadas por la Sagarpa para impartir capacitación con requisito para acceder al Programa de Apoyos a la Inversión en Equipamiento y Infraestructura para agricultura protegida fueron; La Universidad Autónoma Capingo, FIRA, El Colegio de Postgraduados, El Centro de Investigaciones y Capacitación Koppert, Intagri, Cycasa, Centro Regional de Servicios Integrales para la Agricultura Protegida y el Centro Estratégico de Agro negocios de la Universidad Tecnológica de Cancún (Sagarpa, 2012b). Sin embargo, dado el rápido crecimiento de la agricultura protegida, por el momento, estas iniciativas y esfuerzos parecen ser insuficientes para atender la problemática, por lo que se requiere redoblar los esfuerzos para encontrar soluciones a dicha problemática.

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3.11. Perspectivas de la agricultura protegida y los invernaderos en México.

El futuro de la agricultura protegida y los invernaderos, en México y en el Mundo, depende de que los sistemas de cultivo implementados en ellos sean altamente productivos para ser competitivos, en términos de costos y rendimientos, con la agricultura desarrollada a campo abierto, de allí que actualmente se recomienden para cultivos altamente rentables como las hortalizas, sobre todo cultivos de exportación, así como aquellos en las que se pueda modificar la época de cosecha para aprovechar algunas ventanas de los mercados nacionales, cuando no exista esos productos en los comercios y su precio es más alto. Sin embargo se requiere desarrollar paquetes tecnológicos y apoyos para implementarlos en cultivos de menor rentabilidad como los granos básicos. En esto la solución puede estar en las tecnologías intermedias como los túneles; bajo y altos, y las casas sombra o enmallados. Tecnologías que deben probarse e implementares con apoyo gubernamentales de diversa índole. Situación que cada día se hace más necesaria debido a los problemas ambientales que enfrentamos como el cambio climático y la falta de agua. De hecho, ante lo aleatorio de las condiciones y factores climáticos, en regiones agrícolas existe la tendencia a utilizar casas sombras o enmallados para proteger cultivos de plagas y enfermedades, esto se está dando un desplazamiento de la agricultura a cielo abierto por la agricultura protegida. Por regla general, el desarrollo de los procesos de producción presenta una tendencia a ser cada día más tecnificados. Así, evolutivamente la agricultura que nació con el apoyo de instrumentos manuales paso a ser un proceso realizado mediante tracción animal, posteriormente evoluciono a procesos mecánicos, para finalmente llegar a los niveles de automatización que se están implementando en la actualidad y de los cuales los invernaderos son uno de los mejores ejemplos. Lo anterior sin que necesariamente hayan desaparecido los niveles anteriores, los cuales todavía subsisten debido al desarrollo desigual y combinado de los países y las regiones que los conforman. En cuanto a tecnología, en los invernaderos mexicanos, como ya se indicó, actualmente presentan prácticamente todos los niveles tecnológicos. En el futuro es de esperar que cada vez sean más los invernaderos con altos niveles de tecnificación, cuando menos en partes de sus procesos más importantes como son el riego, la apertura y cierre de ventilas y la calefacción. Así mismo cada día será más común ver altos niveles de equipamiento en los invernaderos. Considerando que en el devenir de la industria de invernaderos seguirán teniendo gran influencia las empresas internacionales de los países desarrollados y que estos son tiempos de globalización mundial, con mayor comunicación y flujo de información, es de esperarse que el sector de punta, que son las hortalizas para exportación, siga desarrollándose de

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acuerdo a los estándares de automatización que imperan en los países de origen de la tecnología y cada día sea mayor el control del ambiente. En este contexto uno de los principales elementos de la revolución tecnológica de nuestros días son las computadoras y su aplicación a todos los ámbitos de la vida humana, sin faltar la agricultura, siendo la producción bajo invernadero una de las áreas agrícolas donde mayor contribución han aportado en la automatización agrícola. Actualmente existen dispositivos para censar o medir una amplia variedad de elementos y las computadoras pueden operar cientos de dispositivos dentro de un invernadero, utilizando docenas de parámetros para mantener el ambiente más adecuado para el desarrollo de las plantas. De esta forma, se espera que la automatización de invernaderos sea un proceso que cada día alcance mayores niveles, de tal forma que cada vez haya mayor cantidad de invernaderos que mediante mecanismos de automatización y programas informáticos permiten controlar automáticamente todos los parámetros ambientales que van influyen directamente sobre el cultivo, como son temperatura, humedad relativa, radiación solar, aporte de CO2 y dosificación del riego con solución nutritiva a la demanda. Así la agricultura en ambientes controlados, entre ellos la producción de hortalizas en invernaderos, representará una de las formas más exactas e intensivas de la agricultura moderna y el paradigma de una empresa moderna, que tendrá más semejanzas con la producción industrial de una fábrica o laboratorio, donde se controlan muchos de los factores de la producción, que con la empresa rural a campo abierto con una alta dependencia de los factores naturales, cuyo mejor ejemplo es la agricultura de temporal. Para ello los invernaderos deberán ser herméticos, con la finalidad hacer posible una mayor eficacia en el control de todos los parámetros, para un mejor aprovechamiento y ahorro de energía, así como el restringir la entrada de insectos transmisores de enfermedades que merman la producción, además de la incorporación de métodos y equipos de control climáticos para mejorar la ventilación, temperatura, humedad relativa y aporte de CO2. Por otro lado se debe tener presente que la agricultura con control automatizado del ambiente o agricultura de precisión hace un uso intensivo de tecnología y capital que sólo se justifica si es altamente productiva y dentro de economías de escala donde sea rentable dicha tecnología. Así la automatización en la fase actual está reservada, en primero lugar, para unidades grandes y medianas, mientras que las unidades pequeñas dispondrán de menos posibilidades de acceder a niveles tecnológicos altos. Con el paso del tiempo y la investigación y desarrollo tecnológico, es de esperar que la situación mejore. Los principales elementos a controlar bajo un invernadero son la temperatura, la luminosidad y la humedad relativa. Sobre la primera se actúa mediante la ventilación que

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proporcionan las ventanas cenitales que pueden estar orientadas según la dominancia de los vientos, el empleo de sistemas de nebulización o fog-system y muros húmedos que ayudan en épocas de mucho calor. También la incorporación de ventiladores facilita la rápida homogeneización del clima interior. Los sistemas de nebulización y los muros húmedos también se emplean para aumentar y controlar la humedad relativa en el interior de los invernaderos, mientras un exceso de ella se eliminará ventilando y aumentando temperatura, en condiciones donde ello sea posible. Sobre la iluminación se tiene efecto desde el diseño y construcción de invernadero hasta los distintos materiales para cubierta y sombreo, como plásticos opacos o blancos lechosos, mallas y pantallas térmicas. Cada vez serán más comunes nuevos materiales para el cubrimiento de los invernaderos, entre ellos plásticos coextruidos con diferentes propiedades, como plásticos térmicos, antigoteo, fotoselectivos y biodegradables, paredes rígidas de policarbonato ondulado o de doble capa y los sistemas de sombreo y pantallas térmicas aluminizadas que actúan de aislante térmico, sistemas que pueden ser retractiles o desplegables. Mención aparte merecen los nuevos diseños de invernaderos con techos y ventilas retráctiles, mismos que empiezan a comercializarse por algunas empresas. Diseños recomendados para zonas con altas temperaturas donde se requiere de una ventilación más eficiente, como es el caso de los trópicos y las zonas áridas en los meses de primavera y verano. La incorporación de CO2 o fertilización carbónica, los sistemas de captación y recirculación de agua y la instalación de sistemas fitosanitarios, como puertas válvula o cabinas sanitarias, son elementos que en el futuro tendrán muchos invernaderos, como una forma de contribuir a cuidar el medio ambiente y minimizar los efectos del cambio climático. Como en México existen todo tipo de invernaderos y todos lo niveles tecnológicos, las empresas han ido perfeccionando sus estructuras, de acuerdo a las experiencias, entre ellas el manejo de las condiciones ambientales, así se empiezan a construir estructuras en función de las condiciones climáticas. En parte las empresas constructoras de invernaderos están haciendo las adecuaciones necesarias para que sus invernaderos tengan las características más apropiadas de acuerdo a las distintas regiones. Con ello se pretenden aprovechar condiciones climáticas, tratando de que las estructuras sean las apropiadas a cada clima.

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De acuerdo con la información recabada, los cultivos que se establecieron en los primeros invernaderos comerciales fueron flores de corte, mismos que predominaron por algún tiempo, posteriormente inicio el cultivo de plantas ornamentales en maceta, el cultivo de plántulas de hortalizas y finalmente se extendió el cultivo de hortalizas. Actualmente bajo invernadero se cultiva una amplia gama de productos, como ya se indicó paginas atrás, donde quedo establecido que la mayor superficie se destina a las hortalizas. En el futuro es de esperarse que los sistemas de producción arriba indicados continúe y que la superficie de los cultivos de tomate rojo, pimiento y pepino sigan incrementándose tanto en función de la demanda internacional como del crecimiento del mercado interno y a que a esos cultivos se vayan agregando otros con nuevas expectativas de mercados, entre los cuales ya se perfilan: 1) producción de plantas aromáticas, cultivadas tanto en el suelo como en hidroponía; 2) cultivo de fresa y otras frutillas como frambuesa, zarzamora y arándano; 3) el cultivo de otras especies de hortalizas como lechuga, verdolaga, berros, etc.; 4) la producción de forraje verde hidropónico; 5) adaptación de plántula de diferentes especies producidas en laboratorios de cultivo de tejidos; 6) producción de plantas medicinales, sobre todos en aeroponía para obtener extractos de raíces; 7) producción de frutales bajo casas de mallas sombra y otras estructuras para proteger cultivos; 8) cultivo de flores tropicales de corte como orquídeas, bromelias, eliconias, etc.; 9) producción de hongo; 10) uso de invernaderos para cría de especies animales; ejemplo pollos, borregos; y 11) cultivo de camarones y otras especies acuícolas. Muchos de estos sistemas de producción, están empezando y otros su desarrollo es acelerado. En la producción de hortalizas la tendencia es a dejar el cultivo en suelo e introducir diferentes sistemas hidropónicos con sustratos como lana de roca en cubos y almohadas, almohadas y costales de agrolita o perlita, diferentes recipientes con fibra y polvo de coco, arena de tezontle y sustratos regionales. Los invernaderos con cultivos en sistemas hidropónicos cada día son más populares, ya que mediante el invernadero se controlan los factores climáticos y mediante las soluciones nutritivas, en sustratos inertes, se puede controlar el riego y la asimilación de nutrientes en forma óptima. También es de esperarse que cada vez se difunda más el uso de acolchados con fines de manejo de iluminación, para evitar la evaporación de la humedad y obtener productos más limpios e inocuos. Son tres los principales mercados para los productos obtenidos mediante sistemas agrícolas bajo invernaderos: 1) mercados nacionales populares, 2) mercados nacionales selectos y 3) mercados de exportación. Cada uno de ellos con diferentes características y diferentes estándares de calidad. Producir para exportación es la máxima aspiración de muchos productores de hortalizas, mientras que para los que ya lo hacen se puede convertir en un calvario, debido que las hortalizas de exportación destinadas al mercado de los EUA, no obstante el tratado de libre comercio firmado entre México, Estados Unidos y Canadá, enfrentan restricciones, principalmente el tomate rojo, ya que enfrentan las presiones de los

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productores norteamericanos y la competencia de países como Canadá, Holanda y España, los que cuentan con producción bajo invernadero y que también concurren al mercado norteamericano. Los mercados de exportación de jitomate exigen calibres grandes, por lo que muchas veces el manejo de los cultivos requiere una polinización adecuada que solo se puede lograr con abejorros, asperjando aire con mochilas o aplicando hormonas. Así como con aclareo de racimos para lograr la calidad que se requiere. Por el contrario el mercado nacional requiere de frutos no tan grandes, por lo que la no se requiere de un manejo sofisticado de los cultivos, pero si altos rendimientos. Parte de la solución, en lo que a mercados se refiere, radica en el establecimiento de compromisos para abastecer de hortalizas de sistemas protegidos a grandes cadenas comerciales y cadenas de comida rápida. Así como la organización de productores para firmar contratos con las grandes cadenas comerciales, nacionales e internacionales, así como la organización para el abasto directo a los consumidor. Por otro lado está el afinar los procesos de producción de alimentos libres de productos químicos residuales, en respuesta a que cada día hay más consumidores bien informados que exigen alimentos producidos bajo estándares de inocuidad alimentaria. Así mismo se espera que crezca y se desarrolle el mercado internacional de las plantas aromáticas y ello motive su cultivo bajo invernadero. El principal mercado de plantas ornamentales en maceta es interno, ya que las oportunidades para exportar a Estados Unidos y Canadá están muy limitadas por los tipos de sustratos con los que se producen. En el sector se comenta que sólo se pueden exportar plantas deshidratadas y bajo muchas restricciones macetas con cinco sustratos; agrolita, vermiculita, lana de roca, peat moss y a últimas fechas se habla de incluir polvo de coco. En el caso de la flor de corte, la superficie de invernaderos dedicadas al cultivo de rosas decrecido, sobre todo porque enfrenta problemas de mercado y competencia con países grandes productores como Colombia y Holanda, y el mercado interno se suerte de flores cultivadas en el suelo al aire libre. El desarrollo natural que se presenta en todos los procesos de producción es la tendencia a ser cada día más tecnificados. Así de actividades y procesos manuales se pasa a actividades realizadas mediante tracción animal, posteriormente se desarrollan como procesos mecánicos para finalmente llegar a los niveles de automatización que ya existen en la actualidad y que cada día se difundirán más.

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De acuerdo con lo anterior se espera que para el año 2020 en México existan más de 30 mil hectáreas de invernaderos, la mayoría de esa superficie destinada a la producción de hortalizas para exportación. Finalmente, el cambio climático y el calentamiento global favorecen el desarrollo de la agricultura protegida, ya que cada día es la agricultura a campo abierto enfrenta serios problemas de inestabilidad de los factores ambientales.

3.12. Bibliografía citada y consultada.

AgroRed. 2001. Integración en la floricultura mexicana. AgroRed. El periódico de información agrícola. Abril de 2001 Año II No. 15. Amhpac, 2010. Plan estratégico 2010-2013. http://www.amhpac.org/contenido. Fecha ingreso: 02/11/10. Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2004. Tipificación estructural de invernaderos de láminas flexibles en la zona central de México. Departamento de mecanización y tecnología agraria, Universidad politécnica de Valencia, España. Universidad de Guanajuato, México. Trabajo de investigación de doctorado. México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. y Sánchez del C., F. 2010. Caracterización de invernaderos en el estado de Chiapas. In Memorias de 4 Simposio Internacional de Invernaderos 2010. 28-30 de Julio. Comitán de Domínguez, Chiapas. México. Bringas G., L. 2002. Invernaderos de La Reviera Maya. Rev. Productores de hortalizas. Año 11, No. 7. Julio 2002. México. Bojórquez, F. 2006. Parques agroindustriales. Alternativa para reducir los costos de producción e integrar economías de escala en la agricultura. Revista Productores de hortalizas. Año 15 Numero 1. Enero de 2006.Meistermedia. Bojórquez, F. 2009. Inauguran Agropark en Querétaro. Nuevo parque agroindustrial atrae inversionistas a Querétaro. Revista Hortalizas. 12 de marzo de 2010. http://www.hortalizas.com/noticias/?storyid=1593. Fecha de ingreso: 26/09/10. Castellanos, J. Z. y Borbón M., C. 2009. Panorama de la horticultura protegida en México. In. Manual de producción de tomate en invernadero. Castellanos (Editor). Intagri. México. Campaña A., C. 2010. Situación actual de la agricultura protegida en México. Fundación Produce Sinaloa A, C. http://www.fps.org.mx/divulgacion/index.php?option=com_

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remository&Itemid=269&func=startdown&id=447. Fecha ingreso: 10/11/2010. CNCP. 2008. Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008. Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones. Centro de Normalización y Certificación de Productos, A.C. Naucalpán, Estado de México, México. Del Toro M., A. 2012. Políticas públicas agricultura protegida. Conferencia dictada por el Dr. Arnulfo del Toro Morales. Director general de productividad y desarrollo tecnológico de la Sagarpa. Notas del Tercer Foro Nacional de Constructores de Invernaderos. 26 y 27 de septiembre de 2012. Ciudad de México. Díaz R., B. 2009. Caracterización de invernaderos en el Estado de Chiapas. Tesis profesional. Departamento de Ingeniería, Mecánica Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México Garza A., M. 2009. Tecno-Parque Hortícola FIDESUR-Sandia. http://www.funpronl.org.mx/Biblioteca/Presentacion%20SAGARPA%20Invernadero s.pdf. Gómez P. G. 2002. Agroplástico en México. Editorial del Gobierno del Estado de Veracruz, México. González V., M. 2008. Tecno - Parque Hortícola. Memorias del 2 Simposio Internacional Invernaderos 2008. deRiego. Toluca, México. INEGI. 2009. Censo Agrícola, Ganadero y Forestal 2007. http://www.inegi.org.mx/sistemas/TabuladosBasicos (Fecha de ingreso; 16/05/2010). Jiménez B., J. L. 2007. Horticultura Protegida. Tecnologías para cultivos de alto valor comercial. Universidad Univer, Culiacán, Culiacán, Sinaloa. México. Lamas N., M. A. 2010. Segundallamadaparapequeñosinvernaderos. Septiembre 8 de 2010. http://www.2000agro.com.mx/agriculturaprotegida (Fecha de ingreso: 21/09/10). Leyva de la Cruz, E. 2011. Retos y oportunidades del sector ornamental.http://www.2000agro.com.mx/floricultura/retos-y-oportunidades-delsector-ornamental/. López G., J. 1998. “Producción hortícola en invernadero. Aspectos técnicos, económicos y ambientales”. Memorias del VI Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos y II congreso iberoamericano de plásticos en la agricultura. Guadalajara, Jalisco. México. Molina R., J. 2004. Perspectivas de la industria de invernaderos en México. In Memoria del Segundo Simposio Internacional de Producción de Cultivos en Invernaderos. Leal C., C. A y Garza G., J. A. Editores. Facultad de Agronomía. Universidad de Nuevo León. Montoya M., I. 2001. Producción de cultivos bajo invernadero. Rev. Hortalizas, frutas y flores. Abril 20001. Edit. Año dos mil. México. Olivares G., Romel. 2008. La agricultura bajo cubierta, ¿Una opción para el pequeño productor agricola? (El caso de los pequeños productores de tomate del Estado de Hidalgo). Tesis de Doctorado en Problemas Económico Agroindustriales. Centro de Investigaciones Económicas, Sociales y Tecnológicas de la Agroindustria y la Agricultura Mundial. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México.

Aurelio Bastida Tapia

La agricultura protegida y los invernaderos en México

Pacheco A., A. 2010. Diseño agronómico de invernaderos. Memorias del Curso de Capacitación en Agricultura Protegida. Secretaria de Fomento Agropecuario de Baja California. Mexicali, Baja California. Perea, E. 2009. Invertirá gobierno federal en agricultura protegida. Imagen Agropecuariavisión del campo y los agronegocios.http://www.imagenagropecuaria.com/articulos. Fecha de ingreso: 23/09/10. Reyes M., H. 1995. La agroplasticultura en México. Actas del I Simposium Ibero americano sobre "Aplicación de los plásticos en las tecnologías agrarias". El Ejido, Almería, España. Rodríguez P., M. A. 1994. Modernización organizacional en la empresa agrícola mexicana. Universidad Autónoma de Sinaloa. México. Rodríguez, I. 2008. México en el mercado mundial de los invernaderos. 2000 Agro. Revista Industrial del Campo. No. 52. Agosto/Septiembre de 2008. Rodríguez, I. 2009a. Políticas públicas para la agricultura protegida. 2000 AGRO. Diciembre 21 de 2009. http://www.2000agro.com.mx/agriculturaprotegida/politicaspublicas-para-la-agricultura-protegida/ (Fecha de ingreso: 21/09/10). Rodríguez, I. 2009b. AgroPark: Fuente de conocimiento y desarrollo económico. http://www.2000agro.com.mx/agroindustria/agropark-fuente-de-conocimiento-ydesarrollo-economico/. Fecha de ingreso: 26/09/10. Rodríguez D., E. 2008. Técnicas de Horticultura Protegida. Febrero 2008 Sánchez del C., F. 2004. Invernaderos e hidroponía en el contexto de la agricultura Mexicana. Dos alternativas tecnológicas factibles. In Memoria del III Curso internacional de invernaderos. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Sánchez del C., F. 2005. Perspectivas de la agricultura protegida. Notas del Diplomado internacional en agricultura protegida. Instituto de horticultura. Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Sagarpa. 2007a. Plan rector sistema nacional ornamentales. Http://conmexflor.org/documents.php?doccatid=21&documentid=163 Sagarpa. 2007b. Propuesta general para la aplicación de recurso asignados en el PEF al “Apoyo a la Promoción de la Agricultura en Condiciones Controladas para Productores menores de 3 has”. SAGARPA. México. Sagarpa. 2009. Agricultura protegida. Programa de ejecución directa. Gobierno Federal. SAGARPA. Subsecretaria de Agricultura. http://www.amhpac.org./. Fecha de acceso: (01/04/2010). Sagarpa. 2010. Proyecto estratégico de agricultura protegida. Lineamientos específicos de operación. Gobierno Federal. SAGARPA. http://www.sagarpa.gob.mx/agricultura (Fecha de ingreso: 11/05/10). Sagarpa. 2011. http://www.sagarpa.gob.mx/programas/Documents/RO_2011. Fecha ingreso: 14/03/2011.

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Sagarpa. 2011 b. Prevén en 2011 riego tecnificado en más de 80 mil hectáreas para ahorro de agua.http://www.sagarpa.gob.mx/saladeprensa/boletines2/2011/marzo/ Documents/2011B147.pdf (Fecha de ingreso: 23/03/2011). Sagarpa. 2012(a). Agricultura protegida 2012: http://www.sagarpa.gob.mx/agricultura/ Paginas /Agricultura-Protegida2012.aspx. Sagarpa. 2012(b) Instituciones de capacitación. Componente Agricultura Protegida 2012. ttp://www.sagarpa.gob.mx/agricultura/Documents/Agricultura%20Protegida%202012/Instit uciones%20de%20capacitacion_2012%20(Anexo%202).pdf. Fecha de ingreso 10/03/2013. Sagarpa. 2013. Reglas de Operación de los Programas. http://www.sagarpa.gob.mx/ProgramasSAGARPA/Documents/DOF%20reglas%2 0de%20operacion%202013.pdf. Fecha de ingreso:08/03/2013 SIAP, 2007. Inventario Nacional de Invernaderos mediante Teledetección espacial y sistemas de posicionamiento global (GPS). In Memorias del 1er. Simposio Internacional de Invernaderos. 20 – 22 de Junio de 2007. Toluca México. Revista de Riego. Steta, G. M. 2003. Panorama de la horticultura en México. In Memoria del 4º Congreso Internacional AMPHI. León Guanajuato. México. Suárez, A. 2004. Invernaderos de techos rectractables. Revista Productores de hortalizas. Año 13, No. 7. Julio de 2004. American Business Media Agri Council. USA. Suárez L., G. 2011(a). Floricultura vive transición de organización familiar a empresarial. Imagen Agropecuaria. Visión del campo y los negocios. Núm. 1. Lunes 16 de mayo de 2011 http://imagenagropecuaria.com/articulos.php?id_art=1648&id_sec=1. (Fecha de ingreso: 01/11/1) Suárez L., G. 2011 (b). Faltan certificaciones para exportar flores y plantas de ornato. Imagen Agropecuaria. Visión del campo y los negocios. Núm. 1. Lunes 24 de octubre de 2011. http://imagenagropecuaria.com/articulos.php?id_art=1648&id_sec=1. (Fecha de ingreso: 01/11/11). Tessler, M., 2008. Mercado Mexicano de invernaderos dentro del contexto mundial de los mismos. In Memorias de 2do Simposio Internacional de invernaderos 2008. Toluca, México. Torres N., H. 1997. Apuntes del curso: “Diseño, construcción y manejo de invernaderos”. UACH. Chapingo, México. Villa Issa, M. R. 2008. ¿Qué hacemos con el campo mexicano? Colegio de Postgraduados. El Colegio de Puebla. Mundi-prensa México. México, D. F. Viramontes S., E. 2012.¿Qué se necesita para llevar a la horticultura protegida al siguiente nivel? Otra manera de ver la competitividad. Memoria del Curso de agricultura protegida. Fundación Produce Sinaloa,A.C. ttp://www.fps.org.mx/ divulgacion/attachments/article/924/Curso%20de%20agricultura%20protegida%2020 12.pdf.

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2000 AGRO. 2010. “Norma voluntaria” para edificar invernaderos. AGRO Revista Industrial del Campo. Mayo 28 de 2010. http://www.2000agro.com.mx/agriculturaprotegida/%e2%80%9cnormavoluntaria%e2%80%9d-para-edificacion-de-invernaderos/(Fecha ingreso: 21/09/10). 2000 AGRO. 2010. Agricultura protegida herramienta contra el cambio climático. 2000 AGRO Revista Industrial del Campo. Agosto 27 de 2010. Otras Páginas Web http://www.milenio.com/node/511301. Crece la agricultura protegida 15% cada año en México. Milenio.com. Miércoles, 10 de noviembre de 2010. Fecha ingreso: 10/11/2010. http://www.2000agro.com.mx/agriculturaprotegida/agricultura-protegida-herramientacontra-el-cambio-climatico/. (Fecha ingreso: 21/09/10).

CAPITULO 4 AGRICULTURA PROTEGIDA Y SISTEMAS DE PRODUCCION EN MEXICO Aurelio Bastida Tapia

Este capítulo presenta un panorama general sobre las principales regiones con agricultura protegida en México, considerando el estado actual por condiciones ambientales, así como de los principales cultivos y sistemas de producción implementados. Además se explican algunos de los parámetros que se utilizaron para definir las regiones con agricultura protegida 4.1.- Introducción Aun cuando en la actualidad existen invernaderos y otras tecnologías de la agricultura protegida en toda la geografía nacional, son pocas las regiones que cuentan con una agricultura protegida bien desarrollada. La mayoría de las regiones con invernaderos y agricultura protegida no están bien delimitadas ni se ha estudiado los principales aspectos que están propiciando su desarrollo. Los principales sistemas de producción y cultivos están enfocados a la producción de hortalizas, flores y frutillas, tanto para exportación como mercado nacional, pero existe poco desarrollo de los sistemas de producción de alimentos básicos. Aquí se hace un intento por determinar esas regiones, los principales sistemas de producción y cultivos que integran el actual desarrollo de la agricultura protegida en México. 4.2.- Concepto y definición de regiones con agricultura protegida En México el desarrollo de regiones o áreas con invernaderos obedece a diferentes factores tanto naturales como sociales y económicos, ya que dichas estructuras se ubican en todo el territorio nacional. Las regiones con agricultura protegida se pueden considerar como partes integrantes de regiones geoeconómicas, mismas sé que se conforman mediante la interacción de los elementos naturales y la acción de los factores económicos que son producto del trabajo humano y su influencia trasformadora sobre la naturaleza (Bassols, 2002). Al respecto González (1990), plantea que el hombre no sólo vive en el espacio geográfico, por el contrario lo transforma constantemente, en un grado tal, que en la actualidad muchos fenómenos geográficos resultan inconcebibles fuera de la actividad humana. Este es el caso de las regiones en las que se desarrollan los invernaderos y la agricultura protegida, cuyos elementos imprimen una nueva fisonomía al paisaje y se desarrollan aprovechando condiciones ambientales favorables a la agricultura protegida con las que la naturaleza las doto a determinadas regiones.

Lo anterior implica que el concepto de región agrícola se entiende como un espacio geográfico o porción de la superficie terrestre definida por el arreglo específico de características y factores ambientales que la hacen única y diferenciable de las demás, en la cual se puede desarrollar uno o varios proceso de producción agrícola, por lo tanto es posible estudiarlas y delimitarlas estableciendo límites o fronteras en función del mismo objeto de estudio. En este contexto se concibe que una región agrícola es porción territorial de una zona geoeconómica, fruto de la actividad productiva del hombre sobre el medio geográfico, la cual se define por la homogeneidad de características atribuidas a la existencia de una combinación especifica de determinados tipos de tecnologías utilizadas en la producción agrícola. Por lo tanto las regiones con agricultura protegida, como regiones geoeconómicas, son resultado de la historia material de la sociedad sobre una base de carácter natural, donde influyen principalmente las condiciones climáticas y las vías de comunicación. Para determinar las regiones con agricultura protegida, se establecieron los siguientes criterios o sus combinaciones de los mismos; 1) considerar áreas donde existan varios productores con cultivos bajo invernaderos u otras técnicas de la agricultura protegida, principalmente estructuras, 2) áreas donde exista una superficie superior a diez hectárea de invernaderos, 3) zonas en las que exista una o varias actividades agrícolas en las cuales parte o todo el proceso se realice con técnicas de la agricultura protegida, 4) que sean áreas que experimenten un desarrollo creciente en la construcción y uso de invernaderos, casas sombra o túneles altos y bajos, 5) que sean áreas que presenten condiciones naturales o sociales que propicien el desarrollo de los invernaderos y otras estructuras para proteger cultivos, 6) que se trate de áreas o zonas que conserven cierta homogeneidad en cuanto a condiciones climáticas y fisiográficas, 7) zonas o regiones que este separada físicamente de otras áreas con agricultura protegida, y, 8) la combinación de dos o más de estos criterios (Bastida, 2004). De esta forma se considera como región, con agricultura protegida, toda área donde existan cultivos bajo cubierta y cumpla con algunos de los criterios arriba indicados, sobre todo aquellas áreas donde existen varios productores con una actividad agrícola que requiera de estructuras para proteger cultivos. Aunque solo sean utilizadas en una época del año y parte del proceso se desarrolle a campo abierto, como el caso de la producción de plántula bajo invernaderos y enmallados, la cual posteriormente se trasplante a campo abierto. Al igual que los procesos en los que solo una parte del año se cubre los cultivos, como el caso de la producción de nopal para verdura bajo túneles, donde solo se utilizan protección en el invierno. Las estructuras y técnicas para proteger cultivos pueden ser de cualquier tipo o la combinación de varios de ellas como son; acolchados, túneles bajos y altos, enmallados, casas sombra e invernaderos. El fertirriego y la hidroponía se consideran como componentes de los sistemas de producción implementados bajo estructuras para proteger cultivos y como parte de los sistemas de cultivo con acolchados. Los acochados, el fertirriego y los túneles bajos son técnicas que pueden variar o cambiar la superficie cultivada de una año para otros, por ello se consideran como elementos de

segundo nivel para determinar regiones con agricultura protegida, después de los túneles altos, los invernaderos y las casas sombra. 4.3.- Principales regiones con cultivos protegidos De acuerdo con lo anterior, en este contexto se consideran como regiones con agricultura protegida, aquellas áreas donde existen cultivos bajo invernaderos, túneles y casas sombra, principalmente. Como ya se indicó, las tecnologías de la agricultura protegida se encuentran en toda la geografía nacional. Así existen muchas regiones con invernaderos y otras estructuras para proteger cultivos las cuales se ubican desde Yucatán en el sureste, hasta Baja California en el noroeste de México, desde la frontera con Guatemala, hasta la frontera con Estados unidos. Tenemos regiones en la cuales los invernaderos se han desarrollado como resultado de los apoyos brindados por el gobierno, otras son resultado de las inquietudes de productores que en su momento invirtieron para innovar o cambiar los sistemas de producción agrícola de campo abierto a agricultura protegida. La mayoría de las veces, las regiones, son producto de una combinación de diversos factores que han propiciado el desarrollo de la agricultura protegida. Lo anterior ha dado como resultado desde regiones donde los productores campesinos se han apropiado de la tecnología de la agricultura protegida, hasta regiones en las que se ubican verdaderos complejos agroindustriales con varias hectáreas de invernaderos de alta tecnología o casas sombra para la producción de hortalizas, flores y frutillas de exportación.

Figura 4.1. Panorama de la agricultura protegida en San Quintín, Baja California.

Figura 4.2. Construcción de invernaderos en Agro Park, Colon, Querétaro.

Existen regiones en las cuales la agricultura lleva varios años de practicarse, incluso décadas, mientras que en otras es una actividad reciente en proceso de consolidación. En algunas se presentan aéreas con agricultura protegida concentradas en núcleos o polos de desarrollo, mientras en otras las instalaciones están dispersas en una amplia región. Así mismo existen regiones que combinan varios tipos de estructuras protectoras de cultivos y técnicas, mientras que en otras solo se presenta un tipo de estructura o tecnología.

Una estimación general de la agricultura protegida, por estado y las principales regiones en las cuales se desarrolla, se presenta en la tabla siguiente, con datos estimados para los años 2007 a 2010. En ella se consideran tanto invernaderos, como casas sombra y túneles altos. Tabla 4.1. Superficie estimada de agricultura protegida en México y principales regiones. (Invernaderos, túneles altos y casas sombra). Estado Quintana Roo Yucatán Campeche Tabasco Chiapas

Veracruz

Puebla

Tlaxcala Morelos Oaxaca Guerrero Distrito Federal

México

Hidalgo Querétaro Guanajuato Aguascalientes

Regiones

Superficie. aproximada (ha)

Superficie estatal estimada (Ha)

Puerto Carrillo Mérida Campeche Tabasco Zinacantán (rapc) Comitán Frontera Comalapa (Paso del Toro) Fortín de las Flores Orizaba Los Tuxtlas Atlixco (rapc) Tenango de las Flores (rapc) Altiplano – Tehuacán Aquixtla (rapc) Tlaxcala Tlaxco Cuautla (rapc) Cuernavaca (rapc) Valles Centrales Mixteca Iguala - Buenavista Tixtla - Chilapa Xochimilco (rapc) Milpa Alta Texcoco - Teotihuacán Villa Guerrero (rapc) Atlacomulco (rapc) Valle de Bravo Pachuca – El Chico Valle del Mezquital Tulancingo San Juan del Rio Querétaro El Bajío Norte Aguascalientes

40.00 118.00 1.00 1.00 250.00 20.00 40.00 15.00* 110.00 5.00 80.00 50.00 42.00

55.003; 65.001 74.402 20.172 2.003

161.00 112.00 14.00 20.00 110.00 150.00 30.00 10.00 12.00 15.00 66.00 10.00 161.00 1259.00 145.00 40.00 30.00 20.00 30.00 100.00 10.00 60.00 20.00 90.00

380.001 525.692

239.003 835.302

39.003; 45.001 250.532 70.001 147.434 30.004 98.372 1868.742

120.001 180.003 115.001 118.712 100.001 75.003 93.152; 161.001

Tabla 4.1. Superficie estimada de agricultura protegida en México y principales regiones. (Invernaderos, túneles altos y casas sombra). (Continuacion) Río Verde 65.00 240.001 San Luis 45.00 313.822 Villa de Arista 52.00 Salinas 30.00 Matehuala 20.00 Los Cañones 85.00 Zacatecas 508.992 Rio Grande 150.00 Zacatecas - Villa de 145.00 Coz Pinos 106.00 Mil Cumbres (rapc) 205.00 Michoacán Uruapan – Los Reyes 700.00 860.982 Zamora (rapc) 1400.00 Yurecuaro 100.00 Guadalajara 250.00 Jalisco 970.001 Sayula (rapc) 60.00 Tuxcacuesco (rapc) 300.00 Chapala (rapc) 400.00 Colima Colima 80.00 91.002 375.001 Tecomán y la Costa 20.00 La Costa 30.00 Nayarit 164.632 Jala 5.00 Nayarit 30.00 Culiacán (rapc) 500.00 2526.003 2980.001 Sinaloa Elota (rapc) 150.00 Los Mochis 85.00 Norte (Imuris) 37.00 Sonora 773.943 Hermosillo 383.00 890.001 Valles Yaqui y Mayo 340.00 Baja California Ensenada (rapc) 300.00 1314.003 2,300.001 San Quintín (rapc) 450.00 La Paz 100.00 B. California Sur 170.001 Vizcaíno 50.00 235.582 Constitución 10.00 San Ignacio 20.00 Chihuahua Norte 10.00 50.001 302.162 Delicias 50.00 Coahuila La Laguna 90.00 120.212; 3754 Durango Ceballos 50.00 187.592 Nuevo león Aramberri 40.00 40.002; 95.533 Tamaulipas Aldama 35.00 35.001 10425 Total Fuentes: 1) Amhpac, 2008; 2) INEGI, 2009; 3) Sagarpa 2009; 4) Fuentes diversas Nota: (rapc) Regiones con agricultura protegida concentrada

San Luis Potosí

De acuerdo con la estimación arriba indicada, la agricultura protegida de nuestro país se, a finales de la década pasada se ubicaba entre diez mil y quince mil hectáreas. Mismas que se encontraban dispersas en todo territorio nacional, en mas de ochenta regiones con agricultura protegida, la mayoría de ellas con instalaciones dispersas en un amplio territorio. Solo en unas veinte regiones se puede considerar que existe una agricultura protegida consolida que comprende a varios productores, cuyas instalaciones se ubican en una zona compacta. Por lo mismo no habría riegos de que desaparecieran como tales. Estas regiones son las siguientes: Zinacantán en Chiapas; Atlixco, Aquixtla y Xicotepec -Tenango de las Flores en Puebla; algunas aéreas de las regiones de Cuautla como Casasano y Tetecalita en Cuernavaca ambas en Morelos; Xochimilco, D. F.; Texcoco, Teotihuacán, San Lorenzo Tlacotepec en Atlacomulco y toda la región de Villa Gurrero, en el Estado de México; San Felipe de los Alzati en la región de mil cumbres, Zamora y los Reyes en Michoacán; Ajuchitan en la región de San Juan del Rio, Querétaro; Chápala en Jalisco; Culiacán y Cruz de Elota en Sinaloa; Ensenada y San Quintín, en Baja California.

Xochimilco es un caso único cuya superficie con agricultura protegida se ve limitada en su desarrollo por el crecimiento urbano y tiende por tanto no cuenta con espacio para desarrollarse y permanece estancada. Otro caso a resaltar es el de Paso del Toro, en Veracruz, donde a inicio de la década pasada existía una empresa con cerca de diez hectáreas de invernaderos dedicadas a la producción de hortalizas de exportación y en la actualidad ya desapareció y las instalaciones las quitaron.

Figuras 4.3 y 4.4. Ejemplo del desarrollo de la agricultura protegida en dos comunidades campesinas. Zinacantán Chiapas y San Lorenzo Tlacotepec, Atlacomulco, México.

Como ya se mencionó, en varias regiones predominan los grandes proyectos desarrollados por empresarios quienes ha establecido varias hectáreas de invernaderos para el cultivo de productos agrícolas de exportación, constituyendo verdaderos complejos agroindustriales como los de Santa Rita, Río Verde, San Luis Potosí; Pasteje, México; Tuxcacuesco, Jalisco

o en la región de La Paz, en Baja California Sur y en San Quintín, Baja California, al igual que en otras regiones de Jalisco, Colima, Querétaro, Sinaloa y Sonora, entre otros estados. En algunas regiones agrícolas de importancia como Culiacán en Sinaloa; Obregón en Sonoro y el Bajío, entre otras regiones, las empresas agrícola se están modernizándose mediante el cambio de cultivo a cielo abierto por la agricultura protegida, implementando la construcción de invernaderos y casas sombra (Rodríguez, 1994). Los últimos polos de desarrollo de la horticultura protegida, con casas de mallas sombra e invernaderos se están dando en Sinaloa, en las inmediaciones de Culiacán y Mochis; en el Sur de Sonora, hacia el Valle del Yaqui y en Baja California Sur, en la zona de Melitón Albañez y Todos Santos. Así mismo existe invernaderos que se están desarrollando en Ensenada y el Valle de San Quintín, en Baja California; en el Noroeste de Sonora en la región de Imuris; en Atlixco, Puebla; en el estado de Jalisco, Tuxcacuezco, Ciudad Guzmán, Guadalajara y Etzatlán; en Celaya, Irapuato, San Miguel de Allende, Dolores Hidalgo y San Luis de la Paz, en Guanajuato; cerca de Torreón, Coahuila; en Chihuahua, Cuidad Delicias y Cuauhtémoc, y Pasteje, estado de México. Por otro lado existen grandes proyectos en marcha para construir invernaderos en Chihuahua con más de 100 hectáreas, la Laguna con unas 30 hectáreas; en Veracruz, Puebla e Hidalgo. A ello se debe agregar la región de San Juan del Rio con el Agropark en Querétaro y Sandia en Nuevo León (Castellanos y Muñoz, 2003; Bastida, 2006). Otras regiones dan cuenta de cómo los productores campesinos se han apropiado de la tecnología de los invernaderos y la han adaptado de acuerdo a sus necesidades: Por ejemplo en la región de Texcoco y Atlacomulco en el Estado de México; San Felipe de lo Alzati en Michoacán; Xochimilco en el Distrito Federal; Zinacantán en Chiapas y Aquixtla en Pueblas, entre otras regiones (Bastida, 2004). Todo lo anterior determina una amplia variedad de tipos de invernaderos y sistemas de producción bajo los mismos, donde se han generado una amplia variedad de experiencias en el desarrollo de la agricultura protegida. De todas las regiones, es en la parte central de México donde se presenta la mayor diversificación de sistemas de producción de la agricultura protegida con más de 20 sistemas de cultivo (Bastida, 2004) Por superficie, el mayor desarrollo de los invernaderos, se presenta en el noreste, siendo los estados de Sinaloa, Sonora y las dos Baja Californias los que concentran la mayor cantidad de invernaderos y casas sombras. En segundo lugar se ubica la zona central donde destacan los estados de Jalisco, México, Morelos, Querétaro, San Luis Potosí, Colima y Guanajuato. Después esta la Península de Yucatán, con invernaderos en los estados de Yucatán y Quintana Roo. Recientemente en la parte norte se está dando un fuerte impulso a los invernaderos, principalmente en los estados de Chihuahua, Durango, Nuevo León y Coahuila. Por ultimo inicia el desarrollo de los invernaderos en regiones de los estados de Guerreo, Oaxaca y Chiapas en cuanto a la producción de hortalizas se refiere (Bastida, 2004). Al respecto, se presenta la siguiente tabla, donde se ven las regiones con mayor porcentaje de estructuras de protección de la agricultura protegida, a mediados de la década pasada.

Tabla 4.2. Distribución de invernaderos de hortalizas por región Región Noroeste Occidente Norte Centro Península de Yucatán Golfo de México Total

Superficie (Ha) 640 358 160 113 73 40 1384

Porcentaje (%) 46.20 25.90 11.60 8.16 5.30 2.90 100.00

Fuente: Revista Productores de hortalizas, Agosto 2004

Al respecto, en el medio de los constructores de invernaderos se tiene la expectativa de que el mayor crecimiento de los invernaderos y casas sombra seguirá dándose en el norte y noroeste donde la agricultura protegida está en pleno desarrollo orientada hacia el mercado de las exportaciones, aprovechando la cercanía con los Estados Unidos de Norte América y Canadá. Así mismo hay quienes señalan que México puede llegar a ser la región con mayor superficie de invernaderos en el Continente Americano por la cercanía el mercado de una de las regiones con mayor desarrollo económico como es América del Norte. Cada vez son más los empresarios no agrícolas que se involucran en la agricultura protegida al ser esta un área de oportunidades, con retorno de inversión alto en un tiempo relativamente corto; eso mismo hace que el capital invertido se destine a proyectos de alta y muy alta tecnología (Tessler, 2008; Rodríguez, 2008). Del panorama anterior se puede deducir que México es una de las regiones que a futuro contará con una gran superficie de agricultura protegida, que incluso puede llegar a ser similar a la de España. 4.4.- Principales cultivos y sistemas de producción Actualmente, la lista de los sistemas de producción bajo estructuras de protección comprende a varios cultivos y algunos sistemas de producción animal. Entre los principales sistemas destacan los siguientes; 1) producción de plántula para diversos cultivos, 2) producción de hortalizas de fruto y follaje, 3) producción de ornamentales en maceta, 4) producción de flores de corte, 5) cultivo de follajes, 6) cultivo de frutillas, 7) cultivo de plantas aromáticas y especies, 8) producción de forraje verde, 9) producción de nopal para verdura, 10) producción de árboles de navidad, 11) producción de hongos, 12) cultivo de piña, 13) producción pecuaria y 14) cría de especies acuícolas, entre otros sistemas de producción.

En este panorama, el mayor porcentaje, de la superficie cubierta con invernaderos y otras estructuras para proteger cultivos, se dedica a la producción de hortalizas para exportación y mercado nacional. Por lo general son empresas que se ubican en todo el país, pero principalmente en el noroeste, centro y norte del territorio nacional, así como en la Península de Yucatán. La producción se realiza tanto en el suelo como en sistemas hidropónicos, las especies de mayor cultivo son; jitomate o tomate rojo, pimiento morrón, pepino, lechugas y chile habanero. En segundo lugar está la producción de plantas ornamentales y flores de corte, la cual se localizan principalmente en la parte central del País, en los estado de Veracruz, Puebla, Morelos, México, Querétaro, Guanajuato, Jalisco, Colima, Michoacán y Guerrero. En menor medida en la región de Ensenada a Tijuana, en Baja California, San Luis Potosí y Chiapas. Después se ubican otros sistemas como la producción de plántula de hortalizas para trasplante a campo abierto; producción de frutillas como fresa, frambuesa, zarza mora y arándano; producción de esquejes de ornamentales, producción de plantas aromáticas y especias, producción de nopal para verdura, producción de follajes de corte, producción de plántula forestal, producción de plántula de tabaco, producción de forraje verde hidropónico, cría de lombrices, producción de hongos, huertos familiares para auto consumo, producción de camarón y como abrigo de algunas especies de animales (Bastida, 2004). Varios autores indican que la industria de la horticultura protegida en México es un sector en franco crecimiento, con un gran potencial de desarrollo, dada la demanda que está generándose en el mercado de Estados Unidos por las hortalizas frescas producidas en forma inocua. El manejo agronómico de los cultivos bajo invernadero está directamente relacionado con el equipamiento y los niveles tecnológicos que se maneja en las distintas unidades productivas y ampliamente determinado por el mercado de sus productos. Así, los productos destinados a los mercados de exportación y mercados nacionales selectos, se desarrollan bajo procesos de producción donde se cuenta con las estructuras más modernas y mejor equipadas, aunado a un manejo eficiente de los cultivos, observando todos los lineamientos de las buenas prácticas de manejo y de empaque. Las unidades de producción enfocadas a la exportación, por lo general, son grandes empresas cuyas instalaciones productivas cuentan con muchos de los adelantos tecnológicos de los que se dispone en el sector a nivel mundial; como son control ambiental automatizado, fertigación, manejo integral de plagas y enfermedades, uso de insumos modernos y semillas mejoradas, así como una programación de la producción de acuerdo a ventanas de mercado o el cumplimiento de contratos preestablecidos. Todo encaminado a cubrir los estándares de calidad que les imponen o pactan con sus compradores. Por el contrario los productos de agricultura protegida que tienen como destino los mercados nacionales populares, son producidos en estructuras rústicas y menos tecnificadas que las que tiene como principal objetivo la exportación.

Otro elemento de importancia es la ubicación física de los invernaderos en sitios estratégicos en cuanto a clima, disponibilidad de mano de obra y otros elementos de apoyo a la producción, de tal forma que se busca abaratar los costos de producción para ser más competitivos en los mercados internacionales. Por sectores el mayor desarrollo tecnológico de los invernaderos se ubica en las hortalizas para exportación, seguido de la producción de plántula de hortalizas para trasplante a campo abierto y por último se ubica la producción de esquejes y plantas ornamentales, así como otros sectores de menor importancia. En los siguientes apartados se da un panorama general de los principales cultivos desarrollado en la agricultura protegida de México (Bastida, 2004). 4.4.1.- Producción de hortalizas Como ya se indicó, la producción de hortalizas es la actividad que se estima ocupa la mayor superficie de agricultura protegida y cubre todo el territorio nacional. Producción que se destina tanto para los mercados de exportación como para un mercado nacional, tanto selecto, como popular, siendo el sector destinado a la exportación el más dinámico de la agricultura protegida y el que presenta los niveles más altos de tecnificación. En seguida se analiza por separado cada uno de estos dos sectores. 4.4.1.1.- Hortalizas para exportación Las principales hortalizas para exportación y mercados nacionales selectos, que se producen bajo invernadero, son: 1) hortalizas de fruto; a) jitomate o tomate rojo, principalmente tipo bola en diferentes presentaciones ya sea individual, en racimo o cluster; así como tipo saladette o guaje; jitomate cherry, también en diferentes presentaciones y tomates gourmet, b) pimiento morrón de diferentes colores; rojo, verde, amarillo, morado y naranja, c) pepino de diferentes tipos, incluyendo el tipo europeo y el persa, d) berenjena, e) melón y chile habanero en menor porcentaje, 2) hortalizas de hojas, principalmente lechugas de diferentes tipos, las cuales se cultivan en agua. En este sector se ubican algunas de las empresas que presenta el mayor nivel tecnológico y los niveles de equipamiento más altos, conformados por modernos invernaderos con control climático automatizado y operados mediante ordenadores que controlan apertura y cierre de ventilas para la aireación, sistemas de fertigación, calefacción, mallas sombra o pantallas térmicas, para ello cuentan con sensores de monitoreo de parámetros ambientales internos y externos. Con sistemas de cultivo en sustratos con hidroponía o en el suelo mediante fertigación y en menor medida con sistemas hidropónicos en agua como balsa flotante o sistema floting. Por lo general el manejo de los cultivos en estos sistemas comprende, desde la producción de la plántula en almácigos bajo condiciones controladas, muchas veces con siembra automatizada en charolas de unicel o poliestireno expandido, empleando sustratos comerciales como mezclas de peat moss, agrolita o perlita y vermiculita, hasta la obtención y empaque de los productos para exportación.

Figuras 4.5 y 4.6. Cultivo de jitomate para exportación en invernaderos de alta tecnología con cubierta de vidrio. Imuris, Sonora.

El cultivo hidropónico se realiza empleando diferentes materiales como sustratos; lana de roca, vermiculita, peat moss y agrolita. Aunque cada vez es más común el uso de materiales como tezontle (arena y grava volcánica), polvo y fibra de coco, así como mezclas de diferentes materiales para lograr las características ideales para un tipo de cultivo. En algunos casos se emplean hidrogeles para lograr una mayor retención de humedad. Cuando el cultivo se realiza en suelo, por lo general se busca que sean terrenos planos con suelos profundos, con buenas características físicas y químicas o se emplean suelos modificados a los que se mejoran sus características mediante aportaciones de materiales que los dotan de mayor retención de humedad y nutrientes. En muchos casos se practica el acolchado o cobertura de surcos y camas de cultivo con plásticos para disminuir la evaporación, mantener estable la temperatura del suelo e impedir el desarrollo de malezas. Asimismo se pueden encontrar instalaciones con una cubierta total de piso o los pasillos con mallas plásticas de color negro o blanco y los hay con pasillos de piso de cemento.

Figuras 4.7 y 4.8. Cultivo de pimiento para exportación en invernaderos de alta tecnología. Irapuato, Guanajuato.

Una vez que las plántulas se llevan a los invernaderos destinados a la producción se les dan riegos constantes, se controlan los factores climáticos y reciben todos los cuidados y practicas necesarias para su desarrollo. Los riegos son con soluciones nutritivas de acuerdo a cada etapa de desarrollo de las plantas. En las unidades de producción con sistemas automatizados, que son la mayoría, los riegos se aplican en forma automática con ordenadores programados por radiación solar o por tiempos, llegando a proporcionar más de 30 riegos diarios con drenados del 20 al 40 %. En la mayoría de los casos la solución nutritiva se introduce al flujo de agua mediante inyectores que forman parte de modernos sistemas de fertigación. El control de plagas y enfermedades se realiza de acuerdo a las normas de calidad para exportación. Cada vez es más común que se aplique un control integrado de plagas y enfermedades para evitar residuos de productor químicos en los productos de exportación. Para la polinización se emplean diferentes métodos; como aplicación de aire con bombas aspersoras, uso de vibradores, empleo de abejorros. Los rendimientos por unidad de superficie son relativamente altos, como ejemplo están los del jitomate bola que oscila de 30 a 50 kg/m2/año y de 15 a 20 kg/m2/año en el caso de pimiento morrón. En todos los casos las empresas han entrado a los programas de buenas prácticas agrícolas (BPA) o buenas prácticas de manejo y buenas prácticas de manufactura (BPM). En muchas empresas la siembra se realiza de acuerdo a una programación predeterminada en función del cumplimiento de los compromisos establecidos con sus compradores. La cosecha se realiza cuando la producción alcanza su madurez comercial, el manejo post cosecha y el embarque de los productos toma en cuenta las instrucciones de los compradores. Por lo general son empresas que cuentan con cámaras frías o refrigeradas y modernos empaques para el envasado de la producción, así como trasportes refrigerados. Los estándares de calidad son verificados por inspectores enviados directamente por las compañías importadoras de Estados Unidos o Canadá. La verificación puede ser periódica o los inspectores permanecer de tiempo completo en la planta cuando son unidades grandes. Las empresas pequeñas por lo general comercializan a través de las empresas grandes. Los estados con mayor cantidad de invernaderos con hortalizas para exportación son; Sinaloa, Sonora, Baja California, Baja California Sur, Jalisco, San Luis Potosí, Querétaro, México, Colima, Veracruz y Yucatán, aunque se pueden encontrar empresas que exportan en otros estados. Como dato adicional se tiene que todos los productores asociados a la Amhpac deberán estar certificados para el año 2011, con la finalidad de cumplir los estándares de calidad e inocuidad internacionales (Campaña, 2010). Aun cuando la finalidad principal de estas empresas es la exportación, parte importante de su producción se comercializa en los mercados nacionales.

4.4.1.2.- Hortalizas para mercados nacionales La producción de hortalizas para el mercado nacional y los mercados locales, se realiza en unidades de producción menos tecnificadas, lo común es que se realice en unidades de producción más pequeñas que las anteriores, con rendimientos más bajos y menor calidad en la producción. En ocasiones, a veces marginalmente, estas empresas llegan a exportar parte de su producción.

Figuras 4.9 y 4.10.- Cultivo de jitomate para mercado nacional, en el suelo y en hidroponía. Aquixtla, Puebla.

El principal producto de invernadero para el mercado nacional lo constituye el jitomate en su versión de saladette o guajillo y el tipo bola en menor medida. Así mismo empieza a desarrollarse la producción de lechuga, pimiento, pepino y otros cultivos como chile manzano, chile habanero, calabazas, cilantro y rábanos; entre otras hortalizas de follaje.

Figura 4.11. Cultivo de pepino bajo invernadero. Culiacan, Sinaloa.

Figura 4.12. Cultivo de Pepino bajo casa sombra. Huimilpan, Querétaro

Las prácticas y labores de cultivo son las mismas que en el caso anterior, pero con mayor participación de la mano de obra. El producto de la cosecha se embarca directamente, trasportándose en vehículos sin refrigeración, en la mayoría de las veces. En este caso el cultivo se realiza en el suelo con sistemas de fertigación o en sistemas hidropónicos con tezontle como sustrato. Por lo general el nivel tecnológico es más bajo que en las unidades dedicadas a la exportación, cuentan con sistemas de fertiriego o hidroponía con solución inyectada a las redes de riego o preparadas directamente en cisternas. Algunas empresas pueden llegar a tener algunos elementos del proceso productivo automatizados, sin que esto sea lo dominante.

Figura 4.13. Cosecha de jitomate con Zancos. Yurecuaro, Michoacán

Figura 4.14. Cultivo de chiles. Expo Agroalimentaria 2008

Muchos de los productores de agricultura protegida orientada a los mercados nacionales son pequeños y para la construcción de sus instalaciones han recibido apoyos del gobierno. Sus productos tienen que competir con los productos de la agricultura de campo abierto. 4.4.2.- Producción de plántulas La producción de plántula bajo cubiertas, en sus diferentes vertientes como producción de las plántulas de hortalizas, de ornamentales, de tabaco, plántula forestal y para frutillas, presenta diferentes modalidades y grados de desarrollo, mismos que se describen a continuación. Esta se ubica principalmente en todas las regiones donde se ha desarrollad la agricultura protegida, aunque sus productos tengan como destino el trasplante a campo abierto. 4.4.2.1.- Producción de plántula para hortalizas La producción de plántula de hortalizas constituye uno de los sistemas de producción bajo cubierta con mayor consolidación, no obstante que existen estructuras con todos los niveles tecnológicos, desde enmallados y casas sombra muy rústicas, hasta invernaderos completamente automatizados.

El número de especies de plántulas de hortalizas potenciales a cultivar bajo agricultura protegida es amplio, comprende, jitomate o tomate rojo, lechugas, pimientos, pepinos, calabaza, chiles, brócoli, coliflor, melón, sandía, betabel, espárrago, tomate de cáscara y berenjena, entre las principales especies. Se producen en charolas de plástico color negro o de poliestireno expandido, empleando sustratos y mezclas de peat moss, vermiculita, agrolita o perlita y cubos de lana de roca o recipientes de fibra y polvo de coco.

Figura 4.15. Producción de plantula de hortalizas bajo enmallados rusticos. Altiplano Poblano.

Figura 4.16. Producción de plántula de hortalizas en invernaderos de alta tecnología. Ezequiel Montes, Querétaro

La mayor cantidad de plántula de hortalizas que se produce bajo cubierta se destina para trasplante y cultivo a campo abierto, donde cada día la demanda es mayor, y una pequeña parte se destina al cultivo bajo invernaderos en sistemas hidropónicos o en el suelo con fertiriego. Lo anterior ha motivado el desarrollo y crecimiento de las empresas dedicadas a este tipo de producción, utilizando semillas mejoradas y sustratos comerciales. Muchas empresas operan bajo un esquema de agricultura por contrato, donde los productores llevan su semilla para que se les produzca la planta en función de la fecha de trasplante y las empresas maquilan la producción. Las instalaciones dedicadas a la producción de plántula van desde pequeñas instalaciones; enmallados e invernaderos rústicos hasta empresas con dos a tres hectáreas de invernaderos completamente automatizadas. Los invernaderos rústicos en muchos casos solo cuentan con una cubierta de plástico en la parte superior, con los laterales descubiertos y sin malla anti insectos o en otros casos, donde las condiciones climáticas son favorables solo utilizan mallas sombra. Las charolas se colocan encima de plataformas elevadas sobre el piso y los riegos se dan en forma manual mediante mangueras con regaderas tipo cebolla. Los invernaderos totalmente modernos están integrados a cadenas productivas donde se emplean sembradoras automatizadas, charolas estandarizadas, sustratos comerciales y cámaras de germinación para acelerar la emergencia de las plantas. Con este sistemas cuentan algunas empresas dedicadas a la exportación de hortalizas frescas, que se ubican en

la región del Bajío en Guanajuato, así como una empresa que se ubica cerca de Ezequiel Montes, Querétaro; las cuales son de los principales productores de plántula de hortalizas en la región central del país. Así mismo existen invernaderos para la producción de plántula en otras regiones como Michoacán, el Noroeste y Jalisco. Los cuidados que reciben las plántulas en este caso van desde el control climático, riego con solución nutritiva, misma que se aplica una vez que aparecen las hojas verdaderas, hasta el control de plagas y enfermedades mediante diversas técnicas. En todos los sistemas de producción de plántula bajo condiciones protegidas, el material que se obtiene es de mejor calidad que el obtenido en planteles construidos en el suelo, la principal razón es que las plántulas están provistas de un sistema radical completo formando un cepellón compacto, en forma individual, del tamaño de la celda utilizada a diferencia de las plántulas obtenidas en el suelo, las cuales al extraerse se daña su sistema radical. Además en muchos casos a las plántulas, de almácigos en agricultura protegida, se les da un periodo de preparación o endurecimiento el cual consiste en disminuir los riegos y algún tratamiento físico o químico para soportar el cambio que implica su trasplante a campo abierto. En los últimos años la producción de plántula se empieza a combinar con técnicas de injertos sobre patrones resistentes a enfermedades y condiciones adversas del medio de cultivo como suelos salinos o ácidos. Actualmente este es un sector en pleno crecimiento, donde existe una gran oportunidad de negocio ya que se pueden obtener más de diez ciclos por año. Sin embargo se debe considerar que es un sector que trabaja por contrato ya que son productos altamente perecederos. 4.4.2.2.- Producción de plántula de ornamentales La mayor parte de la producción de ornamentales en maceta es para consumo nacional y se propagan mediante esquejes o semilla. Utilizando esquejes se reproduce una gran cantidad de ornamentales, entre ellas los crisantemos y la noche buena, dos de las especies de mayor consumo, además de claveles, geranios, hiedras y calanchoes, entre otras muchas especie. La producción de esquejes para exportación solo se lleva a cabo en unidades de tecnología básica, media a alta. La mayoría de los sistemas de ubican en los dos primeros niveles y para el tercer nivel existen pocas unidades de producción. Este sistema de producción se ubica principalmente en la parte central del país, siendo los estados de Veracruz, Morelos, Puebla, México, Distrito Federal, Michoacán, Guanajuato, Jalisco y Colima en donde mas se presentan.

Figura 4.17. Plantas madre para la producción de esquejes de noche buena. Región de Guadalajara, Jalisco

Figura 4.18. Enraizado de esquejes para producción de flor de noche buena. San Lorenzo Tlacotepec, Atlacomulco, México.

La producción de plántula y esquejes de ornamentales, para el mercado nacional, se realiza en diferentes sistemas que comprenden desde semillero o camas de enraizado muy rústicos, hasta algunos invernaderos altamente tecnificados o automatizados y ligados a laboratorios de cultivo de tejidos o cultivos in vitro, que producen plántula para la floricultura nacional y para exportación.

Figura 4.19. Siembra manual de similla de plantas ornamentales. San Lorenzo Tlacotepec, Atlacomulco, México.

Figura 4.20. Centro de producción de esquejes de crisantemo. Zinacantán, Chiapas.

En los invernaderos rústicos, muchas plantas pequeñas y vivaces se propagan por semilla mediante siembra directa y se dejan germinar en algún espacio de los invernaderos, otros productores establecen áreas específicas para la germinación y empiezan a utilizar máquinas para la siembra mecánica y en algunas empresas cuentan con instalaciones modernas, con sistemas automatizados de siembra. La semilla, por lo general es producida por empresas comerciales trasnacionales.

Figura 4.21. Planta madre para esquejes de crisantemo. Quesería, Colima

Figura 4.22. Esquejes de crisantemo. Quesería, Colima

En la propagación asexual o producción de esquejes existen centros de propagación de crisantemo, noche buena, clavel y geranio donde se propagan grandes cantidades para el mercado nacional e internacional. Los sustratos para el enraizado son agrolita, tezontle y tepojal, un tipo de piedra pómez producto de la actividad volcánica. 4.4.2.3.- Producción de plántula de tabaco El tabaco es un cultivo de campo abierto, no así la plántula para el mismo la cual se obtiene en almacigo bajo invernaderos y túneles enmallados. Las principales regiones en las que se cultiva tabaco como son Nayarit y la región de los Tuxtlas en Veracruz, aunque también se producen en otras regiones, en menor escala. En los Tuxtlas, Veracruz, la plántula se cultiva en túneles altos enmallados con el 30 % de sombra y en túneles bajos con diferentes tipos de mallas, como antiafidos y agribón. El tabaco se produce para utilizarse en la elaboración de puros y una parte de la producción se procesa en México, tanto a nivel regional como en otros sitios y la mayor parte se exporta a Norte América, Europa y Centro América. El cultivo se hace con semilla criolla, que proviene de algunas plantas que deja madurar en el ciclo de cultivo anterior, aunque existe una empresa que está desarrollando mejoramiento genético. Se cultiva tabaco de temporal y de riego, el primero se siembra desde finales de abril y se trasplanta en mayo. La mayor parte de la siembra de tabaco se realiza durante mayo o 35 a 40 días antes del trasplante al campo. La forma tradicional de siembra se hace depositando la semilla en charolas con sustrato utilizando regaderas manuales con agua donde va la semilla y se distribuye en las charolas en dos pasadas. Antes de realizar esta acción las semillas son remojadas de 3 a 4 días, esto con el fin de que absorban la suficiente cantidad de agua para que germinen, como es de esperarse, por cavidad se deposita más de una semilla. En algunas empresas modernas utilizan sembradoras automáticas que siembran cientos de charolas por jornada de trabajo, en este caso las semilla es regulada y depositada una por cavidad.

Para la producción de plántula de tabaco se utilizan charola de 220 cavidades, con mezclas de sustratos comerciales como peat moss, vermiculita y agrolita, además de fungidas y plaguicidas. Los túneles altos cuentan con sistema de riego por aspersión y en los túneles bajo utilizan sistema de charolas flotantes en depósitos de agua construidos en el suelo y cubiertos con platicos.

Figuras 4.23 y 4.24. Producción de plántula de tabaco bajo túneles altos enmallados. Región de los Tuxtlas, Veracruz

Una vez que nacen las hojas verdaderas se aplican riegos con solución nutritiva, se dan podas de hojas para inducir un desarrollo homogéneo en todas las plantas. Cuando las plántulas empiezan su desarrollo se practica el depilado, que consiste en dejar una sola planta en cada cavidad. Las plantas restantes se trasplantan en otras charlas o se desechan. El tiempo que las plántulas permanecen en los almácigos, antes del trasplante es de 40 a 45 días, en esta zona, alcanzando una altura de 15 centímetros y raíz suficiente para ser trasplantada a campo abierto sin que se presenten problemas de estrés.

Figuras 4.25 y 4.26. Producción de plántula de tabaco en túneles bajo con almacigo flotantes. Región de los Tuxtlas, Veracruz.

En el Estado de Nayarit la producción de plántula de tabaco se contiene en invernaderos tipo túnel unitarios de 300 a 350 metros cuadrados, sin ventila cenitales, solo con ventilas

laterales. El ancho más común es de 10.5 m por 30 metros de largo, con una altura de pared de 2 metros y altura total de 4 metros, ventilas laterales de 1.6 metros, con un redondel inferior de 40 centímetros elaborado con plástico de polietileno, mallas anti afidos en las ventilas.

Figuras 4.27 y 4.28. Invernaderos tipo túnel individual, para cultivo de plántula de tabaco. Jala, Nayarit.

Los postes son de perfil de acero galvanizado de 4 centímetro cuadrado y los arcos son de perfiles tubulares de 3 centímetros cuadrados. Llevan cubiertas de plásticos flexibles, de color verde clorofila o trasparente y mallas sombra de color negro para disminuir luminosidad. En algunos invernaderos construidos recientemente se ha instalado plástico color blanco lechoso.

Figuras 4.29 y 4.30. Producción de plántula de tabaco con el sistema de flotación. Jala, Nayarit.

En esta región se han instalado invernaderos con un sistema de riego mediante flotación de charolas para la producción de plántula de tabaco. Para ello dentro de la estructura se construyen dos albercas, en lugar de camas de soporte de charolas, separadas por un pasillo central de 1 a 1.5 centímetros de ancho, con una profundidad de 15 centímetros, mismas que se llenan con la solución nutritiva, en las que se colocan las charolas de poliestireno para que floten.

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Cuentan con pasillo central de 90 a 100 centímetros de ancho, por donde se desliza el carro del riego y sistemas de fertigación con riego por aspersión. Los cultivos se establecen en porta charolas elevadas unos 30 a 50 centímetros. Aunque la producción de plántula de tabaco se ubica en pocas regiones, merece destacar que se realiza con sistemas de riego por aspersión y están introduciendo el sistema de charolas flotantes. 4.4.2.4.- Producción de plántula forestal La producción de plántula forestal se realiza, principalmente bajo casas sombra, cubiertas de plástico y a cielo abierto, empleando materiales orgánicos como tierra de monte, tierra de hoja de monte, corteza de pino y sustratos comerciales como agrolita, vermiculita, peat moss o mezclas. La semilla se colecta en rodales semilleros y bosques naturales. Por lo general la plántula se emplea para reforestaciones y plantaciones locales en terrenos degradados y erosionados o en terrenos forestales bajo aprovechamiento legal. La producción de plántula forestal se realiza en todas aquellas regiones que cuentan con bosques bajo aprovechamiento forestales, como Chihuahua, Durango, Jalisco, Michoacán, México, Guerrero, Oaxaca, Puebla, Chiapas, Veracruz, Campeche, Quintana Roo e Hidalgo. Pero también se realiza en muchas regiones donde se requiere planta para la reforestación de aéreas degradadas.

Figura 4.31. Producción de plántula forestal. Zinacantán, Chiapas.

Figura 4.32. Producción de plántula de mangle. Cuyutlán, Colima

El nivel tecnológico va desde instalaciones rústicas, lo común es que sean casas sombra, con sistemas de riego manuales con manguera, hasta algunos viveros con sistemas de riego por aspersión y micro aspersión con robots, con los cuales se aplica el riego se se fertiliza con una solución nutritiva.

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Algunos viveros dependen de organismos de los diferentes niveles de gobierno y otros son de bufetes particulares de apoyo técnico a aprovechamientos forestales o empresas forestales.

Figuras 4.33 y 4.34. Vivero con riego automatizado. Chignahuapan, Puebla

Además de lo anterior, en algunos viveros de las región montañosas se utilizan túneles bajos para la producción de plántula forestal que se emplea en la reforestación de aéreas arboladas donde se está realizando aprovechamiento forestal, así como para establecer plantaciones de árboles de navidad. Son estructuras pequeñas construidas con varillas forradas con mangueras de plástico, alambrón y madera, formando arcos o triángulos para sostener películas de polietileno, el cual se retira durante el día para realizar algunas labores como deshierbe y aplicación de productos agroquímicos.

Figuras 4.35 y 4.36. Túneles bajos utilizados en la producción de plántula forestal. Villa del Carbón, México.

Cada vez son más los viveros que producen plántula forestal bajo casas de malla sombra, empleando sustratos comerciales y aserrín de madera, ello debido a que se ha restringido el uso de la tierra de monte como sustrato.

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4.4.3.- Producción de frutillas Las principales regiones productoras de frutilla en agricultura protegida son; Zamora y los Reyes, en Michoacán; Chapala y Ciudad Guzmán, en Jalisco y la región de Camalú, cerca de San Quintín, Baja California, aunque se cultivan en otras regiones como la Sierra Norte de Puebla, Ixtapan de la Sal México, Quesería Colima; Tacámbaro, Uruapan y Maravatio, Michoacán, entre otras. Las principales frutillas son fresa, zarzamora, frambuesa y en los últimos años también se ha impulsado el cultivo de arándano.

Figura 4.37. Panorama de la agricultura protegida en la Región de Zamora, Michoacán. (Fuente: http://www. conafre.com/nosotros.php)

Figura 4.38. Cultivo de fresa bajo túneles altos, con fertigacion y acolchados. Región de Zamora, Michoacán. (Fuente: http://www. conafre.com/nosotros.php

El crecimiento de la superficie con agricultura protegida de frutillas se ha incrementado año tras año, con estructuras sencillas, desmontables y de bajo costo. En sistemas como la fresa cada año se puede estar cambiando de lugar de cultivo, mediante la renta de parcelas, situación que se facilita porque es un cultivo anual o bianual. En cambio en los otros cultivos lo más común es que el mismo terreno se utilice por mas de dos años. Son tres las principales regiones donde existe la de producción de fresa y frutillas bajo cubiertas; Zamora y Los Reyes, en Michoacán y Chapala en Jalisco e inicia en Irapuato, Guanajuato, además de Baja California donde se tienen grandes superficies de acolchados, para el cultivo de fresa de exportación. En los Reyes Michoacán y Chapala, Jalisco los cultivos son de principalmente de frambuesa y zarzamora, en menor medida fresa, la mayor parte para exportación, mientras que en la región de Zamora se concentra la zona de mayor importancia en la producción de fresa bajo cubierta, tanto para el mercado de exportación como para consumo interno. En los que se refiere a la producción de fresa en la región de Zamora, existen tres sistemas de producción; a) sistema tradicional a cielo abierto y riego rodado, b) sistema semi

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tecnificado, con uso de acolchado y fertirrigación, y c) el sistema tecnificado, mediante el uso de túnel altos, acolchados y fertirrigación (http://www. conafre.com. Fecha de ingreso 10/11/10).

Figuras 4.39 y 4.40. Túneles para la producción de fresa. Región de Zamora, Michoacán.

La mayor superficie de producción de la fresa en esta región es a campo abierto con riego rodado, sin embargo de unos años a la fecha se está cambiando por sistemas de producción con acolchados y fertigación bajo túneles altos, tipo cubiertas de plástico, esto es sin cubiertas laterales, solo con la cubierta superior, situación que ha permitido aumentos considerables en los rendimientos.

Figura 4.41. Planta madre de fresa bajo enmallado de color negro. Tangancicuaro, Michoacán.

Figura 4.42. Producción de plántula de fresa bajo enmallados. Tangancicuaro, Michoacán.

Las plántulas se obtienen mediante los brotes o estolones de plantas nuevas o plantas madre, que por lo general son importadas de Estados Unidos un año antes de que se instale el cultivo. Las plantas vienen sin hojas para reproducirlas en invernaderos o en viveros bajo túneles altos, cubiertos de malla sombra y sin acolchado, el riego es por gravedad y también con ayuda de aspersores con una fertilización completa. La función que tiene la planta

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madre es producir estolones. En una hectárea se plantan unas 80,000 plantas madre y cada una de ella produce entre 30 a 60 nuevas plantas. Para establecer el cultivo primero se prepara el terreno, con un barbecho, rastreos y en ocasiones subsoleos, para posteriormente proceder a su nivelación con niveladora de rayo láser con la finalidad de facilitar el funcionamiento del sistema de riego y desalojo del agua (Zamora, 2009). Después de la preparación del terreno se realiza la desinfección con bromuro de metilo, o metan sodio. Posteriormente se hace el surcado o formación de camas de 1.2 metros de ancho, recomendándose que no rebase los 60 metros de largo y una altura de de 20 a 30 centímetros, para facilitar las labores culturales y la cosecha, el ancho de los pasillos es de 40 centímetros. Una vez formadas las camas se establece en sistema de riego y se coloca el plástico del acolchado en forma simultánea con maquinaria, y se procede a la colocación del túnel. Los túneles son de deferentes anchos, por lo general entre 5 y 7 metros. Consisten de estacas que se entierran unos 80 centímetros en el suelo, con una altura de 1.2 metros y terminación en “Y”, con una separación entre ellas de 6 metros. En la terminación se colocan los arcos que pueden llegar a una altura de 2.90 a 3.20 metros, sobre estos se colocan películas de platico blanco lechos calibre 600, que proporciona una sombra del 25 %. La sujeción del plástico se hace mediante sogas de plástico tratadas contra rayos ultravioleta. Bajo este sistema se han logrado cultivos simi perennes de dos años de duración con buena producción, que puede ser tres veces superior a la obtenida a cielo abierto.

Figuras 4.43 y 4.44. Cultivo de frambuesa bajo túneles altos. Región de Zamora, Michoacán.

La producción de frambuesa y zarzamora bajo túneles altos o macro túneles, presenta algunas diferencias con la producción de fresa. En principio los dos cultivos requieren de un sistema de tutorado y que no todo el tiempo están cubiertos con el plástico.

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Tanto la frambuesa como la zara mora se propagan por medio de raíz. Antes de plantar las raíces se tratan con fungicidas y enraizadores para evitar enfermedades. Para el trasplante se abren surco los, esta práctica se hace más o menos en junio. Se levantan las camas y se implementa un surco a la mitad de la cama se trasplanta y se riega continuamente para evitar la formación de costras que impidan que broten las plantitas.

Figuras 4.45 y 4.46. Túneles con los plásticos recogidos en el cultivo de frambuesa, Sayula, Jalisco

La cosecha dura tres meses, después de este tiempo se realiza una poda selectiva. La planta se deja que llegue a 1.50 metros de altura y a los 4 a 5 meses del trasplante se comienza la producción. La cosecha se inicia en los meses de octubre-noviembre. La producción es diseñada de tal forma que se obtengan producciones escalonadas cada tres meses

Figuras 4.47 y 4.48. Cultivo y empaque de zarzamora. Los Reyes, Michoacán

Los túneles son de 3.7 m de altura, postes a cinco metros. Cuando termina la cosecha se recogen los plásticos y se amarrar al poste de un lado del túnel, cuando empiezan a aparecer los frutos se vuelven a colocar las cubiertas.

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El cultivo de arándano es una actividad más, que en los últimos año ha sido impulsado fuertemente en varias regiones de Jalisco y Michoacán bajo sistemas de agricultura protegida con túneles altos e invernaderos y fertigacion.

Figuras 4.49 y 4.50. Cultivo de arándano bajo túneles altos. Región de Zamora, Michoacán.

4.4.4.- Producción de plantas ornamentales en maceta El cultivo de ornamentales en maceta tiene dos grandes vertientes, una es la producción de plantas de flores, como la noche buena, crisantemo, rosas y orquídeas que se comercializan cuando la planta emite flores. La otra es la producción de plantas de follaje como los helechos y otras especies donde el atractivo es el follaje y no las flores.

Figura 4. 51. Cultivo de bromelias en invernaderos tecnificados. Xicotepec, Puebla

Figura 4.52. Cultivo de orquídeas. Xicotepec, Puebla.

De acuerdo con La Enciclopedia de plantas y flores (1996), la diversidad de plantas ornamentales es muy amplia, con más de ocho mil especies y variedades que comprende desde plantas vivaces, hasta arbustos y árboles. Muchas de ellas son objeto de cultivo en los invernaderos y casas sombra como plantas de interior, constituyéndose en un producto para

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consumo nacional. El principal mercado de plantas ornamentales es el de Madre Selva en Xochimilco, en la Ciudad de México, el cual controla un gran porcentaje del mercado nacional de las ornamentales que se comercializan en el País. La región central es la principal productora de ornamentales, principalmente los estados de Veracruz, Puebla, Morelos, México, Distrito Federal, Michoacán, Jalisco Guanajuato y Colima,, aunque en otros estados también existen algunas empresas dedicadas a este es giro. La producción se realiza en macetas y otros recipientes como bolsas de polietileno, empleando sustratos como tierra de monte o suelos andosoles, tierra de hoja, tierra de azolve, tierra agrícola de diferentes tipos, compostas, tepojal o piedra pómez póm y algunos sustratos comerciales como peat moss, polvo y fibra de coco, agrolita o perlita y vermiculita.

Figura 4.53.. Cultivo de ornamentales en maceta. Tlajomulco, Jalisco

Figura 4.54.. Cultivo de ornamentales en maceta. San Lorenzo Tlacotepec, Atlacomulco, México.

Los métodos de producción van desde el uso de semillas, división de plantas adultas, hasta métodos vegetativos como esquejes, estacas, estolones, cormos, bu bulbos, lbos, tubérculos y propagación mediante técnicas de cultivo in vitro.. Actualmente destaca la tendencia al aumento de la producción de ornamentales a partir de plántula producida en laboratorios de cultivo de tejidos, sobre todo para aquellas de mayor valor comercial. Las ornamentales en macetas se producen en unidades de todos los niveles tecnológicos y económicos, desde sistemas muy rústicos empleando mini túneles y casas sombra con riego manual, hasta unidades productivas altamente tecnificadas con sistemas de control climático automatizado. En términos generales cuentan con un nivel tecnológico más bajo que en las hortalizas de exportación y muy similar al que se emplea en la producción de hortalizas para mercado nacional. Son pocas las unidades de producción que tienen con control climático automatizado y algunas poseen sistemas de fertigación y riego por goteo o aspersión, pero lo más común es que el riego sea en forma manual.

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Figura 4.55 y 4.56. Propagación de cactus bajo invernaderos con mallas sombra. Barranca de Metztitlán, Hidalgo.

4.4.5.- Producción de flores de corte Al igual que en otros sistemas, las mayor superficie de plantas para corte se cultiva en el suelo y se produce a campo abierto, producción que muestra evidentes señales de estarse desplazando hacia la agricultura protegida con macro túneles o túneles altos e invernaderos y casas sombra. La producción de flores de corte que se realiza en agricultura protegida es tanto para exportación, como para el mercado nacional. Las principales especies cultivadas son rosas, claveles, crisantemos y margaritas, gerbera, lilis, anturios, statice, limonium, gypsiphila y alcatraces de colores. Un caso particular de este sector es la producción de orquídeas para corte.

Figura 4.57. Cultivo de lilies para corte. Villa Guerrero, México.

Fotografía 4.58. Cultivo de rosa para corte. Zinacantán, Chipas

La mayor superficie se concentra en los estados de México, Puebla, Morelos y Querétaro, aunque también se da en otros como Hidalgo, Michoacán, Jalisco y Colima. En el sureste destaca la región de Zinacantlán, Chiapas.

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La mayoría de los cultivos se establecen en el suelo, con sistemas de riego por goteo y micro aspersión y existen algunos caso donde se han producido flores de anturios, con sistemas hidropónicos, bajo invernaderos completamente automatizados. Así mismos han h existido unidades con sistemas hidropónicos para producción de clavel, gerbera y orquídeas. La producción de flores en México se caracteriza por un gran número de pequeñas o micro empresas y solo algunas empresas medianas o grandes. La estructura empresarial empre en este sector está muy atomizada (Bancomext, 1998). Aunque en el sector se da el caso de grandes empresas con varios años en el mercado, las cuales exportan parte de su producción, mismas que están al día en cuanto a nuevas variedades se refiere.

Figuras 4.59 y 4.60. Cultivo de rosas y gerbera para flor de corte. Coatepec Harinas, México.

En la región de Villa Guerrero, México existe la mayor superficie de flores de corte bajo cubierta, donde se emplean invernaderos y macro túneles o cubiertas de plástico, con cerca de tres mil hectáreas, de ellas más de dos mil hectáreas se cultivan en temporal en el suelo, donde se producen crisantemos, margaritas y claveles para las festividades de todos santos que ocurre rre del 31 de octubre al 2 de noviembre. El consumo de flores es altamente estacional, las principales fechas para la venta son el mes de febrero en el día de San Valentín, el tres de mayo, día de la Santa Cruz, el 10 de mayo o día de las madres, todos santos en los primeros días de noviembre y en diciembre considerando el 12 día de la virgen de Guadalupe y la navidad, esto en cuanto a mercado interno en México, en los mercados internacionales los meses de mayor demanda son febrero, mayo y diciembre, los anterior de acuerdo con la información vertida por algunos productores. En el pasado, esta actividad tuvo mayor auge, en la actualidad se mantiene la superficie en algunas regiones, mientras que en otras la superficie cubierta está pasando a la producción producció de hortalizas hidropónicas, como es el caso del Bajío en Guanajuato, donde algunos invernaderos que cultivaban rosas incursionaron en el cultivo de jitomate.

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Figura 4.62. Cultivo de crisantemo. Villa Guerrero, México.

Figura 4.61. Cultivo de crisantemo. Instalaciones de la Expo Agroalimentaria. Irapuato, Guanajuato

4.4.6.- Producción de follajes La mayor parte de follajes ornamentales para corte se produce a campo abierto y en menor medida bajo mallas sombra o casas sombra y poco en invernaderos. La producción bajo casas sombra en condiciones tropicales y semitropicales corresponde a dos empresas de importancia, además de algunas empresas pequeñas dedicadas a esta actividad. Las principales especies utilizadas como follajes son helecho cuero (Rumhora adiantiformis), espárragos (Asparagus spp), Aspidestra (Aspidistra elatior), garra de león (Monstera deliciosa) y Palma Camedor (Chamaedorea spp), entre otras. La mayoría de ellas se cultivan bajo casas sombra o enmallados y la palma camaedor se cultiva bajo el dosel de las selvas o acahuales.

Figuras 4.63 y 4.64. Enmallados para el cultivo de follajes. Región de los Tuxtlas, Veracruz y Atoyac de Álvarez, Jalisco

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En la región de Catemaco, existe una empresa que inicio actividades en el año de 1989, que cuenta con casas sombra o mallas sombra para la producción helecho cuero, esparrago y otros follajes para exportación. Cuenta con unas de 60 hectáreas de enmallados y cerca de 100 hectáreas de plantaciones de palma camedor bajo el dosel de la selva y acahuales. Otra por el estilo se ubica en Atoyac, Jalisco y cuenta con casas sombra para la producción de follajes, entre ellos de helecho cuero. Las estructuras de los enmallados consisten de una armazón de postes de varillas, de aproximadamente una pulgada de diámetro, sobre las que se colocan cables tensores de acero, los cuales sostienen las mallas. La altura es de uno ochenta a dos metros y medio, los largos y anchos son variables dependiendo de las características del terreno y un solo enmallado puede cubrir varias hectáreas. Las mallas solo cubren el techo mientras los laterales están descubiertos, estas son de color negro con alrededor de un 50 % de disminución de la radiación solar y están equipadas con sistemas de riego por aspersión, el cultivo de los follajes se hace en surcos o camellones.

Figuras 4.65 y 4.66. Cultivo de helecho cuero en macetas bajo invernaderos. Quesería, Colima.

Actualmente están construyendo enmallados con postes rollizos de madera y cables de acero, como las casas sombra utilizadas para el cultivo de helecho cuero, en Atoyac, Jalisco. El helecho cuero se cultivan en suelos mejorados, con riego por aspersión y goteo, bajo mallas sombra con un 50 % de disminución de luminosidad. Las frondas se cortan y califican por tamaño y calidad y se empacan para enviarse al mercado. Otros follajes de importancia son los de confieras que se producen a cielo abierto en la región de Tenango de la Flores, Puebla o en la región baja del Pico de Orizaba en Veracruz. Estos se utilizan como relleno para arreglos florales. 4.4.7.- Producción de árboles de navidad En la producción de árboles de navidad también se utilizan túneles altos, enmallados y casas sombra. Al respecto existe una empresa dedicada a la producción de árboles de navidad, que está ubicada cerca de Valle de Bravo, que hace uso de estructuras para proteger cultivos.

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Los enmallados son estructuras sencillas, fabricadas con perfiles de acero negro y madera, con cubiertas de mallas negras, con disminución de luz de un 30 a 50 %, que pueden ser tipo casa sombra o enmallados simples. Los túneles e invernaderos, algunos de dos metros de alto y uno cinco de ancho, mientras otros son más altos, unos cuatro metros de alto y unos siete de ancho.

Figuras 4.67 y 4.68. Cultivo de árboles de navidad en invernaderos tipo túnel. Valle de Bravo, México

Los árboles de navidad se cultivan en el suelo o en contenderos de unos 15 a 20 litros. La especies con que trabajan son pseudosuga, pino ayacahuite y oyamel, principalmente, la semilla se obtiene de rodales naturales, como tratamiento preliminar las semillas debe de ser aplicado un fungicida para evitar la proliferación de hongos, además que deben de pasar por un proceso de refrigeración el cual se efectúa entre 7 y 8° centígrados por un periodo de dos meses.

Figuras 4.69 y 4.70. Uso de mallas para el cultivo de árboles de navidad. Región Valle de Bravo, México

Se siembra la semilla se hace en charolas, utilizando túneles altos, tarda aproximadamente 14 a 20 días en germinar, la plántula obtenida se mantiene allí durante 12 o 14 meses,

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periodo en el las principales prácticas son el riego, la fertilización y se hacen constantes monitoreos para detectar algún síntoma, presencia de enfermedad, plaga y malezas. Después de ese tiempo se le coloca a cada árbol una maceta de dos galones o una bolsa de 34 x 34, utilizando diferentes mezclas de materiales como sustratos, por ejemplo: 40% de tierra, 30% de corteza y 30% de cacahuatillo o tepojal. El riego como en el vivero es por microaspersión. El tiempo que los arbolitos están en las macetas es de dos a dos años y medio. Durante ese tiempo se le dan podas de formación, además de riegos y control de plagas y enfermedades. 4.4.8.- Cultivo de nopal para verdura La producción de nopal para verdura utilizando túneles bajo y altos e invernaderos es una actividad que se realiza en dos regiones principales; Teotihuacán, México y Milpa Alta, Distrito Federal, aunque existen otras áreas de producción en Morelos, Zacatecas, Michoacán y otras entidades, pero su evolucionan hacia la agricultura protegida es muy lenta. El nopal se cultiva principalmente en el suelo con riego rodado e inicia en hidroponía, principalmente para mercado nacional, aunque existe algo de exportación. Las cubiertas de plástico se utilizan solo en la época de frío y el tiempo que las estructuras están tapadas depende del precio del producto, cuando baja de precio se retiran los plásticos para volver a colocarlos en la siguiente temporada de frío.

Figura 4.71. Cultivo de nopal para verdura en túnel alto. Mil Cumbres, Michoacán

Figura 4.72. Nopal para verdura. Teotihuacán, México.

Los túneles que se utilizan en Teotihuacán, por lo general son estructuras de varilla de un centímetro de diámetro, la cual a veces se mete dentro de manguera de plástico, o alambrón redondo de iguales dimensiones. La mayoría de los túneles tienen de 1.2 a 2 metros de alto por 1.5 a 2.7 metros de ancho y se remata con un arco de menor tamaño, en cada orilla, que puede ser de 1 a 1.2 metros de alto y de 1.3 a 1.8 metros de ancho y de 50 hasta 100 metros de largo, aunque pueden ser más cortos, pero es difícil que se encuentren de más de 100 metros de largo, debido a que ello dificulta la colocación y el manejo del plástico en las cubiertas, sobre todo para amarrarlo y sujetarlo. Así mismo mayores distancias aumentan

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los daños provocados por los vientos. El alto es apropiado para que todos los trabajos, que implica el cultivo, puedan realizarse en el interior y para establecer las líneas de plantación o cultivo. Los arcos se colocan cada 2 a 3 metros de distancia y se unen en la parte alta mediante tirantes de alambres o cuerdas de polipropileno. Los extremos de los arcos se entierran directamente en el suelo unos 40 a 50 centímetros. Entre túneles quedan pasillos de 90 centímetros a 1.2 metros de ancho, mismos que sirven para el desplazamiento en el interior de las parcelas y realizar las labores necesarias al cultivo.

Figuras 4.73 y 4.74. Túneles bajo para cultivo de nopal para verdura. Teotihuacán, México.

En las cubiertas se emplean películas de polietileno verde clorofila PF 602, por lo general tratados contra rayos ultravioleta, mismos que se sujetan en los extremos con cuerdas de plástico y flejes, los cuales se fijan al terreno mediante estacas o se amarran de los arcos vecinos. Para ventilar y cosechar se levantan los laterales de las cubiertas, durante el día, sujetándolo con cordeles y por las tardes se bajan para mantener mayores temperaturas nocturnas. La cubierta se coloca desde agosto y se retira en febrero, una vez que el precio del producto disminuye o al terminar el inverno cuando el precio se mantiene alto. 4.4.9.- Producción de plantas aromáticas En los últimos años está aumentando el interés por el cultivo de plantas aromáticas como albahaca, mejorana, hierbabuena, tomillo, menta y salvia entre otras especies, que empiezan a cultivarse en hidroponía o en el suelo, sobre todo para exportación. Se cultivan bajo invernaderos y mallas sombra. Morelos es la entidad donde más se están desarrollando estos cultivos. 4.4.10.- Cultivo de frutales Actualmente varios cultivos de frutales se protegen de las granizadas con mallas antigranizo y mallas sombra para un mejor control de la radiación. En algunos casos como

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en cultivo de plátano, solo se protege en fruto con bolsas, para logara una mejor calidad. En otros como la región de Cuauhtémoc, Chihuahua se utiliza enmallados y casas sombra para proteger las manzanas contra las granizadas y las plagas. Mas reciente es el caso de cultivo de limón y papaya bajo enmallados y casas sombra en algunas regiones tropicales como la costa de Colima.

Figuras 4.75 y 4.76. Cultivo de limón y papaya bajo casas sombra, Tecomán Colima.

4.4.11.- Producción de forraje verde hidropónico La producción de forraje verde hidropónico es una actividad que cada día aumenta su importancia para la para alimentación del ganado en la temporada de sequía. Para la producción del forraje se emplean gramíneas como maíz, trigo, cebada y avena. Esta actividad apenas inicia en la parte central de México, a diferencia del norte de México, en las zonas áridas donde los últimos años de sequía ha acelerado el desarrollo de este sistema de producción de forraje, siendo Chihuahua la entidad pionera, donde se han diseñado invernaderos apropiados para esta actividad. Es de esperar que la producción de forraje verde siga aumentando, sobre todo en el norte y noroeste de México. 4.4.12.- Producción de hongos Así mismo, cada vez es más común encontrar invernaderos para la producción de los hongos de diferentes tipos, principalmente champiñones y setas. Con la cubierta del invernadero se aumenta la temperatura, por lo que la cubierta puede ser de color negro, no se requiere de luminosidad. Los hongos se cultivan en paja de cereales. 4.4.13.- Producción de especies acuícolas Las estructura protectoras se han utilizado tanto para peces como camarón. La producción de camarón bajo cubiertas protectoras es una realidad en el Noroeste y la Península de Yucatán, Mientras en el Golfo de México se utilizan para la producción de tilapia y otras especies, así mismo se utilizan estructuras rusticas en la producción de agua dulce en el centro de México.

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Al parecer en el noroeste el cultivo de camarón bajo invernaderos se ha convertido en una actividad de importancia por los altos rendimiento que se están logrando.

Figura 4.77. Cría de camarón. Península de Yucatán

Figura 4.78. Instalaciones para el cultivo de tilapia. Alvarado, Veracruz.

En estos sistemas de producción se están utilizado desde invernaderos relativamente tecnificados; como los que se usan en Alvarado, Veracruz y las Costas de Sonora y Sinaloa, hasta simple enmallados colocados sobre arcos de varillas metidas dentro de mangueras de plástico, utilizados en granjas pequeñas de producción de mojarras en las partes altas y frías de los estados de Puebla y México.

Figuras 4.79 y 4.80. Enmallados para cultivo de peces. Amanalco, México

4.4.14.-Producción de bovinos de engorda para carne La plasticultura está incursionando en la producción pecuaria con el uso de cubiertas de plástico para la protección del ganado bobino en engorda, mismo que se lleva de regiones tropicales y al llegar a la parte alta y fría se estresa y no gana peso, sobre todo en el invierno. Sin embargo estas estructuras no solo protege al ganado del frio, también le

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proporciona mayor confort al evitar la caída de agua en el interior de las instalaciones con los que disminuyen las enfermedades. Las estructuras son de metal, de diversos tipos y calibres, así como dimisiones variables, sobre las que se colocan cubiertas de platico blanco lechoso al 30 % de disminución de luz.

Figuras 4.81 y 4.82. Cubierta de plástico para la engorda de bovinos. Ezequiel Montes, Querétaro y Tepetlaoxtoc, México.

Algunas cuentan con algunas paredes de material de construcción del lado donde soplan los vientos, mientras los otros laterales están descubiertos. El agua se desaloja mediante canales que la conducen a cisternas de almacenamiento para de allí dar de beber al ganado. Este sistema de protección al ganado se ha desarrollado en Texcoco, Zumpango y Toluca, en el estado de México, así como Puebla y Querétaro. 4.4.15.- Otros sistemas de producción Además de los sistemas de producción arriba referidos, se da la aplicación de las tecnologías de la agricultura protegida en otros sistemas como el cultivo de la vainilla en casas sombra con mallas de color negro, en la región de Papantla, Veracruz y en el cultivo de piña, en el mismo estado.

Figuras 4.83 y 4.84. Casa sombra para cultivo de vianilla, Region de Papantla, Veracruz.

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La producción de plántula de agave fue una actividad derivada de la crisis que afectó a la industria tequilera la década antepasada, cuando hubo escases de materia prima. Se realizaba a partir de semilla y mediante técnicas de cultivo in vitro, para la propagación de material vegetativo libre de virus y enfermedades. Fue una actividad impulsada por la industria del tequila después que la misma enfrento algunos problemas fitosanitarios de los agaves que se emplean para la obtención de esta bebida. Se realizaba principalmente en algunas regiones Jalisco y Guanajuato. La plántula se producía en charolas de polietileno expandido o unicel, empleado sustratos comerciales y mezclas con corteza de pino en composta. Los cuidados son similares a los que se les dan a las plántulas forestales.

Figura. 4.86. Secado de semilla forestal

Figura 4.85. Estructura para mariposario Cuetzalán, Puebla.

Ya se vislumbra la aplicación de varias técnicas de la agricultura protegida en otros sistemas como la cría de insectos; por ejemplo en la producción de grana, insectos comestibles, establecimiento de mariposarios, producción de lombrices y abonos orgánicos, acuaponia, biodigestores y sedado de semillas, entre otras muchas aplicaciones de las técnicas de la agricultura protegida.

Figuras 4.87 y 4.88. Invernaderos para producción de lombrices y abonos orgánicos

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4.5.- Las tecnologías de la agricultura protegida en la investigación y la enseñanza Otro uso para los invernaderos y otras estructuras es su empleo en las instituciones de enseñanza e investigación, tanto de agricultura como de biología, para realizar investigaciones sobre el comportamiento de las plantas en condiciones de ambientes controlados, así como la experimentación y adaptación de una serie de sistemas de la agricultura protegida. Además del establecimiento de jardines botánicos y colecciones de plantas en vivo.

Figuras 4.89 y 4.90. Cosmovitral y jardín botánico en Toluca, México.

Actualmente se está trabajando en el uso de mallas para proteger cultivos de granos básicos como trigo, sorgo, maíz y frijol, además de hortalizas y flores.

Figuras 4.91 y 4.92. Enmallados para protección de maíz y flores. Comitan, Chiapas

4.6.- Bibliografía citada y consultada Bancomext. 1998. Oportunidades de negocios para el sector florícola. Banco Nacional de Comercio Exterior. México.

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Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2004. Tipificación estructural de invernaderos de láminas flexibles en la zona central de México. Departamento de mecanización y tecnología agraria, Universidad politécnica de Valencia, España. Universidad de Guanajuato, México. Trabajo de investigación de doctorado. México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bassols B., A. 2002. Geografía socioeconómica de México. Aspectos físicos y económicos por regiones. Editorial Trillas. México, D. F. 422 paginas. Campaña, A. C. 2010. Situación actual de la agricultura protegida en México. Fundación Produce Sinaloa A, C. http://www.fps.org.mx/divulgacion/index.php?option=com_ remository&Itemid=269&func=startdown&id=447. Fecha ingreso: 10/11/2010. Castellanos, J. Z. y Muñoz R., J. J. 2003. La industria de la horticultura protegida en México. P. 1-17. En. J. J. Muñoz R. y J. Z. Castellanos. (Eds). Manual de producción hortícola en invernadero. INCAPA. Celaya, México. González E., A. 1990. Los tipos de agricultura y las regiones agrícolas de México. Colegio de Posgraduados. Montecillo, México. Pp 35 – 56. INEGI. 2009. Censo Agrícola, Ganadero y Forestal 2007. http://www.inegi.org.mx/sistemas/TabuladosBasicos (Fecha de ingreso; 16/05/2010). SAGARPA. 2009. Agricultura protegida. Programa de ejecución directa. Gobierno Federal. SAGARPA. Subsecretaria de Agricultura. http://www.amhpac.org./. Fecha de acceso: (01/04/2010). Rodríguez P., M. A. 1994. Modernización organizacional en la empresa agrícola mexicana. Universidad Autónoma de Sinaloa. México. Rodríguez, I. 2008. México en el mercado mundial de los invernaderos. 2000 Agro. Revista Industrial del Campo. No. 52. Agosto/Septiembre de 2008. Tessler, M., 2008. Mercado Mexicano de invernaderos dentro del contexto mundial de los mismos. In Memorias de 2do Simposio Internacional de invernaderos 2008. Toluca, México. Zamora R., E. R. 2009. Sistema de producción de fresa bajo macrotúnel. In Innovaciones tecnológicas en el sistema producto fresa. Pimentel E., J. L. y Velázquez M., M. A. editores. Consejo Nacional de la Fresa A. C. IPN. Zamora, Michoacán. México.

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CAPITULO 5

LOS FACTORES AMBIENTALES Y SU INFLUENCIA EN EL DESARROLLO DE LOS CULTIVOS BAJO CUBIERTAS Aurelio Bastida Tapia Queremos hacerle entender a la gente que el ser humano no es un espectador ,sino parte del gran ecosistema. Tim Smit. Proyecto Edén. 2002. La Nación

En este capitulo se presenta un panorama general de los principales factores y elementos ambientales más importantes en la generación de ambientes artificiales en el interior de los invernaderos y otras estructuras utilizadas para proteger cultivos, así como algunas ideas sobre la forma de manejarlos en favor de las plantas mediante la climatización o ambientación de dichas estructuras. El tema se refiere principalmente a los invernaderos, debido a que es donde mejor se pueden controlar los factores ambientales de la producción. 5.1.- Introducción El ambiente esta constituido por factores y elementos físicos, químicos y biológicos, o factores bióticos y abióticos, estrechamente interrelacionados entre sí, a los que se les conoce como los elementos y factores naturales. Las interrelaciones de elementos abióticos con los distintos organismos, así como las interacciones de éstos, conforman los ecosistemas. Los ecosistemas son los espacios en los que, dependiendo de la interrelación de los factores y elementos presentes, se establecen determinadas condiciones favorables para el desarrollo de distintos organismos vivos. De esta forma en los ecosistemas ocurre una serie de relaci7ones entre las diversas poblaciones de plantas y animales con su entorno. Cuando los ambientes naturales se modifican para desarrollar la agricultura, se transforman en agro ecosistemas o ecosistemas agrícolas. Las modificaciones pueden ser de tal magnitud que se generen verdaderos sistemas artificiales. Un ejemplo de ello es el interior de los invernaderos donde se recrean condiciones micro ambientales especificas, de acuerdo a las necesidades de los cultivos. Otro ejemplo son las granjas agrícolas con control ambiental. Conocer los factores ambientales y manejarlos en función de los requerimientos de los vegetales es un elemento fundamental en el éxito de los cultivos protegidos. Para ello se requiere conocer y entender el clima exterior e instalar las estructuras apropiadas para cada condición climática, de acuerdo a las necesidades ambientales de los cultivos a establecer en el interior de ellas y el manejo a implementar, tanto de la especies en desarrollo como el manejo de las mismas estructuras. Por lo anterior se recomienda realizar un estudio detallado de las condiciones ambientales y climáticas predominante en la localidad donde se van a instalar empresas con agricultura

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protegida o donde ya existe, para mejorar el manejo de dichas instalaciones con conocimiento de causa. 5.2.- Los factores ambientales y la agricultura protegida El ambiente, para el desarrollo de los cultivos protegidos, está constituido por todos los factores y elementos climáticos; la energía luminosa o radiación solar, la temperatura, la humedad ambiental, los vientos, la lluvia, los gases atmosféricos, el medio de crecimiento de las raíces; conformado por suelos naturales, los sustratos naturales o artificiales y los medios líquidos; las interacciones entre los individuos que conforman el cultivo y el efecto que otros organismos; como animales, plagas, hongos, bacterias y virus, ocasionan sobre las plantas. Así mismo puede considerarse como parte del medio todas las modificaciones y prácticas desarrolladas por el hombre para manejar de la mejor manera posible los cultivos y el entorno donde se desarrollan (Hudson, 1967). De esta forma los factores naturales son mas o menos modificados por la estructuras de los invernaderos, sus cubiertas y los dispositivos utilizados para el equipamiento de los mismos. Bajo este enfoque la función de los invernaderos es servir de abrigo para proteger a las plantas de los factores ambientales adversos a su desarrollo, ya que en el interior de estas estructuras es posible recrear las condiciones más apropiadas para el crecimiento y desarrollo de los cultivos en condiciones ideales. Las condiciones, elementos y factores ambientales, de un lugar, son los que determinan el tipo de invernadero o tipo de estructura a instalar, así como su diseño y orientación. El ambiente interno, o micro clima a reproducir en el interior de la estructura, es el que interesa para fines del establecimiento y desarrollo de los cultivos. El micro clima, dentro de cada invernadero, en cierta medida, se deriva del ambiente exterior y adquiere características propias en función de la estructura, del manejo y los equipos, instalados en cada situación particular, para el control de los factores ambientales. Los principales factores que intervienen en el desarrollo de los cultivos, mismos que pretenden controlar mediante el uso y manejo de estructuras para proteger cultivos, son; la temperatura, la luminosidad, la humedad ambiental y el contenido de bióxido de carbono (CO2). Estos elementos son interdependientes entre sí y cuando se modifica uno de ellos los otros resultan afectados. En forma secundaria, pero no menos importante, los invernaderos y otras estructuras modifican la acción y efectos negativos de otros elementos como los vientos, las granizadas y las lluvias torrenciales. Además contribuyen a controlar elementos como la disponibilidad de humedad del sustrato, las plagas y enfermedades, así como los daños ocasionados por animales. Ya que la cubierta de plástico, vidrio o malla representa una barrera física que aísla el interior del entorno exterior. Factores como el tipo de cultivo y el sistema de manejo, la fertilización, el riego y los medios de cultivo o sustratos a utilizar, que quedan enteramente a la decisión de los productores. Estos elementos pueden modificarse o variar con relativa facilidad, dentro de un rango apropiado, para lograr mayores rendimientos. 83

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Cada uno de los principales factores y elementos arriba señalados presentan efectos particulares en los cultivos, de allí la importancia de un manejo apropiado para lograr las metas trazadas. A continuación analizaremos las características y particularidades de cada de los principales factores, así como su comportamiento dentro de los invernaderos. 5.3.- La luz y la temperatura La luz y la temperatura son dos factores de gran importancia para el desarrollo de los cultivos, ambos tienen como origen la energía irradiada por el sol. Esta energía llega hasta la superficie de la tierra en forma de ondas electromagnéticas, ondas que son parcialmente eléctricas y parcialmente magnéticas, de diferentes longitudes de onda y diferentes frecuencias, que comprende de los rayos cósmicos a las ondas hertzianas. Se conoce como longitud de onda (λ = c/f); al cociente entre la velocidad de propagación de la luz en el vacío (c = 300,000 km./s), entre la frecuencia de la onda (f) (Hewitt, 1995; Serrano, 2002). Para medir la longitud de onda de la radiación solar se utiliza la milimicra (µm), el Ángstrom (Å) y el nanómetro (nm). La milimicra corresponde a la millonésima parte del milímetro y el Ángstrom representa la diezmillonésima parte del milímetro o la décima parte de la milimicra. El nanómetro es la millonésima parte de un milímetro e igual a una milimicra. Figura 5.1. Esquema del espectro electromagnético, radiación visible y su relación con los fenómenos fisiológicos

Fuente: Serrano, 2002

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La longitud de onda de la energía que nos interesa analizar, por su importancia para las plantas, comprende una pequeña parte de la energía ultravioleta, toda la porción de la luz visible y los rayos infrarrojos térmicos. Esta energía se ubica en el rango del espectro electromagnético tromagnético que cubre de los 22000 000 a los 30000 Ángstrom, o de los 200 a los 3000 nanómetros (figura 5.1). En este esquema se puede observar que los principales fenómenos fisiológicos de los vegetales encuentran su óptimo de función y desarrollo en la radiación de dell espectro visible, entre los 3900 y 8 100 Ángstrom. La energía comprendida entre los 200 a los 1000 nanómetros de longitud de onda se considera energía de onda corta y de los 1000 en adelante se consideran como longitud de onda larga. Ambos tipos de energía son importantes para el desarrollo de los vegetales y el manejo de la agricultura ra protegida protegida. Así entre ntre los 400 y los 700 nm se encuentra la radiación fotosintéticamente activa,, radiación PAR por sus sigla siglas en ingles,, que es la luz aprovechada por las plantas para la fotosíntesis (Muñoz et al, 1998; Núñez, 2000;; Salisbury y Ross, 2004). En cuanto a su composición, la energía procedente del sol tiene una naturaleza dual, puede comportarse como partícula o como onda y viaja en el espacio con una velocidad de 300,000 km/segundo (Hewitt, 1995; Serrano, 2002). Figura 5.2. Balance de la radiación

Fuente: Serrano, 2002

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La cantidad de energía radiante que llega a la tierra procedente del sol depende de varios factores, tales como la duración del día y la noche, la distancia de la tierra al sol, el ángulo de inclinación con que los rayos solares inciden sobre la superficie de la tierra; inclinación determinada por la altura del sol sobre el horizonte, la latitud y la época del año, así como de la transparencia atmosférica. La transparencia está determinada por la cantidad de vapor de agua, la presencia de nubes y otras partículas suspendidas en la atmósfera, que pueden interferir el paso de la luz solar. Por lo tanto, la energía solar al atravesar la atmósfera está sometida a una serie de procesos que modifican su composición; como son la transmisión, la reflexión y la absorción (figura. 5.2). La energía total que llega del sol y alcanza la capa exterior de la atmósfera de la tierra es en promedio de 2 calorías.cm-2.minuto-1. A este valor se le conoce como constante solar y de ella a la superficie terrestre llega aproximadamente el 45 %. En promedio la superficie terrestre recibe unas 300 calorías.cm-2.día-1. Para México, los valores diarios en un día sin nubes, en verano, varían de 500 a 700 calorías.cm-2.día-1. Considerando todo el año, días nublados y días despejados, a la superficie de la República Mexicana llegan un promedio diario de 350 a 500 calorías.cm-2.día-1. Los valores más bajos se presentan en el Golfo de México, mientras los valores mayores ocurren en el noroeste (Ortiz, 1987; Ayllón, 1996; Torres, 2001). La energía procedente del sol, se puede clasificar en los siguientes rangos. Tabla 5.1. Bandas espectrales de las diferentes radiaciones Tipo de radiación Ultravioleta Visible Fotoactiva (PAR) Infrarroja Radiación térmica

Longitud de onda (µ µm) 0.3 a 0.4 0.4 a 0.8 0.4 a 0.7 0.7 a 2.5 5.0 a 40.0 Muñoz et al, 1998

Del total de energía radiante que llega a la superficie de la tierra, aproximadamente el 9 % corresponde a la zona del ultravioleta (uv), un 46 % se ubica en la luz visible y el 45 % restante en el infrarrojo. La atmósfera terrestre es transparente a una gran cantidad de longitudes de onda corta, que es la forma en que nos llega la energía solar, pero es impermeable a la energía en forma de ondas largas o caloríficas, de manera que no deja escapar la energía de este tipo de ondas. Para que el ambiente pueda absorber el calor, las ondas cortas se deben transformar en ondas largas, ondas que son de poca penetración, por lo que esta energía es absorbida y reflejada por el vapor de agua, el CO2, las nubes y el ozono. Este fenómeno es conocido como efecto invernadero (Torres, 2001; Elías y Castellvi, 2001). En otras palabras, la tierra esta irradiando energía constantemente hacia la atmósfera, pero su superficie se encuentra en un estado relativamente frío en comparación del sol.

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Figura 5.3.. Efecto invernadero Los rayos del sol viajan en el espacio como energía de onda corta, que cruza la atmósfera, al impactarse contra la superficie de la tierra se transforman en energía de onda larga o energía calorífica, que es retenida por la atmósfera manteniendo relativamente estable la temperatura. Fuente: Fuentes, 1996 1996.

Un efecto similar ocurre dentro de un invernadero, donde la cubierta transparente o traslucida permite el paso de la energía luminosa de onda corta, que aal impactarse con los cuerpos opacos se transforma en energía calorífica, o de onda larga, que es retenida por el material de la cubierta, aumentando la temperatura del aire dentro del invernadero (figura 5.4). Figura 5.4. Energía y temperatura dentro de un invernadero La energía llega al invernadero en forma de de onda corta misma que atraviesa la cubierta trasparente. Al incidir sobre el suelo y los objetos del invernadero se transforma en energía de onda larga o calor el cual es retenido por la cubierta del invernadero. Fuentes, 1996

En la República Mexicana, mayor radiación se presenta en el Norte y Noroeste de su territorio debido a que la mayor parte del añ año o la presencia de nubes es baja. Por en contrario, trario, las menores tasas de radiación se ubican en el Golfo de México, donde la presencia de nubes es mas frecuente (figura 5.5). 5.3.1.- Energía luminosa o visible La luz es la energía radiante, luminosa o visible; comprendida entre los 390 a los 760 nanómetros de longitud de onda del espectro electromagnético, es responsable de la luminosidad que capta el ojo humano. Al incidir sobre los objetos, la luz es reflejada afectando nuestra vista, lo que hace posible el fenómeno de la visión. Este tipo t de energía ocupa una pequeña porción del total de la energía emitida por el sol, siendo de diferentes colores de acuerdo con su longitud de onda. La luz es energía transportada por una onda electromagnética producida por cargas eléctricas vibrantes en el interior de los átomos. Cuando la luz incide sobre la materia obliga a las cargas eléctricas de los objetos a vibrar. La luz visible vibra con una frecuencia muy elevada, de unos 100 billones de veces por segundo (Hewitt, 1995).

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Figura 5.5. Incidenci Incidencia de radiación solar en la República Mexicana

Fuente: Ayllón, 1996.

Los materiales transparentes a la luz tienen una frecuencia de vibración menor a la de la luz visible y sus átomos no pueden ser afectados por las ondas de este tipo de energía, energía por lo tanto dejan pasar diferentes longitudes de onda. Este es el caso del vidrio, el agua y los materiales plásticos transparentes. Las ondas infrarrojas, cuyas frecuencias son menores que las de la luz visible, hacen vibrar no sólo los electrones, sin sino o toda la estructura del material, aumentando la temperatura del cuerpo afectado. Esto ocurre con todos los cuerpos opacos y negros, la luz solar los calienta cuando incide sobre ellos porque captan la mayor parte de ella, la convierten en calor y reflejan poca energía (Hewitt, 1995). La disposición de los colores de la luz, de menor a mayor longitud de ondas ocurre en siguiente orden; el color violeta (390 a 420 nm), el azul (420 a 492 nm), el verde (492 a 535 nm), el amarillo (535 a 586 nm), el naranja ((586 586 a 647 nm) y el rojo (647 a 760 nm). La mezcla de estos colores da origen a la luz blanca y cuando se presentan por separado en secuencia forman el arco iris (Hewit (Hewitt, 1995; Fuentes, 1996; Torres, 2001; Elías y Castellvi, 2001). 5.3.1.1.- Importancia de la luz para plantas La energía solar radiante es el factor ambiental que ejerce mayor influencia sobre el crecimiento de las plantas. De ella depende la mayoría de los procesos biológicos, incluyendo la fotosíntesis, que es el proceso de cconversión onversión de la materia inorgánica en materia orgánica, constituyendo la base de todas las cadenas alimenticias de la tierra. En este proceso, los rayos luminosos son absorbidos por los cloroplastos y utilizados como energía para la formación y asimilación de compuestos orgánicos complejos, a partir del

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CO2, capturado por los estomas y de los elementos que la planta toma del suelos, los sustratos o la solución nutritiva, procesos en el que principalmente intervienen las raíces. Así, la energía luminosa es fundamental en varios procesos que realizan los vegetales. Además de los procesos foto energéticos y foto químicos, que conforman la fotosíntesis, también interviene en los procesos de movimiento y formación de las plantas, los tropismos, la orientación, el alargamiento del tallo, la formación de pigmentos y la clorofila. Al transformarse de energía luminosa en energía calorífica, la luz, interviene en todos los procesos bioquímicos de los vegetales. Así la luz actúa sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas verdes, como fuente energética para la asimilación fotosintética de CO2, así como fuente primaria de calor y estímulo para la regulación del desarrollo de todos los tejidos vegetales. (Alpi y Tognoni, 1999; Elías y Castillvi, 2001). Cada especie vegetal requiere de una cantidad específica de radiación luminosa para desarrollar la fotosíntesis y expresar su potencial productivo. Si falta luz, las plantas tienden a alargarse y crecen con tallos y ramas débiles. Por el contrario, si una planta tiene más iluminación de la requerida, crecerá lentamente, presentará tallos duros, hojas arrocetadas y sus flores serán de colores pálidos. Dentro de un invernadero una cantidad excesiva de luz traerá como consecuencia temperaturas altas y baja humedad relativa, aumentando la transpiración de las plantas y el consumo de agua. 5.3.1.2.- Calidad y cantidad de luz y su influencia sobre las plantas En cuanto a los requerimientos de energía luminosa por las plantas, se puede distinguir dos aspectos; calidad y cantidad de energía luminosa. a) Calidad de luz La calidad de la luz, o energía radiante, está determinada por el color de la misma y este a su vez está en función de su longitud de onda. La respuesta fisiológica de las plantas para distintas longitudes de onda difiere con las especies y las variedades. Los principales fenómenos fisiológicos ocurren cuando las plantas son afectadas por diferentes tipos de longitudes de ondas luminosas. Así, el proceso de la fotosíntesis se activa, con diferentes intensidades, en presencia de la luz azul-verde-amarillo-naranja-rojo, energía comprendida entre los 400 a 700 nm. El fototropismo, fenómeno que consiste en el crecimiento de los vegetales orientándose hacía la luz, ocurre entre los 400 a 490 nm, que corresponde al color azul, mientras que longitudes del orden de los 660 a los 800 nm inhiben la germinación de la semilla, por ello no es apropiado que se empleen colores rojos como cubiertas en las camas de germinación. Se sabe que la germinación ocurre con mayor facilidad en el color amarillo y naranja, entre los 540 a 680 nm de longitud de onda. La influencia de la porción ultravioleta del espectro en las plantas está poco estudiada, si bien es importante porque elimina muchos microorganismos e influye en el poder de germinación y en la calidad de las semillas (Halfacre y Barden, 1984; Alpi y Tognoni, 1991; Elías y Castellvi, 2001; Serrano, 2002).

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Los colores de los objetos se deben al tipo de luz que reflejan. Un objeto azul lo es porque refleja las longitudes de onda correspondientes al azul mientras retiene otro tipo de longitudes, mientras otro objeto es verde por el tipo de longitud de onda que refleja. Las películas de plástico de colores retienen un determinado tipo de longitud de onda mientras dejan pasar otras, una película roja presenta ese color porque absorbe todos los otros colores y deja pasar el rojo. Por lo tanto dentro de un invernadero se puede manejar la calidad de la luz, empleando diferentes colores de películas plásticas como cubrimiento. La atmósfera terrestre es transparente a la energía de la luz visible y parte de la energía infrarroja, pero es bastante opaca a las ondas de luz ultravioleta de onda corta, que son las causantes del envejecimiento y deterioro de los materiales y los tejidos vivos. Por el contrario es relativamente refractaria a las ondas infrarrojas de longitud de onda larga provenientes de la tierra. En la siguiente tabla se presentan algunos de los efectos de los distintos tipos de energía sobre los cultivos. Tabla 5.2. Calidad y efecto de la radiación solar sobre las plantas Banda

Longitud se onda λ (cm) (Å)

Frecuencia (v) ondas por segundo

Sensibilidad espectral del ojo humano (%) Invisible Invisible

Efectos sobre las plantas

2.8 x 10-5 3.2 x 105 3.7 x 10-5 4.4 x 10-5 4.4 x 10-5

2 800 3 200 3 700 4 400 4 400

1.1 x 1015 9.4 x 1014 8.1 x 1014 6.8 x 1014 6.8 x 1014

Amarilla

5.0 x 10-5 5.0 x 10-5 5.5 x 10-5 5.5 x 10-5 5.7 x 10-5

5 000 5 000 5 500 5 500 5 700

6.0 x 1014 6.0 x 1014 5.5.0 x 1014 5.5 x 1014 5.3 x 1014

21 21 67 67 98

Anaranjada

5.9 x 10-5 6.0 x 10-5 6.3 x 10-5

5 900 6 000 6 300

5.1 x 1014 5.0 x 1014 4.8 x 1014

81 57 44

IR-A

6.3 x 10-5 7.6 x 10-5 1.4 x 10-4

4.8 x 1014 3.9 x 1014 2.1 x 1014

44 8 Invisible

IR-B

3.0 x 10-4

6 300 7 600 14 000 30 000

Asimilación de CO2 Germinación de semillas y crecimiento de plantas y brotes jóvenes Germinación de semillas Asimilación de CO2 Temperatura

1.0 x 1014

Invisible

Temperatura

UV-A UV-B Violeta

1 1

Azul Verde

Roja

Fuente: Torres, 2001

90

Deterioro Deterioro Deterioro Fototropismos Cambios de viscosidad protoplàsmica Asimilación de CO2 Asimilación de CO2 Asimilación de CO2 Asimilación de CO2 Incremento en vigor, tamaño y calidad de los frutos

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b) Cantidad de luz La cantidad de luz está determinada por las horas que dure el sol sobre el horizonte en un día cualquiera y por la cantidad de la misma que llega a la superficie terrestre. En ello intervienen los diferentes obstáculos que la energía del sol encuentra en su camino hacia la superficie de la tierra, por ejemplo las nubes, las tolvaneras y la sombra de los objetos como los árboles y las construcciones. La intensidad de la luz se puede considerar como la cantidad de iluminación que puede proporcionar una fuente determinada, por ejemplo el sol o una lámpara y puede expresarse como la energía radiante, medida en calorías.cm-2.día-1, en joules.cm-2 .día-1, o en Luxes. La duración de la luz esta relacionada con el fotoperíodo. No todas las plantas responden de la misma manera a las horas luz. Las plantas que requieren más de 12 horas de luz para florecer son de día largo, las especies vegetales que requieren de entre 10 y 12 horas de luz son las de día intermedio, las que necesitan de 8 a 10 horas de luz, son de día corto. Los cultivos neutros florecen con cualquier cantidad de horas luz. A estas últimas también se les conoce como plantas facultativas. Cabe aclarar que muchas hortalizas son de Fotoperíodo neutro debido a mejoramiento genético (Torres, 2001; Elías y Castillvi, 2001). En cuanto a la cantidad de luminosidad que pueden soportar, las plantas se clasifican en plantas de sol, plantas de media sombra y plantas de sombra. La cantidad de iluminación, dentro de los invernaderos, se puede manejar empleando mallas sombra y pantallas aluminizadas. Tabla 5.3. Horas luz promedio por mes para México Latitud Norte 15º 16º 17º 18º 19º 20º 21º 22º 23º 24º 25º 26º 27º 28º 29º 30º 31º 32º 33º

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

11.21 11.15 11.09 11.04 10.98 10.92 10.86 10.80 10.74 10.68 10.62 10.55 10.49 10.42 10.35 10.28 10.21 10.14 10.06

11.53 11.19 11.46 11.43 11.39 11.36 11.32 11.29 11.25 11.21 11.17 11.14 11.10 11.06 11.02 10.98 10.93 10.89 10.85

11.91 11.91 11.90 11.89 11.88 11.88 11.87 11.86 11.86 11.85 11.84 11.84 11.83 11.82 11.81 11.81 11.80 11.79 11.78

12.35 12.38 12.40 12.43 12.45 12.48 12.51 12.53 12.56 12.59 12.61 12.64 12.67 12.70 12.73 12.76 12.79 12.82 12.86

12.71 12.76 12.81 12.86 12.91 12.96 13.01 13.07 13.12 13.18 13.23 13.29 13.35 13.41 13.47 13.53 13.59 13.66 13.73

12.89 12.95 13.01 13.07 13.14 13.21 13.27 13.34 13.41 13.48 13.55 13.62 13.69 13.77 13.85 13.92 14.00 14.09 14.17

12.80 12.86 12.92 12.97 13.03 13.09 13.15 13.21 13.27 13.34 13.40 13.47 13.53 13.60 13.67 13.74 13.81 13.89 13.96

12.49 12.53 12.56 12.60 12.63 12.67 12.70 12.74 12.78 12.82 12.86 12.90 12.94 12.98 13.02 13.06 13.11 13.15 13.19

12.07 12.07 12.08 12.08 12.09 12.09 12.09 12.10 12.11 12.11 12.12 12.12 12.13 12.13 12.14 12.14 12.15 12.16 12.16

11.64 11.62 11.59 11.57 11.54 11.51 11.49 11.46 11.43 11.41 11.38 11.35 11.32 11.29 11.26 11.23 11.20 11.16 11.13

11.28 11.23 11.18 11.13 11.07 11.02 10.97 10.91 10.86 10.80 10.74 10.69 10.63 10.57 10.50 10.44 10.38 10.31 10.24

11.11 11.05 10.99 10.92 10.86 10.79 10.73 10.66 10.59 10.52 10.45 10.38 10.31 10.23 10.15 10.07 09.99 09.91 09.33

Fuente: Torres, 2001

En la tabla 5.3 se presentan las horas luz por mes, durante el transcurso del año, para las diferentes latitudes en las que se extiende la República Mexicana. En la misma se puede apreciar que a mayor latitud existe una mayor variación en horas luz. Así a los 33 grados de latitud en enero se tienen 10.06 horas de insolación, mientras en junio se registran más de 91

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14.17 horas de luz diurna. Por el contrario a los 15 grados se presentan 11.21 y 12.89 horas de iluminación natural, para los mismos meses. Para efectos prácticos, se debe tomar en cuenta que a mayor latitud, existe menor cantidad de horas luz y que esta llega con mayor inclinación que en las latitudes bajas o cercanas al ecuador, cuestión que tiene que ver con las sombras que proyecten las construcciones, cerros y árboles sobre las estructuras e invernaderos. 5.3.1.3.- La luz dentro de los invernaderos La energía radiante del sol es un elemento que no se puede almacenar, sólo se dispone de ella durante el día para emplearse en la fotosíntesis. Las plantas captan la energía solar con sus hojas, si el dosel o área foliar de las plantas no es el apropiado, no captan suficiente energía para un desarrollo óptimo de los cultivos. Así, en los cultivos de invernadero, sobre todo en sistemas hidropónicos, en donde la competencia por el agua y los nutrientes es mínima, las plantas compiten por la luz del sol cuando disponen de poco espacio para su crecimiento. Las condiciones de iluminación, como elemento fundamental, para un invernadero, así como la calidad y cantidad de luz son las que determinan las posibilidades biológicas y agronómicas del mismo. Considerando lo anterior, el productor debe tomar en cuenta la duración del día en cada época del año y en función de la latitud en que se ubica su empresa, programar el manejo de la cantidad de horas luz que requiere cada cultivo, ya sea mediante iluminación artificial para aumentar horas luz o cubriendo con películas o mantas negras, mallas sombra y cubiertas de plástico de diferentes colores, para reducir horas de iluminación natural, dependiendo de las necesidades de iluminación del cultivo. Si embargo el control de la cantidad de luz mediante cubiertas de plásticos de diferentes colores, no esta lo suficientemente estudiado como para dar conclusiones definitivas. En la actualidad existen varios tipos de cubiertas de plástico, mallas sombra y pantallas con las cuales se puede controlar tanto la calidad como la cantidad de energía luminosa, como se describirá en el capítulo referente a materiales para construcción y acondicionamiento de invernaderos. La mayoría de los materiales conocidos como opacos retienen la luz sin remitirla o reflejarla. La energía contenida en la luz se transforma en energía calorífica al hacer vibrar los átomos de los materiales que la absorben aumentando su temperatura, aumentado la temperatura del aire adyacente por contacto. Los materiales usados como cubiertas en los invernaderos, salvo excepciones, deben ser transparentes a las radiaciones luminosas para permitir el paso de la luz visible y el infrarrojo corto, pero refractarios al infrarrojo de onda larga. El cristal y los plásticos de los invernaderos dejan pasar los rayos de luz de poca longitud de onda, que se transforman en calor sobre el suelo de los invernaderos. El suelo caliente irradia calor de diferentes longitudes de onda larga, que los materiales de la cubierta no permiten que salga y calientan el aire del interior (Fuentes, 1996; Alpi y Tognoni, 1991).

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Todos los materiales empleados para cubiertas de invernaderos reflejan una fracción de la luz que reciben del sol, que en términos generales varía del 20 al 30 %, ello ocurre cuando los rayos inciden sobre la cubierta con un ángulo de 90º o cercano a ese valor, que es cuando el invernadero capta la mayor cantidad de energía. Si el ángulo está entre 90 y 180º, la pérdida de energía debido a la luz reflejada aumenta rápidamente y puede ser total cuando el ángulo de incidencia es de 180º. Esto pone de relieve la importancia de la inclinación y orientación de los techos en lugares donde la luminosidad sea un problema (Fuentes, 1996; Alpi y Tognoni, 1991). Al diseñar un invernadero debe evitarse la formación de zonas sombreadas por las sombras que las mismas estructuras proyecten e incidan en el interior, las cuales dan origen a distinto desarrollo de los cultivos. Los postes y demás partes de la estructura deben ser esbeltos y estar ubicardos de tal forma que la sombra que proyecten se mueva durante el día, para evitar demasiadas sombras sobre las plantas. Lo apropiado es que la luz que entre al invernadero se difunda para que al incidir en los postes no proyecte su sombra sobre las plantas. En la actualidad existen materiales para cubiertas que difunden la luz que pasa a través de ellos, la luz difusa tiene la particularidad de no emitir sombras y llegar a todas partes y en todas las direcciones. La cantidad de luz que penetra a los invernaderos depende de la orientación de los mismos y la forma o diseño de la estructura, pero sobre todo del ángulo de la cubierta con respecto al sol. Figura 5.6. Cantidad de luz recibida por un invernadero con relación a la orientación y forma de la cubierta

Fuente: Alpi y Tognoni, 1999

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Como se desprende de la figura anterior, la luminosidad aumenta en los invernaderos con cubierta de forma cilíndrica o parabólica ya que el flujo luminoso que llega al invernadero es del 90 % de la luz total y una fracción superior al 75 % podrá pasar a través de la cubierta. La asimetría en las vertientes del tejado modifica las condiciones de luminosidad con respecto a una colocación simétrica. Si se coloca una vertiente orientada hacia el sur con una inclinación de 25o sobre el horizonte y la otra orientada hacia el norte con un ángulo de 55o, se tiene un 11 % más de iluminación que la que se obtendría con un invernadero de techo simétrico con vertientes iguales y con una inclinación de 35o. Estas características corresponden a los invernaderos asimétricos, que se recomiendan para aquellas zonas que en el invierno tienen menos horas luz, por ejemplo en el norte de México (Fuentes, 1996; Alpi y Tognoni, 1991; Rodríguez, 1997). Mediante el uso de acolchados con películas de color aluminio, blanco o plateado es posible aumentar la fotosíntesis activando los cloroplastos del envés de las hojas. El acolchado refleja la luz que incide sobre el suelo iluminando la parte inferior de las hojas. A este proceso se le conoce como fertilización lumínica y ayuda a aumentar la tasa de fotosíntesis en los cultivos. Entre los factores que modifican la radiación solar transmitida al interior del invernadero se encuentra el estado atmosférico. Durante los días con cielo despejado entra tanto luz directa del sol como luz difusa del cielo, por el contrario durante los días nublados sólo se presenta luz difusa. En algunos días nublados el suministro de energía luminosa se reduce tanto que se requiere de cubiertas muy transparentes para captar la mayor cantidad de iluminación. En términos generales se recomienda que los materiales empleados para la cubierta de invernaderos transmitan del 85 al 90 % de la luz solar incidente sobre la cubierta de la estructura (Martínez 2002). 5.3.1.4.- La radiación fotosintética activa Es la energía radiante que se ubica entre 400 y 700 nanómetros, que es capaz de inducir la fotosíntesis. Cuando se expresa en unidades de energía (watts o joules por segundo), esta irradiación se conoce como radiación fotosintéticamente activa (RFA o PAR) (Salisbury y Ross, 1994). Tabla 5.4. Tipo de energía que alcanza la tierra Tipo energía

Rango del espectro (nm) Ultravioleta 100 – 400 Fotosíntetica 400 – 700 Infrarrojo > 700 Fuente: Salisbury y Ross, 1994

Porcentaje (%) 5.00 45.00 50.00

La PAR o RFA puede referirse a fotones o bien a energía. En el Sistema Internacional de medidas (SI), la unidad de energía radiante es el Watio (W). La RFA, bajo un cielo

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despejado tiene un valor de 400 a 500 Wm-2. En el límite superior de la atmósfera, la irradiancia total es de 1360 Wm-2 (constante solar), cuando esta energía atraviesa la atmósfera hasta la superficie terrestre, gran parte de ella se pierde por absorción y dispersión causada por vapor de agua, polvo, CO2 y Ozono, por lo que sólo unos 900 Wm-2 alcanza las plantas, dependiendo de hora del día, época del año, elevación, latitud, condiciones atmosféricas y otros factores. De ellas cerca del 50 % corresponde al infrarrojo, un 5 % es ultravioleta y el resto tiene longitud de onda entre 400 y 700 nm y es capaz de inducir fotosíntesis. Para medir la PAR se emplean aparatos como el ceptometro, el cual mide la densidad de flujo de fotones fotosintéticos, que se define como la densidad de flujo de fotones comprendidos en la energía PAR, también se llama densidad de flujo cuántico. A esta energía se le conoce como flujo fotónico fotosintético (FFF), sus unidades son moles de cuantos (fotones) por metro cuadrado por segundo. Comprende el número de fotones, entre las longitudes de onda de 400 a 700 nm, incidente sobre la unidad de área por unidad de tiempo. Su unidad de medida es el µ.Es-2m-2 = 1µ mol.s-1.m-2 = 6.022x1017 fotones. El sensor ideal de PPFD responde igual a todos los fotones entre 400 y 700 nm (Salisbury y Ross, 1994). La fotosíntesis y otras reacciones químicas dependen no solo de la energía total que hay en la luz, sino también del número de fotones o cuantos que se absorben. Un fotón energético, de la porción azul del espectro, tiene casi el doble de energía que uno situado en la porción del rojo, pero los dos fotones tienen exactamente el mismo efecto en la fotosíntesis. De allí que en las reacciones fotoquímicas como la fotosíntesis la cantidad de luz se exprese como el número de fotones en el intervalo de longitud de onda de 400 a 700 nm (Salisbury y Ross, 1994). La luz solar se encuentra en el intervalo micromolar; en un día despejado de verano equivale entre 2000 a 2300 µmol m-2s-1. En muchos estudios de productividad fotosintética resulta conveniente sumar los fotones para obtener un total diario, lo que lleva las unidades al intervalo molar de 30 a 60 mol m-2d-1, para un promedio mensual en verano en latitudes medias. En términos de energía (RFA), esto es de 6.5 a 13 MJ m-2 d-1 (megajoules por metro cuadrado por día). 5.3.2.- La temperatura. La temperatura es la expresión cuantitativa que indica la intensidad o cantidad de calor que tiene un cuerpo, por lo tanto la temperatura es la medida del calor. El calor es una forma de energía resultado del estado de agitación de las moléculas o partículas de la materia. Como energía, la luz que llega al interior de los invernaderos se transforma en calor aumentando la temperatura por arriba de la que existe en el exterior, con ello se propician condiciones micro climáticas particulares, que pueden ser propicias para el desarrollo de los cultivos, siempre y cuando no excedan determinados límites.

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5.3.2.1.- Temperatura y calor La temperatura será mayor en la medida en que el estado de agitación de las moléculas sea mayor. Así la temperatura es la medida que determina la condición de transmisión del calor de un cuerpo a otro cuerpo, del más caliente al más frío (Hewitt, 1995). La temperatura varía en forma inversa con la altura y directamente con la cantidad de horas de energía radiante; a mayor altura sobre el nivel del mar menor temperatura, a menor altura sobre el mar mayor temperatura; a mayor número de horas luz temperaturas más altas. La temperatura de un lugar presenta variaciones térmicas durante el transcurso del día y a lo largo del año. Por las mañanas se registran los valores más bajos. Mismos que aumentan conforme transcurre el día, presentando las mayores temperaturas entre las 13:00 y 16:00 horas, para el caso de México, para disminuir conforme declina el sol. Por la noche sigue disminuyendo hasta llegar a las temperaturas más bajas que se presentan un poco antes de que salga el sol. En invierno las temperaturas son más bajas que a finales de primavera y principios del verano. Las temperaturas más altas, por lo general en nuestras condiciones, ocurren antes de que inicie la temporada de lluvias. La temperatura de la atmósfera terrestre se debe al calentamiento de la tierra por los rayos solares, que se transforman en energía calorífica. La energía calorífica se transmite mediante varias vías como; la radiación, la conducción o contacto de los cuerpos, la convección y la reflexión de la misma (García, 1983; Hewitt, 1995; Fuentes, 1996). 5.3.2.2.- Formas de transmisión del calor El calor se transmite de tres formas principales; la radiación, la conducción y la convección y en menor medida por reflexión. Estas formas, en la naturaleza, se pueden presentar combinadas afectando de diversas formas la termicidad de los invernaderos (Tesi, 2001). Radiación. Es la emisión de energía, de los cuerpos calientes, como el sol, que se propagan en el espacio en forma de ondas electromagnéticas de diferente longitud de onda. El sol irradia energía que se transfiere a través del espacio a una velocidad aproximada de 300,000 km.s-1 y de esta forma llega a la tierra. Cuando un cuerpo se calienta irradia calor, todos los cuerpos de la tierra que absorben la energía del sol se calientan e irradian calor. Esta es la forma en que llega la mayor cantidad de calor a la tierra. Conducción. La conducción es el flujo de calor a través de una sustancia o cuerpo, por ejemplo el acero es buen conductor del calor y la madera es un material mal conductor del mismo. La conducción de calor también ocurre cuando dos cuerpos de diferente temperatura se ponen en contacto, de manera que el más caliente cede calor al más frío. Los objetos y el piso del invernadero al calentarse aumentan su temperatura y cede calor al aire que entra en contacto con ellos. Convección. La convección implica la transferencia de calor por medio de un agente en movimiento, ocurre mediante el movimiento de los fluidos como el aire y el agua, cuyas partículas se desplazan de las partes más calientes a las más frías, resultado del calentamiento al estar en contacto con una fuente de calor. El ejemplo más apropiado, en el 96

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caso que nos ocupa, es el aire que tiende a elevarse, dentro del invernadero, una vez que se calentó al entrar en contacto con la superficie del suelo, dejando un vacío que es ocupado por aire más frío y pesado. Esta es la dinámica de las corrientes convectivas, presentes en la naturaleza y mediante las cuales ocurre parte del movimiento de los gases dentro de los invernaderos. Reflexión. La reflexión es el fenómeno que ocurre cuando parte de la energía, o algunas de las longitudes de onda, incluyendo las caloríficas son reflejadas por algunos objetos. Por ejemplo, la luna refleja parte de la energía que recibe del sol. Las nubes son elementos importantes de reflexión de la energía solar, afectando la cantidad de energía radiante que alcanza la superficie de la tierra. Los objetos con superficie lisa como los espejos son los cuerpos que reflejan mayor cantidad de energía. La reflexión de la energía por las cubiertas de los invernaderos está en función del tipo de material que se emplee y del ángulo de incidencia de los rayos solares sobre dicha cubierta. Con ya se vio, la mayor cantidad de la energía que nos llega del sol es en forma de longitud de onda corta. Esta se transforma en energía de onda larga al ser interceptada por la superficie del suelo y los objetos, que la reflejan hacia la atmósfera en forma de longitud de onda larga o energía calorífica, aumentando la temperatura del aire superficial, tanto por contacto como por convección. El calor captado por un objeto depende de la longitud de onda del flujo de energía incidente y de las características físicas y químicas del cuerpo que esté recibiendo el flujo de energía. Los cuerpos opacos o negros captan la mayor cantidad de tipos de longitud de onda de la energía luminosa, por el contrario, los cuerpos claros reflejan una gran cantidad de la luz que reciben. Un cuerpo liso puede reflejar la luz, mientras que un cuerpo rugoso refleja menor cantidad de energía, captando una gran cantidad de la luz que incide sobre el mismo transformándola en calor. El vapor de agua absorbe el calor, mientras mayor cantidad de vapor exista en una atmósfera, mayor será la absorción de calor. Esta circunstancia se aprovecha para enfriar los invernaderos mediante aspersiones de agua. La cantidad de calor que entra al invernadero está en función de la cantidad de energía luminosa que penetre a través de la cubierta. Ésta se puede regular mediante mallas sombra colocadas por fuera de la cubierta de los invernaderos, también se controla mediante cubiertas opacas o pintando de blanco las cubiertas transparentes. 5.3.2.3.- La temperatura y las plantas La temperatura ejerce una gran influencia sobre el crecimiento y el metabolismo de las plantas, no hay tejido o proceso fisiológico que no este influenciado por ella. La mayoría de las plantas sólo pueden vivir dentro de un rango de temperatura bastante estrecha, que va de 0 a 50 ºC. Aunque algunas especies pueden sobrevivir a temperaturas extremas muy bajas o muy altas. Sin embargo, el desarrollo y crecimiento de la mayoría de los cultivos agrícolas ocurre dentro de un rango de temperaturas óptimas, que oscila entre los 10 y los 35 oC. (Alpi y Tognoni, 1999)

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Cuando se relaciona la temperatura con el desarrollo vegetal interesa conocer los diferentes tipos de temperaturas que inciden sobre los cultivos (Maroto, 2000). a) Temperatura biológica o cero vegetativo, es aquella temperatura por debajo de la cual la planta detienen su crecimiento y deja de desarrollarse. b) Temperaturas críticas o extremas que puede soportar un cultivo. Son las máximas o mínimas, por debajo o por encima de las cuales se pueden producir daños a las plantas cultivas. Así las temperaturas mínimas por debajo de las cuales las plantas ya no se desarrollan pueden están cerca de cero grados y las temperaturas máximas, en las cuales se detiene el crecimiento por degradación de las proteínas de los tejidos vegetales, se ubican por arriba de los 35 a 40 grados, en diferentes especies. c) Las temperaturas óptimas. Temperaturas en las cuales las plantas presentan su mejor desarrollo, siempre y cuando los otros factores no sean limitantes. En la actualidad se maneja como un rango y no como un punto único. Los efectos perjudiciales de las temperaturas extremas sobre las plantas varían con las especies, las variedades, el estado de desarrollo de las plantas, las condiciones climáticas y el estado fitosanitario. Existen algunas especies que sobreviven a temperaturas muy bajas durante los periodos de inactividad o reposo, sin embargo la mayoría de los cultivos agrícolas no resisten las bajas temperaturas. Cada especie presenta un rango óptimo de temperatura en el que obtiene su máximo desarrollo, crecimiento y producción. 5.3.2.4.- La temperatura dentro del invernadero Toda la radiación infrarroja o térmica actúa sobre las plantas en sentido morfogenético y fisiológico, pero lo más importante de su acción es el efecto térmico o de aumento de la temperatura, puesto que cuando un cuerpo absorbe calor experimenta un calentamiento. En el caso de los organismos vivos, al aumentar la temperatura del medio que los rodea, aumentan sus funciones metabólicas acelerando su desarrollo, crecimiento y reproducción. Durante el día la temperatura de las hojas de las plantas, como consecuencia de la absorción de la energía radiante del sol, puede llegar a ser unos grados más elevada que la del ambiente, situación que provoca mayor consumo de agua para enfriar las células y como consecuencia se presenta una mayor transpiración, con ello introducen mayor cantidad de nutrientes a su sistema de circulación y fotosintético. De acuerdo con varios autores, unas de las radiaciones más importantes para la temperatura, dentro de un invernadero, son las infrarrojas cortas, que pasan a través de los materiales de recubrimiento y son absorbidas por las plantas, por el terreno y por los otros materiales presentes en el invernadero, aumentando la temperatura interna e irradiando calor que calienta el aire que está en contacto con dichos materiales. Dentro del invernadero el calor del aire se mueve por convección y produce la transmisión del calor de un punto a otro, mediante desplazamiento, de las partes con temperaturas altas a las zonas con temperaturas bajas. Sin embargo, siempre se conserva la primera ley de la termodinámica, que indica que los gases calientes son más ligeros y tienden a elevarse por arriba de los gases de menor temperatura. Esto implica que dentro de un invernadero el aire 98

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caliente tiende a concentrarse en la parte alta y a sal salir ir por las ventanas cenitales o superiores, cuando éstas stas existen. Como se puede observar en la figura sigui siguiente, nte, siempre se presentan movimientos de aire entre el exterior y el interior del invernadero, puesto que un invernadero nunca es perfectamente hermético mético y además en nuestras latitudes debe ventilarse frecuentemente. En el interior de los invernaderos se registra un gradiente de temperatura que varía de un mínimo en la parte baja a un máximo en el techo. En la parte superior del invernadero el aire caliente aliente tiende a salir por efecto de una mayor presión, mientras que en la parte baja el aire frío tiende a entrar como consecuencia de la depresión que se forma al elevarse el aire caliente.

Figura 5.7. Movimiento miento del aire dentro del invernadero En la figura de al lado se presenta un esquema “ideal” del movimiento del aire dentro de un invernadero con ventilas laterales en la parte inferior de los costados, por donde entra el aire frío y ventilas cenitales por donde sale el aire una vez que se ha calentado dentro de la estructura.

Fuente: Bernat et al, 1990

Como ya se indico, paginas atrás, la energía llega al invernadero en forma de energía de onda corta que atraviesa la cubierta trasparente. Al incidir sobre el sue suelo lo y los objetos del invernadero se transforma en energía de onda larga o calor que es retenido por la cubierta del invernadero. Los materiales de recubrimiento de los invernaderos son más o menos opacos al infrarrojo largo, por lo tanto este tipo de energ energía ía será absorbido, reflejado o transformado en calor por las paredes del invernadero. En general, cuando la absorción alcanza es del 95 %, la pared del invernadero se comporta como un cuerpo negro; la energía de la atmósfera es transformada en calor por ab absorción sorción por parte del recubrimiento y es emitida a su vez por irradiación; esta energía saldrá, la mitad hacia el exterior y la otra mitad se quedará en el interior. Después de estos fenómenos, se puede decir que al interior del invernadero ha pasado una ccantidad antidad muy próxima al 50 % de la energía que viene de la atmósfera (Alpi y Tognoni, 1991). Dentro de los invernaderos, las temperaturas deben estar por arriba de la temperatura mínima biológica, pero por debajo de la temperatura máxima que puede soportar las plantas que se estén cultivando. Como ya se indico, llaa temperatura ideal oscila en una franja cercana a la temperatura óptima de cada cultivo. La temperatura dentro de los invernaderos se puede regular y controlar de diversas formas; mediante ventilas, extractores, ventiladores y muros húmedos, aspersores de agua, con cubiertas ubiertas opacas y mallas sombra, mecanismos y estrategias que pueden emplearse para reducir la temperatura. Para aumentar la temperatura dentro de los invernaderos se recurre r a

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una serie de calentadores y algunas prácticas de manejo como cerrar el invernadero cuando existe temperatura alta y almacenar calor, así mismo se puede aumentar la temperatura utilizando plásticos de color negro en los laterales de las estructuras. En la siguiente tabla se presentan los diferentes tipos de temperaturas dentro de las que se desarrollan algunos cultivos. En ella se puede apreciar que existen cultivos que pueden sobrevivir a temperaturas cercanas o por debajo de los cero grados, para ello detienen prácticamente todas sus actividades biológicas, esto es que no crecen ni se desarrollan sólo sobreviven y por lo tanto no producen. Tabla 5.5. Temperaturas mínimas, máximas y óptimas para algunos cultivos Especie

Jitomate Pepino Melón Calabaza Fríjol Pimiento Berenjena Lechuga Clavel Rosa Crisantemo Lirio Gardenias Anthurios

Temperatura mínima letal

Temperatura mínima biológica

Temperatur a máxima

Temperatura Óptima

Temperatura nocturna

Temperatur a del sustrato

0-4 0-2 0-4 0–2 0–4 0–2 (-2) – 0 (-2) – 0 (-4) – 0 (-6) – 0 (-6) 0–2 (-8) – 0 -

10 –13 12 – 14 10 – 12 10 – 14 10 – 12 9 – 10 4–6 6 4–6 8 – 12 13 – 16 5 20 – 30

28 –32 30 – 34 30 – 34 28 – 35 28 – 32 30 – 32 25 – 30 26 – 32 30 – 32 35 – 40

24 - 28 24 – 30 24 – 30 21 – 28 22- 28 22 –26 15 – 20 18 – 22 18 - 21 20 – 25 25 - 30 16 – 20 21 – 23 25 - 30

18 - 20 18 - 21 15 – 18 16 – 18 16 – 18 15 – 18 10 – 15 10 – 13 10 – 12 14 – 16 20 – 25 10 – 12 15 – 17 15

15 – 20 10 – 21 20 – 22 15 – 20 15 – 20 15 – 20 15 – 20 15 - 20 15 – 18 15 – 18 18 18 – 21 19 – 20 18 - 20

Temperatura de germinación Óptima

Mínima

20 – 30 20 – 30 20 – 30 20 – 30 20 – 30 20 – 30 20 --

14 – 16 14 - 16 14 - 16 12 – 14 12 – 15 12 – 15 4–6 6–8 -

Fuente: Elías y Castellvi, 2001

5.4.- La humedad ambiental La humedad ambiental se refieres al vapor de agua presente en la atmósfera y es uno de los constituyentes más variables de ella. La concentración de este elemento varía entre 0 y 4 % en el volumen de la atmósfera, cerca de la superficie del suelo y representa un 3 % del peso de la misma (Elías y Castellvi, 2001). El vapor de agua está prácticamente ausente por arriba de los 10 a 12 kilómetros de altura y presenta grandes variaciones en función de las condiciones climáticas, del estado del tiempo, las estaciones y el transcurso del día. Así, durante el día el contenido de vapor es más bajo que durante la noche, también presenta una variación estacional manifestada en el hecho de que existe más vapor de agua en la época lluviosa, disminuyendo su contenido en la época seca. La cantidad de vapor es más alta en los climas tropicales húmedos, y más escasa en los climas secos o áridos. La mayor o menor capacidad del aire para contener vapor de agua depende de la temperatura ambiental, así el aire caliente puede contener mayor cantidad de vapor que el aire frío (García, 1983; Elías y Castellvi, 2001). La forma más común de expresar el contenido de vapor de agua en la atmósfera es la humedad relativa, que puede definirse como la relación que existe entre la cantidad de vapor que contiene el aire, a una temperatura determinada, y el máximo de vapor que puede

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contener a esa temperatura. Se expresa en porcentaje de saturación, así, cuando se toma un m3 de aire saturado como aquel que contiene el 100 % de humedad relativa a una temperatura determinada, cuando sólo contiene la mitad de lo que puede contener se dice que la humedad relativa es del 50 %. Estos son aspectos que se deben considerar para la instalación y equipamiento de invernaderos (García, 1983; Torres, 2001; Elías y Castellvi, 2001). 5.3.2.4.- La temperatura dentro de los invernaderos La humedad relativa, dentro de las estructuras de la agricultura protegida, interviene en varios procesos, como; el amortiguamiento de los cambios de temperatura, el aumento o disminución de la transpiración, el crecimiento de los tejidos, la viabilidad del polen para obtener mayor porcentaje de fecundación del ovario de las flores y en el desarrollo de enfermedades y plagas. Cuanto más húmedo esté el ambiente, menos posibilidades existen de aumentar la evaporación y la transpiración de las plantas, a no ser que aumente la temperatura del ambiente. A mayor temperatura dentro del invernadero menor humedad relativa. A menor humedad relativa mayor consumo de agua. Cuando la transpiración es intensa, como consecuencia de la falta de humedad en el ambiente o por las altas temperaturas, puede ocurrir mayor concentración de sales en las partes donde se realiza la fotosíntesis y quedar disminuida esta función (Serrano, 2002). La transpiración de las plantas se da por medio de los estomas, junto con el intercambio gaseoso y la asimilación del CO2 atmosférico. Para ello las hojas deben mantener abiertos sus estomas y perder agua, si la pérdida de agua es elevada, cierran estomas y disminuye la asimilación de CO2, disminuyendo la tasa de fotosíntesis. Cuando la humedad relativa es elevada, el agua se condensa en la parte alta del invernadero, por adentro de la cubierta, provocando goteo sobre los cultivos y creando condiciones favorables para el desarrollo de enfermedades. Humedad relativa alta y altas temperaturas son las condiciones ideales para el desarrollo de las enfermedades fungosas. Para evitar el goteo provocado por la condensación, actualmente ya se fabrican cubiertas de plástico con aditivos antigoteo, que hacen que el agua que se condensa en la parte superior escurra hacia los lados, donde es recolectada por canalillos colocados para ese fin. El agua también puede condensarse sobre los bordes de las hojas de las plantas, esto ocurre durante la noche cuando la humedad del aire es alta y la temperatura de las hojas es más baja que la temperatura del aire circundante. La humedad relativa se puede controlar y aumentar mediante sistemas de evaporación de agua, como nebulizadores, micro aspersores y muros húmedos o regando agua en el piso para que se evapore, disminuya la temperatura y aumente el contenido de humedad relativa. En la tabla que se presenta a continuación se aportan datos sobre los contenidos de humedad relativa, dióxido de carbono e intensidad luminosa, necesarios para algunos cultivos comerciales. Como se puede apreciar en ese cuadro existen cultivos que requieren poca humedad relativa, como el jitomate que necesita entre un 50 a 60 % o las rosas y el 101

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crisantemo que se pueden cultivar con humedad relativa del orden del 14 al 25 %, mientras los anthurios pueden requerir hasta el 90 % de humedad. Tabla 5.6. Niveles óptimos de CO2, humedad relativa y luz en algunos cultivos

Especie

CO2 Ppm 1000 – 2000 1000 – 3000 1000 – 2000 500 – 1000 1000 – 2000 400 – 1200 890 – 1200

Humedad relativa % Jitomate 50-60 Pepino 70-90 Lechuga 60-80 Clavel 70-80 Rosa 14-16 Crisantemo 20-25 Anthurio Disfenbanquia 85-90 Fuente: Elías y Castellvi 2001; Serrano, 2002.

Intensidad de luz Lux 10,000 - 40,000 15,000 - 40,000 12,000 - 30,000 15,000 - 45,000 A pleno sol A pleno sol

5.5.- El dióxido de carbono (CO2) El dióxido de carbono, CO2, también conocido como anhídrido carbónico, es un elemento de gran importancia para las plantas puesto que interviene en la fotosíntesis, proceso mediante el cual las plantas liberan oxígeno y asimilan carbono formando asimilados necesarios para alimentar a todas las células en desarrollo, formando las estructuras morfológicas. El CO2 también se usa en la elaboración de diferentes productos de reserva que se almacenan en frutos, semillas, raíces, tallos, hojas y otras estructuras de los vegetales, dependiendo del tipo de cultivo. Estos órganos de reserva y almacenamiento son los que interesan en la producción agrícola. Algunos autores indican que el 45 % del peso de las plantas es carbono, mismo que las plantas toman de la atmósfera (Sánchez, 2000). 5.5.1.- El CO2 y la fotosíntesis La fotosíntesis es la conversión de dióxido de carbono y agua en compuestos orgánicos, proceso que es realizado por la clorofila en presencia de la luz. La fotosíntesis representa la conversión de la materia inorgánica en materia orgánica. El primer producto de esta reacción es un compuesto de almidón azucarado, que se transforma en compuestos más complejos, mismos que las plantas utilizan para formar su estructura, alimentarse, crecer, desarrollarse y almacenar en tejidos de reserva como los frutos y semillas. Figura 5.9. Ecuación de la fotosíntesis en forma simplificada CO2 + H2O + Energía luminosa = CH2O + O2 – 112 Kcal. Glucosa

Clorofila

La cantidad de gas carbónico presente en la atmósfera es de 0.03 %, aproximadamente unas 300 a 350 partes por millón (ppm), variando de 200 ppm en atmósferas poco saturadas a 400 ppm en lugares donde existen altas concentraciones de CO2. En los últimos 50 años se estima que el contenido de CO2 atmosférico ha aumentado en un 10 % como resultado de la

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combustión de combustibles fósiles, la deforestación y las actividades agrícolas (Elías y Castellvi 2001). Para muchas plantas estas cantidades de CO2 disponible en la atmósfera no es suficiente para cubrir sus necesidades y desarrollar óptimamente toda todas sus funciones es fotosintéticas y metabólicas. 5.5.2.- El CO2 dentro de los invernaderos Bernal et al.. (1987) y Alpi y Tognoni (1991) señalan que el CO2 dentro de un invernadero durante un día varía entre 200 y 500 ppm, con un valor promedio de 300 partes por millón. Valores que en general se consideran deficitarios para la mayoría de las plantas y constituye un freno para su desarrollo,, dado que iinvestigaciones nvestigaciones realizadas en diversos lugares consideran que la mayoría de las plantas tienen su óptimo de fot fotosíntesis osíntesis entre los 600 y 900 ppm de CO2 en el ambiente, como se puede observar en la tabla 5.6,, donde se indica el pepino que requiere hasta 3000 ppm. El manejo del CO2 dentro de los invernaderos presenta una serie de dificultades ya que al tratarse de unn gas este tiende a escaparse de ellos cuando se ventila. No obstante existen algunos métodos para su aporte los cuales se abordan en el siguiente apartado. En invierno, a medio día, el consumo normal de CO2 es de 1.5 a 2 g CO2 m-2.h-1 subiendo en primavera a valores medios de 3 en la costa mediterránea (Berninger, 1989; citado por Castilla, 2005). La concentración del CO2 dentro de los invernaderos varía mucho, sobre todo sí éstos permanecen cerrados mucho tiempo, como se puede observ observarr en la gráfica de la siguiente figura. Figura 5.10. .10. Variación diaria del CO2 dentro de un invernadero A) Variación diaria del contenido normal de CO2 en la atmósfera de un invernadero. B) Variación diaria de la concentración de CO2 en un invernadero normal, en un invernadero tratado y al aire libre. (1) Atmósfera del invernadero con CO2 (2) Atmósfera del invernadero sin con CO2 (3) Atmósfera exterior.

Fuente: Bernat et al;; 1990; Alpi y Tognoni, 1991

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En la figura anterior se aprecia que en las primeras horas de la mañana, en un día despejado, la concentración de CO2 dentro de un invernadero puede ser más alta que en la atmósfera exterior, alcanzando valores por arriba de 400 ppm. En las siguientes horas al aumentar la intensidad luminosa y ocurrir la fotosíntesis se consume CO2, disminuye su concentración rápidamente hasta alcanzar niveles de 200 ppm. El umbral crítico de CO2 por debajo del cual en balance de carbono es negativo, donde la respiración supera a la fotosíntesis, es normalmente menor a 200 ppm (Castilla, 2005). Esta situación puede durar varias horas mientras exista la intensidad luminosa suficiente para realizar la fotosíntesis. Cuando se nubla o disminuye la cantidad de luz, los niveles de CO2 se recuperan y aumenta gradualmente su concentración, hasta alcanzar los niveles más altos un poco antes que salga el sol para repetir nuevamente el ciclo. Si el invernadero permanece cerrado o la circulación del aire se dificulta dentro del mismo, situación que ocurre con cultivos densos y altos, la concentración de CO2 disminuye debido a que es utilizado por las plantas y no es renovado desde el exterior. Por lo tanto, el CO2 se convierte en un factor limitante para el desarrollo normal de las plantas y se hace necesario aportarlo como otro fertilizante más. La circulación continua del aire dentro del invernadero permite la renovación del CO2 que rodea a las plantas aportando el necesario para la fotosíntesis. Se recomienda que el aire de los invernaderos se renueve periódicamente, mínimo una renovación por minuto. Los niveles de CO2 se pueden aumentar mediante aportes artificiales que pueden elevar su concentración de los niveles normales de 200 a 300 ppm a niveles de 1000 a 2000 ppm. Concentraciones muy altas pueden resultar tóxicas para los cultivos. Sin embargo, como ya se indico, existen referencias que la mayoría de las plantas cultivadas necesitan un óptimo entre 600 y 1000 ppm de CO2 atmosférico. (Bernat et al, 1990; Alpi y Tognoni, 1995; Elías y Castellvi 2001). 5.6.- Ambientación de invernaderos La ambientación o climatización de invernaderos implica el manejo de los factores y elementos climáticos dentro de las instalaciones, con la finalidad de recrear las condiciones óptimas o ideales para el desarrollo de los cultivos. Este manejo se realiza mediante una serie de estrategias, prácticas y equipos que permiten controlar la luminosidad, la temperatura y la humedad relativa en función de los requerimientos de los cultivos. Desde un punto de vista tecnológico, los invernaderos se les pueden considerar como ambientes vivos controlados, los cuales constituyen una zona en la que los factores que sostienen la vida están regulados de forma total o parcial. Esta debe estar totalmente confinada, de manera que la temperatura, la humedad, la luz y los gases atmosféricos presentes en ella se mantengan dentro de niveles específicos, donde el tratamiento ambiental es un sistema utilizado para controlar parte o totalidad de los factores que mantienen estable un sistema de sostén para la vida. El sistema comprende todas las 104

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estructuras, equipos, procedimientos y materiales necesarios para vigilar y mantener un ambiente estático en el que no cambien las condiciones. El mejor ejemplo de ambiente controlado es el área de vivienda de los astronautas en los trasbordadores espaciales, donde el aire, el agua, la luz y el calor se regulan en las cantidades correctas para mantener la zona cómoda y saludable. Estos mismos factores son los que deben de controlarse en los ambientes vivos con fines agrícolas (DeVere, 2000). Como ya indico al inicio de este capítulo, los factores ambientales dentro de los invernaderos son interdependientes, de tal forma que al modificarse uno de ellos los otros también son afectados, situación que el productor debe tomar en cuenta al tratar de variar alguno de ellos. Según el tipo de cultivo y las exigencias climáticas de las diferentes especies, se podrán perfeccionar las características de las construcciones y prever los sistemas de climatización más convenientes para obtener los niveles climáticos óptimos necesarios para determinado cultivo. Dichos aspectos impiden en la práctica lograr un proyecto de invernadero “universal”, adaptado a todas las situaciones, pero invitan a buscar soluciones siempre más perfeccionadas para exigencias culturales bien definidas (Tesi, 2001). Como ya se indico en el Capitulo 2, existen dos proyectos con invernaderos donde se ha intentado realizar una climatización completa, el proyecto Biosfera II y el proyecto Edén. El proyecto Biosfera II constituyó el esfuerzo más ambicioso jamás emprendido para crear un ambiente vivo controlado. Se trato de un prototipo experimental de medio ambiental para personas, animales y plantas que se ubico en el desierto de Arizona, Este complejo se diseño concienzudamente para producir alimentos y oxigeno con que nutrir a las personas y animales, y dióxido de carbono para las plantas. El agua era reciclada por los vegetales y sufría los procesos habituales de evaporación. El plan original previsto para dos años, consistía en sellar herméticamente el recinto para impedir la circulación de aire o el agua hacia el exterior. Después de algunos problemas dicho plan se modifico, con aportes exteriores de oxigeno y en los meses finales del experimento, los ocupantes del recinto pudieron obtener alimento para ellos y sus animales únicamente con los recursos de Biosfera II. En este primer intento de crear un ambiente artificial, los científicos aprendieron lo difícil que es lograr un equilibrio correcto de los recursos que sostienen la vida (DeVere, 2000). El Proyecto Edén ocupa una vieja cantera de caolín cerca de St Austell en Cornualles en el sudoeste de Inglaterra. Consiste de un sistema de invernaderos en forma de cúpulas geodésicas que cubren unos 858 m de terreno, la más grande midiendo unos 200 m de largo, 100 m de ancho y 65 m alto, constituyéndose en el invernadero más grande del mundo. La idea de su creador, Tim Smit, fue de diseñar un inmenso jardín con todas las plantas del mundo entero. Así que unas de las cúpulas esta dedicada a las zonas tropicales. Otra refleja el Mediterráneo, Sur África y California con plantaciones de olivos y viñas. Y otra área de 12 hectáreas abiertas al clima, contiene plantas locales, de Chile, los Himalayas y Australia.(http://www.amics21.com/canaymerich/eden/) De esta forma la ambientación de invernaderos consiste en manejar apropiadamente la temperatura, luz, humedad relativa y los gases atmosféricos. 105

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5.6.1.- Estrategias para aumentar y reducir luminosidad La luminosidad dentro de un invernadero debe regularse en función de las necesidades de luz de los cultivos presentes en su interior. Ya señalamos que existen plantas de sol, plantas de media sombra y plantas de sombra, de tal forma que a cada grupo se le debe proporcionar las condiciones de iluminación necesarias para su desarrollo. La falta de luz se manifiesta en un alargamiento y debilitamiento de los tallos, así como en la palidez y amarillamiento de las hojas, que se atrofian y caen. Este estado se ve favorecido por un calor excesivo o por fuertes variaciones de temperatura. La luz demasiado violenta resulta perjudicial, sobre todo para las plantas de sombra. Los brotes nacen más pequeños y las hojas pierden su color. Los rayos directos del sol, sobre especies de sombra, provocan manchas amarillas en las hojas, que después se ennegrecen, se secan y caen. Incluso las plantas de sol, desarrolladas bajo media sombra, pueden presentar trastornos si se les expone directamente al sol sin antes acostumbrarlas paulatinamente a ello (Pribyl, 1993; Salisbury y Ross, 1994). La intensidad fotosintética de la mayoría de las hojas aumenta con la intensidad de la luz, hasta un punto de saturación en la que ya no tiene influencia positiva y se hace independiente de la cantidad de luz. Así mismo existen especies en las cuales la actividad fotosintética disminuye al aumentar la cantidad de luz. La respuesta de la fotosíntesis a la luz está influenciada por otros factores ambientales, por ejemplo la temperatura y las concentraciones de CO2 y varía con el desarrollo de la planta. Las diferentes hojas de una planta presentan intensidades netas de fotosíntesis diferentes no sólo en la posición de la hoja sobre la planta sino en relación con la edad, en parte es una consecuencia del cambio de exposición a la luz. En el tomate, por ejemplo, la intensidad máxima de fotosíntesis neta disminuye rápidamente con la edad de la hoja (Alpi y Tognoni, 1995). El manejo de la luz dentro de un invernadero puede hacerse de dos formas, a) captando toda la energía radiante que incide sobre ese lugar, para aprovecharla en plantas con altos requerimientos de luz, y, b) disminuyendo esa cantidad de energía, cuando se cultivan plantas con pocos necesidades de luz como el caso de las plantas ornamentales de interior. El captar toda la energía incidente en un lugar determinado tiene que ver con el diseño y orientación del invernadero, así como con el uso de materiales transparentes en las cubiertas. La luz que incide en el piso del invernadero puede ser reflejada sobre la parte inferior de las hojas mediante acolchados de color blanco o plateado. Para aumentar horas luz se emplean focos o lámparas de diferentes tipos e intensidades. La reducción de la intensidad y cantidad de luz dentro de los invernaderos se puede realizar mediante varios mecanismos de sombreo, entre los que están prácticas como: a) uso de cubiertas lechosas y opacas, b) encalado de la cubierta, c) uso de mallas sombra, d) uso de pantallas térmicas y e) uso de cortinas negras.

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Uso de cubiertas lechosas y opacas. La existencia de filmes blanco lechosos, azules, color marrón y otros con cierta opacidad, así como el empleo de placas como policarbonatos opacos y láminas de fibra de vidrio de diferentes colores, permiten disminuir la cantidad de energía luminosa que entra a los invernaderos. En este caso la cantidad de luz se controla en forma permanente por lo que debe planearse en función de las necesidades de iluminación de las especies a producir dentro de esas instalaciones, dado que para cambiar las condiciones de iluminación debe cambiarse el tipo de material empleado en la cubierta. Encalado o pintado de blanco. El encalado o pintado es una práctica encaminada a reducir la cantidad de luminosidad dentro de los invernaderos, que consiste en cubrir la cubierta con una capa de pintura de color blanco. Si el encalado se realiza en el exterior, es lavado con las primeras lluvias y para ese tiempo existe una disminución natural de la iluminación por efecto de las nubes. Si el encalado se realiza en el interior permanece es permanente. En algunos casos se emplean otros tipos de pintura, incluso permanente y de colores opacos. Los productos que se emplean para pintar la cubierta pueden disminuir la vida útil de los plásticos objeto de las cubiertas. Uso de mallas sombra. Las mallas sombra pueden usarse como protección directa, mediante la construcción de casas sombra, o emplearse sobre la cubierta para reflejar y retener un determinado porcentaje de luz sin aumentar temperatura. Si la malla sombra se coloca por debajo de la cubierta del invernadero disminuye luminosidad pero aumenta la temperatura, esta condición puede resultar benéfica en invierno, pero contraproducente en otras estaciones por el aumento de temperatura dentro de las instalaciones. Cuando la malla se coloca sobre las cubiertas de plástico, parte de la radiación retenida incide sobre el plástico disminuyendo el tiempo de vida útil de la cubierta. Lo ideal es colocar las mallas un metro por arriba de cubierta, la desventaja es el aumento de costos por la estructura de soporte que requier. Existen mallas sombra de diferentes colores; blanco, negro, verde y azul, cuyo efecto en el aumento de la temperatura es diferencial. Pantallas térmicas. Las pantallas térmicas son cubiertas de aluminio que reflejan una parte de la energía solar y permiten que un porcentaje entre al invernadero. Al igual que las mallas sombra, las pantallas pueden colocarse por debajo de la cubierta o en el exterior con las mismas consecuencias. Uso de cortinas negras. Las cortinas negras se emplean para manejar o disminuir horas luz en especies de foto período corto que se estén cultivando durante el período en que existen más horas luz de las que el cultivo requiere, por ejemplo en la producción de Nochebuenas. Colocando cortinas negras también se aumenta la temperatura. Uso de lámparas y focos. Cuando se requiere mayor número de horas de iluminación para el manejo del foto período, con en el cultivo de crisantemo, se emplean lámparas eléctricas. También existen lámparas con las que se puede proporcionar determinados tipos de energía radiante, sin embargo el sistema representa altos costos.

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5.6.2.- Estrategias para reducir y aumentar temperatura Las bajas temperaturas retrasan el crecimiento de los cultivos. Temperaturas altas se acompañan de una reducción de la humedad del aire. Cuando aumenta la temperatura y disminuye la humedad relativa, aumenta la evapotranspiración de las plantas, que pierden más agua de la que pueden absorber las raíces y las hojas se marchitan, se enrollan, se secan y caen defoliando total o parcialmente las plantas. Si esa situación continúa, los cultivos mueren. De allí la importancia de poder controlar la temperatura dentro de las estructuras de cultivo. La principal estrategia para aumentar la temperatura dentro de los invernaderos es captar la mayor cantidad de energía luminosa y mantener caliente el aire el mayor tiempo posible. Para ello deben diseñarse e implementarse formas de cubiertas que capten toda la energía solar que llegue a ellas y emplear materiales trasparentes, para que la energía radiante entre y sea transformada en energía calorífica. El aporte de calor al invernadero también puede ser empleando energía solar almacenada mediante el calentamiento de algún líquido, como el agua, durante el día, para ser cedido al interior durante la noche, haciendo que circule por un sistema de tuberías en forma de serpentín, sin embargo la infraestructura necesaria para ello resulta ser alta y hacen incosteables los cultivos. La estrategia más común para controlar la temperatura dentro de los invernaderos consiste en instalar sistemas de ventilación eficientes, paredes húmedas y diferentes sistemas de calefacción, ya sea con calentadores de gas o de algún otro combustible, la instalación de calefacción en base a tuberías radiantes, para aumentar o mantener estable la temperatura cuando ésta descienda en el ambiente exterior. La disminución de temperatura se puede realizar mediante varias estrategias, algunas de las cuales ya fueron señaladas para el control de la luminosidad; como son el uso de cubiertas opacas, mallas, pantallas térmicas y encalados, otros mecanismos son, el uso de ventiladores y extractores para forzar el flujo de aire dentro de los invernaderos y facilitar la ventilación. Además del uso de aspersores y muros húmedos. Parte central del manejo de la temperatura dentro de los invernaderos son los sistemas de ventilas para evacuar el aire caliente. Es común encontrar referencias que indican que se requiere de un 15 a 30 % de ventila por metro cuadrado de superficie cubierta para tener una ventilación óptima y que los cultivos dentro del invernadero pueden reducir el índice de ventilación hasta en un 30 %. Sin embargo, cuando se colocan mallas anti áfidos, puede disminuir la ventilación hasta en un 80 por ciento. (Sevilla et al 1992; Gracia, 2001). El empleo de sistemas de aspersores de agua y muros húmedos para disminuir temperatura, influyen en el contenido de la humedad ambiental. 5.6.3.- Estrategias para controlar la humedad ambiental

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Una atmósfera húmeda aumenta el riesgo de aparición de enfermedades fungosas, además de que los frutos jugosos corren el riesgo de agrietarse. Por el contrario, la falta de humedad ambiental se convierte en un factor limitante que provoca deshidratación de los cultivos y aborto de flores y frutos, además de la proliferación de algunas plagas. El aumento del contenido de la humedad relativa puede ser mediante el uso de muros húmedos, estructuras tipo radiadores con celdas por las que circula una cortina de agua que es atravesada por el aire que penetra al interior del invernadero, con menor temperatura y saturado de humedad. Otro mecanismo es mediante el empleo de micro aspersores y nebulizadores que liberan agua al medio para disminuir temperatura y aumentar humedad relativa. Finalmente la humedad relativa aumenta con la evaporación de agua del suelo o piso cuando se riegan los cultivos. El exceso de agua en los sustratos, provoca la asfixia las raíces, ya que por la falta de oxigeno éstas no pueden respirar. Cuando la humedad perdura las raíces se pudren y mueren. Además el cuello de la planta se ve afectado por una podredumbre bacteriana y las hojas se tornan amarillas y se caen. La evapotranspiración de algunos cultivos crea una atmósfera favorable en cuanto a la humedad que requieren para su desarrollo, aspecto sobre el que no existe mucha información, pero se puede aportar un sobre riego para aumentar la humedad relativa, siempre y cuando se tengan controladas las enfermedades. 5.6.4.- Estrategias para el manejo del CO2 dentro de los invernaderos El CO2 puede aportarse, cuando sea necesario, en forma de gas carbónico o mediante la quema de materiales de cuya combustión se desprenda. Si nos basamos en los datos analizados en el tema correspondiente, el contenido de este gas en la atmósfera no cubre los requerimientos de la mayoría de los cultivos. En la actualidad existen diferentes sistemas para el aporte de CO2 a la atmósfera de los invernaderos, de ellas una de las más utilizadas es la combustión de hidrocarburos para calentar el agua para calefacción mediante tuberías radiantes, durante el día, misma que se almacena para hacerla circular dentro del invernadero por la noche, y el CO2, resultado de la combustión se inyecta al invernadero. Existen otros sistemas como el aportar CO2 industrial, pero no están lo suficientemente validados, por lo que es necesario investigar más sobre su aplicación en los ambientes cerrados. Una forma barata de aportar CO2, es mediante una ventilación eficiente, que implique una renovación de aire por minuto, con lo que además se disminuye la temperatura. El objetivo de la ventilación es evitar reducciones de CO2 inferiores a 300 ppm respecto al contenido normal del aire, 350 ppm. La ventilación para reducir temperatura que suele tener tasas de 20 a 30 renovaciones por hora suele ser suficiente para mantener niveles de CO2 adecuados.

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En condiciones de alta temperatura donde se requiere ventilar, la estrategia de enriquecimiento de CO2 recomienda mantener niveles de 350 ppm con las ventilas abiertas y de 600 a 700 ppm con las ventilas cerradas (Castilla, 2005). 5.7.- El medio para el desarrollo de la raíz de las plantas El medio de crecimiento de las raíces de las plantas es un elemento de gran importancia para un buen desarrollo de los cultivos dentro de los invernaderos y otras estructuras de cultivo. Los medios de crecimiento de las plantas cultivadas son los elementos materiales en los que las raíces se desarrollan, obtienen el agua y los nutrientes necesarios para alimentar a toda la estructura vegetal. Este medio puede estar constituido por elementos sólidos, líquidos o gaseosos, cada uno de ellos presenta diferentes posibilidades y desventajas. En México los medios más empleados para el cultivo dentro de los invernaderos, son los materiales sólidos; los suelos naturales y los sustratos. En menor porcentaje se utiliza el agua, sobre todo para la producción de lechugas y algunas plántulas en sistema de balsa flotante. 5.7.1.- Cultivo en un medio sólido El cultivo en medios sólidos puede realizarse directamente en los suelos naturales, en suelos modificados o en materiales de diferentes características y orígenes, sobre todo aquellos que se emplean en los cultivos hidropónicos, o semi hidropónicos, conocidos como sustratos. 5.7.1.1.- Cultivo en el suelo El cultivo en suelos naturales, depende del tipo de manejo. Actualmente en México todavía es común el cultivo de ornamentales y hortalizas en suelos naturales y suelos modificados a los que se les agrega arena, materia orgánica y otros materiales inertes u organicos para mejorar el drenaje y otras características físicas o químicas de los mismos. En estos casos no siempre se tiene un control completo del proceso de fertilización y nutrición de las plantas. El sistema de riego más avanzado en el cultivo en suelo es la fertigación o fertirrigación (López, 1997; Cadahia et al, 1998). Para el cultivo en suelo es necesario realizar un análisis de fertilidad de mismo, además de un análisis de la calidad física y química del agua a emplear en el riego. 5.7.1.2.- Cultivo en sustratos El término sustrato o substrato se aplica a todos los materiales sólidos distintos de los suelos naturales, minerales u orgánicos, que colocados en un contenedor, en forma pura o mezclada, permiten el anclaje del sistema radical para el soporte de la planta. El sustrato puede ser de material químicamente inerte o activo, que puede o no aportar nutrientes al complejo proceso de la nutrición de las plantas (Cadahia et al, 1998; Abad et al; 2004). De acuerdo con la definición anterior, un sustrato es todo material sólido, distinto del suelo natural, que se emplea como medio para el desarrollo de las plantas. Material que 111

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desempeña varias funciones como; anclar y aferrar las raíces, protegiéndolas de los rayos del sol, retener el agua y los nutrientes que las plantas necesitan para su alimentación, además de permitir un buen intercambio gaseoso. Para efectos prácticos, podemos considerar como sustratos o todo material que utilizamos para el cultivo de plantas, incluido el suelo, si lo manejamos fuera de su ambiente, en recipientes o contenedores. Desde el punto de vista hortícola, la finalidad de cualquier sustrato de cultivo es producir una planta / cosecha de calidad en el más corto período de tiempo, con los más bajos costos de producción. En adición, el sustrato utilizado no debería provocar un impacto medio ambiental de importancia (Cadahia et al., 1998). Las principales funciones de los sustratos se pueden resumir en los siguientes aspectos; 1) proporcionan un medio apropiado para el desarrollo de las raíces, que constituye a la vez el soporte de las plantas, 2) retienen el agua y los nutrientes necesarios para las plantas y los aportan a los cultivos, 3) permiten la circulación del aire para propiciar el intercambio gaseoso de las raíces, 4) actúan como amortiguadores de las reacciones químicas y los cambios de pH. Estas también son funciones inherentes a los suelos, sin embargo los sustratos las superan con creces (Martínez, 1994). El empleo de los sustratos es la base de la producción de planta ornamental en maceta y los sistemas de cultivo sin suelo, particularmente los sistemas hidropónicos en contenedores de diversos tipos como macetas, bolsas, tablas, bancales, camas y sacos. Una planta que crece en contenedor enfrenta condiciones diferentes a las que enfrenta una que crece en el suelo, en la tabla 5.7 se ilustran esas diferencias. Tabla 5.7. Características del ambiente de un contenedor con relación al cultivo en suelo

Factor

Sustrato en contenedor

Retención humedad

de De capacidad de contenedor a marchitamiento, incluso varias veces al día, según el tamaño de la planta y el contenedor, Aireación De baja a alta, de una a varias veces al día Nutrición Depende del sistema de fertilización PH Cambio de una a dos unidades en una a tres semanas, cuando se recicla solución. Salinidad Problemas crónicos en una a cuatro semanas Temperatura Cambio de 10 a 30º C en un día Desarrollo de la Limitado por el volumen del contenedor raíz

Suelo De capacidad de campo a marchitamiento en una a tres semanas De adecuada a alta la mayoría del tiempo De alta a baja a lo largo de la temporada Relativamente constante a lo largo de la temporada De baja a alta a lo largo de la temporada Relativamente constante a lo largo de la temporada Sin límites definidos

Fuente: Modificado de Cabrera, 1999

Existen diversos sistemas de cultivo en sustratos; producción de plántula, producción de hortalizas en sistemas hidropónicos, producción de plantas ornamentales y frutales, producción de planta forestal, producción de flor de corte en el suelo y agricultura orgánica.

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De allí se pueden desprender las siguientes conclusiones: 1) Una planta cultivada en sustratos depende por completo del hombre. 2) la humedad disponible en un contenedor con sustrato puede extraerse por una planta en plena actividad de crecimiento en un recipiente puede ocurrir en horas. 3) después de un riego, el sustrato se satura desde el fondo del recipiente provocando un déficit de oxígeno y no es hasta que las raíces extraen el agua en exceso o esta drena que los espacios porosos son ocupados por el aire. 4) la nutrición debe ser constante ya que debido a lo limitado del contenedor o debido al uso de sustratos inorgánicos, la planta no dispone de todas las posibilidades de obtener todos los nutrientes. 5) los riesgos de aumentar los niveles de salinidad son mayores al usar sustratos en contenedores respecto a los que se presentan en cultivos en el suelo. Los cambios de pH son más bruscos que en los cultivos en el suelo y la temperatura puede presentar grandes fluctuaciones, particularmente en cultivos de plantas en macetas de colore negro donde puede llegar a ser hasta de 30 ºC entre el día y la noche (Cabrera, 1999). Los problemas señalados para los cultivos en sustratos se solucionan mediante un programa de manejo adecuado en el que se incluyan calendarios de riego de acuerdo a las necesidades del cultivo, un programa de fertilización y control de pH adecuado, lavados de sales frecuentes y el uso de mallas sombra y calefacción para evitar los cambios bruscos de temperatura en los recipientes y sustratos. 5.7.1.2.1.- Características deseables en un sustrato Los sustratos modifican el ambiente de cultivo de tal forma que las raíces se encuentran en mejores condiciones de obtener fácilmente el agua y los nutrientes necesarios para un crecimiento óptimo. Esto es debido a las características hidrofísicas y de gran homogeneidad que presentan los sustratos, como son: a) una elevada porosidad con poros de diferentes tamaños, b) baja densidad aparente, c) elevada capacidad de retención de agua fácilmente disponible y d) fácil aireación (Castañon, 1995). Un buen medio para el desarrollo de las raíces de los cultivos es aquel que además de servir de soporte o anclaje suministra cantidades equilibradas de agua, nutrientes minerales y aire. Los mejores materiales son aquellos que retienen del 15 al 35 % de aire y del 20 al 60 % de agua en relación con su volumen. En general se considera que un buen sustrato es aquel que contiene un 30 A 50 % de material sólido y el resto son poros que en forma equitativa intervienen reteniendo humedad y aportando el oxígeno necesario para el desarrollo de las raíces. Los materiales empleados como sustratos deben reunir un conjunto de características físicas y químicas que los hagan aptos para el desarrollo de los cultivos. Las principales características que deben reunir los sustratos son; 1) alta capacidad de retención de humedad y nutrientes, 2) circulación eficiente del aire, 3) buen drenaje, 4) apropiada distribución de partículas, 5) baja densidad y alta porosidad, 6) buena estabilidad física, 7) uniformidad y homogeneidad en tamaño y características, 8) capacidad de intercambio catiónico, 9) pH apropiado. 10) libre de enfermedades, malezas, plagas y sustancias tóxicas y 11) disponibilidad y bajo costo. Cuando un material no reúne esas características pueden

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mezclarse diferentes elementos para preparar aquellas mezclas que reúnan las condiciones deseables (Ansorena, 1994; Martínez, 1994; Cadahia et al 1998; Cabrera, 1999). 5.7.1.2.2.- Clasificación de sustratos Los sustratos empleados en el cultivo moderno de plantas se pueden clasificar de varias maneras. Aquí se presentan dos formas, la primera considera el origen de los materiales; 1) sustratos naturales; orgánicos e inorgánicos y 2) sustratos artificiales, industriales o de síntesis. La segunda considera el aporte de nutrientes a los cultivos; 1) sustratos activos y 2) sustratos inactivos o inertes. a) Por origen Los sustratos son naturales o artificiales. Los primeros se obtienen directamente del medio natural, con poca transformación para usarse, mientras que los segundos son fabricados mediante un proceso industrial a partir de la transformación de otros materiales que constituyen la materia prima. Sustratos naturales. Los sustratos naturales son aquellos que se emplean directamente como están en la naturaleza o que requieren de un proceso mínimo de transformación primaria, necesaria para usarse en el cultivo de plantas, proceso que cambia poco las características físicas y químicas de las partículas que los integran. En este grupo también se consideran aquellos materiales obtenidos mediante proceso naturales, como las compostas producto de un proceso de fermentación y descomposición natural de los desechos orgánicos y la lombricomposta obtenida de los desechos fecales de lombrices que son alimentadas con desechos orgánicos de diversos tipos. Así, los sustratos naturales son de dos tipos; orgánicos e inorgánicos o minerales. Como principales sustratos orgánicos están los suelos naturales y los suelos modificados; la tierra de hoja de encino, el ocochal u hoja de pino, la corteza de los árboles, las pajas y rastrojos agrícolas, el aserrín y la viruta de madera, la fibra de coco, la cascarilla de arroz, el bagazo de caña de azúcar y la cachaza, los estiércoles, las compostas y vermicompostas, la turba o peat moss y algunas fibras naturales o residuos de ellas. Los sustratos minerales se obtienen a partir de rocas de diverso origen, modificando ligeramente su estado inicial para obtener partículas pequeñas. Tienen la ventaja de no ser biodegradables y conservar su estabilidad física, que implica poca disminución de volumen en los contenedores. Como principales sustratos naturales inorgánicos están; arenas y gravas de diversos orígenes, piedra pómez y carbón mineral. Sustratos industriales o artificiales. Los sustratos industriales o artificiales son aquellos cuya producción o fabricación requiere de un proceso industrial, mediante el cual se trasforman las características físicas o químicas de un estado inicial a otras necesarias para obtener una composición diferente, que permita su empleo comercial en la producción agrícola intensiva.

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Los materiales más representativos de sustratos industriales son vermiculita, agrolita o perlita, lana roca, poliestireno y algunos otros como cascajo de ladrillo y teja recocidos, escoria de fundición de la industria metalúrgica, geles, espumas sintéticas, residuos de fibras sintéticas, entre otros materiales. En algunos casos esos materiales son producidos con fines diferentes a los agrícolas; por ejemplo la fibra de vidrio, el poliestireno y el poliuretano. b) Por aporte de nutrientes Por composición química los sustratos se dividen en inertes y activos. Los sustratos inertes son aquellos que no intervienen en la nutrición de los cultivos, mientras que los sustratos activos son aquellos que aportan nutrientes a las plantas. Sustratos inertes. Los sustratos inertes o inorgánicos son aquellos que teóricamente no aportan nutrientes o sustancias no deseables a las plantas. Los elementos necesarios para el desarrollo de los cultivos se aportan a través del agua de riego, mediante sistemas de fertiirrigación o sistemas hidropónicos. Sistemas en los que la nutrición de los cultivos se aporta mediante una solución nutritiva, que contiene los micro y macro elementos químicos necesarios para el desarrollo de las plantas. Ejemplo de estos materiales son: lana de roca, las arenas y gravas, el tezontle, la vermiculita, la agrolita, el poliestireno, la espumas sintéticas, los residuos de fibras sintéticas, entre otros. Los sustratos minerales, como la arena y grava, se obtienen a partir de rocas de diverso origen, modificando ligeramente su estado inicial, para obtener partículas pequeñas. Tienen la ventaja de no ser biodegradables y conservar su estabilidad física por mayor tiempo que otros materiales. La mayoría de ellos son reciclables. Sustratos activos. Los sustratos activos son aquellos materiales de origen orgánico, principalmente, que aportan uno o varios nutrientes para el desarrollo de las plantas que crecen sobre ellos. En la mayoría de los casos es necesario complementar la fertilización mediante aportaciones adicionales de fertilizantes o abonos. Una característica común a muchos materiales de este grupo es que son biodegradables, situación que hace que disminuya su volumen, presentando poca estabilidad física. En cuanto a su disponibilidad existen sustratos comerciales, entre los que se ubican la lana de roca, la vermiculita, la agrolita y las turbas, a estos se ha agregado en polvo o fibra de coco y algunas arcillas expandidas. Los sustratos regionales son aquellos materiales que se localizan en determinadas áreas como el tezontle, que se encuentra donde existió una fuerte actividad volcánica y la tierra de hoja de encino o tierra de monte, presentes donde existen bosques. 5.7.1.2.3.- Sustratos disponibles en México. En la siguiente tabla se presentan algunos de los posibles materiales, disponibles en México para usarse como sustratos, de acuerdo con el tipo de cultivos y las actividades que se vayan a realizar en el invernadero. Este listado puede ampliarse, puesto que existen muchos

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otros materiales que se encuentran disponibles en varias regiones de nuestra geografía nacional y que aquí no se consideran. Tabla 5.8. Materiales para sustratos disponibles en México

Sustratos orgánicos Suelos negros (vertísoles y feozems) Tierra lama o suelos de migajón Tierra de azolve de presas y canales Tierra de monte (ando soles) Tierra de hoja de encino Tierra de hoja de pino Tierra de hoja de oyamel Tierra de hoja de bosque mezclado Corteza de árboles Musgo y líquenes Aserrín y viruta Restos de poda de árboles Estiércol de ganado bovino Estiércol de granjas de aves Estiércol de caprinos Estiércol de ovicaprinos Estiércol de equinos Cáscara de cacao Pulpa y cascarilla de café Escombros de minería (jales) Restos de magueyes Paja de trigo, avena y cebada Paja de sorgo Paja de arroz

Cascarilla de arroz Cascarilla de cacahuate Cáscara de nuez y pistache Compost de Champiñones Rastrojo de caña de azúcar Bagazo y cachaza de caña Bagazo de magueyes Restos de poda de pastos Rastrojo de maíz Rastrojo de fríjol Bagazo de henequén Basuras orgánicas Residuos orgánicos Composta de lirio y tule Compostas orgánicas Lombricompostas Lodos y fangos tratados Desperdicios de tabaco Fibra y polvillo de coco Fibras naturales (algodón y estopa) Estropajo Peat moss o turba Fibra de henequén e ixtle Bagazo de industria tequilera

Sustratos inorgánicos minerales

Sustratos industriales

Arena de río Vermiculita Arena de mina Perlita o Agrolita Arena de tezontle negro Lana de roca Arena de tezontle rojo Poliestireno (unicel) Arena de cenizas volcánicas Espumas sintéticas (poliuretano) Arena de playa Residuos de fibras sintéticas Arena de dunas Fibra de vidrio Carbón mineral Escorias de fundición Grava de río y mina Arcilla expandida Grava de tezontle negro Arcilla calcinada Grava de tezontle rojo Geles Grava de piedra triturada Carbón activado Suelos arenosos y tepetate Ladrillo y teja triturados Piedra pómez, tepojal o cacahuatillo Zeolita Fuente: Bastida, 2002.

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5.7.2.- Cultivo en medio líquido El cultivo de plantas en un medio líquido, dentro del agua, es una técnica que esta cobrando auge, ya que permite obtener altos rendimientos mediante el control de la nutrición a través del agua y un ahorro significativo de este elemento al reciclarse o regularse a las necesidades de los cultivos. Esta técnica se conoce como acuaponia, dejando el término de hidroponía para los sistemas que emplean sustratos inertes para el anclaje de los cultivos, a los cuales se les proporcionan los nutrientes que requieren para su desarrollo mediante el riego con una solución nutritiva que contiene todos los elementos necesarios para su crecimiento. A estos sistemas también se les conoce como cultivos sin suelos o sistemas hidropónicos. 5.7.2.1.- Los sistemas hidropónicos La hidroponía es una técnica de cultivo que significa “trabajo en el agua” o cultivo en agua, ya que las plantas crecen con las raíces sumergidas en una solución con los nutrientes necesarios para su crecimiento. El desarrollo de los cultivos requiere que las plantas, con desarrollo vertical, sean sostenidas por el tallo mediante tutores o abrazaderas. Esta técnica presenta algunas variantes que se describen a continuación (Sánchez y Escalante, 1988; Resh, 1997; Abad, et al 2004). 1). Raíz flotante En este caso las raíces de las plantas flotan en el agua. Técnica que presentan variantes dependiendo del tipo de recipiente que se emplee. En todos los casos la aireación del agua debe ser constante para reponer el oxígeno consumido por las células de las raíces, aspecto que garantiza un buen desarrollo de los cultivos, siempre y cuando los otros elementos del sistema se encuentren balanceados. Otro elemento a cuidar es la luz ya que algunas especies se desarrollan mejor si la raíz se encuentra en la oscuridad. Las principales variantes del sistema son las siguientes: a) Sistema de cubetas o botes. Cuando el cultivo de cada planta se hace en un recipiente individual y las raíces limitan su desarrollo al volumen del mismo. Para mayor seguridad las plantas deben estar soportadas por guías o tutores. b) Estanques o sistema floting. Las plantas flotan en hileras dentro de un estanque de agua, de poca profundidad, conteniendo la solución nutritiva, en especies de desarrollo vertical se requiere ser soportadas del tallo por un material liviano que sirve de cubierta y tapa del estanque. La raíz se desarrolla entrando en competencia con la de otras plantas dependiendo de la distancia entre ellas y cuando crecen se les tutorea. El material de cubierta puede ser de láminas de poliuretano o unicel, corcho o láminas de plástico. En otros sistemas las plantas simplemente flotan libremente, por ejemplo en el cultivo de lechugas. c) Sistemas hipónicos. Este sistema ha sido desarrollado en el Japón. A cada planta se le provee de un estanque o bandeja gigante para un amplio desarrollo de las raíces. 117

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La solución nutritiva debe estar en continuo movimiento mediante simuladores de oleaje y dispositivos para la oxigenación, además cuenta con estrictos controles para el suministro de nutrientes y control de la temperatura. En la exposición científica "Expo 85" celebrada en Tsukuba, Japón, una sola planta produjo 13312 jitomates durante los seis meses que duró la exposición. Este sistema permite un gran desarrollo de las raíces gracias a la amplitud del recipiente y a la alta oxigenación de la solución nutritiva (Ver No. 1, s/f). 2) Película nutritiva Esta es una de las técnicas hidropónicas más avanzadas que se emplea dentro de la agricultura de precisión y la plasticultura (Resh, 1997). La película NTF (Nutrient film Technique) o técnica de película de nutrientes es un sistema de cultivo en agua o cultivo hidropónico, en el cual las plantas crecen con su sistema radical dentro de una lámina de plástico, a través de la cual circula continuamente la solución nutritiva. Solución que contiene todos los elementos necesarios para los cultivos. En la actualidad también se llama técnica de cultivo con flujo laminar de nutrientes. Los materiales que constituyen el sistema son de importación, lo que lo hace relativamente costoso. Otra variante se conoce como NGS (New Grow Sistem). 3) Sistemas con sustratos Los sistemas hidropónicos con sustratos emplean materiales sólidos diferentes al suelo para el desarrollo de las plantas, existen dos vertientes; cultivos en sustratos inorgánicos, ya se naturales o industriales y cultivos en sustratos orgánicos. Cultivo en sustratos inorgánicos. En los sistemas semi hidropónicos se emplean diferentes tipos de sustratos inorgánicos, de origen natural o industrial, para el anclaje y desarrollo de las raíces de las plantas. En este caso las plantas se riegan con una solución de agua que contiene todos los elementos, constituyéndose en una solución nutritiva Cultivo en sustratos orgánicos o hidroponía orgánica. Es el cultivo de plantas en sustratos orgánicos que aportan una parte de los nutrientes y el resto se proporciona con el agua de riego. A esta modalidad se le conoce como organoponía o hidroponía orgánica. 5.7.3.- El cultivo en un medio gaseoso El cultivo de plantas en un medio gaseoso se conoce como aeroponía. Es una técnica poco desarrollada que sólo existe en un nivel experimental, en algunas instituciones de enseñanza e investigación. La NASA ha experimentado con esta técnica para el establecimiento de cultivos en las estaciones espaciales que proveerán de verduras y frutos frescos a los astronautas. En los sistemas de cultivos aeropónicos, las raíces de los cultivos se encuentran suspendidas en una atmósfera saturada de humedad, preparada con una solución nutritiva que se aplica en forma de neblina, mediante atomizadores o nebulizadores. En la mayoría 118

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de los casos, las raíces se introducen dentro de una cámara obscura para protegerla de la luz del sol. Un ejemplo, que se presenta en la naturaleza, semejante a este sistema de cultivo son las orquídeas que se desarrollan sobre los troncos de los árboles y las bromeliáceas que crecen sobre los alambres telefónicos y árboles. En ambos casos, mediante estructuras especializadas captan la humedad del medio y los minerales que requieren para su desarrollo. 5.8.- Bibliografía citada y consultada Abad B., M. et al. 2004. Los sustratos en los cultivos sin suelo. In Tratado de cultivo sin suelo. Urrestarazu G., M. (Coordinador). Mundi Prensa. Barcelona, España. Alpi, A: y Tognoni, F: 1991. Cultivo en invernadero. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Ansorena M., J. 1994. Sustratos, propiedades y caracterización. Mundi-Prensa. Madrid, España. Ayllón, T. 1996. Elementos de meteorología y climatología. Trillas, México. Bastida T., A. 2002. Los sustratos hidropónicos. Materiales para cultivos sin suelo. Serie de publicaciones Agribot. Dpto. de Preparatoria Agrícola. UACH. Chapingo, México. Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bernat J. C. et al. 1990. Invernaderos. Construcción, manejo, rentabilidad. Aedos. Barcelona, España. Cabrera, R. I. 1999. Propiedades, uso y manejo de sustratos de cultivo para la producción de planta en maceta. Revista Chapingo, serie horticultura. Vol. V. Núm. 1. 1999. Universidad Autónoma Chapingo. México. Cadahia L., C. et al. 1998. Fertirrigación . Cultivos hortícolas y Ornamentales. MundiPrensa. España. Castañón L., G. 1995. La práctica del riego en el cultivo en sustratos. Actas del I Simposium Iberoamericano sobre "Aplicación de los plásticos en las tecnologías agrarias". Almería, España. Castilla P., N. 2005. Invernaderos de plástico. Tecnología y manejo. Mundi prensa. Madrid, España. DeVere B., L. 2000. Agrociencia y tecnología. Paraninfo. Madrid, España Ediciones culturales ver Ltda. s/f. Que es hidroponía. Revista Cultivos hidropónicos No. 1. Bogotá, Colombia. Ediciones culturales ver Ltda. s/f. Los sustratos. Revista Cultivos Hidropónicos No. 3 Bogotá, Colombia. Elías C., F. y Castellvi S., F. 2001. Agrometeorología. Segunda edición, Mundi-Prensa. Madrid, España. Fuentes Y., J. L. 1996. Iniciación a la meteorología agrícola. Mundi Prensa. Madrid, España. García, E. 1983. Apuntes de climatología. 119

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Gracia L., C. 2001. Notas del curso “Maquinaria e instalaciones de invernaderos” del Doctorado “Tecnologías en invernaderos”. Irapuato, Gto. México. Halfacre, R. G. y Barden, J. A. 1984. Horticultura. AGT editor. S. A. Hewitt, P. G. 1995. Física conceptual. Addison-Wesley Iberoamericana. Hudson, J. P. 1967. Control del medio ambiente de la planta. Omega. Barcelona, España Martínez M., F. 1994. Manual básico de sustratos. Oasis Consultoría. Jiutepec, Morelos. México. Maroto B., J. V. 2000. Elementos de horticultura general. Mundi-Prensa. Madrid-México. Segunda edición. Miranda V., I; Hernández O., J. 2002. Hidroponía. Serie de publicaciones Agribot. Prep. Agrícola, UACH. Chapingo, México. Muñoz, P. et al. 1998. Estructura de invernaderos. Tipología y materiales. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. Ortiz S., C: A. 1987. Agrometeorología. Dpto. de Suelos. UACH. Chapingo, México. Pribyl, J. 1993. Plantas del interior. Susaeta. Madrid, España. Resh, H. M. 1997. Cultivos hidropónicos. Mundi-Prensa. Madrid, España. Rodríguez D., E. 1997. El diseño de invernaderos asimétricos. Memoria del V Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos. Guadalajara, Jalisco. México Salisbury, F. B. y Ross, C. W. 1994. Fisiología Vegetal. Grupo Editorial Iberoamérica. México. Sánchez del C., F. y Escalante R., E. R. 1988. Hidroponía. UACh. Chapingo, México. Serrano C., Z. 2002. Construcción de invernaderos. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Sevilla F.; F. et al. 1992. La ventilación natural en los invernaderos en las áreas mediterráneas. Actas del XII Congreso Internacional de Plásticos en la Agricultura. CEPLA. Granada, España. Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. Torres R., E. 2001. Agro meteorología. Diana, México. Urrestarazu G., M. 2004. Tratado de cultivos sin suelo. Ediciones Mundi Prensa. Madrid, España.

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CAPITULO 6

FACTORES A CONSIDERAR PARA ESTABLECER EMPRESAS DE AGRICULTURA PROTEGIDA Aurelio Bastida Tapia Williamson denominó “terraformación” al proceso de metamorfosis necesario para conseguir un mundo similar a la Tierra. Carl Sagan. Un punto azul pálido. 1994.

Este capítulo trata sobre los principales aspectos y factores que se deben considerar para establecer una empresa agrícola con cultivos bajo invernadero u otro tipo de estructuras para proteger cultivos. Se aportan algunos elementos para la elaboración del proyecto necesario para la implantación de la empresa, como los planos y documentos que debe contener, así como sobre las condiciones ambientales y climáticas más apropiadas para la implantación del proyecto y los principales factores del medio social a considerar. Se concluye con algunas recomendaciones a considerar para un buen comienzo de la empresa. 6.1.- Introducción El desarrollo de la agricultura protegida requiere de proyectos bien elaborados y de una plantación apropiada para la producción de alimentos altamente perecederos como son las hortalizas y las flores. Parte fundamental del proyecto, que redundara en el éxito de la empresa, consiste en ubicar el sitio más apropiado para establecer las instalaciones de la empresa con agricultura protegida. 6.2.- El proyecto de inversión agrícola Construir invernaderos para manejar cultivos dentro de los mismos implica desarrollar proyectos de inversión financiera, en muchas ocasiones de millones de dólares. Todo proyecto de inversión se rige por leyes económicas y variables determinadas por los mercados y la competencia, mismas que se deben conocer para lograr el éxito deseado, éxito que será la garantía para recuperar la inversión y obtener ganancias. Por ello se requiere de una planeación cuidadosa de todas las actividades que el proyecto implica, desde la construcción de las instalaciones hasta el manejo de los cultivos y la comercialización de los productos agrícolas en los mercados deseados. Así, cuando se va invertir en la construcción de invernaderos y otras instalaciones propias de la agricultura protegida, siempre se deberá tener como meta la funcionalidad, eficiencia y rentabilidad de la empresa. Situación que se logra cuando se obtienen altos rendimientos aprovechando las ventajas competitivas de la producción en ambientes protegidos. La finalidad, recuperar la inversión realizada y capitalizar la empresa o su posicionamiento en el sector deseado. Aunque desde el punto de vista técnico y de acuerdo con el actual desarrollo tecnológico, en cuanto a dispositivos para equipar invernaderos, no hay impedimento para que estas estructuras se puedan establecerse en cualquier condición climática o topográfica, desde el nivel del mar hasta más de 3500 metros de altura sobre el mismo yen cuanto al relieve, con

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la maquinaria actual, se puede nivelar cualquier tipo de terreno. Sin embargo, lo anterior no significa que la empresa sea económicamente rentable, por ello es necesario realizar un estudio sobre la factibilidad económica de la inversión. Aspecto que se conoce como proyecto de inversión agrícola, misma que debe someterse a una evaluación mediante un análisis de costos y beneficios. Considerando el enfoque anterior, no todos los lugares son del todo apropiados para construir invernaderos o establecer proyecto de agricultura protegida, ya que pueden existir factores limitantes que no permitan un buen desarrollo de los mismos. Así, existen zonas o sitios que son más aptos que otros para establecer y producir bajo invernaderos, casas sombra o túneles, donde se pueden aprovechar determinadas ventajas climáticas o del entorno, mismas que se potenciaran con los ambientes controlados, resultando más eficientes y productivos, con menor consumo energético y menores gastos en el manejo de los cultivos y de las estructuras mismas, Si otros factores también son favorables, el éxito estará garantizado. Sin embargo, no siempre es posible contar con que todos los factores que intervienen en la producción sean favorables. En algunos casos la impresa puede ser inviable, por circunstancias como falta de vías de acceso o falta de mano de obra, agua de mala calidad o condiciones climáticas extremosas. En otros se podrá producir con ventajas ya que el entorno será más favorable. La viabilidad se determina con estudios técnicos sobre cada situación en particular. Por lo anterior, antes de construir un invernadero y realizar una inversión fuerte en capital y recursos, en un sitio determinado, que a la larga puede resultar poco apropiado, es conveniente analizar las características del lugar donde se pretende ubicar la empresa para determinar si reúne las condiciones mínimas recomendables, necesarias para un buen funcionamiento de los invernaderos o de otras estructuras protectoras de cultivos. Entre ellas condiciones climáticas favorables, infraestructura productiva y vías que permitan el transporte de los productos hacia los mercados, personal y mano de obra capacitada o factible de capacitarse y disponibilidad de los insumos necesarios para la producción. En cuanto a condiciones ambientales, en términos generales se recomienda que las estructuras de los invernaderos sean diseñadas y se construyan considerando las condiciones climáticas de la región en que se ubicarán, esto es desarrollar un diseño agronómico para cada ambiente. Análisis que deberá estar encaminado a disminuir los factores de riesgo y asegurar el éxito de la empresa. Es necesario que todo proyecto cuente con una memoria escrita donde estén asentadas las principales características estructurales, así como los principales aspectos técnicos de las estructuras y su construcción. Es recomendable elaborar un resumen ejecutivo donde se sinteticen los aspectos más importantes del proyecto, factor de gran importancia en los proyectos se va a someter a financiamiento por alguna dependencia del gobierno o para solicitar apoyo a instituciones crediticias.

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Al respecto Hernández (2005), recomienda a los inversionistas que planean invertir en proyectos agroindustriales de invernaderos, antes de invertir, analizar los siguientes aspectos: 1. Análisis general del negocio y planeación. i) Calendarización del proyecto. ii) Diseño de módulos de invernadero. iii) Ubicación del proyecto. iv) tipo de cultivo a establecer. v) Tipo de invernaderos y nivel de equipamiento. vi) Infraestructura necesaria para el proyecto; accesos y caminos, energía eléctrica, agua, gas LP, oficinas, empaque, cuarto frío, bodegas, cuarto de maquinas, planta de emergencia, barda perimetral, aéreas comunes para empleados; comedores, baños, etc. vii) Proyecto arquitectónico general de la infraestructura, viii) Proyecto arquitectónico de los invernaderos. 2. Análisis financiero. i) Análisis de inversión del proyecto. ii) análisis de producción estimada. iii) Análisis de ingresos. iv) Análisis de costos de producción. v) Análisis de gastos de venta. vi) Análisis de gastos de mantenimiento. vii) Análisis de obtención de recursos; Aportación de inversionistas, créditos internacionales, créditos nacionales, apoyos de instituciones del gobierno. viii) Análisis de costo financiero, y, ix) Análisis de recuperación de la inversión. 3. Análisis de mercado y comercialización. i) Análisis de precios del producto. ii) Esquemas de comercialización; mercado nacional, mercado de exportación. iii) Alianzas y contratos de comercialización; grandes productores de México, brokers en USA. iv) Análisis del costo del flete del producto. 4. Análisis de asesoría técnica. i) Alianza con grandes productores de México. ii) Importación de Master Grower de Europa. 5. Análisis de recursos humanos y capacitación. i) Gerente administrativo, ii) Jefe de producción, iii) Jefe de empaque, iv) Jefe de mantenimiento, v) jornaleros, y vi) Manual de procedimientos y perfil de puestos. Como se puede ver son muchos los elementos a analizar cundo las inversiones son grandes. Aquí se tratan aquellos aspectos que son más relevantes para las empresas pequeñas y medianas, sobre todo aquello que tiene que ver más con las actividades técnicas. 6.3.- El tamaño de la empresa El tamaño de la empresa es un aspecto básico a definir, los niveles son empresas familiares, empresas pequeñas, medianas, grandes y muy grandes. Al respecto se propone la siguiente clasificación. En esta clasificación, los cuatro primeros niveles corresponden al sector social y los tres siguientes al sector empresarial.

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Tabla 6.1 Clasificación de empresas de agricultura protegida Enfoque de la empresa Tamaño en superficie Apoyo social Menos de 300 m2 Terapia ocupacional 300 a 500 m2 Familiar 500 a 2500 m2 Empresa pequeña ¼ a 1 hectárea Empresa mediana 1 a 5 hectáreas Empresa grande 5 a 10 hectáreas Empresa muy grande Más de 10 hectáreas Clasificación empírica Apoyo social. Las instalaciones o empresas de apoyo social son aquellas apoyadas casi en su totalidad por los programas de oficiales. Los invernaderos y otras estructuras para proteger cultivos son elementos que se pueden utilizar en los programas de apoyo social a comunidades marginadas y de difícil acceso, con la finalidad que en ellos se establezcan cultivos de hortalizas y frutas frescas destinadas al auto consumo, para brindar los vegetales necesarios al desarrollo de los niños y la dieta básica de las personas. En este caso se trata de instalaciones pequeñas manejadas por mujeres y niños, después de terminadas sus labores caseras y escolares. El esquema de cultivo puede ser en huertos diversificados donde se cultivan hortalizas, plantas aromáticas y medicinales, así como ornamentales y flores. Para ello se deben impartir capacitación y brindarles los insumos necesarios atreves de organismos como el DIF y otras dependencias de apoyo social de los diferentes niveles de gobierno. Terapia ocupacional. Bajo este concepto se agrupan aquellas instalaciones destinadas o ser manejadas por personal jubilado, adultos mayores y personas con capacidades diferentes, que tienen como finalidad completar ingresos, brindar una ocupación para obtener satisfacciones propias y ayudar con su manutención. La producción por lo general se enfoca al mercado local y una pequeña parte para el consumo familiar. Empresa familiar. Una empresa familiar es aquélla en la cual el capital y, en su caso, la gestión o administración están en manos de una familias, que tienen la capacidad de ejercer sobre ella una influencia suficiente para controlarla, y cuya visión estratégica incluye el propósito de darle continuidad en manos de la siguiente generación familiar. Se trata de a aquellas empresas de agricultura protegida donde el trabajo lo desarrollan los miembros de una familia de bajos recursos, que puede ser la base de una empresa pequeña. Dependiendo de los productos que cultive, hortalizas, flores o plantas ornamentales va a requerir de unos 500 metros cuadrados a un cuarto de hectárea. La producción debe estar encaminada a mercados locales y regionales. En este nivel se ubican muchos de los proyecto de agricultura protegida apoyados por los diferentes programas de gobierno. Empresa pequeña. Con instalaciones de agricultura protegida de una escala de cuarto a una hectárea, se requiere de dos a diez jornales diarios, con una producción que en promedio puede ser de tres hasta diez veces la producción de una superficie de terreno con agricultura de riego o temporal a campo abierto. Dependiendo del tipo de producción, el enfoque de la

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comercialización de los productos esta orientada a los mercados regionales y en menor medida a los mercados nacionales. Empresa mediana. Con una superficie de una a cinco hectáreas de estructuras para la agricultura protegida implica que se debe contar con un promedio de diez a cincuenta trabajadores en forma permanente, con rendimientos de tres a diez veces los obtenidos en la misma superficie de agricultura mecanizada de riego pero a cielo abierto. Los mercados pueden ser regionales, nacionales y mediante convenios comerciales con empresas más grandes o asociaciones de productores se puede llegar a exportar. Empresa grande. Las empresas con cinco a diez hectáreas de agricultura protegida bajo invernaderos o casas sombra, son empresas que van a requerir un promedio de 300 a mil trabajadores. Pueden contar con instalaciones de proceso de productos como empaques y cámaras frías. Su mercado puede ser nacional o de exportación, dependiendo de los productos obtenidos. Empresa muy grande. Cuentan con más de 500 trabajadores y generalmente su producción se destina a los mercados nacionales y de exportación. 6.4.- Elaboración del proyecto técnico y planeación de actividades Como primer elemento, cuando se pretende establecer proyectos productivos, sobre todo aquellos de gran magnitud, es necesario contar con un proyecto completo, donde se contemplen todas las instalaciones y actividades a desarrollar, así como cada una de las diferentes etapas del proyecto, además de los requerimientos en cuanto a recursos y capital. Un aspecto fundamental consiste en considerar la superficie de terreno que se requiere para todo el conjunto. Por lo tanto, en dicho proyecto se deben plasmar todas las instalaciones y elementos que integraran la empresa, en su fase de consolidación; como invernaderos, casas sombra, empaques, oficinas, servicios al personal, bodegas e infraestructura de apoyo, etc. El proyecto ejecutivo es un factor determinante para la planeación y ejecución de las obras. Esta constituido de una memoria con un conjunto de planos que contiene el registro detallado de las construcciones, instalaciones y equipos, elementos que permiten realizar una planeación adecuada de todas las labores y de los tiempos que se requieren para su realización, así como una calendarización de las inversiones y gastos a realizar. Así mismo, permite contar con la información necesaria para elaborar los estudios de rentabilidad de la empresa. El contar con un proyecto ejecutivo completo, evita improvisar y cometer errores en la ejecución de los trabajos, mismos que se traducen en pérdidas de tiempo y dinero, situación que pone en riesgo la terminación de las obras y la viabilidad del proyecto (Rosete, 1998).

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6.4.1.- Instalaciones necesarias en una empresa productiva Para un buen inicio de la empresa, se deben definir las instalaciones necesarias para el buen funcionamiento del proyecto, de tal manera que todos los elementos deberán estar ubicados en forma planificada y funcional para facilitar todas las labores. En caso contrario, puede caerse en la improvisación en cuanto a la ubicación de las instalaciones que terminan por ocupar espacio sin ningún sentido funcional, con estructuras construidas donde no deberían y obstruyendo labores fundamentales como el desplazamiento apropiado y la perdida de tiempo. A continuación se presenta una lista de la infraestructura que puede ser necesaria para una empresa de pequeña a grande, instalaciones que puede variar de acuerdo con la orientación productiva de la empresa y el tamaño de la misma. Sobre todo en lo referente a la infraestructura de apoyo. Así, empresas grandes requerirán contar con la mayoría los elementos indicados, de acuerdo a sus condiciones particulares, mientras las pequeñas solo requerirán de las instalaciones más indispensables para su funcionamiento. a) Instalaciones productivas. Son aquellas fundamentales o centrales de la empresa y están constituidas por: 1) Módulos de invernaderos, casas sombra o unidades productivas, instalaciones que deben estar equipadas con todo lo necesario para funcionar y contar con sistemas de riego. 2) Módulos semilleros o productores de plántula, cuando así lo requiera el proyecto. Completamente equipados. b) Infraestructura de apoyo. Fundamental para una buena operación y manejo de la empresa. Los principales componentes son: 1) 2) 3) 4)

Depósitos de agua e infraestructura hidráulica. Vías de comunicación, acceso y caminos. Bodegas, almacenes, cámaras frías y empaques. Oficinas y áreas comunes para el personal (servicios sanitarios, sala de reuniones, etc.). 5) Estacionamiento y áreas de carga y descarga. 6) Infraestructura eléctrica y planta de emergencia. 7) Maquinaria y herramientas de trabajo. 8) Comedor para el personal. 9) Depósitos de combustibles y CO2. 10) Área de concentración y transformación de desechos orgánicos e inorgánicos. 11) Cercado perimetral. 12) Cuarto de maquinas. 13) Flotilla de trasportes para personal, productos e insumos. 14) Caseta de vigilancia y casa para veladores. Mucha de la infraestructura de apoyo no forma parte del proyecto principal. En ocasiones las instalaciones de apoyo tienen un costo mas elevado que las instalaciones productivas, 124

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por ello deben contar con un proyecto propio para su implementación. Para algunas de ellas se puede pedir apoyo al gobierno, sobre todo cuando se trata de caminos que beneficiaran a comunidades cercanas al proyecto. 6.4.2.- Memoria del proyecto La memoria de un proyecto, además de los objetivos, metas, beneficios y finalidad de la empresa, debe incluir la siguiente información: 1) plano de localización del sitio donde se construirán todas y cada una de las instalaciones, 2) descripción general de las instalaciones y los materiales a emplear, 3) plano general o de conjunto, 4) planos de módulos, 5) planos de secciones, 6) planos de distribución de áreas de cultivo y manejo, 7) planos de los sistemas de riego e instalaciones hidráulicas, 8) planos de las instalaciones eléctricas, 9) planos de acabados y 10) planos de los sistemas de mecanización y automatización, entre otros (Rosete, 1998; Sánchez et al, 1998; Villegas, 1999). A continuación se describen los principales elementos de un proyecto para la construcción de instalaciones permanente, como invernaderos y casas sombra. Plano de localización Todo proyecto deberá contar con un plano de localización del sitio donde se van a construir las instalaciones. En este plano se ubicará el predio o terreno donde se van ubicar los invernaderos o casas sombra, con especial atención a las vías de acceso a los mismos, con la finalidad de facilitar la llegada de proveedores de materiales e insumos, así como el transporte de los productos a los mercados de consumo. El plano deberá estar orientado en función de las coordenadas geográficas y las principales carreteras o poblados cercanos. Descripción general de las instalaciones y los materiales a emplear Este punto consiste de una descripción suficiente del tipo de instalaciones que se van a construir, sus principales características técnicas y los materiales que se van a emplear en las mismas. Su finalidad es dar una idea rápida de las estructuras y materiales a emplear en el proyecto. Plano general o de conjunto El plano general es un croquis horizontal que presenta la ubicación de las diversas construcciones o instalaciones que integren el proyecto completo, con las acotaciones necesarias para conocer sus dimensiones y ejes de referencia. Este plano es necesario para realizar la proyección y el trazo de cada una de las instalaciones sobre el terreno, considerando las interrelaciones que deben existir entre ellas para un buen desarrollo de las actividades diarias. En este plano deberán estar indicadas todas las construcciones integrantes de la empresa, ubicadas en su lugar definitivo. Invernaderos, semilleros o viveros, tanques de almacenamiento de agua, oficinas, bodegas, instalaciones eléctricas, estacionamiento, empaques, caminos principales, etc. Con ello se facilita la ubicación de las instalaciones en 125

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el mejor lugar para cada una de ellas, de tal manera que el desplazamiento y movimiento de insumos y productos y las maniobras necesarias para el manejo, sean eficientes evitando pérdidas de tiempo innecesarias debido a una mala planeación. Por ejemplo la bodega y almacenes lejos del área de carga y descarga. En algunas ocasiones será necesario que contenga indicaciones de los accidentes geográficos, árboles o construcciones que puedan proyectar sombras sobre los invernaderos. En anexo por separado se podrán establecer los trabajos a realizar para la nivelación de terrenos y el volumen de material a remover. Figura 6.1. Plano general de las instalaciones

Fuente; Sánchez et al, 1998

Planos de módulos Generalmente cuando los proyectos son grandes, se establecen mediante una serie de estructuras modulares o prototipos, con las mismas características. Por ello será necesario contar con los planos de vista general de cada módulo, donde se especifiquen las principales características y dimensiones de los mismos.

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Figura 6.2. Plano de módulos a naves.

Fuente: Baudoin, et al. 2002 Planos de secciones Los planos de secciones, áreas o vistas parciales, contienen la información suficiente de cada una de las partes y detalles de importancia como seccion secciones es transversales, vistas frontales y laterales, detalles de refuerzos, sistemas de apertura y cierre de cortinas y de puertas, cortes longitudinales y transversales, detalles constructivos, estructurales y de montaje o armado, entre otros.

Figura 66.3. Ejemplo de planos de secciones

Cortesía: Invermex

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Los cortes transversales y longitudinales muestran en un plano vertical las alturas y niveles, la estructura y cubierta con sus dimensiones. Los detalles constructivos se refieren a todas aquellas partes de la obra que por su ubicación y tamaño es difícil identificar claramente en forma y dimensión en otros planos y que por sus características se constituyen en elementos clave en la ejecución de las obras, de aquí la necesidad de detallarlas ampliando el tamaño del dibujo a escalas más accesibles. Los detalles estructurales y de montaje se refieren a los tipos de estructuras, sobre todo cuando son prefabricadas, las conexiones y uniones necesarias para el armado y los anclajes de las estructuras (Rosete, 1998). Planos de distribución de áreas de cultivo y manejo. El plano de distribución de áreas de cultivo y manejo deberá contener detalles sobre el tipo de instalaciones necesarias para el desarrollo de los cultivos como la distribución y dimensiones de las camas de crecimiento, tamaño y ubicación de los pasillos, sistemas de tutoreo de cultivos, etc. Planos de los sistemas de riego e instalaciones hidráulicas, Se requiere contar con un plano de ubicación de los principales componentes de los sistemas de riego como; cisternas, depósitos de preparación de solución nutritiva, equipo de fertilización, bombas de impulsión, sistemas de filtro, líneas de distribución, sistema de drenaje y los dispositivos de control del sistema. Sobre todo cuando existen instalaciones subterráneas. Además de datos como potencia de las bombas y la capacidad de almacenamiento de los depósitos. Planos de las instalaciones eléctricas Los planos de las instalaciones eléctricas deberán contener las especificaciones necesarias en cuanto a capacidad de las mismas y su distribución dentro de los invernaderos, considerando la ubicación de contactos y toma corrientes. Planos de especificaciones, acabados y equipamiento de módulos Los planos de acabados dan una idea de cómo serán los módulos una vez que se hayan terminado de construir. En ellos se puede indicar la ubicación de los equipos de apoyo como calentadores, muros húmedos, ventiladores y extractores, etc. Planos de los sistemas de mecanización y automatización. Cuando la infraestructura contemple la instalación de sistemas de mecanización o automatización, será necesario contar con una memoria sobre su ubicación y componentes. Otros planos de interés Cada proyecto cuenta con sus particularidades, por lo que se recomienda la elaboración de todos los planos necesarios para un buen diseño del proyecto.

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Figura 6.4 .4. Ejemplo de planos para un invernadero

Fuente: Rosete, 1998

6.4.3.- Programa de ejecución de las construcciones Para evitar retrasos en la construcción se debe contar con un programa de construcción de las instalaciones,, donde se especifique claramente cada una de las etapas y la conclusión de cada una de ellas, especialmente de las instalaciones productivas productivas, con la finalidad de que se pueda iniciar la operación de los mismos sin demoras, que se traducen en perdidas económicas, sobre todo para poder iniciar los cultivos de acuerdo a una programación establecida. 6.4.4.- Presupuesto y administración de recursos ecesario contar con un presupuesto sobre los recursos económicos y financieros Es necesario necesarios para efectuar todas las actividades que se van a realizar, desde la preparación del terreno donde se instalaránn las construcciones de la empresa empresa, el costo de las as mismas mism y su instalación, los gastos a realizar para la infraestructura de apoyo, como cisternas, bodegas, hasta la implementación del primer cultivo y su comercialización. Se debe tomar en cuenta que la inversión se empezará a recuperar hasta que se realice la venta de la primera cosecha. Los gastos de inversión que se deben contemplar son: a) costo de las instalaciones y de preparación del terreno, b) costo de la infraestructura de apoyo, c) costo de la mano de

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obra, d) costo de los gastos de operación y manejo de cultivo, e) costo de los insumos y f) costo de maquinaria, herramientas y equipos. Cada etapa, del proyecto ejecutivo deberá estar presupuestada, con un programa o calendario de inicio y término de las obras o actividades. Aspectos que se constituyen en los principales elementos para determinar el monto de las inversiones y el tiempo aproximado para la ejecución de las obras y aplicación de los recursos por consecuencia lógica, es la información mínima indispensable para determinar la rentabilidad del proyecto (Rosete, 1998). En la actualidad, las diferentes empresas dedicadas a la construcción de invernaderos, tanto nacionales como extranjeras, cuentan con la infraestructura y la tecnología computarizada necesaria para la elaboración de presupuestos de proyectos tipo, a base de paquetes integrados que permiten atender cualquier alternativa o generar las opciones de acuerdo a las necesidades de cada situación concreta. El presupuesto para la instalación de la infraestructura de apoyo es por separado del presupuesto de construcción de los invernaderos. En varios casos la nivelación y acondicionamiento de terrenos esta en un rubro aparte. 6.4.5.- Programa de manejo de cultivos y comercialización Un aspecto de gran importancia para alcanzar el éxito de la empresa es contar con un programa de manejo de los cultivos y comercialización de los productos obtenidos. El programa se establecerá mediante un calendario donde se indiquen todas las actividades a realizar en los cultivos, mismo que debe elaborarse al inicio de la temporada o del ciclo de cultivo. El calendario debe contemplar las fechas de siembra, trasplantes, prácticas de manejo, control de plagas y enfermedades, fertilización o preparación de solución nutritiva y riego, así como la fecha de inicio de la cosecha, de acuerdo al tipo de cultivo o cultivos que se estén trabajando. Adicionalmente se puede llevar una bitácora donde se anoten todas las actividades que se realicen dentro del invernadero y que puedan servir de historial de referencia para la solución de problemas futuros. La comercialización de los productos obtenidos dentro del invernadero, es la parte central de toda empresa productiva, por lo tanto se deberá producir de acuerdo a los estándares de calidad que el mercado requiere. Si se tienen contratos de entrega determinados preestablecidos o si la producción debe salir en determinadas fechas, como sucede con las flores, el cultivo debe manejarse de tal manera que la producción se obtenga de acuerdo con esa programación, ya que de ello depende el éxito. 6.5.- Características ambientales y servicios Las características ambientales y servicios se refieren a los principales aspectos del medio natural y social que influyen en la construcción de invernaderos.

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6.5.1. Ubicación y acceso El terreno o sitio a elegir para la construcción de empresa de agricultura protegida debe contar con vías de acceso para el transporte de insumos, productos de las cosechas y personal. Es recomendable que su emplazamiento se ubique a poca distancia de carreteras pavimentadas que comuniquen la zona donde estará la empresa con los principales mercados o centros de distribución y consumo de los productos. Los caminos de enlace de la empresa con las vías pavimentadas deberán ser transitables todo el año, en caso contrario se deben realizar las adecuaciones necesarias para evitar contingencias. En la medida de lo posible deberá evitarse la construcción de invernaderos cerca de caminos de terracería que sean muy transitados para evitar que el polvo, que de ellos se levanta, depositándose sobre las cubiertas disminuyendo la luminosidad y constituyéndose en un factor que afecta el proceso de fotosíntesis de los cultivos. 6.5.2.- Características del terreno Los terrenos destinados a la construcción de invernaderos o casas sombra deberán reunir determinadas condiciones para un mejor aprovechamiento de los mismos, entre las más importantes están: a) Tamaño o dimensiones Estas características deben ser examinadas desde el punto de vista técnico económico. Por lo que respecta a la extensión en superficie mínima óptima para la instalación de una empresa, depende de la finalidad a la que se destine y el tamaño de los módulos o naves. Por ejemplo para enraizamiento o cultivo de plantas ornamentales puede resultar eficiente con superficies reducidas, entre 100 y 500 metros cuadrados, según la cantidad de planta a producir. El destinado a cultivo ordinario sobre suelo precisa de una superficie mayor, entre 1 000 y 2 000 m2 para permitir una mecanización adecuada. Para cultivos que necesitan calefacción, el invernadero múltiple en bloque único resulta más adecuado por la menor dispersión térmica. Así, en Holanda, para el cultivo hortícola se prefieren invernaderos en bloques isodiamétricos de una a una y media hectárea (Tesi, 2001). En Italia, la superficie media por invernadero estaba comprendida, en 1960, entre 200 y 500 m2, mientras que en 1969 era de 700 a 750 m2. La tendencia a aumentar la superficie media ha conducido al comienzo de los años 90,s del siglo pasado, a la instalación de invernaderos de tipo profesional con superficies de 1000 a 3000 m2 para floricultura y de 2000 metros cuadrados a una hectárea para horticultura, hasta llegar a bloques únicos de más de 10 hectáreas (Tesi, 2001). En México los parámetros pueden ser deferentes, así, las dimensiones para que una empresa sea rentable dependen de varios factores. El FIRA recomienda que sea de media hectárea, en adelante, dedicada a la producción, sin embargo, la economía de escala puede ser otra, dependiendo del cultivo, mercado al que este destinado y nivel tecnológico empleado en la producción. (Rosete, 1998).

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En la práctica se ha encontrado que superficies menores de mil metros cuadrados en la producción de jitomate, no son suficientes para emplear óptimamente un trabajador de tiempo completo. En el cultivo de flor de corte se indican de 3 a 5 hectáreas cuando se trata de una empresa comercial, y de dos mil a ocho mil metros cuadrados para una explotación familiar o ensayo experimental (HFF, 1999). La anchura mínima recomendable de una nave de invernadero Tesi (2001), la recomienda de 8 a 10 m para permitir una fácil ejecución de las operaciones de cultivo y mecanización. Agrega que no es conveniente superar anchuras de más de 20 metros porque el costo unitario aumenta. En cuanto a superficie el terreno donde se proyecte la construcción de una empresa, deberá tener el tamaño suficiente para establecer todas las instalaciones necesarias para una producción planeada. De ser posible se debe contemplar espacios para un crecimiento futuro de la empresa. Antes de empezar a construir, deberá contarse con el proyecto de construcción con planos y diagramas que contemplen todas las instalaciones necesarias para la empresa; como naves de invernaderos, bodegas, áreas de empaque y trabajo, depósitos de agua, oficinas, estacionamiento, área de embarque, andadores y pasillos, para poder ubicarlas en el lugar más apropiado para cada una de ellas. Se recomienda que el área de empaque, bodegas y oficinas estén cerca del estacionamiento y este cerca del área de ingreso. Cuando se trata de invernaderos manejados bajo esquema de economía familiar o de los otros niveles del sector social, para el autoconsumo o mercantil, se puede hacer caso omiso de lo anterior, puesto que los parámetros a manejar son de carácter social. b) Topografía y relieve De preferencia los terrenos para establecer los invernaderos, deben ser planos o con pendientes ligeras, para reducir costos de nivelación y movimiento de tierra. Este ideal no siempre puede cumplirse, por lo que es necesario adaptarse a las condiciones concretas del terreno y aprovecharlas lo mejor posible. En este caso la recomendación es adaptarse al terreno y construir modelos que capten alta radiación solar, como los invernaderos tipo túnel. Dependiendo del sistema de cultivo y del sistema de riego a emplear es posible establecer invernaderos en relieves ligeramente ondulados o en lomas siguiendo el contorno del terreno, siempre y cuando la estructura no tenga capacidad de carga, por ejemplo en la producción de plantas ornamentales en macetas en el suelo. En caso de que el invernadero vaya a soportar el cultivo, la construcción de módulos o naves de invernadero en terrenos accidentados, con pendientes fuertes, requiere que dichas estructuras se establezcan en terrazas niveladas, ya que construir naves con postes asimétricos, unos de mayor altura que otros, el tirón del peso de los cultivos provoca que las estructuras se incline de un lado. En algunos casos es posible construir siguiendo el contorno del terreno o curvas de nivel. En otros casos la construcción sigue el relieve sin 132

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ningún problema y la construcción de terrazas o nivelación, para adecuar el terreno al cultivo, se realiza en el interior de los invernaderos. Si existen montañas altas, árboles o bardas altas, debe evitarse que las sombras proyectadas por esos objetos incidan sobre los invernaderos y casas sombra durante las primeras horas de la mañana o por la tarde, en detrimento de la actividad fotosintética de los cultivos y disminución de la calidad de los productos. Por otro lado los accidentes topográficos, como los cerros e hileras de árboles pueden aprovecharse para proteger las estructuras del embate de los vientos, realizando el emplazamiento de dichas estructuras del lado contrario al que azotan los vientos dominantes, siempre y cuando las condiciones locales lo permitan. El relieve también influye para el establecimiento de un determinado sistema de riego, sobre todo cuando se usan sistemas hidropónicos cerrados donde se trata de recuperar la solución nutritiva sobrante. Otro factor importante es que puede aprovecharse la pendiente del terreno para establecer sistemas de riego donde se aproveche la fuerza de gravedad para distribuir el agua sin empleo adicional de energía. c) Drenaje del agua de lluvias El terreno para ubicar un invernadero debe poseer buen drenaje, tanto superficial como interno, para evitar que el agua de lluvia se concentre dentro de las naves y áreas de trabajo. En caso contrario, se deberán construir las obras de drenaje necesarias para el desalojo del agua, tanto de la lluvia como del subsuelo. Para ello debe evitarse instalar naves o construir instalaciones en las partes bajas y en las áreas donde exista el riesgo de estancamiento de las aguas de lluvia o inundaciones. En algunos casos estas áreas se pueden aprovechar para establecer depósitos de almacenamiento de agua para el riego, agua que será almacenada para usarse en la época en que esta escasee. Así mismo es conveniente prever la eventualidad de aluviones, inundaciones y otros fenómenos naturales que puedan dañar las instalaciones. Existen terrenos que por su naturaleza requieren que se construyan obras de drenaje, situación que debe valorarse para instalaciones con cultivos que se van a establecer en el suelo y que requieran de buena aireación y drenaje eficiente. d) Uso del suelo El uso del suelo se divide en agrícola, pecuario, forestal, industrial y urbano, en términos genéricos, los tres primero usos corresponden a terrenos rústicos. Esta clasificación y la ubicación de los mismos con respecto a vías de comunicación, servicios y distancia de las poblaciones, determinan los precios de los terrenos y el pago de impuestos prediales, elementos que varían considerablemente de un uso a otro. El valor de los terrenos de zonas de uso urbano o industrial, o de los ubicados cerca de ellos, es más alto en comparación con el precio de los terrenos rústicos empleados en la agricultura y ganadería. Cuando el avance de las construcciones urbanas es acelerado puede englobar invernaderos construidos cerca de ellas, ocasionando problemas en el suministro de agua y dificultar la

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obtención de terrenos para un crecimiento posterior de la empresa, sino se aseguró, con anticipación, terreno suficiente para ello. Por otro lado, construir invernaderos dentro o cercanos a una zona urbana tiene la ventaja de la cercanía del mercado para vender la producción, situación que debe entrar en el análisis cuando se presente el caso y poder aprovechar las ventajas que da una ubicación estratégica. Las características en cuanto a profundidad, tipo de suelos y fertilidad del mismo sólo tienen importancia cuando se va a iniciar la producción con cultivos en suelo, no cuando se van a cultivar en sustratos o con cultivos hidropónicos. 6.5.3.- Agua y energía eléctrica Es recomendable que el terreno cuente con los servicios básicos y necesarios para la producción, entre ellos agua y energía eléctrica. a) Disponibilidad de agua El agua para el riego debe ser de buena calidad y estar disponibles en las cantidades necesarias. Es recomendable enviar muestras de agua a laboratorios especializados para un análisis de la calidad de la misma. Cuando la calidad del agua no sea la adecuada para el riego, se deben establecer las instalaciones y el equipo necesario para su tratamiento, situación que aumenta los costos de producción. En este caso el agua para consumo humano deberá ser embotellada. En cuanto a la cantidad, el abastecimiento de agua debe ser suficiente para cubrir todas las necesidades de la empresa y disponer de ella todo el año. En caso contrario se deben diseñar las estrategias necesarias para la captación y almacenamiento del agua en la época que abunde, generalmente durante las lluvias, para su empleo en la temporada seca. Debe calcularse la cantidad de agua necesaria para un buen funcionamiento, con base al consumo por metro cuadrado para cada cultivo, durante todo el ciclo de desarrollo y para cada tipo de sistema de riego. Dependiendo de la especie cultivada, el tamaño del cultivo, el sistema de manejo implementado y la época de cultivo, se puede llegar a necesitar hasta de 2.5 a 3 litros por planta. Dada la naturaleza de la producción bajo invernaderos o casas sombra, lo más recomendable es emplear sistemas de riego modernos, que optimicen el vital líquido; como son los sistemas de riego por goteo, subirrigación, fertigación, aspersión, nebulización y sistemas hidropónicos. Se considera que las necesidades hídricas de los cultivos bajo invernadero están comprendidas entre los 1000 y 1500 litros por m2 por año (Tési, 2001). b) Energía eléctrica La energía eléctrica es necesaria en todos los invernaderos, y en otras instalaciones, para la operación de equipos de calefacción, ventilación, sistemas de riego y procesos de automatización para el control del ambiente interno del invernadero. Es imprescindible en 134

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aquellas empresas, dedicadas a la producción de plantas ornamentales y flores que requieren de iluminación artificial en determinadas etapas de desarrollo de los cultivos para obtener productos de mejor calidad, como por ejemplo el crisantemo. Si el terreno no cuenta con energía eléctrica se debe considerar el costo de introducción de la misma o contemplar el uso de energías alternativas, como la instalación de celdas solares o aprovechar la energía del viento para proveerse de la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de las instalaciones productivas. 6.6.- Condiciones climáticas y orientación de las estructuras Es de gran importancia considerar las condiciones climatológicas de la región donde se van a construir los invernaderos. Si estas se asemejan a las requeridas para los cultivos que se tiene planeado manejar, el costo de climatización y manejo serán menores. En caso contrario, los costos de climatización serán más altos (Jiménez, 1999). El considerar los factores climáticos prevalecientes en una región determinada tiene como finalidad aprovechar las ventajas climatológicas, puesto que no se trata de luchar contra los elementos climáticos, sino de adaptarse lo mejor posible a ellos y aprovechar sus beneficios, diseñando y construyendo el tipo de invernadero más adecuado a cada región e instalando los equipos más apropiados para cada una las condiciones naturales de cada lugar. Se requiere analizar los datos meteorológicos de los últimos 10 años para conocer todas las variaciones climáticas que se pueden presentar en la zona donde se van a construir los invernaderos. Los principales elementos que se requieren conocer son las temperaturas máximas y mínimas extremas, máximas, mínimas y medias mensuales y anuales, con particular énfasis en los días de heladas, la velocidad y dirección de los vientos dominantes y locales, los meses lluviosos y meses secos, humedad relativa del ambiente, intensidad y frecuencia de las lluvias, granizadas y nevadas, intensidad de la radiación solar, la evaporación, los días nublados y duración del día. No está por demás conocer los riesgos de nevadas, granizadas, ciclones, remolinos, así como otros factores atmosféricos que puedan afectar el funcionamiento de los invernaderos y otras instalaciones. Considerando la condiciones especificas de una ubicación determinada, tiene relevancia conocer la dinámica de los vientos locales en las horas de mayor temperatura, para diseñar apropiadamente los sistemas de ventilación. Los datos se pueden obtener de las estaciones meteorológicas más cercanas o encargarse un estudio a una empresa especializada. En algunas regiones ya existen instaladas redes de estaciones automatizadas que proporcionan, vía Internet, la información ambiental requerida para el manejo de los cultivos y el control de plagas. El cálculo de resistencia de la estructura deberá considerar la fuerza de los vientos dominantes y locales de mayor intensidad que puedan presentarse durante la vida útil del invernadero. También se debe considerar el desalojo del agua de una tormenta intensa y el peso del granizo o nieve que pueda llegar a acumularse sobre la cubierta y canalones.

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La velocidad de los vientos se puede disminuir mediante el establecimiento de barreras o cortinas rompe vientos, que pueden ser mediante vegetación natural o empleando cortinas de mallas de plásticos. Debe cuidarse que la sombra de ellas no caiga sobre los invernaderos, sobre todo cuando son cortinas naturales. Los árboles y construcciones de los lados este, sur y poniente de los invernaderos deberán estar a una distancia del doble de su altura, para evitar sombras sobre las estructuras. En aquellos lugares con alta nubosidad, como las regiones de la vertiente oriental del país, donde frecuentemente existe niebla o nubes, es necesario considerar el costo de iluminación artificial para complementar la intensidad luminosa y las horas luz faltante para el desarrollo de los cultivos, o establecer especies y variedades apropiadas a esas condiciones de luminosidad. De preferencia se deberá cultivar especies adaptadas a condiciones de alta humedad relativa y poca luminosidad. La orientación más apropiada para la construcción de los invernaderos es aquella que capte mejor la energía solar y presente la menor resistencia a los vientos dominantes. En la mayor parte de México el primer aspecto se logra mejor cuando el eje longitudinal de las naves tiene una orientación Norte - Sur, ya que de esta manera se tiene menor incidencia de las sombras de las estructuras sobre los cultivos. La segunda condición no siempre coincide con la primera, ya que depende de la dirección de los vientos dominantes. Como un tercer elemento esta la topografía y las características de los terrenos. La captación de energía radiante esta relacionada con el perfil de las construcciones. Si se trata de invernaderos con cubierta circular o elíptica, es más fácil darles diferentes orientaciones, dado que proyectan poca sombra. Un caso especial con respecto a la captación de la luz son los invernaderos asimétricos tipo caseta o capilla, en los cuales la cubierta de mayor tamaño se orienta al sur para captar la mayor cantidad de energía y la cubierta norte es de tamaño reducido. En cambio cuando se construyen invernaderos simétricos tipo capilla, a dos aguas, orientados de Este a Oeste, la vertiente norte capta menos energía y recibe más sombras que la vertiente sur, provocando un desarrollo desigual de los cultivos. El diseño de los invernaderos debe considerar todos los factores señalados, por ejemplo en zonas tropicales se requiere establecer invernaderos altos para una mejor aireación, pero se debe cuidar que resistan el embate de los vientos. En lugares templados y fríos donde se requiere aumentar la temperatura interna del invernadero por las noches, para ello es recomendable el uso de doble capa, a la altura del canal, para establecer una capa térmica entre el ambiente interno y el exterior del invernadero, calentando un menor volumen de aire, que permita amortiguar los cambios de temperatura. Aunque en México existen regiones con climas muy favorables, al grado que se les considera “invernaderos naturales”, es conveniente usar estructuras protegidas, como casas sombra, cubierta plásticas o invernaderos, para disminuir algunos riesgos como granizadas, vientos fuertes, disminuir luminosidad o enfriar el ambiente interno en alguna temporada, para dar las condiciones ideales que aceleren el desarrollo de los cultivos.

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6.7.- Disponibilidad de personal Existen diferentes tipos de capital; entre ellos, capital económico y financiero, capital cultural y capital humano. Aunque parezca una contradicción, el capital humano y el cultural son los que más escasean. Existe poco personal capacitado para producir bajo invernadero, como resultado de la poca cultura y tradición sobre la agricultura protegida en nuestro país. Para el manejo eficiente de una empresa rentable es necesario tener personal capacitado y especializado en la producción bajo agricultura protegida, así como los trabajadores necesarios para realizar todas las labores de cultivo durante todo el año. Para ello se requiere establecer un programa de capacitación para el personal y contar con la asesoría técnica especializada necesaria para un buen desarrollo de todas las actividades de la empresa. Existen regiones en las que, por temporada, se presenta una escasez de mano de obra y trabajadores, ya sea por la emigración o por los ciclos de la agricultura de temporal. En otras regiones, los salarios de la industria o los servicios son más altos que en el campo, por lo que los salarios a pagar deben ser lo suficientemente atractivos para retener a los trabajadores. Un buen trabajador siempre va a recibir ofertas superiores de salario, más si está especializado en alguna fase del proceso productivo, por lo que se hace necesario establecer programas para estimular e incentivar a los empleados, mejorar su rendimiento y la calidad del producto final. Se la empresa se construye en un área saturada de invernaderos o con una agricultura desarrollada, es posible que la mano de obra sea escasa y se tenga que traer de más de 50 kilómetros de distancia, por lo que deben evaluarse los costos de trasporte de personal. 6.8.- Costos de las instalaciones La inversión inicial de capital para la construcción de invernaderos es alta, por ello se recomienda, que dentro de la gama de materiales para estructuras y cubiertas de invernaderos, que es relativamente amplia, deberán buscarse aquellas opciones que mejor se adapten a las posibilidades económicas de cada productor y de acuerdo a las condiciones naturales donde se vaya a construir. Cuando no se dispone de suficiente capital, es conveniente iniciar con una superficie de tamaño apropiado, ubicada dentro de una distribución y diseño general, adquirir experiencia, capacitar personal y capitalizar la empresa, para posteriormente seguir construyendo. En caso de que el capital no sea una limitante, se recomienda optar por la mejor opción tecnológica de acuerdo a la finalidad del proyecto. En términos generales si se construyen una instalación de invernaderos por un millón de pesos, se necesitará entre medio millón y tres cuartos de millón para sacar el primero cultivo.

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6.9.- Cultivos y tipo de mercado Los cultivos a producirse dentro de un invernadero pueden determinar la construcción de algunas instalaciones como la estructura soporte o tutorado, necesaria para algunos cultivos, por ejemplo jitomate de crecimiento indeterminado y cultivos de guía como la sandia, melón y pepino. Debido al costo de los invernaderos, para que la empresa tenga éxito y sea rentable, se recomienda cultivar especies de alto valor comercial, como hortalizas, flores, plantas de ornato, especies aromáticas, hongos o especies animales. Es necesario destacar que se puede requerir un estudio de mercado y comercialización de los productos y programar la cosecha en la temporada en que tenga mejor precio. Los mercados selectos, de exportación o nacionales, establecen estándares o normas de calidad altos, en contrapartida pagan buenos precios, por lo tanto las ganancias son mayores. Si se piensa producir para ellos deben conocerse y cumplirse estrictamente esas normas. Para una amortización rápida de la inversión y mayor rentabilidad el invernadero debe usarse en forma permanente e intensiva. Ello implica que las instalaciones deben usarse la mayor parte del año bajo una programación y planificación adecuada. No es recomendable iniciar una empresa de grandes dimensiones sin antes conocer el mercado porque puede ocurrir que no se encuentre donde vender la producción. Se recomienda iniciar una empresa de invernaderos cuando se tenga asegurada la venta de los productos o se conozcan los canales de comercialización. Para ello deben realizarse los estudios de mercado necesarios para conocer todo el esquema insumo / producto de los cultivos o especies a producir. 6.10.- Sugerencias y recomendaciones En todos los casos conviene consultar especialistas en la materia, ya sea para el diseño y construcción de invernaderos, como para el manejo de los mismos y los cultivos o para la comercialización de los productos. Si se trata de un proyecto que va a ser financiado por alguna dependencia de gobierno, a nivel estatal o federal, lo más apropiado es conseguir el formato que se requiere llenar y elaborar el proyecto cubriendo los puntos que allí se piden. Finalmente se debe considerar que el sector de la agricultura protegida bajo invernaderos y casas sombra cada vez se vuelve más competida, pero a su vez cada día hay más experiencias que se pueden aprovechar para no cometer errores. Si usted va a iniciar una empresa con cultivos protegidos, se le recomienda tomar en cuento los siguientes aspectos:

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Planifique las construcciones de acuerdo a sus necesidades económicas y recursos reales, aun considerando los apoyos de gobierno que puedas conseguir. Primero ubique y si es posible asegure el mercado para sus productos, así como los periodos donde el producto alcanza mayor valor. No cometa el error de primero producir y después ver donde va a vender. Estudie e infórmese sobre el comportamiento de la producción del cultivo de su interés, para ello consulte todo los datos disponibles y a los técnicos especializados. Visité algunos invernaderos o estructuras de la zona donde va a ubicar su empresa o con cultivos similares a los que piensa establecer, para conocer sus características y manejo. Solicite cotizaciones y presupuesto a varias empresas constructoras de invernaderos, distribuidoras de equipos e insumos y decida con quien comprar después de un análisis de las cotizaciones y presupuestos, comparando precios y calidad de materiales, productos y servicios que cada una de ellas ofrece. Infórmese sobre la seriedad y cumplimiento de las empresas con las que va a establecer tratos comerciales. Asesórese por personal especialista en invernaderos y cultivos protegidos. Si no tiene las posibilidades de contratar un técnico, procurar empezar con un modulo de invernadero pequeño o casa sombra, que te permita aprender su manejo y obtener experiencia, al menos de un ciclo de cultivo y después elabore su programa de crecimiento. Si compras un invernadero, no olvides en tu análisis financiero el capital necesario para el montaje, infraestructura y capital de trabajo del primer año (insumos y mano de obra). Busque tecnología apropiada a sus condiciones particulares. Asesórese y, capacite a su personal con la participación de expertos.

Esperamos que estas recomendaciones y sugerencias les sean de utilidad cuando este construyendo su invernadero, casa sombra u otras instalaciones de agricultura protegida. 6.11.- Bibliografía citada y consultada Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bauddoin, W. et al.2002. El cultivo protegido en clima mediterraneo. FAO. Roma, Italia. Castilla P., N. 2005. Invernaderos de plástico. Tecnología y manejo. Mundi prensa. Madrid, España. Jiménez M., O. 1999. Invernaderos. Diseño, establecimiento y manejo. Antología. DGETA, SEP. México. Hernández, L. 2005. Los candidatos a proyectos de invernaderos. Revista Tecnoagro Año 6. Numero 20 Mayo/Junio. Editorial Elto. México. Hernández, L. 2005. Experiencias en proyectos de invernaderos. Revista Tecnoagro Año 6. Numero 22 Julio/Agosto. Editorial Elto. México.

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Hortalizas Frutos y Flores. 1999. Floricultura bajo invernadero: Una industria próspera. Revista Hortalizas, frutos y flores. Mayo de 1999. Rosete D., J. 1998. Invernaderos: Construcción e instalaciones. Boletín informativo. Núm. 305. FIRA, Banco de México. Morelia, Michoacán. México. Sagan, C. 1994. Un punto azul pálido. Una visión del futuro humano en el espacio. Editorial Planeta. Barcelona, España. Sánchez et al. 1998. Proyecto para la creación de una unidad de validación y demostración de tecnología para la producción de hortalizas y ornamentales en sistemas hidropónicos bajo invernadero. Departamento de Fitotecnia. UACh. Chapingo, México. Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. UACh. s/f. Proyecto ejecutivo para la construcción de una hectárea de invernadero con fines de producción comercial y trasferencia de tecnología, en la Universidad Autonoma Chapingo. Chapingo, Mexico. Villegas R., H. 1999. Proyecto para la creación y operación de un centro de producción de esquejes de crisantemo en Texcoco, Estado de México. Depto de Fitotecnia. UACh. Chapingo, México.

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CAPÍTULO 7 ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y COMPONENTES DE LOS INVERNADEROS Y OTRAS INSTALACIONES PARA PROTEGER CULTIVOS. Aurelio Bastida Tapia Podemos imaginar hábitats transparentes en forma de cúpula sobre la superficie de los asteroides. Carl Sagan. Un punto azul pálido. 1994.

En este capítulo versa sobre los principales elementos que conforman las estructuras de los invernaderos y túneles, así como sus funciones. Algunos de estos componentes son comunes a todos los tipos de estructuras, por ejemplo las columnas o postes, elementos que se usan en la mayoría de las estructuras protectoras de cultivos, mientras que otros son exclusivos de algunos tipos de invernaderos, como las diagonales perimetrales que solo se utilizan en los invernaderos con paredes laterales inclinadas y algunas casas sombra y los canales de desagüe, que se ubican principalmente en los invernaderos en batería o multinaves. También trata sobre los tipos de cubiertas, donde se incluye una clasificación de las diferentes formas que las mismas pueden adoptar, sus ventajas y desventajas. El capitulo concluye con una reseña general de los principales sistemas que participan en el acondicionamiento y equipamiento de los invernaderos y otras estructuras de protección de cultivos. 7.1.- Introducción La finalidad de este tema es aportar algunos datos sobre los principales componentes de los invernaderos, su finalidad e importancia, como una forma de aportar algunos de los conocimientos que permitan un mejor diseño y manejo de las estructuras, de acuerdo las condiciones ambientales, aspecto que será tratado con mayor amplitud en otros capítulos. Los elementos estructurales son las partes constituyentes del cuerpo o conjunto de un invernadero. Existen dos tipos básicos; estructuras rígidas, que presentan resistencia a los embates del viento y estructuras aerodinámicas. Las estructuras rígidas están diseñadas en función de líneas rectas, tanto en los laterales como en los techos, formando paredes planas las cuales presentan mayor resistencia a las corrientes de aire. Por el contrario varios autores han señalado que los invernaderos con techos y paredes curvas o inclinadas, son más aerodinámicos ya que presentan mayor capacidad para desalojar los vientos que inciden sobre ellos. En la rigidez o flexibilidad de las estructuras también interviene el tipo de unión las diferentes partes, que puede ser en forma rígida cuando se emplea soldadura, o tener cierto grado de flexibilidad, cuando se emplean tornillos, tuercas y abrazaderas.

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Componentes estructurales de los invernaderos

Las estructuras de los invernaderos, también se pueden agrupar por su capacidad en cuanto a soportar peso adicional al peso de los materiales de la propia estructura y la cubierta o equipos colgados de la misma; al respecto se consideran como estructuras con capacidad de carga y sin capacidad de carga. En estos aspectos se consideran en las especificaciones contenidas en la Norma Mexicana para el Diseño y Construcción de Invernaderos NMX-E-255-CNCP-2008 en la adaptación de la misma que pronto se emitirá. La diversidad de formas o tipos de las estructuras no es muy grande, pero si lo suficiente para considerarse como un aspecto importante en el manejo de las mismas. 7.2.- Elementos estructurales y partes de un invernadero Es de gran importancia conocer todas las partes y elementos estructurales de un invernadero como sistema, así como la función de cada una de ellas, para considerarlas en el diseño y construcción de cada tipo de estructura. Con ello se pretende que cada invernadero sea diseñado y construido para cumplir las funciones que de el se esperan, en función de las necesidades del cultivo y su manejo en una región o zona climática determinada. Los requerimientos en cuanto a equipamiento y las adaptaciones que al mismo se hagan, se derivan del uso y operación de un determinado tipo de estrucutra en diferentes condiciones geográficas, diferentes climas y con diferentes cultivos. Como aspectos centrales se debe considerar que los sistemas portantes de los invernaderos deben reunir características adecuadas de estabilidad y seguridad para los usuarios, al mismo tiempo que permitir una buena hermeticidad con un reducida superficie de sombreo (Tesi, 2001). Los principales elementos de los invernaderos como sistemas de producción son: 1) la estructura, 2) la cubierta, 3) el área de crecimiento y manejo de los cultivos, 4) el sistema de riego y drenaje, 5) el sistema de ventilación y aireación, 6) el sistema de calentamiento y enfriamiento 7) el sistema de iluminación, y, 8) los sistemas mecánicos y de automatización. Los invernaderos deben proyectarse comprobando que no se superen ningún estado límite, de tal forma que cumplan con las condiciones necesarias de seguridad, tolerancia, durabilidad, mantenimiento y reparaciones necesarias para un buen funcionamiento. A continuación trataremos sobre la función de cada uno de los elementos, sus funciones y componentes y en el siguiente capítulo trataremos sobre los materiales con los que se construyen. 7.2.1.- La estructura y sus componentes La estructura es el armazón que constituye el cuerpo del invernadero, casa sombra o cualquier otra instalación para proteger cultivos, esta integrado por piezas de diversos tipos, dimensiones y funciones; como columnas de soporte, arcos, largueros, travesaños y tensores, 137

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entre otros elementos, que en conjunto y de forma ordenada deben cumplir con la función a que está destinada con un grado de seguridad razonable y de manera que tenga un comportamiento adecuado en las condiciones normales de servicio a que están destinadas dichas estructuras (CNCP; 2008). Enumerando los principales elementos estructurales que se pueden encontrar en los distintos tipos de invernaderos, están los siguientes; 11) la cimentación y en ocasiones un muro perimetral, 2) las columnas, postes o pilares, 3) el capiteles, 4) los arcos o formas, 5) los largueros y travesaños, 6) las canaletas de desagüe y bajadas de agua,, 7) las puertas y ventilas, y 8) los tensores o tirantes y contra vientos. Habrá modelos de invernaderos que contengan otros elementos estructurales como las diagonales perimetrales, rimetrales, sistema sis de tutoreo o cabinas sanitarias, para mencionar algunos algunos. En las siguientes figuras se ilustran algunos de estos elementos. Figura 7.1.. Principales componentes estructurales de un invernadero en batería

Fuente: CNCP. 2008

Cuando la estructura del invernadero se va a emplear para soportar de ellas los cultivos, se debe considerar el peso adicional de las plantas y los equipos que van a cargar y emplear en su construcción los materiales y calibres aptos para que resistan el peso eso de las plantas en plena producción, con rendimientos máximos máximos,, así como el peso adicional de los equipos. equipos La Norma Mexicana NMX--E-255-CNCP-2008, considera idera capacidades de carga de 10 kilogramos sobre metro cuadrado para cosechas ligeras, de 20 kilogramoss para invernaderos

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capacidad media y de 35 kg/m2 para cosechas de carga pesada. Cuando las capacidades de carga sean superiores a las señaladas, las estructuras se den considerar como construcciones especiales. Los invernaderos que se diseñan sin capacidad de carga deben tener capacidad de soportar el peso de la estructura, del material de cubierta, los equipos que de ellas se cuelgan y las cargas eventuales por nieve, granizo, vientos y sismos, así como le peso de los trabajadores realizando actividades de mantenimiento y reparación. Se recomienda que los materiales construcción de las estructuras sean ligeros, resistentes y esbeltos, para que tengan poco volumen y así se eviten sombras excesivas sobre las plantas. Además deben ser de fácil construcción, mantenimiento y conservación, modificables y adaptables al crecimiento y expansión futura de la empresa, sobre todo cuando se planea ensamblar o adosar construcciones en batería, para un posterior crecimiento de la empresa. Un elemento central es la estructura de soporte del techo o cubierta, misma que esta formadas por piezas en forma de arco en invernaderos con líneas curvas, y piezas de formas triangulares en el caso de invernaderos de líneas rectas. Estas piezas van unidas y fijas entre sí, en la parte superior, mediante otras piezas conocidas como largueros y travesaños. Los arcos y largueros por lo general son de materiales más ligeros y de menor grosor que las columnas. En ambos casos deben ser adaptables a los materiales empleados para las cubiertas y no presentar aristas que dañen el material de recubrimiento, sobre todo cuando se utilice plástico flexible. En ocasiones se recomienda proyectar y construir sistemas o estructuras de tutoreo, espaldera, guía o soporte de los cultivos, independiente de la estructura del invernadero, sobre todo cuando se van a cultivar especies que se desarrollan en forma vertical o que presentan guías; como los jitomates de crecimiento indeterminado, el pepino, el pimiento morrón, el fríjol de guía, la zarzamora, el melón, la sandia y algunas flores de corte como las rosas, claveles y crisantemos. Sin embargo, lo más común es que la estructura del invernadero sea diseñada con la capacidad de carga necesaria para soportar el peso que representen los cultivos colgados de la estructura del invernadero. Con ello se disminuyen el exceso de puntos de soporte y apoyo dentro de las instalaciones, que en caso contrario pueden convertirse en un obstáculo por la obstrucción del libre desplazamiento en el interior del recinto. A continuación se describen, en forma breve, cada uno de los elementos más comunes que conforman las estructuras de los invernaderos. 7.2.1.1.- Los cimientos Los cimientos constituyen un elemento muy importante en cualquier tipo de construcción, ya que tienen como función principal anclar las columnas y recibir todos los esfuerzos que sobre la estructura incidan para trasmitirlos hacia el terreno donde se disiparan. De una buena cimentación depende la seguridad, duración y la resistencia de la estructura a las eventuales sobrecargas por factores externos como viento, granizadas, nevadas o sismos (Bernat et al, 1990).

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Sobre cimentación existe una amplia gama de posibilidades y materiales con los cuales realizarse, dependiendo del tipo de invernadero, sus características estructurales y las condiciones del terreno donde se va a instalar. Así las estructuras sencillas, tipo túnel en los cuales se entierra un extremo del arco no son muy seguros y pueden ser afectados por los vientos. De la profundidad y del volumen de los cimientos depende, en parte, la garantía de resistencia de los pilares o postes y de toda la estructura en su conjunto. En función de ello y para mayor seguridad de las estructuras deben realizarse obras de cimentación que sean seguras. Para ello se deben considerar aspectos como el tipo de terreno, la capacidad de carga del invernadero, la fuerza de los vientos que presenten en la zona y los riesgos de temblores o sismos que pueden ocurrir en la región. Dependiendo del tipo de terreno y de los elementos mencionados, en algunos casos pueden ser simples zapatas individuales y en otros llevar sistemas de cimentación a base de cadenas con varilla y concreto en toda la línea de postes perimetrales o sistemas de emparrillado de varilla y cemento. De preferencia la cimentación de invernaderos con capacidad de carga debe ser a un mismo nivel. Para ello se recomienda primero nivelar y compactar el terreno donde se va a establecer la estructura y posteriormente hacer las zanjas para establecer los cimientos. Para la cimentación se deben realizar estudios sobre las características físicas de los suelos, mismos que permitan diseñar los cimientos mas adecuados a cada condición. Cuando no se cuenten con estos datos, se recomienda que se consideren los valores para cimentación que se proponen en la siguiente tabla. Tabla 7.1. La carga admisible en función de la naturaleza o tipo de terreno Presión admisible en kg/cm2, para profundidades Naturaleza del terreno de cimentación en metros 0 0.5 1 2 ≤3 Rocas No estratificadas 30 40 50 60 60 Estratificadas 10 12 16 20 20 Terreno sin Graveras 4 5 6.3 8 cohesión Arenosos gruesos 2.5 3.2 4 5 Arenosos finos 1.6 2 2.5 3.2 Terrenos Arcillosos duros 4 4 4 coherentes Arcillosos semiduros 2 2 2 Arcillosos blandos 1 1 1 Arcillosos fluidos 0.5 0.5 0.5 Terrenos Fangos. T. orgánicos En general resistencia nula, salvo que se deficientes Rellenos sin consolidar determine experimentalmente el valor admisible. Fuente: Sánchez y Garcimartín, 2002

Los terrenos de roca son formaciones geológicas sólidas con notable resistencia a la compresión. Los terrenos coherentes son terrenos formados fundamentalmente por arcillas, que pueden contener arena y grava en cantidades moderadas; al secarse forman terrones

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que no pueden pulverizarse con los dedos. Terrenos sin cohesión son aquellos formados por partículas como gravas, arenas y limo inorgánico, en general materiales suelo, pudiendo contener arcillas en cantidad moderada, presentan algunas dificultades para la cimentación. Los terrenos deficientes son aquellos suelos que no son aptos para la cimentación, como los fangosos y terrenos de relleno sin consolidar (Sánchez y Garcimartín, 2002). Al respecto, los sistemas de cimentación pueden ser mediante: a) zapatas, b) cimentación con cadenas, c) cimentación de canto de piedra o mampostería d) emparrillados e) barrenanclas, etc. A continuación se presenta una breve descripción de estos tipos de cimentación. 1) Cimentación mediante zapatas Esta es la forma más frecuente de cimentación de los invernaderos con cubiertas de plásticos flexibles. Las zapatas son un sistema de anclaje de los invernaderos que consiste en colar una base de cemento en cada poste o en cada elemento de soporte de la estructura. De esta forma, en cada sitio donde se colocara cada columna o poste, se realiza una cepa en el terreno y en ella se insertara el extremo inferior de las columnas o una pieza metálica llamada ancla, con una varilla atravesada, conocida como espiga, donde posteriormente se anclan las estructuras.

Figura 7.1. Alineamiento y fijada de anclas con concreto en la zapata

Figura 7.2. Elaboración de zapata esquinera

Las espigas metálicas de las zapatas deben ser macho para al recibir los postes de la estructura, para que estas empotren dentro del poste, si es el poste que recibe la pieza de anclaje lo hace por dentro de ella, el agua sé puede acumular en el interior de la misma provocando la corrosión del metal con lo que disminuye su vida útil. El ancho y fondo de la cepa para colar la zapata va a depender del tipo de terrenos y la capacidad de carga de la estructura, así como de los elementos arriba referidos. Primero se forma el cuerpo en el suelo mediante una cepa y después se aplica el concreto para ahogar el extremo de la columna o la espiga para anclaje. En algunos casos, es conveniente dejar unos

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15 a 30 centímetros salida la zapata sobre el nivel del terreno para proteger el perfil metálico de la oxidación provocada por el agua y los productos químicos. En casos particulares el anclaje de la estructura a la cimentación se hace mediante tornillos, empotrados dentro de la estructura de cimentación, a los que se les coloca una placa de metal sobre la que van soldados los postes.

Figura 7.3 y 7.4. Columnas con zapata de cemento elevada, para protegerlas de la oxidación

Generalmente las zapatas o cimientos de las esquina son de mayores dimensiones, que las que se ubican en el interior, esto con la finalidad de que resistan los embates de los vientos y otras fuerzas que incidan sobre las columnas de los extremos del invernadero. 2) Cimentación corrida o de cadena La cimentación corrida es aquella que se establece a todo lo largo del perímetro de la estructura formando un solo cuerpo y que se refuerza con cadenas atravesadas, que van de un extremo al otro. Se construye empleando varillas y estribos de alambrón, con concreto colado, como las cadenas de los cimientos de las casas. En ellas van ahogadas en cemento las bases de los postes. Se recomienda para terrenos inestables donde se busca mayor solides en las estructuras.

Figura 7.5 y 7.6. Cimentación de invernaderos con cadena corrida de concreto

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Se forman por cuatro o seis varillas de 3/8 y estribos de alambrón colocados cada 20 centímetros de distancia y sujetando con alambre recocido o soldados a las varillas. En algunas situaciones cuando las distancias de las cadenas son mayores de veinte metros es recomendable colocar cadenas transversales que unan las cadenas laterales para darle mayor resistencia y estabilidad al conjunto, sobre todo en terrenos inestables. Los postes pueden colocarse con zapatas y posteriormente armar la cadena para colarse con las piezas de los postes al centro de la misma 3) Cimentación de canto de piedra o mampostería La cimentación clásica de piedra y mezcla es recomendable en terrenos accidentados donde sea necesario recortar y emparejar el terreno para la construcción de invernaderos. En estos casos la cimentación, además de fijación de los postes, tiene la función de retener el material removido.

Figura 7.7 y 7.8. Cimentación de invernaderos con mampostería

En terminadas condiciones topográficas, de relieves accidentados y pendientes fuertes, condiciones que abundan en los lugares montañosos de nuestro país, la cimentación de invernaderos puede requerir de ubicar y construir bardas o retenes de mampostería para el lado de abajo del terreno. Tanto para evitar que la tierra de relleno sea deslavada por el agua de la lluvia como para asegurar la cimentación del invernadero. Esos muros se construyen con cemento, piedra, cal, arena y varilla para los castillos. Pueden estar rematados por una cadena de varilla y cemento para mayor estabilidad, uniendo todo el conjunto. Los postes pueden ir colocados sobre los castillos o dentro de las cadenas. 4) Fijación mediante barrenanclas Algunas empresas dedicadas a la construcción de estructuras de protección de cultivos, emplean sistemas de anclaje basados en piezas metálicas, con puntas en forma de brocas,

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barrenas o tornillos sin fin con aletas, mismas que se introducen en el terreno como si fueran tornillos. En el extremo superior estas piezas llevan una estructura o dispositivo para el acoplamiento de los postes o columnas de la estructura. Esta pieza queda enterrada bajo el poste confiriendo una gran estabilidad y resistencia a la extracción, en ocasiones superior a la lograda con las zapatas, según afirman los constructores. Se utiliza para anclar túneles y retenidas de diagonales en invernaderos con paredes laterales inclinadas.

Figura 7.10. Túneles altos con barrenaclas, Región de Zamora, Michoacán

Figura 7.9. Postes con barrenanclas

Este tipo de cimentación no es muy recomendable para terrenos arenosos y pantanosos porque las piezas no se adhieren con la misma facilidad que en los terrenos firmes. Así mismo su empleo se ve limitado en terrenos pedregosos por la dificultad de perforar las rocas. 5) Cimentación con emparrillado El emparrillado es una cimentación de concreto, en forma de plataforma, que va armada con varilla y alambre recocido, con dimensiones variables de uno a 1.5 metros por lado que se emplea en terrenos poco firmes. Por lo general se ubica una en cada poste o toda una plataforma corrida sobre el perímetro de los postes, para darle un mejor apoyo a cada uno de ellos. En otros casos, la cimentación queda completada con una losa de cemento en toda la superficie del invernadero. El emparrillado de varilla se construye en aquellos terrenos inestables, como terrenos pantanosos y en los invernaderos de gran altura o sometidos a los embates de vientos fuertes. Consiste en colocar zapatas individuales con varilla armada de 3/8 o 5/4, de unos 50 centímetro de lado, al centro de las cuales se colocan los postes, también se puede armar un emparrillado de unos 30 a 50 centímetro de ancho debajo de toda la línea de postes. Sobre ese emparrillado se vierte el concreto. En ocasiones, lo más recomendable es no construir invernaderos sobre este tipo de terrenos.

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Del emparrillado se puede desprender la base de los postes o estos se pueden colocar dentro de zapatas coladas por debajo del nivel del emparrillado para mayor seguridad. Ambas estructuras se pueden colar de una sola pieza. Sobre el emparrillado se vierte concreto a base de cemento, arena y grava revuelto con agua suficiente. El acabado del concreto puede se liso o achurado. 7.2.1.2.- Muro perimetral El muro perimetral o redondel es un pequeño muro, de unos 30 a 90 centímetros, o más, que se coloca en algunos invernaderos, en toda la periferia o en los frentes y posteriores, con la finalidad de evitar la entrada de aire frío o el agua de la lluvia. A partir de ese muro inician las columnas laterales y las ventilas laterales. El muro puede ser construido de ladrillo y mezcla de cemento, lámina de asbesto o algunos otros materiales aislantes. Este elemento es común en los invernaderos tipo túnel con paredes rectas dedicados a la producción de plántula en el Bajío y en algunos otros tipos de invernaderos. Otro ejemplo son los invernaderos de la región de Atlacomulco, Estado de México, que se construyen con muros en todas las paredes laterales. Estos invernaderos se emplean para la producción de planta en maceta o como cámaras de germinación.

Figuras 7.11 y 7.12. Dos ejemplos de muro perimetral o redondel

Más comúnmente los invernaderos llevan un faldón de plástico o redondel, sostenido por un tirante de alambre o un travesaño de cualquier perfil tubular, en te caso ya nos es parte de la estructura, sino de la cubierta. 7.2.1.3.- Columnas, postes o pilares La estructura, armazón o cuerpo del invernadero, por lo general, se construyen con columnas de soporte, también conocidos como puntales, postes o pilares. Las columnas son piezas rectas que sostienen toda la estructura, reciben las cargas y esfuerzos, tanto de la misma estructura como de las fuerzas que inciden sobre ella, para transmitirlos al suelo. Secundariamente tienen la función de delimitar las paredes, sostener la

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cubierta de los laterales y servir de soporte para la ubicación de puertas y ventilas. En muchos casos los postes también tienen la función de soportar el peso de los cultivos, además de los equipos necesarios para el manejo de los invernaderos. La tolerancia de las columnas, en cualquier dirección de la posición proyectada, no debe exceder más de cinco milímetros por metros de altura de la columna, de la cimentación al canalón. En el caso de desviación respecto a la inclinación proyectada debe tomarse en cuanta la influencia de las acciones y térmicas. La temperatura bajo la cual se fabrican los componentes puede tomarse como de 20 ºC. La tolerancia de una base de cimentación no debe exceder de cinco milímetros por metro entre columna y columna de la posición proyectada entre ejes en ambas direcciones (CNCP, 2008).

Figura 7.13. Columnas o poste

Figura 7.14. Colocación de arcos sobre los postes

Por su ubicación, los postes o columnas pueden ser de dos tipos; centrales y laterales. Los postes centrales son aquellos que están en la parte útil o central de la nave, los postes laterales son los que se colocan en la periferia de las estructuras y sirven para delimitar la superficie que ocupa la instalación, ya que sobre ello se coloca la cubierta del invernadero.

Figura 7.16. Postes laterales

Figura 7.15. Postes centrales

En algunos casos los postes reciben directamente el arco o la forma de la cubierta, misma que se fija mediante tuercas, tornillos, abrazaderas o cualquier otro dispositivo apropiado para ello. En otros casos sobre los postes se coloca una solera, tubo o perfil unido al poste o 137

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una estructura conocida como capitel y sobre esas piezas se recibe y descansa la estructura de la cubierta. Los postes también sirven de soporte para colocar travesaños o tirantes uniéndolos entre sí, con los que se forma el cuerpo de frentes y posteriores, así como los espacios de las ventilas y puertas. Los espacios entre postes son conocidos como claros. En la parte inferior los postes van anclados al terreno mediante algún tipo de sistema de fijación, que como ya se indico pueden ser; zapatas con espigas, barrenanclas o cimentación con cadenas de concreto en las que se introducen los postes. El tamaño de los postes de una línea puede ser uniforme o variar de acuerdo al lugar donde van colocados y al diseño del invernadero. Postes de diferentes líneas difieren de tamaño en función del diseño de las estructuras. La capacidad de carga de un invernadero esta directamente relacionada con las dimensiones de los perfiles utilizados para los postes, ancho o diámetro de la pieza, el grosor o calibre de la lamina con la que se fabrica el perfil y la distancia entre postes o columnas. 7.2.1.4.- El capitel Esta pieza se utiliza principalmente en construcciones de invernaderos en batería, donde cumple una función central del armado de este tipo de estructuras. Consiste de una pieza galvanizada que une y da firmeza a las otras piezas de la estructura y la cubierta como los postes, los arcos, los canales y los tirantes. Existen algunos capiteles muy elaborados, que se coloca fácilmente mediante tornillos y tuercas, a ellos se unen las otras piezas de forma muy sencilla y rápida, lo cual facilita el armado de las estructuras.

Figuras 7.17 y 7.18. Capiteles para el armado de invernaderos en batería

En estructuras sencillas, como invernaderos rústicos y túneles altos, se emplean capiteles en horquetas con forma de “Y” o alguna variante de esta forma, van unidad con soldadura, a ellas de unen los arcos y sobre ellas se colocan las canaletas.

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7.2.1.5.- Arcos y formas de la estructura para la cubierta Los arcos y las formas constituyen la estructura del techo de los invernaderos, que tiene como principal finalidad sostener el material utilizado en la cubierta, en alguna medida, están en función del tipo de material a emplear para cubrir el invernadero. Los arcos de utilizan en invernaderos de formas curvas. Un arco es una pieza formada con un perfil de acero galvanizado o de otro tipo, en forma curva, segmento de una circunferencia o un semicírculo que constituye la estructura del techo de los invernaderos. La principal función es sostener el material de la cubierta. La tolerancia a deformaciones de los arcos quedan limitadas a dos factores; no debe existir acumulamiento de agua o granizo sobre la cubierta y no debe provocar que las columnas excedan su tolerancia (CNCP, 2008).

Tipo capilla

Tipo curva

Figuras 7.19 y 7.20. Formas básicas de los techo de los invernaderos

Los invernaderos o túneles de formas circulares están construidos con arcos, que pueden ser de una pieza, cuyos extremos van anclados al piso formando una semicircunferencia, estas son las estructuras tipo túnel clásico. En la mayoría de los invernaderos modernos, las estructuras están formadas por arcos completos cuando no llevan ventila cenital, o por secciones de arcos que se unen a un poste en la parte central, a diferentes alturas, dejando un claro para colocar ventilas cenitales, originando los invernaderos tipo túnel modificado, en este caso generalmente los arcos se desprenden de postes rectos. Los arcos curvos también se emplean en invernaderos elípticos, semielípticos, góticos y todos aquellos que presentan formas aerodinámicas. En los invernaderos tipo capilla o techo a dos aguas, la estructura que sostiene la cubierta se conoce como armaduras, mismas que están elaboradas en función de formas triangulares. La forma puede ser de una pieza o de varias formando triángulos. Estas piezas van colocadas sobre los postes. En algunos casos debajo de los arcos o formas, van piezas rectas de un extremo a otro, que reciben los nombres de tirantes o barras de cultivo, de las que se desprenden secciones rectangulares que sostienen los arcos y proporcionan mayor estabilidad. Estas piezas reciben nombres tales como pendones, diagonales, tornapuntas o montantes. Por lo tanto, las formas básicas de cubiertas de invernaderos son el triángulo y el arco, simple o compuesto. Se recomienda pintar de color blanco la parte superior de los arcos o piezas metálicas que van a estar en contacto con el plástico de la cubierta, con la finalidad de que reflejen la

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radiación que incide sobre ellos y no se eleve mucho la temperatura, ya que ello daña el material utilizado como cubierta disminuyendo la vida útil de la misma. 7.2.1.6.- Largueros y travesaños Los largueros y travesaños, son piezas de tubos o perfiles tubulares, redondos o cuadrados, que van colocados en la parte superior de las estructuras y en los laterales, soldados o atornillados a los arcos o formas de la estructura que sostiene la cubierta. Los largueros se ubican a lo largo del invernadero y los travesaños atravesados a lo ancho. La principal función de los largueros es unir entre a los arcos y formas de las cubiertas, unir los postes laterales y otras piezas para darle solidez a la estructura.

Figura 7.21 y 7.22. Largueros y arcos

A la pieza que va en la parte superior o cumbrera se le conoce como larguero principal o primario, los que se colocan en los lados se les conoce como secundarios y largueros terciarios. Estas estructuras también van colocados en las paredes laterales formando el espacio donde se colocan las ventilas laterales, en la parte superior formando las ventilas cenitales o dando soporte al canalón y en la parte inferior sostienen al sistema de fijación del plástico que forma el faldón. En algunos modelos de invernaderos los largueros también pueden ser de cables de acero, aunque son poco frecuentes. Las piezas que van atravesadas a los largueros se le conoce como travesaños. Los travesaños son los soportes que unen los postes de los frentes y posteriores de los invernaderos, para contribuir a una mejor estabilidad y disipar las cargas que inciden sobre las estructuras. Los travesaños, junto con los postes, forman los marcos de las puertas y las ventanas. Las dimensiones de los largueros y travesaños, al igual que otros elementos, son determinadas mediante un análisis estructural.

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7.2.1.7.- Tensores, tirantes y vientos Existen elementos cuya finalidad es contribuir a darle mayor estabilidad a la estructura. A estas piezas se les da el nombre de tensores, tirantes, vientos o estabilizadores. Los tensores o tirantes son piezas de perfiles estructurales de acero o cables que trabajan a tensión, esto implica jalar, para proporcionar refuerzo y estabilidad a la estructura. Cuando son piezas de perfiles solidas también pueden trabajar a compresión. Generalmente se colocan en las partes de las estructuras que están sometidas a esfuerzos, por ejemplo en las esquinas o entre en segundo y tercer poste después del perimetral, formando una X o cruz de San Jorge, retenidas o refuerzos. Los materiales de refuerzo pueden ser del mismo tipo de la estructura o cables de acero con tornillos para tensarlos. Algunas piezas ubicadas en diagonal se encargan de trasmitir las cargas de la estructura a los postes o directamente al suelo.

Figura 7.23 y 7.24. Tensores o barras de cultivo

Determinados tipos de estructuras situados en lugares sometidos a fuertes vientos pueden requerir de tirantes, conocidos como contra vientos o vientos, que se fijan al suelo mediante "muertos", amarrados a piedras o pilares de concreto enterrados. En algunas ocasiones estos elementos van de un conjunto de invernaderos a otros darles mayor solidez. En ambos casos se ubican por fuera de las estructuras.

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Figuras 7.25 y 7.2 7.26. Vientos o estabilizadores (Cortesía de BN Serres)

7.2.1.8.- Puertas de acceso y cabina sanitaria Las puertas son los espacios de acceso a los invernaderos. Pueden ir colocadas en las partes frontales y traseras o en los laterales de los invernaderos. Las mismas pueden ueden ser puertas corredizas, puertas basculantes, de una o dos hojas y puertas abatibles. Generalmente se construyen del mismo material que los otros elementos de la estructura o de materiales diferentes.

Figura 7.27. Puertas sin cabinaa sanitaria

Figura 7.28.. Cabina sanitaria

Se debe cuidar que las puertas cierren bien y sean herméticas para evitar pérdidas de calor o renovaciones de aire no deseadas. Por cuestiones de sanidad se recomienda establecer una cabina sanitaria, con puerta válvula doble doble, para evitar que la entrada de corrientes de aire, que provoquen en alteraciones en los cultivos, así como la introducción de organismos no deseados como plagas y enfermedades. Conviene que las puertas as sean diseñadas con las dimensiones apropiadas para permitir la entrada y salida de la maquinaria que se va a emplear dentro del invernadero. Por ejemplo, sistemas de riego que se trasladen sladen de un invernadero a otro o la entrada trada del equipo de

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fumigación y maquinaria. Se deben diseñar y colocar todas las puertas que sean necesarias para el manejo de las instalaciones con diferentes cultivos. 7.2.1.9.- Ventilas o ventanas Las ventilas son los espacios que permiten la renovación del aire dentro del invernadero con la finalidad de aportar el CO2 necesario al desarrollo de los cultivos y disminuir la temperatura interna. Existen cuatro posibilidades de colocar las ventilas; a) en la parte alta del invernadero o ventilas cenitales, b) en la parte alta a un lado del canal o ventilas al canal, c) en los costados o ventilas laterales, y d) en la parte alta de los frentes y posteriores o ventilas frontales. Cuando en todos los costados llevan ventilas se les conoce como perimetrales.

7.29. Ventilas cenitales dinámicas

7.30. Ventila cenital estática

Las ventilas laterales se colocan en los costados de los invernaderos, las ventilas frontales van ubicadas en la parte posterior y el frente de las construcciones y las ventilas cenitales son la que se ubican en la parte superior de las estructuras. Estas últimas tienen como finalidad expulsar el aire caliente que tiende a concentrarse en la parte alta al centro de las naves. La ventila puedes ser estáticas o dinámicas. Las primeras se pueden cerrar mediante cortinas, generalmente con dos posiciones en cuanto a la cortina, abierto o cerrado. Las ventilas dinámicas son con dispositivos automáticos para su apertura y cierre, por lo que pueden tener varias posiciones intermedias. Las ventilas se deben proteger con mallas antiáfidos para impedir el paso de insectos y aves, además se deben proveer de una cortina de plástico enrollable, en forma manual o mediante malacates provistos de flechas sobre las que se enrolla el plástico, para bajar y subir las cortinas. Cuando el material de construcción sea de placas rígidas, como el vidrio o acrílico, las ventanas se articulan por medio de dos perfiles y su apertura se realiza mediante bisagras, sistemas de piñón y cremallera o sistemas corredizos. También se pueden instalar ventanas abatibles en los frentes y posteriores, así como en los techos.

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En términos generales, se estima que superficie que ocupen todas las ventilas deben representar alrededor del 30 % de la superficie cubierta del invernadero, esto sin las mallas antiafidos, cuando llevan mallas, dicha superficie debe ser mayor. 7.2.1.10.- Canaletas de desagüe Las canaletas se requieren, principalmente en aquellas construcciones realizadas en baterías de naves, donde se colocan en la unión de dos estructuras para desalojar el agua de las lluvias captada por la cubierta.

Figura 7.31. Canales de lámina galvanizada

Figura 7.32. Fijación de canaletas a la estructura del invernadero

Las canaletas pueden ser de láminas de acero galvanizado o películas de plástico y se utilizan para colectar, canalizar y evacuar el agua de las lluvias, de los invernaderos en batería, de tal manera que no causen problemas para desarrollar las actividades dentro de las instalaciones.

Figuras 7.33 y 7.34. Invernaderos con canaletas de desagua de plástico transparente

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Las estructuras de desalojo del agua están constituidas por la cubierta, que hace las veces de cuenca captadora, las canaletas y tubos de desagüe. En función de las vertientes de la cubierta, la estructura de las naves y las condiciones pluviométricas de la región, deberán diseñarse las canaletas adecuadas y suficientes, con la inclinación apropiada para recoger el agua y conducirla hacia las bajadas. Estas últimas deberán ubicarse en función de la cantidad de agua que pueda concentrarse durante una lluvia de máxima precipitación en la zona donde se ubique el invernadero. Cuando se utilizan canalones de lámina de acero galvanizado, también tienen la función de elementos estabilizados de la estructura y como elementos de apoyo en operaciones de mantenimiento. Las más recomendables son aquellas de base plana para facilitar el tránsito de operarios durante el montaje, las operaciones de colocación y cambios del plástico o durante otras operaciones de mantenimiento. La unión de las piezas de los canalones deben se sobre los postes y no en el claro entre dos postes, deben tener un traslape mínimo de 15 centímetros entre dos piezas, la unión debe ser sellada con silicón y la sección transversal de un canalón debe diseñarse en forma y calibre, para resistir las cargas de agua pluvial, nieve o granizo, o personal de montaje y mantenimiento que se desplacen sobre ellos (CNCP, 2008).

Figura 7.35. Bajada de agua a un depósito de almacenamiento

Figura 7.36. Baja de agua a canal de desagüe

El agua de lluvia puede ser aprovechada para riego, ya que por lo general es de buena calidad, en estos casos se debe disponer de depósitos con capacidad para almacenar un gran volumen. Cuando los canalones para desalojar el agua se elaboran con películas de plástico, puede ser del mismo empleado en las cubiertas, colocado en una sola o dos películas, o puede ser de un calibre mayor. Las películas se sostienen mediante travesaños inferiores y dos laterales, que van por encima de los postes. Las bajadas deben estar ubicadas estratégicamente de tal manera que el agua que se concentre no rebase el límite de la canaleta. Las bajadas o desagües pueden ser de tubos de 143

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pvc (policloruro de vinilo), metal o mediante bajadas inclinadas construidas con polietileno sobre los travesaños, o caída directa del agua cuando termina el canalón, situación no recomendable en terrenos inclinados por la erosión que la caída del agua puede provocar. 7.2.1.11.- Otros componentes estructurales En determinados tipos de invernaderos pueden llevar otros componentes estructurales, de acuerdo a su diseño. Por ejemplo algunas estructuras cuentan con diagonales de apuntalamiento en el interior de los invernaderos.

Figuras 7.37 y 7.38. Retenes, trancas o riostras dentro de invernaderos

Otros cuentan con refuerzos diagonales cabeceros, cruces o dos piezas en forma de X para disipar los esfuerzos o refuerzos en los arcos, llamados pendones, diagonales o tornapuntas.

Figura 7.40. Unión mediante reducciones y tornillos

Figura 7.39. Refuerzo de los arcos

7.2.1.12.- Sistemas de unión o fijación de componentes

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Un elemento de importancia es la forma de unión de los distintos componentes estructurales, al respecto existen dos sistemas. Uno mediante la soldadura de las piezas, que determina un sistema rígido y el otro utilizando tornillería, tuercas, abrazaderas, bridas y otros elementos de uniones flexibles, dando como resultado estructuras menos rígidas al embate de los vientos y de mayor resistencia a la carga de cultivos, por lo que se recomienda más este sistema, sobre todo para estructuras modulares, permitiendo acoplar módulos y crecer en una determinada secuencia.

Figuras 7.41 y 7.42. Uniones de piezas mediante tornillos, tuercas y abrazaderas

La soldadura además presenta la desventaja que daña el acabado de los perfiles galvanizados y se convierte en el punto por donde puede iniciar la oxidación de una pieza. Se utiliza en invernaderos artesanales y de pocas dimensiones. 7.2.2.- La cubierta La cubierta esta constituida por el material que se coloca sobre una estructura de invernadero, macro túnel, o casa sombra, la cual puede ser impermeables al viento y la lluvia como las películas plásticas, las placas o láminas de plástico y vidrio, o permeables como las mallas de diferentes tipos. La principal características es que sean relativamente trasparente a la radiación luminosa que proviene del sol, en función de los requerimientos de los cultivos y los sistemas de manejo que se implementen en el interior de las estructuras, con excepción de los invernaderos para la producción de hongos y lombricompostas los cuales pueden llevar cubiertas obscuras. Las cubiertas tiene como finalidad proteger el interior de las instalaciones de los factores adversos y crear un micro clima favorable para el desarrollo de los cultivos, por ello deben ser de materiales transparentes a la radiación solar o traslucidos, dentro del rango visible, a la vez que deben ser opacos a los rayos ultravioleta y retener el calor para conservar estable la temperatura.

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Las cubiertas impermeables pueden ser flexibles como las películas de plástico, placas semirrígidas y rígidas como el vidrio. Las cubiertas permeables son las mallas y pantallas térmicas.

Figura 7.43. Colocación de cubierta superior

Figura 7.44. Colocación de cubierta lateral

Las cubiertas flexibles adquieren la forma de la estructura que la sostiene y al igual que las rígidas o semirrígidas, deben estar diseñadas con la pendiente suficiente para desalojar el agua, granizo o nieve que precipite sobre los invernaderos. Para que una estructura se considere invernadero, al menos debe tener la cubierta superior de un material impermeable al agua y los laterales con mallas. Es el caso de los las estructuras que se establecen en los trópicos. En otras condiciones climáticas, lo más común es que los invernaderos lleven cubiertas impermeables en toda la estructura incluidas las cortinas. Por el contrario las casas sombra llevan mallas en toda la estructura. Como parte de los invernaderos con cubierta de plástico esta el faldón o redondel, que consiste de una franja de plástico, colocada por debajo de la ventila lateral. Esta pieza tiene la función de no permitir la entrada del agua y ni del aire frío en la parte baja del invernadero. 6.2.2.1.- Orientación y formas de las cubiertas de los invernaderos La orientación y la forma del techo del invernadero inciden de forma importante en el balance lumínico y térmico y son objeto de estudios por parte de muchos investigadores, mediante la utilización de métodos directos de medición y de cálculo teórico. Se debe precisar que la orientación se refiere siempre a la dirección de la línea de la cumbre del invernadero. De las investigaciones realizadas por Nisen, en las condiciones de iluminación de Bélgica (50º de latitud N) se pueden obtener útiles indicaciones (Tesi, 2001). Este autor ha analizado diversos factores que influyen sobre la iluminación del invernadero, determinando teóricamente las consiguientes variaciones de la luminosidad con relación a la orientación, al tipo de materiales utilizados y a la forma del invernadero. El cálculo ha sido 146

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realizado en correspondencia con cuatro días típicos (equinoccios y solsticios) y se refiere a la acción directa del sol en función de su azimut y de la radiación luminosa presente en atmósfera en ausencia de nubosidad. Bajo condiciones de cielo cubierto, la iluminación resulta bastante diversa y es prácticamente igual en cualquier dirección y por ello poco variable con la pendiente y la orientación de las paredes. El cálculo se refiere a condiciones ideales de iluminación, aunque no por ello tiene un menor valor práctico y orientativo. Los resultados obtenidos para algunas formas del techo diversamente orientadas se refieren a la radiación luminosa incidente sobre la superficie del techo (1) y a la que penetra en el interior (1') sobre una superficie paralela al techo, considerando un índice de refracción del material igual a 1.5 (Ver la figura 5.6). 7.2.2.2.- Clasificación de tipos de cubiertas La diversidad de formas que pueden tener las cubiertas de los invernaderos en amplia. Como ejemplo, en la siguiente figura se presentan diez y seis forma, nueve de ellas con cubierta en líneas rectas y las siete restantes con cubiertas curvas. Figura 7.45. Esquema general de los tipos de cubiertas

Fuente: Gonstincar, 1998 Esta propuesta, no contempla todas las variantes, así Tesi (2001), manifiesta que entre las características puestas de manifiesto por las diversas formas del techo, destacan las siguientes.

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Techo con vertientes. En los invernaderos tipo capilla a dos aguas, a igualdad de altura y de anchura, presenta en relación con la forma curvilínea una menor superficie lateral, limitando el enfriamiento del ambiente así como la recepción de la luz con respecto a la forma curvilínea. Techo elíptico. Está caracterizado por una curvatura reducida en su parte central, más elevada por los lados. Es interesante para los invernaderos de altura limitada porque permite un fácil manejo de las operaciones culturales a lo largo de las paredes. Sin embargo, presenta el inconveniente de favorecer el goteo del agua de condensación a causa de su débil inclinación. Techo fusiforme. Presenta un comportamiento que no es muy diferente del de techo con vertientes de la misma altura, aunque con respecto a este último recibe una mayor cantidad de luz. Techo en asa de cesto. Esta forma deriva de la combinación de dos arcos (colocados en posición lateral) con un tercer arco central de doble radio. Permite recibir una mayor cantidad de luz con respecto a las formas anteriores de igual altura. Techo asimétrico. Constituido por dos vertientes o techos inclinados y por lo tanto con diferente desarrollo. Los resultados obtenidos por cálculo realizado indican que se obtiene una iluminación mayor orientando la cubierta de mayor superficie y menos inclinada hacia el sur. La vertiente más inclinada recibe una mayor iluminación unitaria, pero su reducida superficie limita la iluminación total. Son los techos que permiten una mejor utilización de la radiación solar a condición de estar bien orientados. Techo semicircular. Presenta la mayor relación entre la superficie lateral y la superficie cubierta. Entre los techos simétricos es la forma que permite una mayor iluminación interior del invernadero. Generalmente los invernaderos de techo curvo, sean de sección elíptica o semicircular, permiten obtener mayor iluminación con respecto a las formas lineales de análoga altura. Con el objeto de lograr una mejor utilización de la luz los cultivos deben quedar orientados en hileras orientadas N-S para evitar un sombreo reciproco aunque el invernadero este orientado E-O (Tesi, 2001). Lo anterior nos da una idea de la cantidad de luz que puede recibir un invernadero y el manejo de ella en función de la forma del techo. Por su parte Maroto (2002), clasifica las cubiertas de invernaderos en; a) planas o semi planas, b) cubiertas planas asimétricas a dos aguas, c) cubiertas planas simétricas a dos aguas, c) cubiertas semicirculares, y d) cubiertas elípticas. Cada tipo de cubierta corresponde a determinado tipo de estructura, así las cubiertas planas simétricas y asimétricas se utilizan principalmente en estructuras tipo capilla, las circulares y elípticas en estructuras con techo curvo. A esta clasificación se pueden agregar otros tipos que se encuentran en invernaderos especiales. 148

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El tipo de cubierta es un elemento fundamental en la funcionalidad de los invernaderos e incluso apoya en la clasificación de invernaderos. De tal forma que aquí se hace un recuento de los tipos de cubierta y las agrupamos en; 1) cubiertas planas, 2) cubiertas rectas inclinadas, 3) cubiertas simétricas rectas inclinadas, 4) cubiertas asimétricas rectas inclinadas, 5) cubiertas circulares, 6) cubiertas elípticas 7) cubiertas geodésicas, 8) cubiertas mixtas, compuestas o dobles, y, 9) cubiertas especiales. A continuación se describen las características de cada tipo. 1) Cubiertas planas Las cubiertas planas son con escasa o nula inclinación, proporcionan buena luminosidad y el viento las impacta poco, en contrapartida desalojan mal el agua de la lluvia, granizo o nieve formando bolsas que pueden romper el plástico o colapsar la estructura. Para evitar la acumulación de agua se perforan los materiales de las cubiertas y esta cae sobre las plantas. Sólo son recomendables para climas secos, no son apropiadas para zonas con alta precipitación. El mejor ejemplo son los invernaderos tipo parral clásico de la zona de Almería, España. No se recomiendan para México, salvo en condiciones poco lluviosas del norte del País, donde adicionalmente son elementos que resisten los fuertes vientos del fin del invierno e inicio de la primavera, ya que el plástico de la cubierta va entre dos mallas de alambres. 2) Cubiertas rectas inclinadas En este caso se trata de cubiertas de una sola vertiente, que se emplean en algunos invernaderos adosados a otra estructura. Tienen una inclinación suficiente para desalojar el agua de la lluvia, por lo tanto el invernadero es más alto de un lado con respecto al otro. Generalmente se emplean en invernaderos adosados a casas y edificios.

Figuras 7.46 y 7.47. Invernadero con cubierta inclinada a un agua. Zinacantán, Chiapas

Este tipo de cubiertas las presentan unas estructuras rusticas, construidas de madera, que se utilizan para la producción de flores en Zinacantán, Chiapas.

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3) Cubiertas simétricas rectas inclinadas Son las cubiertas rectas con dos vertientes simétricas, de los invernaderos tipo capilla clásica. Ambas vertientes tienen el mismo ángulo de inclinación y por lo general, las mismas dimensiones. Las dos alas de la cubierta pueden incidir en un punto común formando la cumbrera. En otros casos una vertiente termina varios centímetros por arriba de la otra dejando espacio para la ubicación de ventilas cenitales como se observa en la figuras siguiente.

Figuras 7.48 y 7.49. Cubiertas recta inclinada en invernaderos tipo capilla

4) Cubiertas asimétricas rectas inclinadas En el caso de las cubiertas rectas inclinadas, con vertientes asimétricas, con diferente ángulo de inclinación, generalmente se diseñan con la vertiente de mayor dimensión expuesta a los rayos del sol para obtener una mejor captación de la energía luminosa.

Figuras 7.50 y 7.51. Cubiertas asimétricas a dos aguas. Zinacantán, Chiapas

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La exposición de menor superficie presenta mayor pendiente y por lo tanto ofrece mayor resistencia a los vientos, pero un rápido desalojo de la precipitación. Este tipo de cubiertas son una variante de las cubiertas tipo capilla y se recomiendan para altas latitudes donde el sol incide con un ángulo de inclinación muy grande con respecto a la vertical. En México en común encontrar este tipo de cubiertas en la región de Zinacantán, en los altos de Chiapas, en invernaderos rústicos construidos en terrenos con pendiente de diversos tipos, los cuales se utilizan para cultivo de flores de corte. 5) Cubiertas semicirculares Las cubiertas semicirculares corresponden a los invernaderos tipo túnel y sus variantes, tienen la ventaja de proporcionar una elevada iluminación, permite un buen desalojo del agua, la nieve y el granizo, ofrece poca resistencia a los vientos y son de fácil instalación, requieren de estructuras metálicas con diseños curvos.

Figuras 7.52 y 7.53. Cubiertas semicirculares

Pueden ser dos cubiertas con distintas dimensiones de arco, como las que se presentan en los túneles modificados que cuentan con ventila cenital y que para ello se establece una cubierta por arriba de la otra de tal manera que la diferencia de alturas deja un claro donde se establece el sistema de ventilas cenitales. Son comunes en los invernaderos tipo túnel modificados. 6) Cubiertas elípticas Las cubiertas elípticas presentan características similares a las coberturas circulares, con la desventaja de menor capacidad para evacuar el agua, debido a la menor inclinación. Se emplean para cubrir espacios grandes con una sola estructura y ocasionalmente para invernaderos en batería.

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7) Cubiertas geodésicas Cubiertas de estructuras tipo domo o cúpula. Es el tipo de estructura que capta mayor cantidad de energía solar. Los invernaderos con este tipo de cubierta solo se construyen con fines de investigación. 8) Cubiertas mixtas, compuestas y dobles Son resultado de la combinación de algunos de los tipos de cubiertas anteriores. a) Doble techo. Cuando los invernaderos tipo capilla, o de otro tipo, disponen de un doble sistema de ventanas cenitales, para colocarlas se establece una cubierta plana por arriba del nivel de la cubierta principal dejando un claro a ambos lados de las paredes de la segunda capilla donde se colocan las ventilas. b) Cubiertas mixtas. Estructuras con cubiertas combinadas, donde una es plana o recta y la otra es circular o elíptica. 9) Cubiertas especiales Corresponden a las cubiertas de algunas estructuras especiales como los invernaderos poligonales con forma de quiosco o torres, los cuales son poco comerciales. 7.2.2.3.- Sistemas de fijación de las cubiertas La forma de sujetar la cubierta a la estructura varía en función del nivel tecnológico y del tipo de cubierta empleada. Las primeras cubiertas de vidrio se sujetaban con argamasa. Cuando se empezaron a usar las películas flexibles se sujetaban mediante listones de madera clavados o atornillados a la estructura, sistema que actualmente no se recomienda por el daño físico y desgarre que ello provoca en el material de cubierta. Actualmente las cubiertas flexibles y las mallas se sujetan mediante diferentes sistemas que no dañan los materiales. Entre ellos están; a) sistema de perfiles y resortes, b) sistema de perfil omega, c) sistema de perfiles integrado, d) otros sistemas. Es el sistema que más se esta empleando en la actualidad en México, consiste de un perfil con pestañas o bordes en los que se introducen las cubiertas y mallas para ser sujetadas con alambres sujetador en forma de resortes en zig-zag, ambos manufacturados en láminas galvanizadas.

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Figura 7.54 y 7.55. Sistema de sujetador de perfil y resorte (Cortesía de ACEA)

a) Sistema de perfiles y resortes El perfil sujetador se fija a la estructura mediante tornillos o remaches y en el se introduce las películas de plástico y las mallas, mismas que se fijan con el resorte de alambre. Estos dispositivos tuvieron como antecedente la sujeción del polietileno con perfiles de cortinas empleando alambres

Figura 7.56. Fijación de la película con alambre en zigzag en el perfil sujetador.

7.57. Sujeción del plástico con alambre resorte

b) Sistema de perfiles omega Este sistema de fijación de cubiertas es utilizado por varias empresas constructoras de invernaderos. Consiste en sujetar los plásticos mediante un perfil acanalado, sin borde, donde después de colocar las películas y mallas se introduce, a presión, una barra de plástico en forma de tubo, para sujetar las películas. Existen de varios tipos y con diferentes presentaciones.

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La omega es una pieza galvanizada en caliente por inmersión, se emplea en los frontales, laterales y en todas aquellas partes donde se sujete la película de polietileno. La sujeción está determinada por la omega que tiene la particularidad de recibir un tubo de polietileno y entre ambos sujetan al plástico. Otra característica de la omega radica en su profundidad ya que en el momento de colocar el plástico e introducir el tubo de polietileno, la película se tensa automáticamente, además, esta profundidad aumenta la superficie de contacto con el plástico que lo hace más resistente a los esfuerzos de tensión y por lo tanto aumenta la vida útil del mismo. El listón es de polietileno para que no se caliente demasiado, eliminando así la posibilidad de cristalización del plástico por temperatura. Esta omega sirve tanto en la sujeción del plástico en el techo como en las laterales.

Figura 7.58. Sujetador en forma de Omega (Cortesia de INVERCA)

C) Sistema de perfil integrado Este sistema consiste de un perfil sujetador formado en el interior de un tubo de lámina galvanizada, mismo que sirve como perfil estructural, larguero o barra para enrollar el plástico de las cortinas.

Figura 7.59. Sistema de perfil integrado (Cortesía de Agro Control Integral)

Además de los sistemas de sujeción de películas flexibles descritos, existen otros más sofisticados, que en México son menos comunes. En algunas regiones, las distintas formas de fijación de las cubiertas, se complementan sujetando toda la capa de la cubierta con flejes de cintas de plástico, de diferentes anchos, así como sogas y cordeles, para evitar los daños ocasionados por los vientos.

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Para colocar placas de cristal y plástico rígido o semirígido, existen varios sistemas, ya sea mediante molduras o baquetas de aluminio y lámina, en todos los extremos, mismos que se atornillan a los perfiles de las estructuras o mediante sistemas de los empleados para colocar coloca y sujetar los cristales de los grandes edificios. 7.3.- Áreas de crecimiento y manejo de los cultivos La superficie cubierta de un invernadero se divide en área de crecimiento y área de manejo. El área de crecimiento es el espacio destina destinado al desarrollo lo de las plantas. La distribución entre el área de crecimiento y el área de manejo o los pasillos debe estar bien diseñada para aprovechar eficientemente la superficie cubierta y ser funcional para facilitar todas las actividades de manejo. Parte importante de todo este conjunto es la infraestructura de soporte de los cultivos y los sistemas de riego. 7.3.1.- Áreas de crecimiento iento y pasillos En términos generales se acepta que del total de la superficie cubierta entre un 15 % y hasta un 50 % se utilice como pasillos y áreas de maniobras para realizar las labores dentro del invernadero,, sin embargo existen sistemas de cultivo que en pasillos ocupan más del 50 % de la superficie del invernadero invernadero.. Dependiendo del tipo de cultivo, los pasillos deben ser de un ancho suficiente para permitir el desplazamiento de las personas, encargadas de las diferentes labores en el interior de los invernaderos invernaderos,, con los equipos que sean necesarios, necesa como mochilas aspersoras, recipientes de cosecha y transportes para la cosecha.

Figuras 7.60 y 7.61.. Distribución de aéreas de cultivo y pasillos en el interior de las instalaciones

El piso del invernadero puede ser de diversos materiales, dependiendo de los sistemas de cultivo y del nivel tecnológico empleado. Pisos de tierra se emplean en los invernaderos donde se cultiva tiva directamente en el suelo, en estos casos se recomienda revestir los pasillos con arena, grava, tezontle o cualquier otro material que evite el lodo, permita el drenaje y propicie una circulación eficiente. En otros casos todo el piso puede ser revestido revesti con grava o arena en su totalidad, sobre todo cuando se destina a la producción de planta en envase. También puede cubrirse con mallas que impiden el desarrollo de las hierbas, en estos casos se recomienda poner debajo de la malla una capa de algún mate material rial permeable, como arena,

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tepojal o tezontle fino, sin embargo esta medida puede disminuir la vida útil de las mallas por desgate debido a la fricción con las partículas del tezontle o arena. Lo recomendable en cuanto a los pisos de los invernaderos consiste en cubrir toda la superficie con plásticos blancos para reflejar la luz que incide sobre el piso y proyectarla en el envés de las hojas aumentando la eficiencia fotosintética. En otros casos el piso puede ser de concreto o cemento.

Figura 7.62. Piso con grava en la producción de noche buena.

Figura 7.63. Bancales elevados en la producción de plántula de hortalizas.

El revestimiento del piso puede ser en forma parcial considerando sólo los pasillos o totalmente, esto depende de cada situación concreta en función de la orientación productiva y de los sistemas de cultivo y manejo que se vayan a emplear. Cuando los cultivos se desarrollen en el suelo, se recomienda que sean terrenos planos y fértiles, con suelos profundos, libres de patógenos y enfermedades. En suelos con problemas de fertilidad o con plagas no es muy recomendable por la dificultad en el manejo de la fertilización y el control de plagas, como los nematodos y enfermedades inherentes al suelo y a los cultivos. Una forma de evitar esta situación es utilizando plántula injertada sobre patrones resistente a la problemática atribuida al suelo. En otras situaciones es mejor manejar los cultivos en sustratos u otros sistemas como acuaponía. Lo recomendable es establecer los cultivos en camas, platabandas o filas de crecimiento con pasillos a ambos lados. Las camas de crecimiento, en cultivos de desarrollo vertical o altos, no deben ser mayores de 1.5 metros de ancho por la dificultad que representa a los trabajadores el manejar anchos mayores, el ancho ideal es 1.2 metros, con estas dimensiones es posible manejar la mitad de las plantas de un lado y la otra mitad del otro. Otra modalidad es el cultivo en bancales elevados unos 70 a 90 centímetros del suelo, sistemas empleados en producción de plántula y en algunos sistemas hidropónicos. Cuando se cultivan ornamentales de porte bajo o plántula, es posible establecer camas más anchas, por ejemplo de tres a cinco metros ya que las plantas requieren poco manejo individual y el aporte de humedad se hace empleando sistemas de riego móviles o bastones

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que permiten alcanzar todas las plantas. En la producción de plántula basta con un pasillo central. El cultivo en bolsas o contenedores individuales y con cultivos de desarrollo vertical, ejemplo jitomate y pimiento, no es recomendable establecer más de dos filas, ya que con tres hileras se dificulta el manejo de las plantas de la fila central. Entre los espacios de crecimiento deberán dejarse pasillos de 60 a 120 centímetros, para facilitar labores y cuidados que deban darse al cultivo, por ejemplo el paso de una persona con el equipo de aspersión. El largo puede ser variable y depende de las dimensiones del invernadero, sin embargo, no son recomendables distancias mayores de 50 metros. Si las dimensiones son mayores es conveniente establecer pasillos intermedios atravesados a las camas de crecimiento que permitan interconexiones y un mejor desplazamiento dentro de las instalaciones. Los pasillos o andadores se deben ubicar estratégicamente entre las áreas de crecimiento para ahorrar espacio y manejar apropiadamente los cultivos. El ancho de los mismos debe estar en función de las labores e instrumentos y equipo que se use en las prácticas. Pueden ser de 40 a más de un metro de ancho, así mismo es conveniente ubicar un pasillo central de más de dos metros de ancho para que a él confluyan los pasillos secundarios, facilitando el desplazamiento del personal y las cosechas dentro del invernadero. En la medida de lo posible se recomienda establecer las hileras de los cultivos en la dirección del viento dominante para facilitar la circulación del aire dentro de los invernaderos. 7.3.2.- Sistemas de soporte o tutorado de cultivos Los sistemas de tutorado, espaldera o soporte de los cultivos, consisten de una serie de estructuras que permite sostener y guiar el crecimiento de cultivos que lo requieran, por ejemplo jitomate, pepino, fríjol ejotero, chícharo, melón, sandia, etc. La principal función es impedir que las plantas y ramas se caigan por el peso de los frutos. En la producción de flor requiere de otro tipo de estructuras de soporte como mallas verticales y horizontales. La estructura de soporte puede ser la misma estructura de los invernaderos, los cuales deberán ser diseñados y construidos con refuerzos para soportar el peso de los cultivos. Generalmente son estructuras robustas que soporten un peso adicional de entre 20 a 35 kilos por m2. Otra forma de tutorado consiste en establecer una estructura por separado, mediante postes, tipo porterías, afianzados al suelo que sostienen travesaños con alambres de los que se soportan los cultivos. Los postes pueden ser de metal de diversos tipos, metal cubierto de plástico o madera, en todos los casos las plantas y frutos se sostienen empleando alambres, hilos de plástico y mallas plásticas.

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Figura 7.64 y 7.65. Sistemas de tutorado para cultivo de desarrollo vertical

7.3.3.- Sistemas de riego y drenaje Los sistemas de riego y drenaje están constituidos por todos los elementos y dispositivos que sirven para conducir el agua que requiere el cultivo, así como las estructuras diseñadas para desalojar o recuperar el agua que sobra una vez realizado el riego. En ellos se consideran los dispositivos necesarios para la circulación y distribución del agua, como tuberías, canales, bombas, depósitos y los sistemas de drenaje de los excedentes de agua.

Figura 7. 66. Sistema de riego y drenaje

Figura 7.67. Sistema de riego con manguera manual

Cuando se programa la instalación del sistema de riego en un invernadero se aborda uno de los puntos clave para el funcionamiento del mismo, ya que mediante el riego se modifican las condiciones naturales de aporte de humedad para intensificar la producción agrícola. El sistema de riego debe responder en todo momento a las necesidades del cultivo, ya que en muchos casos no solo aportará el agua, sino que es la vía para aportar los nutrientes necesarios para su desarrollo.

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Los métodos de riego que se pueden emplear dentro de los invernaderos son muy diversos, desde riego rodado hasta riegos localizados. Es recomendable introducir sistemas de riego avanzados para hacer un uso eficiente que permita optimizar agua. Entre los sistemas de riego localizados están el riego por goteo, micro aspersión, aspersión y nebulización. El tema de riego se abordará a mayor detalle posteriormente. 7.3.4.- Sistema de ventilación y aireación Los sistemas de ventilación están integrados por las ventilas y los dispositivos de apoyo para la circulación del aire dentro del invernadero, como ventiladores y extractores. El objetivo es remover el aire con la finalidad de disminuir la temperatura interna del invernadero y aportar el CO2 necesario para la fotosíntesis de las plantas. Existen dos sistemas de ventilación, a) ventilación natural y b) ventilación forzada. La ventilación natural es aquella en la que se aprovechan las diferencias de temperatura y las corrientes convectivas para desalojar el aire caliente del invernadero. Esta acción se facilita empleando un sistema de ventilas cenitales colocadas en las partes más altas de los invernaderos, por las que se desaloja el aire caliente, mientras que por las ventilas laterales penetra aire fresco y rico en CO2.

Figuras 7.68 y 7.69. Invernaderos con ventilas cenitales dinámicas

La ventilación forzada o mecánica, es aquella en la que se emplean ventiladores y extractores para forzar el movimiento del aire para que circule dentro del invernadero, para finalmente obligarlo a salir. La circulación puede ser libre o mediante conductos distribuidores, mismos que se pueden llevar a todos los rincones de la estructura. Se requiere que los invernaderos estén bien ventilados, para ello las ventilas deben ser amplias y a todo lo largo del invernadero. Comúnmente se acepta que la superficie de ventilación debe ser entre un 15 a 30 % de las superficie cubierta, aunque existen condiciones climáticas que requieren de más del 50 % de ventilas, con respecto a la superficie cubierta, para garantizar una renovación eficiente del aire con el CO2 necesario para la fotosíntesis, por ejemplo en los invernaderos establecidos en condiciones tropicales.

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Figuras 7.70 y 7.71. Extractores para ventilación forzada de invernaderos

7.3.5.- Sistemas de calentamiento y enfriamiento Los sistemas de calentamiento de los invernaderos consisten de calentadores de diferentes tipos y fuentes de energía diversas, cuya finalidad es aumentar la temperatura interna del invernadero e impedir que ésta descienda por debajo del mínimo letal para las plantas que se estén cultivando en el interior del mismo. Existen diferentes sistemas de calentamiento, en México los más comunes son con calentadores de gas y combustión directa, lo que implica que los gases de la combustión se descargan dentro del invernadero. Después están los calentadores con separación de gases, los cuales mediante una chimenea se arrojan al exterior. Para ello es necesario contar con tanques de almacenamiento de dicho combustible, también existen calentadores eléctricos y calentadores de rayos infrarrojos.

Figuras 7.72 y 7.73. Sistemas de calefacción de invernaderos

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Otros sistemas de calentamiento están diseñados en función de la circulación de agua caliente por tuberías debajo de los cultivos y en los laterales. El agua se calienta en calderas que emplean combustibles fósiles, durante el día y se almacena en grandes depósitos para hacerla circular durante la noche. También es posible calentar el agua aprovechando la energía solar mediante paneles por los que circula agua para que se caliente durante el día, y al igual que el caso anterior se almacena y se hace circular durante la noche. Los sistemas de enfriamiento dentro de un invernadero están constituidos por las ventilas, ventiladores, muros húmedos y micro aspersores. Las ventilas, como resultado de la renovación del aire, disminuyen en algunos grados la temperatura, los ventiladores al forzar el movimiento del aire permiten que la temperatura se distribuya con mayor homogeneidad. Los muros o paredes húmedas son estructuras construidas con diferentes materiales por los que circula agua formando una cortina o pabellón, se colocan en los laterales para que al penetrar el aire se enfríe y baje la temperatura. Los aspersores y micro aspersores dispersan el agua disminuyendo la temperatura en algunos grados. 7.3.6.- Sistemas de iluminación Los sistemas de iluminación están constituidos por la iluminación natural que brinda el sol al pasar a través de la cubierta, así como por lámparas eléctricas de diferentes tipos que se instalan para la iluminación artificial del invernadero durante las noches cuando determinados cultivos requieren más horas luz. En algunos casos específicos se consideran como parte del sistema de iluminación la colocación de mallas de sombreado para disminuir la cantidad de luz que incide dentro de las estructuras y las cortinas negras con las que se disminuyen horas luz a cultivos como la flor de noche buena. Los materiales empleados en acolchados plateados y aluminio, cumplen la función de reflejar la energía luminosa que incide sobre ellos e iluminan la parte inferior de las hojas activando los cloroplastos ubicados debajo de las hojas. 7.3.7.- Sistema eléctrico. El sistema eléctrico es fundamental para la iluminación y la operación de una serie de dispositivos, como motores y calentadores. Está constituido por la instalación eléctrica dentro del invernadero y las instalaciones externas, cuya función es permitir que el flujo energético llegue al mismo. En algunos casos, como parte del sistema eléctrico, será necesario instalar celdas solares o molinos de viento para generar la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de la empresa.

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7.3.8.- Sistemas mecánicos y de automatización Los sistemas mecánicos están integrados por una serie de aparatos como bombas eléctricas, bombas de combustión interna, ventiladores y motores de ambos tipos. Los sistemas mecánicos son necesarios para facilitar una serie de operaciones como el riego mediante el uso de bombas eléctricas o de combustión interna y dispositivos mecánicos para abrir y cerrar puertas y ventanas.

Los sistemas de automatización están integrados por dispositivos semi automatizados y automatizados como timmers, temporizadores o relojes que controlan bombas de riego y ventiladores, celdas fotoeléctricas para encender lámparas y programas de computadora con dispositivos para censar y controlar sistemas de riego y otras actividades que se realizan en forma cotidiana para manejar los invernaderos.

Figura 7. 75 Moto reductor para automatización

Figura 7.76. Rack o cremallera dentada

7.4.- Bibliografía citada y consultada Bastida T., A. 2000. Propuesta de clasificación de invernadero con base en el equipo empleado para su manejo. XI Jornadas de presentación de avances y resultados de investigación. Encuentro de investigadores 2000. Dpto. de Preparatoria Agrícola. UACH: Chapingo, México. Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bernart J., Carlos; Andrés V., Juan J. y Martínez R., José. 1987. Invernaderos: Construcción, manejo, rentabilidad. Editorial Aedos. España. CNCP. 2008. Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008. Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones. Centro de Normalización y Certificación de Productos, A.C. Naucalpán, Estado de México, México.

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Componentes estructurales de los invernaderos

Franquet B., José M. 1995. Cálculo estructural de los túneles-invernaderos. Asociación de Ingenieros Agrónomos de Cataluña, Barcelona, España. Gosticar i T., J. 1998. Cultivo en invernadero. Biblioteca de la agricultura, tomo 3. Idea Books. España. Marot B., J. V. 2002. Elementos de horticultura general. Segunda edición. Mundi-Prensa. España. Matallana G., Antonio y Montero C., Juan I. 1988. Invernaderos. Diseño, construcción y ambientación. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Rodríguez D., Eduardo. 1997. El diseño de invernaderos asimétricos. Memorias del V Ciclo de conferencias sobre producción en invernaderos “Expo invernadero 97”, Guadalajara, Jalisco, México. Sagan, C. 1994. Un punto azul pálido. Una visión del futuro humano en el espacio. Editorial Planeta. Barcelona, España. Sánchez E. E. y Garcimartín, M. A. 2002. Avances en la construcción de invernaderos. Memoria del Doctorado en Mecanización y tecnología de invernaderos. Universidad Politécnica de Madrid. Universidad Politécnica de Valencia. Universidad de Guanajuato. Irapuato, Guanajuato. México. Santiago de, José. 1997. Hortalizas en invernaderos. Canadá, Estados Unidos y México. Revista Productores de Hortalizas. Año 6 Núm.3. Serrano C., Zoilo. 1994. Construcción de invernaderos. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. Torres N., Heriberto, 1997. Apuntes del curso: "Diseño, construcción y manejo de invernaderos". UACh. Chapingo, México. Valera M., et al. 1999. Los invernaderos de Almería: Tipología y mecanización del clima. Universidad de Almería – Instituto de Estudios Almerienses. Almería, España.

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CAPITULO 8

MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN DE INVERNADEROS Y OTRAS ESTRUCTURAS PARA PROTEGER CULTIVOS Aurelio Bastida Tapia

En este capítulo se describen las principales características de los materiales más comunes, empleados en la construcción y recubrimiento de los invernaderos, túneles y casas sombra. La mayoría de los materiales disponibles en México son los mismos que se utilizan en todo en mundo, situación entendible en una economía globalizada. Dichos materiales son diversos, van de la madera a las aleaciones de metal, para las estructuras, y, del vidrio a los filmes térmicos de polietileno para las cubiertas, pasando por lo plásticos rígidos o semi rígidos. 8.1.- Introducción Las estructuras de los invernaderos constan de varias piezas o elementos, cuya función ya se explicó en el capítulo anterior. A continuación se describen algunas características generales de los materiales mas usados para cada uno de los elementos estructurales de los invernaderos y otras estructuras de la agricultura protegida, iniciando por los empleados en la cimentación, la estructura, los elementos de apoyo y terminando por utilizados en las cubiertas. 8.2.- Materiales para cimentación. La cimentación es la base de toda buena construcción, esto es válido también para los invernaderos, casas sombra y túneles altos. Los cimientos constituyen el elemento que da soporte y resistencia a toda la estructura, puesto que son el punto donde se apoyan los postes que sostienen toda la construcción, incluida la cubierta, dándole solidez y estabilidad a toda la construcción. Como ya se señalo, los cimientos reciben los esfuerzos que son transmitidos por las columnas y los disipan en el terreno. Los cimientos consisten de una mezcla fraguable en el que se empotran las bases de las columnas, misma que al solidificarse les proporcionan el anclaje necesario al terreno y le dan estabilidad toda la estructura. La parte que se ancla es la base del poste o pieza conocida como espiga. Los materiales empleados para la cimentación de invernaderos y otras instalaciones similares, más comunes, son; piedra, cemento, arena, cal, varilla, alambre recocido y diferentes piezas de metal. Dependiendo del tipo estructura y el terreno donde se va a construir, es el tipo de cimentación a establecer y los materiales empleados en su construcción.

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La forma más sencilla y elemental de anclar o fijar estructuras pequeñas, como los túneles bajos, consiste en enterrar en el suelo, unos 20 a 30 centímetros, ambos extremos de la pieza que forma el arco. Esta técnica de fijación no es recomendable para estructuras de mayor tamaño como los túneles altos e invernaderos. Para estos se recomienda que se construyan con una cimentación sólida que garantice mayor estabilidad y duración posible. La mezcla para cimientos se hace con arena, grava y cemento, en una proporción de una parte de cemento por tres de arena y dos de grava, o cualquier otra proporción, según la resistencia del concreto que se quiera tener, mezclada con agua suficiente y revolviendo la mezcla para que el concreto fragüe bien. 8.3.- Materiales para estructuras En nuestro país, los materiales empleados para la construcción de las estructuras de los invernaderos, túneles y sombreadores han sido diversos; entre ellos encontramos; carrizo, bambú, madera rolliza y aserrada, alambre galvanizado, concreto o cemento, ángulos de acero y aluminio, tubos de acero negro, perfiles estructurales de acero negro, perfiles estructurales de acero galvanizado, polines estructurales y columnas de concreto. En menor medida se han empleado otros materiales como perfiles de aluminio y aleaciones de diferentes materiales. Los invernaderos actuales se construyen combinando varios de estos materiales. En la siguiente tabla se agrupan los principales elementos, que a lo largo de la historia de los invernaderos en México, han sido utilizados en las estructuras para la protección de cultivos e invernaderos, así como algunas observaciones sobre ellos. Tabla 8.1. Materiales utilizados para estructuras en la agricultura protegida Tipo de material

Observaciones

Madera

Vida útil corta, depende del tratamiento, cuidados y especie vegetal empleada. Alambrón y varilla corrugada Se oxida con facilidad y requiere pintura con regularidad Alambre y alambrón galvanizado Mayor duración, sin problemas de oxidación Ángulo de acero negro Vida útil larga, se oxida, requiere pintura en forma constante. Precio alto, estructuras pesadas. Perfil estructural de acero negro Vida útil corta, se oxida en el interior, requiere pintura. Perfil estructural de acero Mayor duración que los de acero negro, no requieren galvanizado pintura, pueden ser galvanizados por ambas caras. Perfil PTR Vida útil larga y mayor resistencia que los perfiles estructurales Polines estructurales Para construcciones robustas, galvanizados y pintados. Aluminio Material caro, durable y de menor resistencia. Concreto Material prefabricado, pesado y robusto, provoca sombras. Fuente: Bastida y Ramírez, 2002

La vida útil se refiere al periodo de tiempo que la estructura conserva sus propiedades de uso al que esta destinado y con las especificaciones que se hayan considerado en el diseño.

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En lo siguientes párrafos se señalan las principales características de los materiales referidos, con relación a su empleo en la construcción de estructuras para invernaderos, túneles, casa sombra, enmallados. 8.3.1.- Estructuras de madera Las construcciones de madera son aquellos que usan este material como elemento principal de su estructura. Los invernaderos de madera presentan múltiples problemas y son de corta duración, solamente está justificada su construcción en los lugares donde abunda la madera y se puede conseguir a bajos precios y cuando sean construidos por el productor (Serrano, 2002). Las ramas, carrizo, bambú y madera rolliza son materiales que se han empleado en la construcción de túneles rústicos y pequeños invernaderos. En estos casos se requiere de un procesamiento de elaboración primaria muy sencillo que consiste en cortar las piezas y eliminar los elementos que puedan romper el plástico como las aristas de la corteza o los muñones de las ramas. Para túneles altos e invernaderos se han empleado postes rollizos y piezas de madera aserrada con mayor elaboración.

Figura 8.2. Construcciones de madera. Zinacantán, Chiapas

Figura 8.1. Enmallado con postes de madera. Xicotepec, Puebla

La duración de las estructuras de madera, depende de las condiciones climáticas, las especies forestales utilizadas en su construcción y el proceso de elaboración y preparación de la madera para resistir las condiciones de uso. La madera no es un material homogéneo, esta constituida por un conjunto de células que desempeñan diversas funciones y que una vez lignificadas o endurecidas se convierten en la estructura de sostén. La estructura anatómica de la madera de las especies forestales, de clima templado y frío, está constituida por anillos de crecimiento que se diferencian entre ellos por el crecimiento del conjunto de células que lo forman, dando origen a madera de primavera y madera de invierno.

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La madera de primavera corresponde al crecimiento de los árboles en la época de mayor temperatura, cuando las células presentan lúmenes grandes que producen grandes aumentos en diámetro, dando origen a madera suave y de menor resistencia, mientras que la madera de invierno presenta células pequeñas y corresponden al incremento de los árboles durante la época fría y seca del año. La madera de lento crecimiento produce madera más pesada y más resistentes que la madera de rápido crecimiento. Entre las maderas tropicales existen algunas muy resistentes y otras muy ligeras. La duración de la madera depende del tipo de árbol del cual provenga, del clima y de los tratamientos que se le den, sobre todo a la parte que va enterrada en el suelo la cual se ve afectada por hongos y la pudrición provocada por el agua. Otros elementos a considerar en la resistencia de la madera son las grietas y la presencia de nudos, elementos que debilitan las piezas. Por lo anterior, antes de usar la madera, conviene aplicarle un tratamiento preventivo contra el ataque de hongos, barrenadores o polillas, así como para evitar el deterioro físico de la las piezas. El tratamiento consiste en la impregnación de las piezas de madera con un producto químico que no sea tóxico, como el neftanato de cobre, que impide el deterioro por condiciones de alta humedad y alta temperatura a las que se ve sometida la madera dentro de los invernaderos. Además conviene pintar todas las piezas de color blanco, con una pintura de agua o que no tenga base de mercurio, para aumentar la luminosidad por efecto de reflexión y disminuir el efecto de sombra provocado por las piezas gruesas. La parte de los postes que va enterrada deberá tratarse con creosota, aceite quemado, diesel o chapopote para retardar la pudrición de la madera. Las especies, de las que se obtienen postes rollizos o madera aserrada para emplease en construcción de invernaderos, varían dependiendo de la región, por lo tanto también varían las características de la madera. En la parte central del país se usan árboles de pino, oyamel, cedro blanco y encino, mientras que en los trópicos se puede emplear una amplia gama de especies, en otros lugares puede usarse madera de eucalipto, obtenida de plantaciones forestales. Cuando se construye con madera rolliza se recomienda descortezar los maderos, no dejar muñones y quitar las astillas para que no rasguen la cubierta, aunque en ocasiones se emplea con corteza, también puede emplearse madera labrada. Los rollizos que se emplean como postes tienen en promedio unos 8 a 12 centímetro de diámetro y los que se emplean como parte de la estructura para la cubierta son de uno 5 a 8 centímetros de diámetro. Por lo general la madera en rollo es económica en regiones donde abundan los bosques, su principal desventaja es la baja duración y la dificultad de instalación de la cubierta debido a las irregularidades que presenta. La madera aserrada se somete a un proceso de elaboración mayor que la madera en rollo, puede emplearse para la construcción de invernaderos completos en aquellas regiones en que abundan los aserraderos, donde es de fácil adquisición a bajos precios. La madera aserrada puede utilizarse en toda la estructura de los invernaderos como los postes, vigas

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para el techo, piezas de travesaños, las puertas, ventilas y en las camas de crecimiento de los cultivos. La altura que se recomienda para estructuras de madera es de 3 a 3.5 metros en las cumbreras y de 2 a 2.5 metros en las paredes laterales. Para evitar el alabeo o pandeo de las piezas que sostienen al techo, los claros entre los postes se recomiendan que sean de 4 metros o menos. El ancho del invernadero puede ser de 12 a 16 metros en unidades solas, no es común encontrar invernaderos de madera en batería (Serrano, 2002). Para los postes de carga se recomiendan polines de 10 x 10 centímetros de ancho, colocados a un distanciamiento de 3 x 6 metros. En estructuras de malla sombra pueden usarse piezas de 7.5 x 7.5 a 10 x 10 centímetros con un distanciamiento de 4 x 6 metros. Para el techo y travesaños se recomiendan listones de 5 x 10 a 7.5 x 10 centímetros (Martínez, 1995). Para coberturas pesadas o para la instalación de equipos se recomienda disminuir las distancias entre postes, no es recomendable aumentar el grosor de las piezas por el aumento del área de sombra que ello implica. La unión de las piezas puede realizarse mediante refuerzos y cortes en la madera, con los ángulos apropiados para que embone una pieza con otra y después fijarse mediante tornillos o clavos. La fijación de la cubierta puede hacerse mediante listones clavados sobre la estructura sujetando el plástico, práctica que como ya indicamos no es muy recomendable. Entre los principales problemas de los invernaderos de madera están la disminución de luminosidad y el sombreado por lo ancho de las secciones, deformaciones naturales de la madera, su limitada duración y su reducida hermeticidad. Entre las ventajas esta que en determinados lugares es material barato, fácil de trabajar y baja conductividad térmica (Tesi, 2001). Los invernaderos de madera que existen en México combinan en su construcción madera aserrada con madera en rollo. La tendencia es a disminuir el uso de invernaderos de madera por lo ya casi no se construyen. 8.3.2.- Estructuras y elementos de metal Los productos metálicos empleados en la construcción de estructuras de protección de cultivos son diversos y variados. Van de los tornillos usados para fijar piezas a los materiales empleados para las estructuras, pasando por cables de acero y alambres galvanizados empleados en los sistemas de tutorado, hasta los perfiles estructurales de diversas dimensiones y diámetros. Una de las grandes ventajas de la instalación de estructuras metálicas es la facilidad y rapidez de montaje, así como el hecho de disponer de elementos modulares para establecer estructuras en serie con las mismas dimensiones, situación que permite abaratar los costos de construcción. 156

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Las características de los materiales metálicos más usados en la construcción de invernaderos son los siguientes: 8.3.2.1.- Cables, alambre, tornillos, tuercas, bridas y abrazaderas En la construcción de invernaderos estos elementos se emplean como refuerzos, para unir piezas, reforzar y dar estabilidad a las estructuras. Los cables y alambres como parte del sistema de tutoreo y tensores. En ocasiones se utilizan como contravientos. a) Alambre y cables Existe una amplia variedad de alambres galvanizados que se emplean como apoyo en la producción agrícola dentro de las estructuras de protección, al igual que los alambres de diferentes calibres y diámetros para los sistemas de tutoreo o espalderas que sostienen los cultivos, así como una amplia variedad de cables de acero usados como contra vientos. Por ejemplo, existe un alambre galvanizado en zinc, para uso hortícola calibre 16, de 1.55 milímetros de diámetro, empleado para el tutoreo del jitomate y otras hortalizas de guía, que rinde cerca de 65 metros lineales por kilogramo. Otro ejemplo es el alambre galvanizado, para formar los arcos con los que se construyen mini túneles, de 3.25 milímetros de diámetro, galvanizado, del cual se reporta que tiene un rendimiento de aproximadamente 15 metros lineales por kilogramo. Tabla 8.2. Características de alambre galvanizado Tipo de alambre

Calibre

Alambre hortícola Alambre para microtúneles

16 8ó9

Diámetro (mm) Máx. Mín. 1.55 1.65 3.25

Rend. m/kg. 65 15

Fuente. Folletos comerciales

En las ferreterías o casas de materiales y equipos para invernaderos se consigue alambre galvanizado calibres 8, 10, 12, 14, 16, 18 y 20. El diámetro más delgado corresponde al calibre 20 y el más grueso al calibre 8. En la siguiente tabla se señalan las principales características de algunos de estos alambres. En algunos casos particulares el alambre galvanizado se emplea para tejer mallas de alambre, en ambos lados de la cubierta para proteger el plástico de los daños que puedan ocasionar los vientos. El alambre recocido es empleado para el atado de las cadenas de varilla y estribos de alambrón. Al igual que la varilla y el alambrón, es un material que se oxida fácilmente y por ello no se recomienda emplearlos en otras partes de la estructura o como elementos de apoyo en el manejo de los cultivos.

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El sistema de cables y alambres que se instalan para tutorado o soporte de carga, deberán cumplir con las siguientes características: El alambre, fabricado de acero galvanizado y del diámetro o calibre necesario de acuerdo al uso a que sea destinado. Los cables, fabricados de acero galvanizado y el diámetro dependerá del uso al que se destine; estructural o soporte de carga (CNCP, 2008). b) Tornillos y clavos Los tornillos, pijas, remaches y clavos que se emplean con diversos fines dentro de los invernaderos, fundamentalmente unir las piezas de la estructura, deberán ser de material galvanizado u otro material que no se oxide con relativa facilidad. En el sector de las estructuras industriales existe una amplia diversidad de productos y herramientas para la construcción de naves industriales, que también se emplean en la construcción de invernaderos. Así, existen pijas o tornillos auto perforantes, que no requieren de una perforación previa en las piezas que van a fijarse. Toda la tornillería y tuercas a utilizar en la estructura de un invernadero, tanto en conexiones entre componentes estructurales y uniones de elementos y equipos con el sistema, deben contar con las siguientes especificaciones: Alta resistencia, grado 5 (G5) y ser galvanizados (CNCP, 2008). c) Bridas y abrazaderas Las bridas y abrazaderas, también conocidas como estribos, son piezas metálicas que permiten unir diferentes partes de los invernaderos que no llevan soldadura. Se fabrican de laminas metálicas galvanizadas y se sujetan mediante tornillos, para ello tiene orificios prediseñados. 8.3.2.2.- Alambrón y varilla corrugada de acero La varilla corrugada de acero y el alambrón son materiales indispensables para armar las estructuras de resistencia de las piezas de concreto. Los diámetros en la varilla van de 1/8 a 2 pulgadas, ambos son materiales usados directamente para la estructura de los túneles bajos. También se les ha emplea para la estructura de soporte de las mallas sombra o las cubiertas de plástico, estructuras en las que forman los arco y postes que sostienen la malla o la cubierta. La principal desventaja, como ya se señalo, es que se oxidan fácilmente manchando el plástico, aun cuando se aplique un protector antioxidante y un recubrimiento de pintura. En cuanto a su resistencia sostienen sin problemas coberturas ligeras; como el plástico y mallas sombra, pero no soportan el peso de coberturas pesadas y equipos pesados colgados de ellos. 8.4.2.3.- Ángulos de acero negro

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Las piezas de ángulo de acero negro fueron de los primeros materiales usados en la construcción de invernaderos. La forma del material en ángulo de 90 grados, facilitó el soporte del vidrio empleado como cubierta, el vidrio se adhería a la estructura mediante masilla. Este es un material más resistente que la varilla y se puede emplear tanto en laterales como para la estructura de los techos. Los invernaderos construidos con estos materiales, en muchos casos no llevaban postes, siendo los ángulos la estructura de resistencia. En algunos otros casos llevaban vigas de acero. Los ángulos de acero negro presentan las mismas desventajas que la varilla y el alambrón en cuanto a la corrosión y oxidación, su mantenimiento requiere de pintura y lijado en las partes oxidadas en forma continua. Generalmente las estructuras se forman mediante un proceso de soldadura que deja superficies ásperas con aristas, mismas que deben lijarse para evitar que rasguen el plástico de las cubiertas. Todavía existen algunos invernaderos de este tipo en uso, algunos de ellos están en uso en la UACH. Son estructuras pesadas y resistentes, con mucho material ya que las placas de vidrio eran pequeñas, por ello resultaban costosas. En la actualidad el uso de ángulos de acero negro en la construcción de invernaderos es relativamente nulo, debido a su alto precio y a que existen otros materiales más económicos y con mayores ventajas. Así, las estructuras de ángulos de acero negro, en la construcción, de invernaderos fueron sustituidas por tubos y perfiles estructurales metálicos. 8.3.2.4.- Perfiles estructurales de acero negro La variedad de perfiles tubulares o estructurales es amplia, en cuanto a calibre, diámetros y formas, por lo mismo son de los materiales más usados en la construcción de invernaderos. Los perfiles estructurales de acero negro son usados sobre todo para invernaderos de baja tecnología y poca duración, ya que se oxidan fácilmente sobre todo de la parte interna de los perfiles donde no se puede dar mantenimiento. Estos tipos de perfiles presentan características apropiadas de resistencia a cargas y esfuerzos, pueden emplearse como postes para estructuras de invernaderos y casas sombras de todo tipo. Son materiales que se doblan con relativa facilidad, dando la forma que se requiere mediante una roladora o con un molde. El armado de las estructuras se hace mediante soldadura, en los invernaderos de baja tecnología, atornillando piezas o empleando bridas y empalmes especiales en los de tecnología avanzada. Cuando se emplea soldadura se deben limar las asperezas para que no dañen el plástico de las cubiertas. El número de piezas a emplear como postes y la distancia entre una y otra depende de la resistencia de las mismas. La resistencia esta en función del calibre, del diámetro o grosor y la forma del perfil. Martínez (1995) recomienda postes de este tipo de perfil de 7.5 x 7.5 centímetros de ancho o diámetro, para colocarse a una distancia de 3 x 10 metros; un perfil de 3.8 x 3.8 cm o de 3.2 x 3.2 cm cuando los postes van a una distancia de 3 x 6 metros. Para distancias 159

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menores entre postes recomienda perfiles de 2.5 x 2.5 centímetros. En techos pueden usarse diferentes tipos de perfiles y en piezas que se colocan horizontalmente como los travesaños. Este autor señala que los perfiles rectangulares tienen más resistencia que los cuadrados. Los tamaños en longitud son estándares, por lo general son de seis metros de largo, pero se pueden solicitar largos o tamaños sobre pedido. El empleo de perfiles de acero negro requiere protegerse con una capa de algún producto antioxidante y después cubrir con una pintura blanca que no contenga bases de mercurio ya que desprende gases tóxicos para los cultivos. Conviene que a las partes bajas de los postes se le proteja con un baño de chapopote, sobre todo en la parte que va enterrada, ya que se acelera la corrosión al entrar en contacto con la tierra y la humedad. 8.3.2.5.- Perfiles estructurales de acero galvanizado En México son cada vez más las estructuras para proteger cultivos, construidas con perfiles de acero galvanizado, que aunque son más caros que los perfiles de acero negro, su vida útil es mayor y presentan menos problemas. El acero galvanizado tiene varias presentaciones; perfiles redondos, cuadrados, rectangulares y ovales. Se fabrican productos rolados en caliente y en frio, del laminado en caliente se obtienen productos en espesores gruesos y en frio espesores delgados, con acabados en negro, galvanizado y pintado. Los galvanizados recubiertos con capa de zinc o una aleación zin-aluminio. Las características de resistencia a cargas, los calibres, diámetros y facilidad de construcción y montaje son similares e incluso mejores a las de los perfiles de acero negro.

Figura 8.3 y 8.4. Perfiles tubulares para construcción de invernaderos

La galvanización se realiza en caliente por inmersión de las piezas para galvanizar con una capa de zinc en la parte interna y así evitar la corrosión interna, que disminuye la vida de las estructuras construidas con perfiles de acero negro. La galvanización, interna y externa, con recubrimiento de una capa de zinc, permite soportar la corrosión mejor que en los otros perfiles.

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Algunas empresas extranjeras dedicadas a la construcción de invernaderos, han patentado la fabricación y construcción de invernaderos empleando postes y arcos mediante perfiles ovales. Según ellos, estos perfiles combinan la resistencia de los perfiles cuadrados con las cualidades de los tubos redondos. Además, han desarrollado un sistema de fijado mediante ensamblajes basados en abrazaderas o bridas, que embonan en una adaptación especial realizada sobre los postes y piezas del techo, dando un amarre que no requiere de soldadura y se dice que son más elásticos a las cargas por viento. La Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008, Invernaderos – Diseño y Construcción Especificaciones, establece que en la construcción de invernaderos se deben utilizarse perfiles estructurales de acero galvanizado, ya sean redondos, cuadrados o rectangulares. Estos perfiles deben ser fabricados mediante procedimientos en frio y unidos mediante una costura de soldadura longitudinal, con un metalizado a base de zinc sobre dicha costura, que en conjunto se asegure una máxima protección contra la corrosión (CNCP, 2008). Las dimisiones nominales y exteriores de los perfiles tubulares galvanizados usados en la construcción de invernaderos se establecen en las siguientes tres tablas. Tabla 8.3. Dimensiones mínimas de los tubos redondos Diámetro nominal (Pulgadas) 1

Diámetro exterior real (Milímetros) 25.4

1 3/8

33.4

1½

38.1

2

48.3

2½

60.3

Calibre 14 16 18 20 18 20 18 20 14 16 18 20 14 16 18

Espesor mínimo (Milímetros) 1.73 1.40 1.12 0.84 1.12 0.84 1.12 0.84 1.73 1.40 1.12 0.84 1.73 1.40 1.12

Fuente: CNCP 2008

Los largos comerciales estándar son de alrededor de seis a siete metros y medio, pero por pedido en grandes cantidades se pueden comprar con dimisiones especiales en cuanto al largos. La materia prima para la fabricación de los producto debe cumplir con lo dispuesto por la norma NMX-B-009, la cual determina la composición química del acero y sus propiedades

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mecánicas. Al respecto el acero utilizado debe ser Grado 33 con un esfuerzo de cedencia mínimo de 2320 kg/cm2, una resistencia a la tensión de 3163 kg/cm2 y una elongación mínima del 20 % en 50 milímetros. Tabla 8.4. Dimensiones mínimas de los perfiles cuadrados Designación nominal (Pulgadas) 1/2

Dimensiones exteriores (Milímetros) 13x13

3/4

19x19

1

25x25

1 1/4

32x32

1 1/2

38x38

1 3/4

44x44

2

50x50

2½

64x64

Calibre 18 20 18 20 14 16 18 20 14 16 18 20 12 14 16 18 20 14 16 12 14 16 18 20 12 14 16

Espesor mínimo (Milímetros) 1.12 0.84 1.12 0.84 1.73 1.40 1.12 0.84 1.73 1.40 1.12 0.84 2.49 1.73 1.40 1.12 0.84 1.73 1.40 2.49 1.73 1.40 1.12 0.84 2.49 1.73 1.40

Fuente: CNCP 2008

El recubrimiento utilizado deberá ser el G-90, el cual consiste de una capa de zinc aplicada en forma continua mediante el proceso de inmersión en caliente, equivalente a un mínimo de 2.75 gr/m2, en ambas caras de la lámina, por dentro y por fuera, de acuerdo con las normas NMX-B-009 y NMX-B-055. En los cortes o aéreas afectada de los perfiles galvanizados, se deben hacer recubrimientos galvanizados, utilizado pinturas con contenido de zinc, siempre y cuando la película seca contenga un mínimo de 65 % de zinc en polvo.

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Cabe recordar que la Norma Mexicana para la Construcción de Invernaderos, NMX-E255-CNCP-2008es de carácter voluntario. Tabla 8.5. Dimensiones mínimas de los perfiles rectangulares Designación nominal (Pulgadas)

Dimensiones exteriores (Milímetros)

2x1

50x25

2 1/2x1½

64x38

2x1½

75x38

4x1½

100x38

Calibre 14 16 18 20 12 14 14 16 18 20 14 16 18 20

Espesor mínimo (Milímetros) 1,73 1,40 1,12 0,84 2,49 1,73 1,73 1,40 1,12 0,84 1,73 1,40 1,12 0,84

Fuente: CNCP 2008

8.3.2.6.- Tubos de acero negro galvanizado Los tubos redondos de acero negro galvanizado, empleados para tuberías de agua, se llegaron a usar para construir algunos invernaderos antes de incursionar en otros materiales más ligeros y más apropiados para la construcción de estas instalaciones. Se usaron como postes y techos, sobre todo de invernaderos tipo túnel y se fijaban mediante soldadura o tornillos y tuercas. En la actualidad ya no se emplean puesto que existen mejores alternativas estructurales. 8.3.2.7.- Perfiles de PTR Los perfiles PTR o PERT son materiales de mayor calibre que los perfiles tubulares, por lo mismo sus paredes son de mayor grosor, característica que les proporciona mayor resistencia al esfuerzo y soportan pesos mayores. Cuando se emplean como postes, se pueden ubicar a mayor distancia uno de otro, obteniendo claros de mayor espacio entre postes. El precio de los perfiles PTR es superior al de los perfiles tubulares del mismo ancho, en contra partida duran más, soportan cargas mayores y resisten mejor la corrosión que los perfiles no galvanizados. 8.3.2.8.- Polines estructurales Los polines estructurales se emplean para postes y vigas de los techos de invernaderos robustos. El polín estructural tiene forma rectangular con esquinas redondeadas o

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cuadradas, con la particularidad de que no presenta las cuatro paredes completas, sólo tres de ellas, las dos de menor tamaño y una de las grandes, mientras en la otra presenta una ceja en cada lado. Además del polín estructural, existen los polines avícolas, que presentan algunas características diferentes al anterior, entre ellas que una de sus caras más angostas no esta completa, mientras lo otra si esta completa y presenta un dobles para la cuarta cara. Algunos invernaderos en Jalisco y otras partes fueron construidos empleando estos materiales. La principal desventaja es que debido a lo robusto del material se provocan sombras, situación que puede corregirse utilizando materiales de cubiertas que difundan la luz. 8.3.2.9.- Aluminio y otros metales El aluminio y las diferentes aleaciones a base de aluminio se consideran como materiales idóneos para la construcción de invernaderos, con acabados elegantes en los que se emplean plásticos rígidos o cristales como cubiertas. Se recomienda para aplicaciones corrosivas, ya que es resistente a la oxidación (Bernat et al, 1990). Los principales productos de aluminio empleados en la construcción y montaje de invernaderos son ángulos, perfiles tubulares rectangulares y cuadrados y molduras para fijar cubiertas rígidas, además de tornillos y otros productos empleados dentro de los invernaderos. El aluminio tiene varias ventajas con respecto al hierro galvanizado, entre ellas mayor duración, mayor resistencia a la corrosión, ya que es totalmente resistente a la acción de los agentes atmosféricos y los costos de mantenimiento de la estructura son casi nulos, además de que presenta una amplia diversidad de perfiles y formas. La mayoría de los materiales empleados en las cubiertas de los invernaderos de aluminio son rígidos, como cristal o placas de plásticos. Los perfiles de aluminio facilitan el montaje, evitan riesgos de ruptura y se puede conseguir ambientes climáticos herméticos. La principal desventaja del uso del aluminio es su alto costo con respecto a otros materiales, ejemplo los perfiles estructurales galvanizados. El acero inoxidable es un material resistente a la corrosión, que tiene algunas aplicaciones dentro de los invernaderos. Por ejemplo para charolas o camas de adaptación de plantas producidas mediante técnicas de cultivo de tejidos y en algunos equipos de fertiriego. El principal inconveniente es, al igual que el aluminio, su alto costo con respecto a otros materiales. 8.3.3.- Estructuras de concreto y tabique En México no son comunes los invernaderos con estructuras de concreto, armados con varillas de acero y alambrón, como lo son en otros países, sin embargo existen algunos invernaderos que parte de su estructura es de este tipo de material. De acuerdo con diversos

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autores, la principal característica de estas estructuras es su alta resistencia y larga duración, por ello son recomendables para lugares de fuertes vientos. Las ventajas del concreto sobre otros materiales son: 1) alta resistencia a los esfuerzos debidos a la acción del viento, el equipo, peso de la cubierta y el tutorado vertical de los cultivos, 2) vida útil larga, ya que no se pudre ni oxida y 3) por su baja conductibilidad térmica existe menor deterioro del plástico en las partes de contacto del mismo con los elementos de la estructura (Serrano, 2002). Adicionalmente podemos agregar como desventaja que las estructuras de concreto son demasiado robustas y producen una disminución de la luminosidad dentro del invernadero. El perfil de los invernaderos de concreto son de líneas rectas, dando construcciones tipo capilla. En algunos casos toda la estructura es de concreto mientras que en otros se combina con la madera y los metales. En estos casos generalmente los postes son de concreto y la estructura del techo es de madera o perfiles galvanizados, formando techos curvos o rectos.

Figura 8.5. Estructura mixta, columnas de cemento y cubierta de metal

Figura 8.6. Invernadero con paredes de tabique

En México existen estructuras mixtas, principalmente en la región de Atlacomulco, México, son invernaderos con postes o columnas de concreto, de 15 a 20 centímetro de ancho y redondel de tabique, tabicón o ladrillo y una estructura para la cubierta de perfiles estructurales. Uno de los motivos de estas construcciones tan robustas son los fuertes vientos que soplan en esa región. 8.3.4.- Otros materiales En Holanda han diseñado un invernadero con una estructura que combina perfiles de acero y cables sintéticos denominados Twaron, cuya fuerza es comparable a la del acero pero cuyo peso es 5 veces menor. Este cable esta hechos a base de fibras de aramida con una cubierta plástica que lo protege del deterioro por rayos ultravioletas (Wasijenber, 1992).

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En la actualidad se empieza a hablar de invernaderos con postes de plástico a base de material reciclado. Los postes plástico ya es frecuente su uso para sistemas de tutorado de cultivos. Aquí en México se han construido algunos túneles con tubos de plástico de pvc, los cuales han presentado una serie de problemas, por ejemplo la dificultad de repararlos cuando se rompen es difícil repararlos. 8.4.- Materiales para estructuras estabilizadoras y de apoyo Las estructuras de apoyo sirven para darle solidez y resistencia a los invernaderos y para sostener el peso de la producción de los cultivos. Las principales estructuras de apoyo son el emparrado, los contra vientos, los tirantes y tensores y el sistema de tutoreo. 8.4.1.- Emparrillados de cubierta, contra vientos, tensores y tirantes. a) Emparrillados. El emparrillado es una malla tejida con alambre por debajo y encima del plástico de la cubierta, dejando un cuadro de dimensiones variables, que puede ser de 30 x 40 cm de claro. Para este emparrillado se puede emplear alambre de calibre 14 o 12 de acero galvanizado, también se puede emplear malla o tela para gallinero. La función de esta protección es evitar los daños ocasionados al plástico de la cubierta por los vientos. Los invernaderos con estas características en México son pocos, pero es una tecnología que puede adoptarse para algunos lugares con fuertes vientos. Se emplea principalmente en la región de Almería, España. b) Contra vientos. Los contra vientos son elementos que ayudan a evitar que los invernaderos sean derribados por los vientos, fijándolos al terreno. Generalmente para los contra vientos se emplean cables de acero galvanizado, tejido o trenzado, con hilos o alambres de diversos calibres. c) Tensores y tirantes. Los tensores y tirantes pueden ser de tubo, perfil tubular, redondillos, varillas y cables de acero galvanizado, ocasionalmente se pueden ser con sogas de plástico o fibras naturales. 8.4.2.- Sistema de tutores y espalderas El sistema de tutoreo, que se emplea para guiar o sostener los cultivos y frutos que lo requieren, puede estar integrado a la estructura del invernadero o ser independiente y estar fabricado con diversos materiales; como postes de madera o postes metálicos de diversos materiales y emplear alambre, mallas de diversos tipos, además de rafias, sogas y mecates para sostener los cultivos. Cuando el tutoreo de los cultivos se hace empleando la estructura del invernadero existe el riesgo de que ésta se colapse por el peso, si ésta no fue calculada para tal fin. Algunas empresas dedicadas a la construcción de invernaderos ofrecen estructuras diseñadas con este propósito, donde las plantas se sostienen mediante cables de acero, hilo de rafias sostenidas de los tirantes mediante o de alambres amarrados de un poste a otro. En la 155

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actualidad existen sistemas de tutorado comercial con base en ganchos, perchas y abrazaderas de diferentes materiales; plásticos y metales, con hilos que son de fácil colocación. También se empiezan a comercializar postes redondos para tutoreo, fabricados a partir de plásticos de alta densidad, con diámetros de 2.2, 3.5, 5.1, 7.6 y 10 centímetros y altura de 1.2 a 3 metros, que se usan para cercas, pero que pueden adaptarse para sistemas de tutoreo de cultivos. Al igual se comercializan postes de acero recubiertos de plástico, que se emplean como tutores. Así mismo existen, en el mercado, mallas hortícolas fabricadas de plástico y acero galvanizado de diferentes calibres que se emplean como espalderas de melón, tomate, pepino, berenjena, fríjol y otros cultivos de desarrollo vertical. En el caso de cultivo de flores se emplean redes horizontales. 8.5.- Materiales para cubiertas de invernaderos Las cubiertas son elemento central en la creación de micro climas artificiales, que se reproducen dentro de los invernaderos, además son elementos de apoyo para lograr las condiciones necesarias para la obtención de productos agrícolas de alta calidad. Los materiales empleados como cubiertas deben ser relativamente trasparentes o traslucidos, para permitir el paso de la luz solar al interior del invernadero, de acuerdo con las necesidades de los cultivos que se establezcan en el mismo, factor fundamental para que las plantas realicen la fotosíntesis, así mismo deben contribuir a mantener una temperatura apropiada y garantizar la protección de los cultivos con respecto a los factores ambientales adversos como las lluvias, el frío, el granizo, los vientos y las plagas. Así, los materiales para cubiertas son un elemento fundamental de la protección en general y de los invernaderos en particular, condicionando también el tipo de estructura, así como la forma y las dimensiones del invernadero. De sus características físicas, mecánicas y ópticas dependen en gran parte las condiciones climáticas que se van a producir en el interior de la estructura de protección. Sin embargo, las cubiertas, además de protección mecánica contra accidentes meteorológicos como lluvia y vientos, determinan variaciones en la luminosidad, temperatura, humedad y concentración de anhídrido carbónico, a través de acciones absorción y reflexión de las radiaciones luminosas y de aislamiento exterior (Tesi, 2001). Por tanto, los materiales más apropiados para emplearse como cubiertas de invernaderos son aquellos que contribuyan a lograr los siguientes efectos: a) buena transparencia a las radiaciones solares, b) buen efecto de abrigo, protección y paraguas, c) opacidad a las radiaciones infrarrojas largas o buena retención de calor por la noche, y, d) buen rendimiento térmico (Tesi, 2001; Díaz et al, 2001) Lo anterior conlleva a que las cubiertas de los invernaderos deben permitir captar el máximo de energía radiante del sol para que las plantas la puedan aprovechar. En consecuencia, deben ser materiales permeables a las radiaciones de longitud de onda 156

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inferiores a 2500 nm, para captar la energía solar que incide sobre el invernadero durante el día. Este aspecto se logra cuando el material empleado en la cubierta es permeable o transparente a la energía de onda corta o energía luminosa, pero por las noches deben ser impermeables a las longitudes de ondas largas, térmicas o caloríficas, para mantener el calor dentro del invernadero. Por otro lado deben ser materiales cuyas características físicas se mantengan inalterables por varios años para garantizar una larga vida útil. Los materiales ideales para lograr dichos efectos son aquellos que conjugan el espesor y flexibilidad de los plásticos con las propiedades ópticas del vidrio. Los materiales que pueden cumplir todas estas exigencias son caros y requieren de estructuras costosas, por ejemplo el vidrio o cristal y algunos plásticos como el EFTE (etil tetra fluoro etileno), los policarbonatos y polimetacrilatos de pared doble. Otros materiales, como las películas de plásticos, reúnen menos características deseables, pero son más económicos y más ligeros por lo que requieren de estructuras menos resistentes, por lo tanto menos costosas, motivo por el cual en los últimos años han ganado terreno en el recubrimiento de invernaderos. En la siguiente tabla se presenta un listado de los principales materiales empleados en las cubiertas de los invernaderos en distintas partes del mundo. En México se utilizan principalmente los plásticos flexibles, particularmente distintos tipos de polietilenos. Tabla 8.6. Clasificación de materiales para cubierta Tipo de material

Siglas

Materiales rígidos Vidrio sencillo y doble Polimetacrilato alveolar (doble pared) Alveolar (doble pared) Policarbonato Greca Ondulado Poliéster con fibra de vidrio Cloruro de polivinilo Materiales flexibles Cloruro de polivinilo reforzado o no Copolímero etil-acetato de vinilo Polipropileno Polietileno de alta densidad Normal Polietileno de baja densidad Larga duración Térmico Mallas de propileno Pantallas térmicas aluminizadas Fuente: Papaseit et al. 1997; Muñoz et al. 1998.

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Vidrio PMM PC PC PC PERV PVC PVC EVA PP PEAD PEBD PELD PE Térmico ---

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La transparencia debe ser una de las principales características de elementos como las placas de vidrio o cristal, las placas transparentes de plásticos semi rígidos y rígidos, así como las películas de plásticos flexibles, empleadas para recubrir paredes y techos de los invernaderos. Entre los principales materiales para cubierta de invernaderos, disponibles en el mercado nacional e internacional, están el vidrio o cristal, laminas de poliéster fibra de vidrio, diferentes tipos de acrílicos y policarbonatos, los polietilenos, y el etilvinil acetato. Además de placas y películas flexibles, en los climas tropicales, se emplean diferentes tipos de mallas de plásticos tejidos, como “cubiertas” de invernaderos y casas sombra. Existen mallas de varios colores y diferentes grados de cobertura o disminución de la luminosidad, que se emplean para proteger parcialmente diferentes cultivos mediante la disminución de la luminosidad y temperatura, evitando el daño ocasionado por viento, granizo y las plagas. El grosor de materiales con presentación en forma de placas, como vidrio y plásticos rígidos, se expresa en milímetros, mientras que el grosor de los plásticos flexibles se mide en micras y galgas. Una micra equivale a cuatro galgas y mil micras equivalen un milímetro. 8.5.1.- Características deseables de los materiales para cubiertas Las radiaciones que inciden sobre la cubierta de los invernaderos son de varios tipos; ultravioleta, visibles, fotosintética, infrarroja corta e infrarroja larga o calorífica. Los cuatro primeros tipos forman parte de la radiación solar y el último es la radiación térmica que emite un cuerpo caliente, por ejemplo el suelo y la estructura metálica, después de absorber calor durante el día (Hewitt, 1995; Serrano, 2002). Como ya se indico, las características deseables de las cubiertas están en relación con los cultivos. Así, las características más importantes que deben reunir los materiales empleados como cubiertas de los invernaderos, para cumplir óptimamente sus funciones, al margen si se trata de materiales rígidos o flexibles, son; 1) alta transparencia a la energía solar, 2) alta capacidad de absorción térmica, 3) bajo peso especifico, 4) flexibilidad y adaptabilidad, 5) resistencia física, y 6) duración y estabilidad (Serrano, 2002). 1) Alta transparencia a la energía solar Consiste en la característica más importante de los materiales para cubierta de los invernaderos. La transparencia, es la propiedad o característica de los materiales de dejar pasar la radiación solar, a través de ello. Esta característica se puede expresar como la relación entre la cantidad de luz o radiación en el interior del invernadero y la medida simultánea en el exterior. Un material transparente o traslucido es aquel que deja pasar todas las longitudes de onda luminosa. Desde el punto de vista óptico, un material transparente es aquel que permite ver a través de él. Los materiales que no son del todo transparentes absorben, retienen o reflejan parte de la energía solar, diminuyendo el paso de la misma a través de ellos. La transparencia es responsable de la transmitancia que es la cantidad de energía que penetra al interior del invernadero. 158

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Por lo general los materiales empleados como cubiertas de invernaderos deben ser transparentes, sin embargo en determinados cultivos pueden emplearse cubiertas poco transparentes para disminuir la intensidad luminosa, por ejemplo en la producción de plántulas para hortalizas y en la producción de plantas ornamentales para interiores. En términos generales se busca que los materiales empleados en la cobertura de los invernaderos tengan una trasparencia del orden de 85 a 90 % de la radiación incidente sobre la cubierta. La transmitancia depende de cuatro factores inherentes a la estructura de los materiales; a) capacidad de absorción, b) capacidad de reflexión, c) capacidad de difusión de la luz y d) el color del material. Además también depende del ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la cubierta de los invernaderos (Muñoz et al. 1998; Alpi y Tognoni, 1999; Serrano, 2002). a) Capacidad de absorción térmica Se refiere a la capacidad de un material para absolver la energía radiante. Un material con alta capacidad de absorción retiene más cantidad de energía solar, que otros con baja capacidad de absorción. b) Capacidad de reflexión Se refiere al efecto ocasionado por el ángulo de incidencia de la radiación solar y el ángulo de inclinación de la cubierta. Cuando los rayos solares llegan a la cubierta con ángulos mayores o menores a noventa grados, sólo una parte atraviesan la cubierta y el resto son reflejados hacia el exterior. Este fenómeno aumenta o disminuye dependiendo de las características físicas y químicas de los materiales, así, existen materiales con mayor reflexión que otros para un mismo ángulo de inclinación. Una mayor reflexión por parte de un material determinado implica menor captación de energía radiante. C) Capacidad de difusión de la luz Consiste en la difracción o descomposición de la luz solar en función del ángulo de las paredes de un material o partículas que lo constituyen. Un material puede dejar pasar la luz, pero no permitir la visibilidad, como el vidrio chino y los plásticos blancos o lechosos, en estos materiales la luz que pasa a través de ellos se difunde. La luz difusa se reparte mejor ya que existen partículas luminosas en todas las direcciones, de esta forma, cuando la luz difusa se esparce por todos los rincones, ilumina todas las partes de las plantas aumentando la tasa de fotosíntesis. Por ello, es conveniente que la energía radiante que penetre al interior de los invernaderos lo haga en forma difusa para evitar la formación de sombras y ayudar a que las plantas reciban la luz necesaria para cumplir sus funciones. d) Color del material.

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Otra característica que influye en la transparencia es el color, los colores claros son más transparentes que los colores oscuros, de manera que usando diferentes colores se obtienen diferentes tipos y calidades de luz dentro de los invernaderos. Como ya se indico, los mejores materiales son aquellos transparentes a la luz visible, y opacos a las longitudes ultravioletas e infrarrojas térmicas. Lo anterior se consigue mediante una serie de aditivos o tratamientos a los materiales con los que se elaboran los plásticos para las cubiertas. Así, una cubierta tratada contra rayos ultravioleta impide la entrada de ese tipo de energía al invernadero, por el contrario la capacidad térmica de una cubierta esta en función de impedir que la energía calorífica escape del interior del mismo. Los materiales más recomendados para cubiertas de invernaderos, son los transparentes o traslucidos que permiten una transmitancia de energía solar del orden del 85 al 90 %. El empleo de cubiertas dobles puede disminuir la luz hasta un 60 a 65 % de la luz incidente sobre la parte exterior de los invernaderos. Los materiales pierden transparencia con el paso del tiempo, ya sea por degradación física y química de sus componentes o por la acumulación de polvo y otras impurezas sobre ellos. La transmisión de la luz difusa es mucho más baja que la solar directa, un cielo despejado y sol radiante nos proporciona mucha radiación directa, por el contrario el cielo nublado es fuente de radiación o luz difusa. La cubierta del invernadero transmite tanto la radiación directa como la radiación difusa y dependiendo de sus características físicas puede alterar la proporción de una y otra, así, el descenso varía entre el 9 y el 16 % para cielo claro y entre el 17 y el 22 % para cielos nublados. En el primer caso la luz difusa contribuye con el 20 % de la radiación solar y con el 25 % de la radiación fotosintéticamente activa o PAR (Muñoz et al. 1998). 2) Alta capacidad de absorción térmica La capacidad térmica se refiere a la característica de un material para retener el calor acumulado dentro del invernadero y la energía infrarroja calorífica que emiten los cuerpos durante la noche. Un material de cubrimiento con buena capacidad térmica debe conservar tanto el calor captado y almacenado durante el día como el emitido por los calentadores, para mantener estable la temperatura dentro del invernadero. Lo anterior implica que los materiales empleados como cubierta deberán ser opacos a las radiaciones infrarrojas de onda larga o energía calorífica. En varios casos el espesor de la lámina empleada como cubierta esta directamente relacionada con el efecto térmico, a mayor espesor mayor capacidad térmica, pero el espesor también puede ser responsable de una menor trasparencia. A medida que disminuye el espesor, disminuye la capacidad de retener la longitud de onda larga infrarroja. 3) Bajo peso especifico Los materiales empleados como cubiertas de los invernaderos deben ser ligeros y de poco peso, sobre todo cuando son sostenidos por estructuras ligeras. El empleo de materiales 160

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pesados requiere de estructuras robustas para sostenerlos. Desde esta perspectiva, los materiales menos pesados por unidad de superficie son las películas flexibles y el más pesado es el vidrio, mismo que requiere de estructuras fuertes y robustas. 4) Flexibilidad y adaptabilidad La flexibilidad se refiere a la facilidad de poder doblar o curvar un material, sin que este se rompa. La adaptabilidad es la característica de los materiales para adaptarse a las formas de las estructuras de las cubiertas y en gran medida está condicionada por la primera. La flexibilidad y la adaptabilidad determinan la posibilidad de construir estructuras de líneas rectas o curvas y con ello se determina el carácter aerodinámico, o no, de los invernaderos. Los materiales rígidos no son apropiados para cubiertas aerodinámicas de forma curva, las que permiten desplazar mejor las corrientes de aire que inciden sobre la estructura. Los materiales para cubierta flexibles se adaptan a cualquier forma que tengan las estructuras de los invernaderos, mientras los rígidos requieren de estructuras de líneas rectas. 5) Resistencia física La resistencia es la característica que hace referencia a la capacidad de un material para soportar impactos, presiones y esfuerzos sin romperse o deformarse. La mayor resistencia física la presentan algunos materiales rígidos y semi rígidos como los policarbonatos alveolares. 6) Duración y estabilidad La duración y estabilidad se refiere al periodo de vida útil de un material, periodo durante el cual conserva sus características inalterables, sin sufrir degradaciones, de tal manera que puede proporcionar el mismo servicio o cumplir su función sin alteraciones, fundamentalmente cuando el material esta sometido a todos los factores ambientales. La duración y estabilidad de los materiales varían de un tipo de material a otro, incluso dentro de un mismo grupo de materiales, por ejemplo dentro de los plásticos flexibles. Estas variaciones son debidas al tipo de material que se use en su fabricación, lo aditivos que se le apliquen y las condiciones climáticas y condiciones de uso de los materiales. 8.5.2.- Principales características y propiedades de los materiales para cubiertas Los tipos de materiales a emplear en las cubiertas están determinados por el diseño de las estructuras de los invernaderos, sobre todo si los techos son en función de líneas rectas o curvas, dependiendo de ello existen cubiertas rígidas, semi rígidas y flexibles (Papaseit et al, 1997; Bernat et al, 1990; CEN, 2001). Las cubiertas rígidas son aquellas que no permiten o no tiene tolerancia a los desplazamientos de las estructuras, ya que ello implicaría daño al material de cubierta o que esta no cumpla debidamente su función. Por ejemplo el vidrio y las placas de plásticos como el policarbonato y el acrílico, cuando se emplean en invernaderos de líneas rectas 161

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como las estructuras tipo capilla a dos aguas, se comportan en forma rígida, ya que no tienen tolerancia a los desplazamientos porque no son flexibles. Sin embargo, las placas de plástico se emplean como rígidas o semi rígidas. Así cuando algunos de estos materiales se emplean en cubiertas con curvas suaves, el grado de tolerancia a la curvatura de ellas permiten cubrirlas, dando origen a las cubiertas semi rígidas. Por su parte los materiales para cubiertas flexibles son aquellos permite cierto desplazamiento de la estructura, debidos a que su flexibilidad es alta y se pueden alargar sin romperse. En este grupo están todas las películas de plásticos flexibles y las mallas sombra y anti insectos. En la siguiente tabla se presentan las características de los principales materiales que se emplean en las cubiertas en los invernaderos. Tabla 8.7. Comparación de materiales rígidos para cubiertas de invernaderos CARACTERÍSTICAS

Grosor más habitual (mm) Peso (kg/m2) Resistencia mecánica Transmisión de la luz (%) Capacidad de mantener sus características físicas (años) Precios comparados (Base 100)

VIDRIO

4 10 Mala 88 Buena (15-20) 100

POLIÉSTER ESTRATIFICADO

POLIMETACRILATO (DOBLE PARED)

POLICARBONATO (DOBLE PARED)

POLIPROPILENO (DOBLE PARED)

1 1.5 Buena 80 – 85 Media (10) 250

16 5 Media 83 Muy buena

6 1.2 Muy buena 75 - 80 Buena

700 - 800

280 - 300

4 0.7 Media 60 – 65 Mala (2 – 3) 70 - 80

Fuente: Bernat et al, 1990.

El principal materia rígidos es el vidrio o cristal, los materiales semi rígidos los integran placas de plástico que presentan cierta flexibilidad o capacidad de curvarse sin romperse; como el poliéster estratificado y reforzado con fibra de vidrio, el policarbonato, el cloruro de polivinilo (pvc) y el polimetacrilato de metilo de doble pared. Entre las láminas o planchas rígidas o semi rígidas de plástico se encuentran láminas planas u onduladas de PVC, de polimetacrilato de metilo, de poliéster estratificado y de policarbonato alveolar. Estos materiales pueden ser trasparentes o translúcidos y reforzados con fibra de vidrio, filamentos de nailon o con retículas metálicas, extruídos en láminas de 1 mm de espesor y de peso reducido (1.5 kg/m2), con respecto al cristal (Tesi, 2001). La fijación de materiales se hace preferentemente con tornillos o remaches que unen sólidamente las láminas con las estructuras pero de tal manera que se puede producir una cierta dilatación como consecuencia de las variaciones de temperatura, por ello es necesario insertar juntas aislantes para evitar la rápida degradación del material plástico. Las láminas onduladas no permiten una buena hermeticidad. En los siguientes apartados se presentan otras características de materiales para cubiertas rígidas y flexibles, y se analizarán las principales características de cada uno estos ellos, 162

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con la finalidad de que los potenciales usuarios se orienten al decidirse por uno u otro de estos materiales para emplearlos en las cubiertas de sus invernaderos. 8.5.2.1.- Características del vidrio El vidrio y el acero fueron los materiales que dieron origen a los invernaderos y se mantuvieron a la cabeza, como elementos centrales en su construcción, hasta la década de 1950, cuando inicia la construcción de invernaderos más ligeros mediante el empleo de los materiales plásticos en las cubiertas y perfiles de metálicos tubulares para las estructuras. Las principales ventajas del vidrio son sus excelentes propiedades ópticas, ya que es un material que presenta las transmisiones ópticas y térmicas apropiadas para los invernaderos, otra ventaja es su larga vida útil. Además se trata de un material no combustible, resistente a la radiación ultravioleta y a la polución manteniendo sus propiedades iniciales a lo largo de su vida. Tres son las principales limitantes para su empleo en los invernaderos; su elevado peso por unidad de superficie y su alto costo, además de su vulnerabilidad a los impactos. Para un funcionamiento apropiado requiere de mantenimiento y limpieza en forma regular (Moroto, 1990; Matallana y Montero, 1998; Muñoz et al, 1998). El cristal tiene la propiedad de ser casi totalmente opaco a las radiaciones de longitud de onda larga, es decir, a las que emiten las plantas y el suelo por la noche; esta cualidad del vidrio es muy interesante, ya que las pérdidas de calor durante la noche son mucho menores que las que ocurren con los demás materiales plásticos utilizados como cubierta. Existen diferentes tipos de vidrios y cristales; cristal normal, cristal impreso, cristal traslúcido, y vidrio flotado. El más apropiado para emplearse como cubierta de los invernaderos es el impreso o tipo “catedral”, ya que presenta una cara pulida y otra rugosa, al colocarlo la cara pulida debe quedar en el exterior y la rugosa en el interior, así la luz al pasar a través del cristal y salir por la cara rugosa se difunde en todas las direcciones. Por el contrario, el vidrio cristalino que se emplea en las ventanas de las casas permite el paso de toda la energía del sol incidiendo directamente sobre los cultivos. Algunos de los vidrios traslúcido puede producir daños a los cultivos al quemarlos por el efecto lupa (Moroto, 2000; Serrano, 2002). El vidrio que actualmente se utiliza en los invernaderos, cubiertos con este material en el mundo, es del tipo templado, con espesores de 3 a 4 milímetros. Es común el uso de vidrio bajo en hierro el cual permite una mayor transmisión de luz, que alcanza valores del 90 al 100 % del total de la energía luminosa que incide perpendicularmente sobre la cubierta del invernadero y la difusión en el interior del mismo es buena. El vidrio traslúcido deja pasar menos luz que el transparente, pero la difusión es mejor consiguiendo una distribución más uniforme de la misma dentro del invernadero y evitando las sombras que provocan las estructuras. El cristal traslúcido puede emplearse en invernaderos ubicados en regiones con gran luminosidad, en los que no este previsto el uso de sistemas de sombreo. Mientras que el vidrio transparente puede emplearse en invernaderos destinados a cultivos que requieren mucha luz.

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El vidrio fabricado y disponible en México no es el más apropiado para cubrir invernaderos, ya que no es templado ni bajo en hierro. Sin embargo, puede usarse considerando que tiene menor resistencia y menor transmisión de luz (Martínez, 1995). Los espesores más usados en invernaderos oscilan entre los dos y seis milímetros, con una densidad promedio de 2.4 kg/m2. Las piezas se colocan sobre los moldes de la estructura y se sujetan a los cuatro costados con molduras o biseles atornillados, con silicón o con hules empaques, diseñados para esta función. Las dimensiones de las piezas son variables, en el pasado pocas veces alcanzaban tamaños de un metro cuadrado. En los últimos años se han desarrollado los denominados paneles de vidrio extra largos, con longitudes superiores a un metro, que permiten disminuir la estructura y obtener invernaderos con mayor luminosidad que los tradicionales de este tipo, pero, simultáneamente, estos invernaderos son también menos resistentes al viento y las cargas por nieve y granizo. Además de que las operaciones de limpieza y reemplazo de paneles de vidrio requieren de personal especializado (Muñoz et al, 1998). La mayoría de las cubiertas de vidrio son de una sola capa, en menor medida se usan dos y ocasionalmente se emplean piezas de tres capas, con uno y dos espacios alveolares para establecer capas de aire que produzcan un mejor efecto térmico. En este caso se requiere de estructuras más resistentes ya que el peso es mayor. Actualmente se encuentran vidrios con aditivos para disminuir la emisividad, así como vidrios dobles con cámaras de aire. El vidrio de baja emisividad tiene una transmitancia del 77 % en pared sencilla y de 65 % en pared doble, mientras que el vidrio de pared sencilla sin tratamiento superficial presenta una transmitancia del 84 al 90 % (Muñoz et al, 1998). El vidrio es un material pesado que requiere de estructuras robustas y resistentes, su peso varía de 6 a 10 kilogramos por m2, dependiendo del grosor de la placa. El grosor de la placa determina, en alguna medida, el tamaño de las piezas, grosores mayores permiten usar piezas de mayor tamaño. Un invernadero con cubierta de vidrio requiere de 14 a 16 kilogramos de estructura metálica por metro cuadrado, mientras que un invernadero con cubierta de polietileno requiere de 7.5 kilogramos de estructura por metro cuadrado (Matallana y Montero 1988). El vidrio no es flexible, es un material rígido en extremo. Las estructuras diseñadas para cubrirse con vidrio deben basarse en líneas rectas, aunque en algunos casos se puede diseñar estructuras curvas formadas por perfiles rectos que en su unión tienen un ángulo que determina la curvatura. La resistencia mecánica del vidrio es baja, por lo que no soporta cargas pesadas, además, tiene poca resistencia al impacto de objetos como granizos y pedrusco, con los que puede romperse. La capacidad de carga, entendida como la resistencia a soportar un peso determinado y la resistencia a la rotura por percusión dependen del grosor del vidrio. En cuanto a duración, como ya se señalo, el vidrio es un material de larga vida útil, se mantiene sin perder sus características ópticas y térmicas siempre y cuando se realicen 164

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labores de limpieza de ellos. En general, el vidrio tiende a conservar estables sus características, por varios años, ya que no se deteriora por la acción de los elementos naturales. Los vidrio sucios se pueden lavar empleando agua y jabón, para evitar que el polvo disminuya su transparencia. La instalación y manejo de cubiertas de vidrio requiere de personal especializado o capacitado y es más difícil de montar que otras cubiertas. El corte de las piezas a la medida constituye una operación delicada y peligrosa para los no especialistas. El manejo de cubiertas de vidrio, es sencillo ya que es más fácil reponer las piezas rotas de los costados. Puesto que se manejan como unidades individuales, mientras que reponer piezas en el techo se dificulta y es necesario desplazarse sobre tablas, de madera u otros materiales ligeros y resistentes, que se colocan sobre los salientes de la estructura. Por último, el vidrio es un material inalterable a los elementos a que está expuesto en los invernaderos, tales como el calor, la humedad, los ácidos y productos químicos como pesticidas y fungicidas y no envejece ni pierde trasparencia con el paso del tiempo siempre y cuando se tenga un buen mantenimiento y limpieza del mismo. 8.5.2.2.- Características de los plásticos La vida moderna depende mucho de los plásticos, materiales que se utilizan prácticamente en todas las actividades. El nombre genérico para identificar a estos materiales deriva de su característica principal, que es la plasticidad, propiedad que permite modelados o moldeados, normalmente mediante la aplicación de calor y presión. Los plásticos se fabrican a partir de recursos naturales como petróleo, gas natural, carbón y sal común. Todos los plásticos utilizados en las cubiertas son materiales sintéticos, generalmente compuestos por moléculas orgánicas conocidas como monómeros. Estas moléculas reaccionan entre ellas mediante un proceso conocido como polimerización, resultado del cual se obtienen los polímeros plásticos. En términos técnicos, la polimerización es una reacción química en la que dos o más moléculas pequeñas se combinan para formar otra más grande, en la que se repiten las estructuras primitivas dando lugar al polímero. Una vez creados los compuestos poliméricos, que pueden ser polvos, gránulos, o pastas, se lleva a cabo la fabricación de los plásticos a través de procesos como la extrusión, la inyección, o la compresión. Después se pasa a la fase de ensamblado y acabado de los productos, tanto para el consumo en la agricultura y los servicios, como para usos industriales (Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). El proceso de fabricación de los plásticos o extrusión, también llamado soplado de filme, consiste en aplicar calor y presión con el fin de fundir la resina de polietileno y forzarla a salir por orificios de dimensiones determinadas. Dependiendo de la forma del orificio se obtienen láminas, tuberías o hilos. Con los polímeros se fabrican tanto plásticos flexibles como rígidos, dependiendo de las características y naturaleza de los polímeros y con el

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proceso de fabricación de los distintos productos (Alpi y Tognoni, 1991; Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). La elección de un material plástico sobre el vidrio esta motivado por cuestiones de tipo económico, sin embargo los plásticos poseen algunas características o propiedades en las cuales superan al vidrio, entre ellas destacan; menor riesgo de rotura por granizo, menor riesgo para las personas en caso de rotura, menor peso, mayor facilidad de montaje, manejo y reparación por personal no especializado. (Garnaud, 1992; López , 1995; Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). En un inicio, plásticos utilizados solo proporcionaban cualidades térmicas y diferentes duraciones en cuanto a su vida útil y su actuación sobre el ambiente del invernadero era muy limitada. Los plásticos de ultima generación pretenden ir mas allá de ser una cubierta térmica para la estructura del invernadero y se busca que el plástico contribuya a modular el ambiente del invernadero de varias maneras, unas veces como filtro ante determinadas longitudes de onda y en otras como intensificador de ciertas longitudes de onda, incluso se han proyectado con efecto contra ciertas enfermedades como el caso de plásticos antibotrytis y antivirus. Todo esto se logra con la adición de productos tanto de origen mineral como orgánico, así desde hace algunos años han comenzado a aparecer en el mercado diferentes tipos de plásticos con propiedades más amplias de las que hasta ahora habían tenido. Como ya se señalo en el primer capitulo, los plásticos aplicados a usos agrícolas han dado origen a dos términos; plasticultura o agroplasticultura, con los que se conoce a todas las tecnologías y aplicaciones de los plásticos en la agricultura. Así, los plásticos han permitido convertir tierras aparentemente improductivas en modernísimas empresas agrícolas. Ejemplo de ello es la provincia de Almería, en el mediterráneo español, donde de una agricultura de subsistencia se ha pasado a una gran concentración de invernaderos que la hacen modelo del desarrollo agrícola en muchas partes del mundo (Andalucía, s/f ; Valera et al, 1999; Sánchez et al, 2001; Molina, 2003). En cuanto al proceso de fabricación, los polímetros se agrupan en tres grupos principales; los termoset y los termoplásticos que se dividen en homopolímeros y copolimeros, cuyas características son las siguientes (Papaseit et al, 1997). a) Plásticos del grupo termoset Son productos que se obtienen de polímeros que permiten una sola transformación. Una vez que los polímeros se someten a altas temperaturas y se obtiene el plástico, este se enfría y adquiere una forma fija, rígida o semi rígida que ya no se puede modificar. Este efecto se debe a los cambios químicos ocurridos en la materia prima. b) Plásticos de grupo termoplástico Son polímeros que se pueden someter a varios ciclos térmicos, así, se pueden fundir y solidificar cuantas veces sea necesario. Los termoplásticos se dividen en dos; 1) plásticos homopolímeros, que son resultado de la polimerización de monómeros idénticos, por 166

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ejemplo el polietileno y el polipropileno, y, 2) copolímeros, que son un grupo plásticos obtenidos de polímeros o monómeros distintos, por ejemplo el etil vinil acetato (EVA). En la siguiente tabla se presentan los principales materiales plásticos utilizados como cubiertas de los invernaderos y algunas de sus principales características. La primera de ellas es que existen materiales rígidos o semi rígidos y flexibles. Tabla 8.8. Características comparadas de los principales materiales plásticos utilizados en cubierta de invernadero, comparados con el vidrio Características

Flexibles Polietileno PVC Normal 0.08 0.1 0.92 1.3 1.512 1.538

Espesor (mm) Densidad Índice de refracción Dilatación antes de 400 - 500 romperse (%) Resistencia al frío -40 a +50 y calor (ºC) Duración (Años) 2 Transparencia 70 - 75 radiación entre 0.38 a 0.76 micrones (%) Transmisión (0.2480 2.1 micrones) (%)

Rígidos PVC Polimetacrilato Poliéster Cristal ondulado de metilo estratificado 1-2 4 1-2 2.7 1.4 1.18 1.5 2.40 1.489 1.549 1.516

200 - 250

50 - 100

Escasa

Escasa

Nula

-10 a +50

-70 a +80

-70 a +100

2-3 80 - 87

-20 a +70 Elevada 77

Elevada 85 - 93

Elevada 70 - 80

Muy elevada. Elevada 87 - 90

82

82

73

60-70

85

Fuente: Serrano, 2002

8.5.2.2.1.- Características de los plásticos rígidos y semi rígidos Los materiales para cubiertas de plásticos rígidos o semi rígidos, tales como poliéster, policarbonato, polimetacrilato y placas de cloruro de polivinilo son normalmente más caros que los flexibles, pero mayor vida útil ya que en promedio tienen una duración mínima de 10 años, con mínima pérdida de transmisión luminosa. Muchos de ellos se caracterizan por su presentación en placas dobles, con celdas alveolares internas, lo que contribuye a un mayor ahorro energético. No permiten el paso de las radiaciones ultravioleta, así como poca transmisión de la radiación térmica y tienen poco espesor respecto al vidrio, por lo cual se pueden disminuir los elementos de soporte del invernadero. Estos materiales se pueden curvar, aserrar, cortar y taladrar con gran facilidad, sin necesidad de equipos especiales (Serrano, 2002; Núñez et al, 1998). En general los materiales rígidos, debido a su alto precio, son recomendables para cultivos de alto rendimiento económico o centros de jardinería, áreas de venta y en invernaderos de acceso público, por su durabilidad y las pocas necesidades de mantenimiento. También es

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común la utilización de estos materiales en las paredes laterales del invernadero, y el techo cubierto con materiales plásticos flexibles (Núñez et al, 1998). Los principales materiales para las placad de plástico semi rígidos son; a) Policloruró de vinilo (PVC), b) Poliéster de fibra de vidrio, c) Polimetacrilato de metilo (PMM), y d) Policarbonato (PC), de los cuales a continuación se presentan sus principales características. 1) Policloruro de vinilo El policloruro de vinilo (PVC o PCV), es un material semi rígido, que consigue transformarse en flexible mediante plastificantes. La fabricación de láminas de este material está limitada a un ancho de dos metros, llegando hasta ocho metros mediante sucesivas soldaduras. Su densidad es de 1250 a 1500 kg/m3, siendo más pesado que el polietileno (Serrano, 2002). El policloruro de vinilo se obtiene por polimerización del monómero cloruro de vinilo. Procede del acetileno y del etileno, derivados éstos del petróleo y de la hulla. Este material es rígido y es necesario añadirle plastificantes, con el objeto de obtener láminas flexibles. En materiales semi rígidos se presenta en placas lisas u onduladas con espesores entre 1 a 1.5 mm. Su principal ventaja es una opacidad a la radiación térmica menor del 40 % y una alta transmitancia a la radiación visible, aproximadamente del 90%. (Serrano, 2002). La resistencia al rasgado es muy baja, por lo que requiere de estructuras poco agresivas que mantengan bien sujeta la película. También se le añaden antioxidantes, estabilizantes y absorbentes de rayos ultra violeta (UV) y transmite la luz visible en porcentajes elevados, pero con baja dispersión. El alto contenido en cloro le proporciona un buen efecto barrera al infrarrojo. Su elevada electricidad estática hace que el polvo se adhiera fácilmente, restándole transparencia y transmisión de energía radiante al interior de los invernaderos, sobre todo en condiciones secas y terrenos polvorientos. La degradación o envejecimiento del PVC se traduce en pérdidas de transparencia, decoloración de la lámina y fragilidad a la rotura. Este envejecimiento o degradación ocurre debido a cambios químicos producidos por el calor y la luz en presencia del oxigeno; también se debe a el plastificante en que se disuelve. Así mismo existen algunos microorganismos que viven a expensas de los carbonos de los plastificantes, los cuales contribuyen a su degradación. La duración de estos materiales dependen del tipo de plastificante empleado en su fabricación y la clase de PVC; el flexible tiene menos duración que el armado y, a su vez, éste dura menos que las placas rígidas. En general se estima una duración entre dos a tres años para láminas flexibles, siendo superior a seis años para láminas rígidas. Las placas de PVC se presentan en forma de greca, se fabrican con diferentes alturas de onda y un espesor de 0.8 mm. Dependiendo de que sean placas translúcidas o transparentes, su permeabilidad a las radiaciones visibles varía del 75 al 90 %. Existen algunos materiales

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mejorados, así el PVC fotoselectivo-fluorescente es aquel en que se han añadido aditivos que mejoran la captación de energía radiante entre los 0.5 y 0.6 µm de longitud. Las principales desventaja de las placas de PVC es la deformación que sufren debido a altas temperaturas, ya que no recobran su estado original, y que tienen el inconveniente de fijar bastante el polvo en su superficie. En países con una legislación estricta en medio ambiente el PVC se considera un material no apto por sus componentes altamente tóxicos (Núñez et al, 1998). 2) Poliéster de fibra de vidrio o fibra de vidrio El poliéster con fibra de vidrio, conocido como láminas de fibra de vidrio, está fabricado con poliésteres insaturados y reforzados con fibras minerales u orgánicas, las cuales proporcionan resistencia mecánica y mejoran la difusión de la luz. Su presentación es en forma de placas, mismas que se fabrican con una mezcla de un 65 % de resinas termoendurecibles de poliésteres no saturados y con un 35 % de fibra de vidrio en forma de manta o de nylon, esta fibra sirve para reforzar la placa y para evitar los efectos de alteración de las fibras de vidrio, por los agentes atmosféricos. Además para protegerla durante el proceso de fabricación se aplica una capa superficial de resinas o se incorpora una lámina de polifluoruro de vinilo o politerftalato de etilo, en la cara superior de la placa, esta lámina resulta uno de los protectores de poliéster más duradero y resistente a los agentes atmosféricos y a la acción degradadora de las radiaciones UV de la luz solar (Serrano, 2002) Las placas o láminas de poliéster, más comunes, se fabrican en anchuras de 1.2 metros, por la longitud que se requiera, con espesores que varían de 2 a 3 milímetros. Estas placas se fabrican en piezas lisas o de distintos perfiles que pueden ser trapezoidales, escaleriformes y ondulados, mismos que aparte de darle mayor resistencia, permite enlazar unas placas con otras, fijarlas a los soportes y estructuras o cubrir estructuras curvas. En México, las láminas de fibra de vidrio comercialmente se presentan en varios tamaños y colores. Existen láminas transparentes, de color blanco lechoso, verdes, amarillas, rojas, azules y de otros colores. No todas ellas son transparentes a todas las longitudes de onda y se pueden emplear con diversos fines, por ejemplo el color blanco lechoso se usa en invernaderos para producción de planta mediante semillas y enraizado en propagación vegetativa o para el cultivo de orquídeas ya que disminuye la luminosidad. Entre las principales propiedades del poliéster de fibra de vidrio está un gran poder de difusión de la luz, creando una iluminación uniforme en el interior del invernadero, y una alta resistencia al impacto. Cuando nuevas, las láminas de poliéster reforzado tienen una transparencia a las radiaciones solares comprendidas entre 80 y el 90 %, con un poder absorbente del 15 al 20 %, en las láminas de color, la transmisión de la luz disminuye. En todos los casos las fibras del material redistribuyen los rayos luminosos dando como resultado una distribución homogénea dentro del invernadero. En la medida en que las láminas se hacen viejas disminuye la transparencia a la luz solar, aspecto que se acelera con el polvo y la contaminación ambiental (Martínez, 1995; Serrano, 2002). 169

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El poliéster reforzado con fibra de vidrio tiene un gran poder absorbente para las radiaciones UV de la luz. La retención de la energía dentro del invernadero es apropiada, ya que son materiales opacos a las radiaciones de onda larga o radiaciones nocturnas, al grado que se puede comparar con el vidrio. Su coeficiente de dilatación térmica es muy bajo, llegan a resistir temperaturas de 70 a 100 grados centígrados, con pocos efectos físicos. Las láminas de fibra de vidrio son bastante flexibles, aspecto que permite adaptarse a estructuras curvas de invernaderos tipo túnel, pero cuando se doblan más de lo que el material permite, se rompen. Se sujetan fácilmente mediante tornillos u otros sistemas de fijación. También resisten los impactos de proyectiles o pedruscos y soportan pesos considerables sobre ellas. Las placas reforzadas con fibra de vidrio tienen una duración variable, dependiendo de factores como la contaminación química, el polvo, los cambios de temperatura y la humedad, por lo general es de 5 a 15 años, según el sistema de protección que se haya aplicado a la placa. Las láminas de poliéster sin tratar pueden durar de 5 a 7 años y cuando el poliéster es reforzado la vida útil puede ser de 10 a 15 años. Existen láminas tratadas contra rayos ultravioletas que, se dice, pueden durar hasta 20 años. Con el paso del tiempo el poliéster envejece adquiriendo un color amarillento que resta transparencia, disminuyendo el paso de la energía luminosa al interior del invernadero. El problema de la duración de estas placas no está en su resistencia física, sino en la pérdida de transparencia a medida que pasa el tiempo (Maroto, 2000; Serrano, 2002). Si la placa no está protegida exteriormente, en seguida es erosionada por los agentes atmosféricos y a los pocos años de ser utilizada puede quedar excesivamente opaca. Además, sin esa protección las radiaciones UV de los rayos solares degradan la resina de poliéster, dando una tonalidad amarillenta. Cuando se protege con una capa de gel, desde su fabricación, se retrasa la erosión pero no el amarillamiento. Se ha observado que el poliéster protegido con una capa de gel tiene mayor duración que las placas que no llevan esa protección. En comparación con el vidrio, la fibra de vidrio es de poco peso por unidad de superficie, pero es más pesada que otros plásticos rígidos y más aun que los plásticos flexibles. Tiene un peso de 1.5 kg/cm3 o 1.5 kilos por metro cuadrado, en láminas con un espesor de 1 a 2 milímetros de grosor. La instalación de las láminas de fibra de vidrio es relativamente fácil ya que pueden perforarse con una broca de taladro eléctrico, no se rompen con relativa facilidad como el vidrio y son relativamente flexibles. Esto las hace manejables y pueden instalarse en estructuras diseñadas para cubrirse con plástico flexible o usarse en estructuras diseñadas para cubrirse con vidrio. Una vez instalada su manejo consiste en limpiar el polvo que se deposita sobre ellas ya que tiene un efecto abrasivo. Para evitar ese efecto, que es acelerado por los contaminantes, se recomienda aplicar una capa de resina acrílica sobre la superficie de las láminas. Las

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resinas y poliéster que se emplean para aglomerar a las láminas de fibra de vidrio son altamente flamables, por lo que deben evitarse los incendios (Martínez, 1995). El poliéster aunque resulta el más barato entre este tipo de materiales presenta una gran degradación a la transmisión luminosa. Bajo la acción de la radiación UV y el calor del sol el poliéster insuficientemente tratado con aditivos no tarda en oxidarse destruyendo su superficie, apareciendo poco a poco la fibra de vidrio en el exterior. La adición de film TEDLAR soluciona en parte este problema. El poliéster se presenta normalmente en placas onduladas de 1 a 2 mm de espesor, siendo muy poco transparentes a las radiaciones UV. La presencia de absorbentes de los UV aumenta la resistencia a la intemperie, ya que reduce la penetración de esta parte del espectro. Tienen un coeficiente de transmisión de calor bastante bajo (Núñez et al; 1998). Entre las desventajas, está el que la materia orgánica de las placas de poliéster se ven afectadas por la radiación UV que produce en ellas cambios de color, dando tonalidades amarillas, que aumentan según va pasando el tiempo y se transforman en tonos opacos y poco trasparentes. Otra desventaja es el desgaste ocasionado por factores como el viento, arena, lluvia, nieve y granizo, e incluso el polvo, que trabajando en conjunto y con la ayuda de la radiación UV y la oxidación, se combinan para desgastar la superficie de las placas y erosionarlas, dando lugar al florecimiento de las fibras y a su oscurecimiento, ello contribuye a la pérdida de transparencia y a una reducción del poder de difusión de la luz. La erosión producida por los agentes atmosféricos puede corregirse mediante la aplicación de una capa de gel o resina endurecida sobre la superficie de la placa. Las láminas de fibra de vidrio es uno de los materiales semirrigidos, que se emplea ampliamente en la cobertura lateral y frontal de invernaderos dedicados a la producción de plántulas en muchos lugares de México como la región del Bajío y Zacatecas. En los invernaderos de poliéster, reforzado con fibra de vidrio, la falta de radiaciones UV puede originar problemas cuando están dedicados a la producción de plantas, que van a ser plantadas posteriormente al cultivo en aire libre. 3) Polimetacrilato de metilo El polimetacrilato de metilo (PMM) es un material que procede del acetileno mediante formación de acrilato de metilo y polimerización de éste último. Comercialmente se conoce como vidrio acrílico, acrílico o plexiglass. Es un material ligero con una densidad de 1180 kg/m3, que presenta buena resistencia mecánica y estabilidad. Existen dos tipos de polimetacrilato de metilo, incoloro y blanco translúcido, que se fabrica en forma de placa celular. La transparencia de este plástico está comprendida entre el 85 y el 92 %, por lo que deja pasar casi todos los rayos UV y su poder de difusión es casi nulo. Tiene una gran opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo (Serrano, 2002). Se fabrican en placas de hasta dos metros de ancho y más de tres metros de largo. Las placas extrusionadas tienen 4 mm de espesor y la longitud que se requiera. La resistencia a la rotura es siete veces superior a la del cristal a igualdad de espesores, por lo que resulta 171

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más resistente a los golpes, situación que puede representar una reducción de gastos por rotura y menores costes de mantenimiento del invernadero. A pesar de su ligereza el vidrio acrílico puede soportar una sobrecarga de 70 kilos por metro cuadrado, lo cuál es importante para aquellas zonas con riesgo de nevadas; el coeficiente de conductividad térmica del polimetacrilato de metilo es de 0.16 kilocalorias/metro/hora ºC, lo que puede impedir el enfriamiento nocturno del invernadero. El polimetacrilato de pared doble PMMA 8 mm tiene una transmitancia solar normal comparable con la del vidrio simple y es el mejor de los materiales de pared doble, además su transmitancia al infrarrojo térmico es cero. Sin embargo su precio es tan elevado que difícilmente se justifica la instalación del polimetacrilato (Núñez et al, 1998). Entre las ventajas que ofrece el vidrio acrílico están: a) resistencia a los agentes atmosféricos, b) gran transparencia a las radiaciones solares, c) gran resistencia al impacto, por lo que a penas existen roturas, d) facilita el deslizamiento de la nieve, e) uso de estructuras más ligeras que las que requiere el vidrio. En cuánto a sus inconvenientes el principal de ellos es su elevado costo, que junto al tipo de estructura requerida hacen que los invernaderos construidos con este material sean de costos elevados. El metacrilato es fácil de rallar con cualquier instrumento, con lo que habrá que considerar este aspecto como factor negativo. Su duración es mayor que la del poliéster. 4) Policarbonato El policarbonato (PC), es un polímero termoplástico con buena resistencia al impacto y más ligero que el acrílico. La presentación de este material es en placas alveolares, que consta de 2 ó 3 paredes paralelas unidades transversalmente por paredes del mismo material. El grosor de las placas, que se puede encontrar en el mercado es de 4 a 16 milímetros de espesor. Actualmente también se comercializan placas simples onduladas o en forma de greca, mismas que presentan un alto porcentaje de transmisión a la radiación visible, alrededor del 90 %, semejante al vidrio y superior a las de las placa alveolares, el espesor de la placa es de 0.8 mm, con una altura de onda de 18 mm y una longitud de 76 mm. Los paneles de policarbonato se presentan en placas celulares o doble pared, de 6, 8, 10 y 16 milímetros de grosor. Presentan una cierta flexibilidad lo que los hace aptos para invernaderos circulares, su resistencia al impacto es mayor que la de las placas de metacrilato sin embargo su transparencia es inferior. En algunos casos pueden presentar problemas de condensación en el interior de las placas dando lugar a la formación de algas. El precio varía según el espesor elegido, siendo relativamente alto, pero hay que tener en cuenta que su contribución al ahorro energético por tratarse de placas celulares lo puede hacer interesante en regiones frías o para cultivos de alto requerimiento térmico. La transparencia a la luz de la gama de radiaciones visibles e infrarrojos cortos es del 76 al 83 %, según el grosor de la placa y número de paredes que contengan. En la parte exterior llevan una protección para no dejar pasar las radiaciones UV al interior de los invernaderos. 172

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Propiedad que presenta una ventaja para los cultivos que se hacen en invernaderos, pero que resulta inconveniente cuando el invernadero está dedicado a producción de plantas hortícolas, ya que cuando las plantas pasan al aire libre, sufre debido al efecto de choque que se produce, al recibir la luz directa del sol con todas las radiaciones UV. También se fabrican sin esta protección a las radiaciones UV, pero no es conveniente utilizarlas en la cubierta de invernaderos (Serrano, 2002). Las múltiples paredes de que consta la placa, forman una cámara de aire dentro de los canales internos que hacen aumentar el poder aislante en un porcentaje muy elevado, respecto al mismo material en placa sencilla. El policarbonato es un material muy ligero, comparado con el grosor de la placa; aproximadamente es 10 a 12 veces menos que el vidrio, a igualdad de espesor. Tiene gran resistencia al impacto ocasionado por granizo o piedras. Estas placas pueden adaptarse en frío a estructuras con perfiles curvos de radio suave. En los fabricados actuales en la pared, que queda en el interior, puede llevar un tratamiento anticondensación y antigoteo, que permiten el deslizamiento de las gotas de agua, sin que llueva sobre el cultivo. La duración de las placas de policarbonato celular está garantizada por los fabricantes en 10 años. Estas placas se rallan con objetos punzantes. 8.5.2.2.2.- Características de los plásticos flexibles Las películas de plásticos flexibles están revolucionando la agricultura al proporcionar materiales a bajo costo y con gran facilidad de manejo para cubrir los invernaderos. Son materiales sintéticos, compuestos generalmente por moléculas orgánicas, que corresponden a los materiales termoplásticos, aquellos que permiten ser sometidos a diferentes ciclos térmicos, con la propiedad de poder ser fundidos y solidificados tantas veces como sea necesario. Además son elementos ligeros cuya presentación comercial es en películas o filmes muy delgados, factor que facilita su transporte, colocación y manejo. Los plásticos flexibles consisten de una lámina flexible transparente o traslucida de una o varias capas de plástico, que se emplean para cubrir los invernaderos, a la que se le agregan una serie de aditivos para mejorar algunas de sus propiedades o características. Los materiales más utilizados como cubiertas flexibles en los invernaderos, son películas o filmes de policloruro de vinilo (PVC), películas de polietileno (PE) y películas de etileno vinilo de acetato (EVA). En la categoría de cubiertas flexibles también se puede considerar a las mallas sombra, las mallas antiáfidos y las pantallas térmicas, aunque no sean cubiertas impermeables al agua. Entre las propiedades más importantes de los plásticos agrícolas en general y para cubiertas de invernaderos en particular, se han considerado las propiedades radiométricas, que se refieren al comportamiento de los filmes en las distintas partes del espectro electromagnético, así como las propiedades mecánicas, aquellas que definen el comportamiento de los plásticos ante el esfuerzo o deformación, además del tiempo en que los materiales mantienen sus propiedades en los filmes a los que se les adicionan aditivos (Díaz et al, 2001). 173

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Las principales características de los principales plásticos para cubiertas se presentan en la tabla siguiente y en otras posteriores se dan algunos otros datos. Tabla 8.9. Porcentaje de transparencia a la radiación solar de las películas de plástico Tipo de lámina Politileno (PE) Polietileno térmico (Pet) Policloruro de vinilo (PVC) Etileno vinilo de acetato (EVA) Doble cubierta de polietileno

UV 78 - 84 90 72 -

Tipo de energía Visible IR cercano IR lejano 84 - 90 70 - 89 80 20 - 40 90 90 90 32 90 38 - 55 83 66

Global 90 90 90 83

Fuente: Papaseit, 1998

El mayor porcentaje de cubiertas flexibles corresponde a los polietilenos derivados del grupo de las Poliofinas, grupo en el que se ubican el etileno, el propileno y el acetato de vinilo, termoplásticos que se dividen en tres grupos según su densidad y estructura molecular. La estructura esta determinada por las cadenas de monómeros y las ramificaciones de los mismos. Tabla 8.10. Comparación de materiales flexibles para cubiertas de invernaderos CARACTERÍSTICAS

Polietileno (larga duración)

Polietileno (térmico)

E.V.A (2 láminas)

P.V.C (2 láminas)

Teraftalato de etileno

Densidad Peso (g/m2) Espesor (micras µ) Resistencia a la tracción (kg/cm2 a 23oC) Transmisión luz visible (%) Permeabilidad al infrarrojo onda larga (%) Duración promedio (años) Precios comparados (Base 100)

0.92 a 0.93

0.95

0.94 a 0.95

-

1.4

165

170

169 a 171

275

175

180

180

180

200

125

165 a 480

-

> 230

250

600 a 800

80 a 90

70 a 80

85

60 a 70

85 a 90

60 a 70

15 a 30

15 a 20

-

< 10

3a4

2a3

2a3

5

10 a 15

100

103 a 105

140 a 145

450 a 480

615

Fuente: Bernat et al, 1990

Las poliofinas se caracterizan en función de cuatro parámetros principales: 1) índice de fluidez, 2) densidad, 3) peso molecular, y 4) tipo y contenido de comonómeros (Papaseit et al, 1997). 1) Índice de fluidez Es la cantidad de polímeros expresada en gramos que pasa por un orificio calibrado bajo condiciones específicas de presión y temperatura durante diez minutos. Es una medida de la viscosidad del plástico sometido a condiciones normales y se relaciona con el peso molecular. Un elevado peso molecular corresponde a una alta viscosidad y por lo tanto a un

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bajo índice de fluidez. Este índice informa de la procesabilidad del polímero, así como las futuras propiedades mecánicas y ópticas del plástico. 2) Densidad La densidad corresponde a una valoración de la cristalinidad. La cristalinidad esta influenciada por el número y longitud de ramificaciones en la cadena de polímeros. Cuando mayor es la cristalinidad, mayor es la densidad. Tiene influencia sobre la flexibilidad, la permeabilidad y propiedades térmicas del polímero. 3) Peso molecular La distribución del peso molecular da una indicación de la amplitud de pesos que constituyen al polímero. Una distribución de pesos moleculares estrecha significa que el polímero está formado por cadenas de longitud muy similar. Una distribución ancha indica que las cadenas son de longitudes diferentes. 4) Tipo y contenido en comonómeros Se refiere a los distintos porcentajes de polímeros que se mezclan para formar un plástico. Con el etileno se puede mezclar acetato de vinilo para conseguir el etil acetato de vinil (EVA), que puede llegar a tener un 40 % de vinilo. El contenido de comonómeros afecta las propiedades mecánicas, ópticas y de soldadura de los plásticos. Los espesores más frecuentemente de los plásticos flexibles van de 100 a 200 micras o de 400 a 800 galgas. Los filmes de polietileno se fabrican en varios espesores entre 0.05 a 0.25 milímetros y ancho entre 1 y 12 metros. El PVC tiene espesores de 0.1 a 0.25 milímetros, con ancho de 1 y 4.2 metros, mismo que puede ser mayor mediante soldadura. Así mismo es posible encontrar materiales reforzados con tejidos de nailon y rayón (Tesi, 2005). Los plásticos flexibles son los materiales más empleados actualmente como cubiertas de invernaderos, túneles y acolchados, debidos principalmente a su bajo costo, a sus buenas propiedades mecánicas y a la facilidad para incorporar aditivos que mejoran su prestación. El polietileno (PE) el polipropileno (PP) y el policloruro de vinilo (PVC), son los termoplásticos de mayor consumo. Algunos de los espesores disponibles se ubican en la siguiente tabla. Tabla 8.11. Espesores medios más comunes de los filmes plásticos Tipo de plástico

Espesor Micras Galgas

Polietileno normal 100 Polietileno larga duración 180 Polietileno térmico de un año 100 Polietileno térmico de larga duración 200 Copolímero EVA de larga duración 200 Filmes para tres campañas 200 Fuente: Hewniger y et al, 1992; Cobos y López, 1998

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400 720 400 800 800 800

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En cuanto a la vida útil de los plásticos flexibles, en la siguiente tabla se presentan datos sobre la duración de diferentes películas, en la región de Almería, en el mediterráneo español, con una radiación anual de 145 kcal.cm-2.año-1, condiciones de luminosidad y radiación relativamente similares al noroeste de México (Hewninger et al, 2000). Cuadro 8.12. Duración de plásticos para invernaderos en Almería, España Tipo de plástico

Espesor Micras Galgas

Polietileno “normal” (sin aditivos) Polietileno “larga duración” Polietileno “Térmico larga duración” Copolímero EVA (12 % AV) Copolímero EVA (6 % AV)

150 180 200 200 100

600 720 800 800 400

Duración 6-8 meses 2 años 2 años 2 años 1 año

Fuente: Hewninger et al, 2000

En los últimos tiempos se han popularizado los plásticos llamados tricapa o coextruidos, que consisten de una capa de etil vinil acetato (EVA) en medio de dos capas de polietileno de larga duración, con lo que se consigue una combinación de las propiedades de ambos elementos y mayor duración. Más recientemente se han empezado a comercializar los plásticos pentacapa. La técnica de la coextrusión permite combinar propiedades que no pueden ser reunidas por un polímero único, las propiedades más comunes son la optimización de la termicidad, la estabilidad frente a las radiaciones UV y la mejora de las propiedades mecánicas, anti condensación y antipolvo (Núñez et al, 1998). A continuación se describen las principales características de los polietilenos, las películas EVA y las películas de PVC, principales plásticos flexibles utilizados en los invernaderos. 1) Películas de polietileno El polietileno de baja densidad es el polímero más difundo y el que ha sido objeto de las mayores mejoras. La preferencia otorgada por los cultivadores en invernadero a estos materiales está ligada con su precio reducido y con la fácil colocación debido a la baja elasticidad. En un principio se utilizaba el polietileno normal sin tratamiento, un plástico con escasa durabilidad y nulas propiedades térmicas, por lo que no se lograba modificar el microclima nocturno de los invernaderos. Posteriormente se han perfeccionado los materiales y aditivos, generando los polietilenos de larga duración y los térmicos, cuya característica principal es mayor resistencia a rayos UV, para el primer caso y la opacidad a la energía infrarroja larga o calor, en el segundo caso, con lo que se logro mantener mejores condiciones térmicas dentro de los invernaderos. Generalmente duran dos años en zonas de alta radiación ((Tesi, 2001; Infoagro, 2002).

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Tabla 8.13. Superficies, pesos y densidad de láminas flexibles Característica

Grosor (micras)

Polietileno de baja densidad

Policloruro de Acetato de vinilo (PVC) vinilo (EVA)

(PEBD)

Densidad (g/cm3)

Peso (g/m2)

Superficie (m2/kg.)

0.925 30 27 40 37 50 46 80 73 100 92 120 110 135 124 150 137 180 165 200 183 300 275 30 36.4 40 27.3 50 21.9 80 13.7 100 10.9 120 9.1 135 8.1 150 7.3 180 6.1 200 5.5 300 3.6 Fuente: Papaseit et al, 1997

1.3 39 52 65 104 130 156 176 195 234 260 390 25.6 19.2 15.4 9.6 7.7 6.4 5.7 5.1 4.3 3.8 2.6

0.925 28 37 46 74 93 111 125 139 167 185 278 36.0 27.0 21.6 13.5 10.8 9.0 8.0 7.2 6.0 5.4 3.6

La materia prima usada para la fabricación de polietileno es el gas etileno de alta pureza que se obtiene mediante la refinación del petróleo o gas natural. Para después obtener el polietileno mediante la polimerización del etileno, utilizándose en su fabricación varios procesos y sistemas catalíticos. La mayor parte del polietileno para invernaderos se fabrica por el proceso de alta presión y catálisis de radicales libres mediante peróxidos, (Núñez et al, 1998). La transparencia del polietileno está comprendida entre el 70 al 85 %, es decir, dentro del recinto cubierto por el material plástico se percibe entre un 15 a 30 % menos de luz que la que se recibe en el exterior. Es el material plástico que menos densidad tiene, por lo tanto el que menos pesa por unidad de superficie a igualdad de grosor. No se oscurece como ocurre con el PVC y el poliéster. Debido a su gran transparencia, da lugar a altas temperaturas en el interior del invernadero durante el día (Papaseit et al, 1997; Núñez et al, 1998). Atendiendo a su densidad los polietilenos se clasifican en; 1) baja densidad: < 930 kg.m-3, 2) densidad media: 930 – 940 kg.m-3 y 3) alta densidad: > 940 kg.m-3 (Idem).

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Tabla 8.14. Peso y superficie de plásticos de diferentes películas de plásticos Espesor Peso en gramos de un m2 Superficie en m2 de un kilo (Micras) Polietileno EVA PVC Polietileno EVA PVC 30 27 28 39 36.4 36.0 25.6 40 37 37 52 27.3 27.0 19.2 50 46 46 65 21.9 21.6 15.4 80 73 74 104 13.7 13.5 9.6 100 92 93 130 10.9 10.8 7.7 120 110 111 156 9.1 9.0 6.4 135 124 125 176 8.1 7.2 5.7 150 137 139 195 7.3 6.5 5.1 180 165 167 234 6.1 6.0 4.3 200 183 185 260 5.5 5.4 3.8 300 275 278 390 3.6 3.6 2.6 Fuente:

Núñez et al, 1998

En el mercado existen dos tipos de polietilenos de baja densidad, el normal que se obtiene por polimerización a temperaturas y presiones altas y el lineal que se fabrica a menores presiones y temperaturas. Este último presenta mayor resistencia mecánica y mayor capacidad de alargamiento, pero no se fabrica en grandes anchuras por lo que su empleo se reduce a cultivos forzados bajo túneles, donde su alta resistencia mecánica permite emplear películas de poco grosor, como 80 micras (Marcel, s/f). Para el cubrimiento de invernaderos se utiliza sólo el de baja densidad, con baja cristalinidad y alto peso molecular, que se traduce en bajo índice de fluidez. Una de las características del polietileno es que presenta un alargamiento antes de la rotura, cercano al 500 %. Un material se considera degradado cuando su alargamiento se ha reducido en un 50 % de su valor inicial. La degradación de las propiedades físicas del polietileno debido a la radiación ultravioleta es la principal causa de su envejecimiento. Así, el polietileno se degrada por la radiación UV y el oxígeno, por lo que la exposición permanente a la intemperie provoca su rotura al perder las propiedades mecánicas. Para evitar esto es común añadir, durante el proceso de fabricación, diversas sustancias, conocidas como aditivos, que son inhibidores del proceso de degradación. En el mercado existen tres tipos de polietileno, a) polietileno normal, b) polietileno normal de larga duración y c) polietileno térmico de larga duración. a) Polietileno normal Presenta muy poca opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo, así, es permeable en un 70 % a las radiaciones de longitud de onda larga que emiten el suelo y las plantas, motivo por el cual es poco térmico y mantiene poco la temperatura en el interior del invernadero, por las noches. En el polietileno transparente normal se forma una lámina de agua, con

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resultado de la transpiración de las plantas, que aunque tiene inconvenientes para los cultivos, retiene un poco el calor que emiten las plantas y el suelo durante la noche. La duración de estás películas en las cubierta de invernaderos no excede de un año, reduciéndose a 10 meses cuando la luminosidad es muy fuerte o prolongada y con oscilaciones térmicas considerables. Ello debido a que el polietileno normal no esta tratado con antioxidantes e inhibidores de rayos ultra violeta. b) Polietileno normal de larga duración Este tipo de polietileno tiene características idénticas al normal, con una duración de dos a tres años, según la luminosidad y el régimen de viento al que éste expuesta la lámina. Característica que se logra mediante la adición de elementos antioxidantes e inhibidores de la acción de los rayos ultravioletas. c) Polietileno térmico de larga duración El polietileno térmico de larga duración es un plástico tratado, que tiene la propiedad de no permitir la salida de las radiaciones caloríficas, tiene una permeabilidad del 18 % a las radiaciones de longitud de onda larga en grosores de 800 galgas. Esto permite a los invernaderos cubiertos con este material que se anule casi en su totalidad la inversión térmica y que las temperaturas mínimas absolutas sean de unos 2 ó 3 ºC más elevadas a las registradas en cubiertas de polietileno normal. El polietileno transparente térmico, por los aditivos que se emplean en su fabricación, tiene un gran poder de difusión de la luz, que en algunas marcas comerciales puede llegar al 55 % de la radiación luminosa que atraviesa la lámina de plástico; también, por la misma razón de los aditivos añadidos, tiene un buen efecto antigoteo. Los filmes de polietileno térmico tienen una gran dispersión de la luz y mejoran la opacidad a la transmisión de las radiaciones térmicas. Presentan una transparencia muy parecida a la del vidrio, la transmitancia de un filme nuevo de polietileno de una capa se sitúa entorno al 90 %, la de dos capas al 80 %. 2) Películas de etil-acetato de vinilo Actualmente se están fabricando los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA). Material que se sintetiza por calentamiento suave de etileno y acetato de vinilo (AV) en presencia de peróxidos. Esta formulación mejora las propiedades físicas del polietileno incluyendo su resistencia a la ruptura a bajas temperaturas y al rasgado. Su transparencia a la luz visible cuando el material es nuevo es más alta que la del polietileno térmico, la opacidad a las radiaciones térmicas depende del contenido de acetato de vinilo. La proporción usual en AV para agricultura oscila entre el 6 % al 18 %, siendo necesario del 15 al 18 % AV para conseguir un buen nivel térmico para un espesor de 0.15 a 0.20 mm. Resulta más caro que el polietileno térmico. Tiene una cierta tendencia a fijar el polvo con lo cual pierde luminosidad a lo largo del tiempo. De entre los filmes plásticos es el que presenta una resistencia más grande a los rayos UV (Núñez et al, 1998). 179

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Un mayor contenido en AV aumenta su opacidad al infrarrojo pero disminuye su resistencia mecánica. Esta formulación mejora las propiedades físicas del polietileno incluyendo su resistencia a la ruptura en bajas temperaturas y al rasgado. La transparencia de las películas de EVA a la luz visible, cuando el material es nuevo, es más alta que la del polietileno térmico, la opacidad a las radiaciones térmicas depende del contenido de acetato de vinilo, siendo necesario del 15 al 18 % de AV para conseguir un buen nivel térmico para un espesor de 0.15 a 0.20 mm. Resulta más caro que el polietileno térmico. De entre los filmes plásticos el EVA es el que presenta mayor resistencia a los rayos ultra violeta. Los diferentes tipos de este material se presentan en la siguiente tabla. Tabla 8.15. Porcentaje de transmisión de luz visible de diferentes copolímeros EVA (filmes de 200 micras) Copolímero 4 % AV incoloro 4 % AV amarillo 4 % térmico 9 % AV 15 % AV 18 % AV

Total 87.1 82.6 85.1 98.0 89.3 89.9

Directa 71.4 68.6 17.0 60.5 69.7 71.8

Difusa 15.7 14.0 68.1 28.5 19.6 18.0

Fuente: Papaseit; et al 1997

Respecto a la duración de la lámina como cubierta de invernaderos es de dos años para los grosores de 800 galgas y de un año para los grosores de 400 galgas. En las láminas de copolímero EVA con un alto contenido de acetato de vinilo (AV), son los recomendables para cubierta de invernaderos en lugares geográficos con excesiva luminosidad y temperaturas elevadas, por las grandes dilataciones que sufre este material (cuanto más porcentaje de AV mayor dilatación con calor), que posteriormente da lugar a bolsas de agua de lluvia y a la rotura por el viento. Los compuestos EVA se emplean en climas fríos y menos soleados. Su consumo es bastante reducido en comparación con el polietileno. Se usan capas de 50 micras (200 galgas) se aplica como doble capa de invernaderos (Hewninger et al, 2000). Los problemas más importantes que presentan los copolímeros EVA son su excesiva plasticidad ya que cuando se estiran no se recuperan, una gran adherencia al polvo lo que puede provocar reducciones de hasta un 15 % en transmisividad a la radiación solar y son difíciles de lavar debido a su alta carga electrostática. 3) Películas de cloruro de polivinilo Los filmes de cloruro de polivinilo (PVC), se han venido utilizando principalmente en Japón e Israel, su principal ventaja es una opacidad a la radiación térmica menor del 40 %, y una alta transmitancia a la radiación visible, aproximadamente del 90 %. En contra 180

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presentan los inconvenientes de alta densidad, por tanto mayor peso; el tamaño ya que no es posible hacer anchos de más de 2 ó 3 metros, tiene alta tendencia a fijar el polvo reduciendo significativamente la transmisión luminosa y baja resistencia al impacto, menor que la del copolímero EVA. Las películas de PVC se presentan también en la versión de PVC armados que consisten en una red interior que mejora las cualidades físicas de la lámina, a costa de reducir la transmitancia. Para mejorar su comportamiento se añaden antioxidantes, estabilizantes y absorbentes UV (Núñez et al, 1998). 7.5.3.- Los aditivos en plásticos agrícolas Un aditivo es una sustancia que se agrega a otras para darle cualidades de las que carece o para mejorar las que posee. En el caso de los plásticos se consideran aditivos a los materiales que van dispersos físicamente en la matriz polimérica sin afectar su estructura molecular. Los aditivos son compuestos químicos orgánicos o inorgánicos, de procedencia natural o sintética. Según ha ido creciendo el campo de aplicación de los plásticos, también lo ha hecho el mundo de los aditivos (Díaz et al, 2001). Los plásticos flexibles más modernos, para cubiertas de invernaderos, están formados por al menos tres capas, son las películas coextruidas, y cada capa puede llegar a contener hasta diez aditivos diferentes en distintas concentraciones y con variadas funciones incluso en cada capa, es fácil imaginar la complejidad que puede llegar a tener el diseño de formulaciones. Algo como cubrir un cultivo con un plástico, que podría parecer un hecho muy simple, encierra una complejidad tecnológica sorprendente. (Díaz et al, 2001). La clasificación más general de los aditivos para plásticos suele hacerse según su función y no en relación con su estructura química. Las funciones principales son las que se indican a continuación (Díaz et al, 2001): a) Facilitar o posibilitar el proceso de transformación: plastificantes, lubricantes, ayudantes de procesado, agentes de deslizamiento, antibloqueo, de expulsión, etc. b) Mejorar la combinación de componentes: compactibilizadores, agentes de acomodamiento, de curado, etc. c) Aumentar la resistencia a la degradación durante el proceso de transformación o la aplicación: estabilizadores térmicos, estabilizadores frente a la luz, etc. d) Mejorar las propiedades mecánicas: cargas minerales, refuerzos, modificadores de impacto, etc. e) Modificar la apariencia del producto: pigmentos, colorantes, agentes nucleares, et. f) Mejorar el comportamiento del producto final: biocidas, agentes antigoteo, antiniebla, antiestático, para retardar la llama, para suprimir el humo, etc. La clasificación más sencilla de los aditivos para plástico consiste en dividirlos en dos grupos principales, de acuerdo a si son aditivos que se emplean en el proceso o si son aditivos funcionales o de aplicación (Papaseit et al, 1997; Díaz et al, 2001). a) Aditivos de procesamiento. Este grupo consiste de aditivos que facilitan o hacen posible el proceso de fabricación y transformación de los plásticos.

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b) Aditivos de aplicación o funcionales. Proporcionan propiedades que los polímeros no tienen o potencian otras que ya posen. Este grupo está constituido por una serie de aditivos que se usan para obtener determinadas características de los filmes, con el fin de obtener las cualidades deseadas. El primer grupo lo integran aditivos antioxidantes, lubricantes, deslizantes, antibloqueo y ayudantes de procesado. Mientras el segundo grupo esta compuesto por estabilizadores frente a la luz o foto estabilizadores, de protección a medios ácidos, de bloqueo a la radiación infrarroja, cercana y media, modificadores de la relación rojo/rojo lejano, modificadores de la tensión superficial, de luminiscencia (Díaz et al, 2001). Aditivos antioxidantes. Son aditivos que se agregan para evitar la degradación de los plásticos durante el proceso de transformación, debido a las altas temperaturas que se alcanzan. Se emplean fenoles y los fosfitos de alquilo y de arilo. Aditivos lubricantes. Son sustancias que se agregan para obtener la viscosidad y el flujo apropiado del plástico y disminuir la adherencia del material a las partes metálicas del equipo. Los principales lubricantes son hidrocarburos (ceras, parafinicas, ceras microcristalinas y ceras polietilénicas), ácidos grasos y sus derivados, sales metálicas de ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos y amidas de ácidos grasos. Aditivos deslizantes. El deslizamiento es la capacidad que tiene un filme de resbalarse sobre sí mismo o sobre otra película. Es uno de los factores que ayuda a describir la facilidad con la que diferentes filmes se pueden separar después de ser recogidos y enrollados. Este efecto se consigue mediante aditivos incompatibles con las poliofinas, que emigran a la superficie y reducen la pegajosidad del plástico. Los aditivos aplicados son amidas de ácidos grasos como la oleamida y la erucamida. Aditivos antibloqueo. Los agentes antibloqueo reducen la posibilidad de que se peguen las capas de los filmes enrollados en las bobinas cuando se someten a presión o a un aumento de temperatura, este fenómeno de adhesión se llama bloqueo. Para evitarlo se añaden pequeñas cantidades de materiales micronizados que crean imperfecciones en la superficie de la película de manera que se impide el contacto entre las capas. Su efectividad depende del tamaño y la forma de sus partículas. Los agentes antibloqueo más importantes son sílices naturales o sintéticos como el caolín, el talco y el carbonato cálcico. Aditivos ayudantes de procesado. Productos que se aplican para lograr homogeneidad de las características y propiedades de las películas, en función de una óptima distribución y mezcla de todos los materiales. Aditivos estabilizadores frente a la luz o foto estabilizadores. También conocidos como aditivos que absorben la radiación ultravioleta (UV) y retardan el envejecimiento provocado por esos rayos. La radiación ultravioleta es la principal responsable de la degradación de los filmes agrícolas durante su exposición a la intemperie, resultando la degradación del filme y la pérdida de sus propiedades físicas y mecánicas. Como bloqueadores UV, se emplean 2-hidroxibenzofenonas, 2-hidroxifenilbenzotriazoles, 2hidroxifeniltriazinas, dióxido de titanio, dióxido de cerio y óxido de cinc. 182

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La foto degradación inicia con la absorción de luz en la región UV. La adición de foto estabilizadores es la forma más simple y eficaz de retrazar un envejecimiento. Los estabilizantes de la acción de los rayos UV, son los complejos o quelatos de níquel (II), denominados “Ni-quenchers”, este aditivo absorbe una parte de la radiación violeta, lo que provoca que los filmes que lo incorporan como foto estabilizador posean una tonalidad amarillo verdosa. El uso de este tipo de estabilizadores está disminuyendo debido a problemas ambientales y ante la aparición de alternativas menos agresivas los HALS (Hindered Amine Light Stabilizers) a base de aminas. Aditivos de protección a medios ácidos. En la transformación de las poliofinas es frecuente el empleo de antiácidos para neutralizar la acidez que pueda ocurrir a causa de impurezas. Tienen la función de mejorar la resistencia de los HALS frente al ataque de los productos ácidos derivados de los pesticidas, por lo tanto alargan su efecto foto estabilizador. Los estabilizadores son el óxido de cinc, así como hidroxicarbonatos de magnesio y aluminio. Aditivos para bloqueo de la radiación infrarroja cercana. Para la reducción de la transmisión de energía térmica solar no luminosa (NIR), comprendida entre los 760 y 2500 nm. Cuando la energía calorífica se evita empleando mallas o blanqueando las cubiertas, también se disminuye la radiación PAR (400 a 700 nm). Los pigmentos usados son micas, dióxido de titanio y sílice. Los plásticos tratados con pigmentos de interferencia provocan una reflexión de la radiación NIR. Aditivos para bloqueo de la radiación infrarroja media. Son los aditivos minerales, que se aplican para obtener lo filmes plásticos conocidos como térmicos o termo aislantes, que proporcionan características para retener la radiación infrarroja media, entre los 7 y 14 µm. reducen el riesgo de heladas en los cultivos bajo cubierta puesto que disminuyen las pérdidas de calor por radiación y mantienen un nivel térmico más alto dentro de los invernaderos que los filmes normales. También se emplean copolimeros EVA mediante mezclas o coextrucción ya que poseen bandas de absorción IR en el intervalo de longitud de onda de interés. Aditivos modificadores de la relación rojo/rojo lejano. La radiación comprendida entre 700 y 800 nm, correspondientes al rojo lejano estimula intensamente el crecimiento del tallo pero inhibe el desarrollo del follaje al reducir la concentración de clorofila. Por otra parte la radiación entre los 600 y 700 nm corresponde a la zona del rojo que inhibe el crecimiento del tallo y estimula el del follaje al aumentar el nivel de clorofila, por lo tanto aumentar la radiación en rojo y disminuir la del rojo lejano, es importante. Al respecto se esta trabajando sobre pigmentos, entre ellos cianinas, quinonas y complejos metálicos, siendo estos de un elevado costo. Aditivos para luminiscencia. Existen moléculas luminiscentes, que absorben energía a una determinada longitud de onda y la emiten a otra mayor casi instantáneamente, conocida como fluorescencia, o con un cierto retrazo, fenómeno llamado fosforescencia. Estos aditivos se incluyen para cambiar el espectro de la luz transmitida a través de los filmes, absorbiendo longitudes de onda poco aprovechables para las plantas y emitiendo otras más efectivas fotosintéticamente. 183

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a) Desplazamiento de la radiación ultra violeta hacia el visible para aumentar la radiación PAR transmitida, mediante blanqueo con pinturas y compuestos de tierras raras. b) Conversión de una parte de la radiación verde en roja con el mismo objetivo. Al respecto se han probado moléculas orgánicas que poseen un alto rendimiento de fluorescencia, que dotan al filme de un color naranja o rosa llamativo. No obstante, se dice que en el mercado no hay productos que cumplan satisfactoriamente los requisitos para usarse como aditivos luminiscentes. Aditivos modificadores de la tensión superficial. El polvo y la condensación de agua son dos efectos acumulativos que influyen negativamente en la transmisión de luz al interior de los invernaderos cubiertos por películas plásticas. El primero se presenta en la parte exterior y la condensación ocurre en el interior de los invernaderos. Se emplean dos tipos de aditivos; antiestáticos y antigoteo. a) Aditivos antiestáticos. El polvo es atraído por el plástico debido a la electricidad estática. Uno de los métodos que pueden usarse para reducir o eliminar la electricidad estática es incrementar la conductividad superficial de los polímeros mediante agentes antiestáticos que se incorporan al plástico o en la superficie del material. Los más importantes son derivados de ésteres ácidos grasos, aminas de ácidos grasos, entre otros. b) Aditivos anticondesación. El polietileno y los copolimeros EVA son hidrófobos debido a su estructura hidrocarbonada. Cuando el agua se condensa sobre la superficie interna del plástico lo hace en forma de gotas que impiden el paso de la luz. Para evitar la condensación y el goteo, se fabrican plásticos antigoteo. Para ello, también se aplican ésteres de ácidos grasos, sorbitano o glicerol. La duración de los aditivos antigoteo no pasa de una campaña (Muñoz et al, 1998) 8.5.4.- Otros materiales para cubierta Como ya se indicó, existen otras opciones para cubrir los invernaderos, aunque estas son protecciones parciales contra viento, el exceso de temperatura, radiación, granizo e insectos. Son las mallas antigranizo, las mallas anti insectos, mallas de sombreo y las pantallas térmicas aluminizadas. Ambas tienen la particularidad de permitir la entrada del agua de lluvia al interior de las estructuras. Con el uso de mallas de sombreo y pantallas térmicas, puede modificarse el clima de una estructura tipo invernadero, aproximándolo a las condiciones ambientales requeridas por el cultivo. Según el tipo de malla o pantalla, que se utilice, será el grado de modificación de la temperatura e iluminación y efecto de los vientos sobre las plantas. La porosidad de la malla, el tipo de material y el sistema de fabricación condicionan la intensidad de sombreo (Papaseit et al, 1997). 2) Cubiertas doble capa o capa térmica.

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Son aquellos invernaderos cuya estructura se cubre con una doble película de plástico, separada por una capa de aire a baja presión, que al inflarse tiene la finalidad de establecer una capa térmica de aire que disminuye la pérdida de calor por contacto del interior del invernadero hacia la atmósfera exterior. La doble capa se puede adaptar a la mayoría de las estructuras descritas, siempre y cuando los sistemas de sujeción de los plásticos garanticen un hermetismo apropiado de la cámara interior formada por la doble capa. Los invernaderos con doble capa presentan la ventaja de reducción de los costos de calefacción y establecen las condiciones para un mejor control de la temperatura. La desventaja principal es que reducen la transmisión de la luz solar en un 10 % aproximadamente con respecto a la cubierta de una sola capa del mismo material. 8.6.- El futuro de los materiales para construcción y cubiertas de invernaderos. En el futuro inmediato, los materiales de construcción de invernaderos serán por un lado metales cada vez más ligeros y resistentes. La soldadura se usará poco, empleando tornillos y bridas para unir, con baños de galvanización en piezas terminadas. Es posible que en algunos tipos de invernaderos se disminuya el metal mediante el uso de cables de acero y sistemas de sujeción de plástico a ellos. En sistemas de tutoreo se emplearan cada vez más los productos de plástico como postes. Los diseños estarán cada día más acordes a las condiciones climáticas. El mayor desarrollo de los invernaderos se espera en los materiales plásticos para cubiertas, donde cada día serán más comunes los plásticos con aditivos para diferentes funciones, plásticos tricapa y pentacapa para aprovechar las características de diferentes tipos de filmes. Así mismo se empiezan a usar los plásticos con mallas coextruidas que le dan mayor resistencia y durabilidad a las películas flexibles. Como ya se explico, mediante aditivos se puede cambiar el equilibrio de las relaciones energéticas de radiaciones con diferente longitud de onda en las bandas del visible y se puede alterar en el interior del invernadero mediante el uso de materiales de recubrimiento coloreados, definidos como "foto selectivos", que generalmente son realizados en láminas de policloruro de vinilo y polietileno. Estos plásticos son capaces de reducir la energía radiante, mediante absorción en correspondencia con una banda luminosa especial. Según el principio de complementariedad de los colores, al eliminar con un filtro las radiaciones correspondientes a un color dado, la luz que se transmita desde el filtro se compondrá principalmente de radiaciones correspondientes al color complementario al eliminado. Además, estos materiales de foto selectividad específica, si por un lado condicionan la luz, por el otro no parecen influir en el rendimiento térmico o en la temperatura interior de la instalación en medida diferente a los incoloros (Euroagro, 2000). 8.7.- Bibliografía citada y consultada

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Bastida T., A. y Ramírez A., J. A. 2002. Invernaderos en México. Diseño, construcción y manejo. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bastida T., A. 2006. Manejo y operación de invernaderos agrícolas. Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, México. Bernart J., y col. 1990. Invernaderos: Construcción, manejo, rentabilidad. Editorial Aedos. España. Cobos D., J. J. y López, J. C. 1998. Filmes plásticos como materiales de cubierta de invernadero. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. COEEPLA. (Confederación Española de Empresarios de Plástico). S/f. Los plásticos, factor clave en el desarrollo social y material del ser humano. CNCP. 2008. Norma Mexicana NMX-E-255-CNCP-2008. Invernaderos - Diseño y Construcción - Especificaciones. Centro de Normalización y Certificación de Díaz S., T. et al. 2001. Los filmes plásticos en la producción agrícola. Mundi prensa. Madrid, España. EUROAGRO. 2000. Efectos agronómicos de los filmes foto selectivos sobre los cultivos. Jornadas sobre plasticultura. http://www.cepla.com/euroagro/8/8.html Garnaud, J. C. 1992. 500 años después: La plasticultura. Actas del XII Congreso Internacional de Plásticos en la Agricultura. CEPLA. Granada, España. Hewitt, P. G. 1995. Física conceptual. Addison-wesley iberoamericana. Hewninger, F. et al. 2000. Características de los plásticos utilizados en la protección de cultivos. http://www.cepla.com/1.html López G., J. 1995. Aplicaciones de los plásticos en las tecnologías agrarias. Actas del I Simposium Iberoamericano sobre "Aplicación de los plásticos en las tecnologías agrarias" CEPLA. Almería, España. Papaseit, P., et al. 1997. Los plásticos y la agricultura. Ediciones de horticultura. España. Matallana G., Antonio y Montero C., Juan I. 1988. Invernaderos. Diseño, construcción y ambientación. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Martínez G., P. F. y Bimbo, P. s/f. Materiales plásticos para cubierta de invernadero. Datos para la selección y efectos sobre los cultivos. España. Martínez, P, F. 2002. Materiales plásticos para cubiertas de invernaderos. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. Valencia, España. Martínez M., F. 1995. Manual básico de diseño, construcción y operación de invernaderos y viveros. Oasis, consultoría. Morelos, México. Maroto B., J. V. 1990. Elementos de horticultura general. Mundi-Prensa. España. Molina H., J. El papel de la agricultura intensiva en la economía de la provincia de Almería. In Técicas de producción en cultivos protegidos. Tomo 1. Instituto Cajamar. Almería. España. Muñoz, P. y col. 1998. Estructura de invernaderos. Tipología y materiales. Curso superior de especialización sobre Tecnología de Invernaderos II. Dirección General de investigación y Formación Agroalimentaria de la Junta de Andalucía. Almería, España. Núñez, J. 2000. Filmes plásticos para cubiertas y acolchados. Novedades agrícolas S. A. Murcia, España.

186

Aurelio Bastida Tapia

Serrano C., Z. 1994. Construcción de invernaderos. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. Sánchez P., M. y col. 2001. Estudio de la demanda de inputs auxiliares: Producción y manipulación en el sistema productivo agrícola almeriense. Instituto de Fomento de Andalucía. Almería, España. Tesi, R. 2001. Medios de protección para hortoflorofruticultura y el viverismos. Versión española de J. M. Mateo Box. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 288 p. Valera M., y col. 1999. Los invernaderos de Almería: Tipología y mecanización del clima. Universidad de Almería. Almería, España. Wasijerber, D. 1992. Diseño de una película para invernaderos con soporte de cable. Actas del XII Congreso Internacional de Plásticos en la Agricultura. CEPLA. Granada, España Direcciones electrónica Infoagro, 2002. http://www.infoagro.com/ Proyecto Edén. (http://www.playafun.com/eden/pg2.html) http://www.nortecastilla.es/canalagro/datos/industria_auxiliar/plasticos3.htm http://www.cepla.com/euroagro/8/8.html http://www.ediho.es/horticom/tem_aut/plastic.html http://www.ediho.es/horticom/tem_aut/invernad.html

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