Exposición

1. Distribución espacial de la
temperatura del aire y la humedad
relativa en invernaderos afectada por
la sombra externa en climas áridos
Molina Espinoza Haydeé
Molina Fimbres Marian
Universidad de Sonora
Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia
Operaciones Unitarias II
Profesor: Marco Antonio Núñez Esquer
Semestre 2022-02
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2. Distribución espacial de la temperatura del aire y la humedad
relativa en invernaderos afectada por la sombra externa en
climas áridos
Hesham A. Ahmed1 , TONG Yu-xin2 , YANG Qi-chang2 , Abdulellah A. Al-Faraj3, Ahmed M.
AbdelGhany4
1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of
Agricultural Sciences, Beijing 100081, P.R.China
2. Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural
Structures, Beijing 100081, P.R.China
3. Department of Agricultural Engineering, College of Food and Agriculture Sciences, King
Saud University, Riyadh 11451, Saudi Arabia
4. Department of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, Sana’a University, Sana’a
2124, Yemen
Journal of Integrative Agriculture 2019, 18(12): 2869–2882
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3. ÍNDICE
● Introducción --------------------------------------------------------------------- 4
● Métodos y Materiales ------------------------------------------------------------ 6
● Resultados ------------------------------------------------------------------------ 10
● Discusión -------------------------------------------------------------------------- 24
● Conclusión ------------------------------------------------------------------------ 25
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4. INTRODUCCIÓN
La distribución de la temperatura del aire y la
humedad relativa en un invernadero (Tin y RHin) son
dos de los principales factores que influyen en la
uniformidad del crecimiento de las plantas y la
productividad de los cultivos.
La radiación solar transmitida al invernadero es la
fuente primaria del calor sensible, lo que conduce a
una incremento en el Tin y su variación.
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5. ● Un sistema de enfriamiento por evaporación, consta de una almohadilla
húmeda y ventiladores, puede mantener la Tin a 8–10 °C menor que la
temperatura del aire fuera del invernadero (Tout).
● El sombreado reduce la radiación solar transmitida y puede mantener el estaño
en un nivel adecuado para el crecimiento de las plantas.
Sin embargo, el principal objetivo de este estudio es evaluar la distribución espacial
del Tin y RHin como afectados por sombreado externo junto con un sistema de
enfriamiento evaporativo en el clima árido.
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6. MÉTODOS Y MATERIALES
1. Invernaderos y Montaje Experimental
Los invernaderos se orientaron en dirección Norte (N)-Sur (S) en la Estación
Experimental y de Investigación Agrícola, Departamento de Ingeniería Agrícola,
Universidad King Saud (Riyadh, Arabia Saudita, 46°47´E y 24°39´N) .
Los invernaderos se enfriaron con dos sistemas de enfriamiento por evaporación
idénticos (panel húmedo y ventiladores).
Durante el experimento, se controló el sistema de enfriamiento para operar si la Tin
alcanza una temperatura de punto de referencia de 28°C, así como colocar
sombreado en solo un invernadero.
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7. 2. Mediciones y cálculos
● Temperatura del aire y humedad relativa
La Tin y la HRin se midieron en dos niveles horizontales, a saber, a 1 m (H1 ) y
3 m (H2 ) por encima del suelo del invernadero.
Las T y RH se midieron utilizando sensores combinados de registro de datos
de temperatura y humedad en intervalos de 1 min, se promediaron y
registraron cada 5 min.
● Radiación Solar
El sensor SR se montó en un mástil metálico de 4 m de altura sobre el nivel
del suelo. Los valores de SRin y SRout se midieron a intervalos de 30 s, se
promediaron cada 5 min y se registraron en un registrador de datos.
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8. ● Estimación de la eficiencia de refrigeración
Se determinó como la relación entre la temperatura del aire de entrada después
de pasar a través de la almohadilla de enfriamiento y la caída máxima bajo el
aire condiciones de saturación.
● Análisis estadístico
Se describió y analizó la distribución espacial de la Tin y RHin en base a tres
direcciones.
- Distribución horizontal a lo largo de la longitud del invernadero.
- Distribución horizontal a lo largo del ancho del invernadero.
- Distribución vertical a lo largo de la altura del invernadero.
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9. Invernaderos utilizados en el experimento y montaje experimental.
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10. RESULTADOS
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11. PARÁMETROS AMBIENTALES DEL
CLIMA ÁRIDO Y DEL INVERNADERO
RADIACIÓN SOLAR
Valor máximo: 813 W/m^2
Valor promedio: 417 W/m^2
Porcentaje de reducción:
50% (209 W/m^2) sin sombra externa
75% (106 W/m^2) con sombra externa y
cubierta.
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12. PARÁMETROS AMBIENTALES DEL
CLIMA ÁRIDO Y DEL INVERNADERO
TEMPERATURA DEL AIRE
Invernadero sin sombra:
Valor promedio: 32°C
Invernadero con sombra:
Valor promedio: 29°C
Cuando la radiación solar aumentó de
200-800 W/m^2:
ΔTin-c: 32.5°C - 28°C
ΔTin-s: 30°C - 28°C
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13. PARÁMETROS AMBIENTALES DEL
CLIMA ÁRIDO Y DEL INVERNADERO
HUMEDAD RELATIVA
Invernadero sin sombra:
Se redujo de 84-55% (6:00-8:30)
Valor promedio: 50% (8:30-18:00)
Reducción con la RS (200-800 W/m^2):
75-55%
Invernadero con sombra:
Se redujo de 73-52% (6:00-8:30)
Valor promedio: 50% (8:30-18:00)
Reducción con la RS (200-800 W/m^2):
60-55%
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14. PARÁMETROS AMBIENTALES DEL
CLIMA ÁRIDO Y DEL INVERNADERO
EFICIENCIA DE ENFRIAMIENTO
Invernadero sin sombra: 45%
Invernadero con sombra: 57%
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15. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN DE LOS VENTILADORES
A 1 metro de altura:
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16. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN DE LOS PAD-FANS
A 3 metros de altura:
● La uniformidad de Tin y HRin decreció.
● Tin aumentó y HRin disminuyó.
● En el invernadero sin sombra Tin, máx= 35.8°C y HRin, mín: 38.3%, se obtuvieron a la
mitad del invernadero a las 12:00.
● En el invernadero con sombra Tin, máx= 33.4°C y HRin, mín: 39.2%, se obtuvieron a la
cerca de los ventiladores.
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17. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN DE LOS VENTILADORES
17

18. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN DE LOS VENTILADORES
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19. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN E-W
A 1 metro de altura:
19

20. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN E-W
A 3 metros de altura:
20

21. DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL DE Tin y HRin EN
LA DIRECCIÓN E-W
21

22. DISTRIBUCIÓN VERTICAL DE Tin y HRin
TEMPERATURA
● Variaciones verticales más notables (12:00): Tin sombra, máx: 28.2°C (1m) y 33.7°C
(3m).
● Al aumentar la RS (200-800 W/m^2):
ΔTin, sin sombra: 29-35.9°C
ΔTin, con sombra: 29-33.2°C
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23. DISTRIBUCIÓN VERTICAL DE Tin y HRin
HUMEDAD RELATIVA
● Invernadero sin sombra:
1m: 55%
3m: 40%
● Invernadero con sombra:
1m: 57%
3m: 40%
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24. ● La alta radiación solar (1000 W/m2), temperatura exterior (hasta 47°C) y baja
humedad relativa (>20%) son las características más importantes del clima árido.
● La distribución horizontal de Tin y HRin a los 3m es menos uniforme que a 1m en la
dirección de los ventiladores.
● La distribución horizontal de Tin en la dirección E-W es menos uniforme.
● La orientación del invernadero no tiene efecto en la distribución de HR.
● Los valores de Tin y HRin varían verticalmente gracias al gradiente natural de
temperatura en el invernadero.
DISCUSIÓN
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CONCLUSIÓN
1. En climas áridos la radiación solar tiene mayor
efecto en la distribución espacial de T y HR.
2. La sombra externa redujo la distribución
espacial de T y HR.
3. La distribución vertical fue mayor que la
distribución en la dirección de los ventiladores.
4. La distribución vertical es fundamental,
especialmente para cultivos altos.
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26. GRACIAS POR SU
ATENCIÓN
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