Estudio de la interacción dinámica entre el clima y la estructura del invernadero multitunel, para los cultivos de cebollín (allium shoenoprasum), menta (mentha spicata) y orégano (origanum vulgare) en la región de oriente antioqueño colombiano.

Zusammenfassung

El principal objetivo de este trabajo ha sido evaluar el comportamiento climático del Invernadero Multitunel, para tres diferentes alturas y su relación con la producción en los cultivos de Cebollín (Allium Schoenoprasum), Menta (Mentha Spicata) y Orégano (Origanum Vulgare). La investigación fue realizada en la finca Agroxue, ubicada en el municipio de Carmen de Viboral en la zona del oriente antiqueño de Colombia. Cada uno de los invernaderos consta de cuatro módulos de 6.8 m de ancho por 56 m de largo para un área total de 1523.2 m con alturas mínimas de canal de 2m (Invernadero 1), 2.5 m (Invernadero 2) y 3m (Invernadero 3). En los tres invernaderos se sembraron 11 camas de cada uno de los cultivos para un total de 33 camas por invernadero. El periodo de las mediciones fue desde el 5 de enero de 2012 hasta el 21 de enero de 2015. Las variables de entrada para el estudio fueron la temperatura y la humedad relativa en cada uno de los invernaderos, datos que fueron tomados con dataloggers Extech RTH10 en intervalos de media hora durante todos los días del intervalo de tiempo mencionado. La variable de respuesta fue la producción de cada uno de los cultivos, medida como kilogramos de peso fresco cosechado y cuya medición fue realizada mediante una balanza digital marca Ohaus de 0 a 100 Kg de capacidad y precisión de ±1 gr. Teniendo en cuenta que los ciclos de cada cultivo son distintos, para el cebollín se tomaron datos de 28 cortes o cosechas, mientras que para la menta y el orégano 30 cortes. El proyecto global de la finca Agroxué, compuesto por los tres invernaderos y los tres cultivos, fue evaluado económicamente por medio de los métodos del Valor Presente Neto, la TIR y la relación Beneficio/Costo, empleando como tasa de descuento el costo ponderado de capital o WACC por sus siglas en inglés (Weighted Average Cost of Capital) calculado por el método del CAPM (Capital Asset Pricing Model). Igualmente se analizaron los invernaderos estructuralmente según los criterios de diseño de la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR- 10. Se realizó el análisis matricial para cada modelo utilizando el programa de análisis estructural STAAD¿PRO. Ambos estudios se realizaron con el fin de evaluar la sostenibilidad y sustentabilidad del proyecto. Por último se realizó un análisis estadístico para evaluar la relación entre las variables de clima (variables de entrada) y la producción (variable de salida). Para ello se empleó el paquete estadístico SPSS con el cual se realizaron tres análisis: regresión lineal, correlación y heterocedasticidad, todos con un nivel de significancia del 5%. La evaluación económica dio como resultado que el proyecto fue viable por los tres métodos utilizados con un VPN de $24,165,510, una TIR de 15.41% y una relación B/C de 1.06. Los tres métodos evaluados con un WACC resultante de 9.76%e.a.. Todas las estructuras cumplieron con los requisitos de la Norma NSR-10 en lo referente a esfuerzos admisibles de los materiales, pero no cumplen con las exigencias en cuanto a desplazamiento. El Invernadero NO está obligado a cumplirla, ya que esta no se tiene en cuenta para edificaciones de más de dos pisos como lo indica la misma norma Las temperaturas promedio arrojaron los siguientes resultados: 16.40°C, 16.69°C y 17.82°C para los Invernaderos 1, 2 y 3 respectivamente. Por su parte, en el mismo orden, las humedades relativas promedio fueron 84.76%, 83.90% y 81.80%. En cuanto a producción, al comparar el invernadero 3 con el invernadero 1, se produjo un incremento de 5.01%, en la producción de cebollín, de 5.38% en la producción de menta y de 4.44% en la producción de orégano, para un incremento global de producción de 5% que se traduce en un incremento de ingresos monetarios de 4.96%. Los resultados del análisis estadístico reflejaron tres hechos relevantes: en primer lugar se encontró una relación lineal significativa entre la temperatura y humedad relativa interna de los invernaderos con la producción obtenida en cada uno de los cultivos. En segundo término, se encontró correlación positiva entre la temperatura y la producción de los tres cultivos y correlación negativa entre la humedad relativa y la producción. Por último, el análisis de heterocedasticidad arrojó que se presentaron diferencias significativas en las varianzas de los datos de clima, lo cual permite concluir con un nivel de confianza del 95% que el cambio de alturas de 3 m a 2 m generó un microclima diferente entres los invernaderos que a su vez permitió obtener un incremento de producción del 5% a nivel global en los tres cultivos. Esta investigación se constituye como un primer avance en el estudio de control climático en invernaderos para cultivos de aromáticas en Colombia. Se recomienda continuar con investigaciones de éste tipo que ayuden a encontrar prácticas que ayuden a mejorar la producción de los cultivos de aromáticas bajo invernadero en Colombia mediante el adecuado manejo del clima interno.