Diana Cristina Díaz, doctora en Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), implementó por primera vez en el país un modelo matemático que predice el clima dentro de los invernaderos, según las características de los objetos que lo componen y la temperatura exterior.

“Para determinar cuáles deben ser las condiciones de un invernadero que resista a los fenómenos climáticos, actualmente se adecuan los cultivos utilizando diferentes tipos de cubierta o cambiando condiciones de temperatura interior, con el fin de comparar los diversos escenarios para decidir cuál es la mejor estrategia que protege el cultivo”, menciona la doctoranda. Además, este procedimiento requiere mucho tiempo (mínimo un mes), implica una alta inversión económica (unos 15.000 pesos) y tiene un alto porcentaje de error.

Sin embargo, la herramienta pronostica, con tan solo incluir datos del clima exterior y las características de los objetos, el ambiente dentro del invernadero.

La investigadora estudió la climatología de las zonas con mayor producción bajo invernaderos en el país, entre ellas Antioquia, Boyacá, Santander, Cundinamarca, Caldas, Risaralda, Quindío, Cauca y Nariño, mediante un análisis de cluster, el cual determina las regiones que presentan comportamientos climáticos similares.

Luego de analizar factores como la precipitación, la humedad relativa, el brillo solar y la altitud de cada zona, hacia los llanos y la zona sur del país se producen sistemas sinópticos de la Amazonia (conglomerados de nubes), que generan precipitaciones durante la mayoría del año.

El Pacífico, debido a la humedad proveniente del océano, se caracteriza por ser una de las zonas más lluviosas del planeta; no obstante, el clima de los departamentos más cercanos al Caribe está influenciado por ondas, tormentas y ciclones tropicales que actúan con mayor fuerza en la segunda mitad del año.

“El conocimiento de estos procesos fue importante para entender las condiciones climáticas y meteorológicas del área de estudio. Conocer que cada una de estas zonas tiene un comportamiento diferente, nos ayudó a determinar cómo debería ser el invernadero que se instale en cada región porque no servirá el mismo en todos los departamentos”, anota la investigadora.

Con base en esta información crearon el modelo matemático, para ello se utilizó “R” como lenguaje de programación. Este consistió en formular una ecuación diferencial no lineal para determinar la temperatura de cada objeto dentro del invernadero, como el suelo, la cubierta, el aire y los flujos de calor sensible y latente.

Para plantear la ecuación de cada objeto, la experta tuvo en cuenta factores relevantes, a saber, la presión de vapor, la concentración de CO2, el índice de área foliar (el espacio que ocupa las hojas del cultivo), la radiación global externa, la velocidad del viento, la humedad, la temperatura del aire y la temperatura de las capas del suelo.

Gratuita y de fácil configuración

Para probar si el modelo matemático era efectivo al momento de predecir el desempeño climático que tendrían los invernaderos bajo diferentes condiciones del clima, se empleó en dos invernaderos, uno ubicado en ambiente frío y otro, en clima templado, los cuales contaban con ventilación natural y presencia de cultivo.

Para ello, fue adaptado el modelo a dos invernaderos, uno en Chía (Cundinamarca) y otro en Santa Sofía (Boyacá), los cuales  forman parte del Centro de Biosistemas de la Universidad Jorge Tadeo Lozano; de allí se tomó la información que arrojó el programa para determinar si era similar a los datos reales.

Así, en zonas frías, las épocas más críticas para los agricultores son aquellas de temperaturas muy bajas durante la noche y la madrugada. En zonas templadas, aunque el invernadero tradicional mantiene una temperatura ideal durante el día, en la noche puede disminuir.

Con la ayuda de la herramienta, Diana Cristina Díaz, también simuló cómo se adaptaría el clima de los invernaderos si se cambiaban los objetos que lo componían, como el área de ventilación o el material de cubierta.

“La validación resultó exitosa, con este modelo se podrán optimizar los invernaderos para que en verdad cumplan la función de proteger el cultivo en condiciones extremas sin gastar tiempo y dinero montando uno nuevo”, anotó la investigadora.

Cada vez que los agricultores necesiten hacer uso del modelo, solo deberán medir el clima promedio en la zona y programar la configuración de los objetos que lo componen, con el fin de determinar si tendrán la temperatura ideal para tener un cultivo exitoso.

Además, la herramienta funciona en código abierto, es decir, no tiene licencia y podrá ser utilizada por quien la necesite de forma gratuita. Hasta ahora el tipo de programas que existían debían comprarse o adquirirse a través de convenios.

La eficacia del método sigue siendo probada, esta vez en el proyecto “Fortalecimiento de la competitividad del sector floricultor colombiano mediante el uso de ciencia, tecnología e innovación aplicadas en Cundinamarca”, financiado por Colciencias, la Gobernación de Cundinamarca, Ceniflores y Asocolflores.

Según la joven investigadora, los floricultores pertenecen a uno de los gremios que más hace uso de invernaderos, también generan empleo y es vital que utilicen esta herramienta para fortalecer sus cultivos.