Un equipo de la Escuela Superior de Ingeniería de la Universidad de Almería (UAL) desarrolla un modelo de monitorización de invernaderos tipo Almería, para calcular la resistencia necesaria y aguantar ante la inclemencias del clima.
Las lluvias torrenciales en el Sureste de la Península Ibérica son un fenómeno recurrente, cuya frecuencia e intensidad se están incrementando debido al cambio climático.
Los daños que causan en construcciones e infraestructuras son cada vez mayores, y se notan de manera muy especial en el sector de la agricultura intensiva bajo invernadero, un sector que es motor económico de esta zona, especialmente en la provincia de Almería, que cuenta por millones de euros los daños ocasionados por las popularmente conocidas como gotas frías y granizadas.
Estos fenómenos extremos ponen a prueba la resistencia de las estructuras de los invernaderos tipo Almería. Y a pesar de que la técnica de construcción de estas estructuras para la agricultura protegida resulta bastante efectiva, todavía falta dar una serie de pasos más, para alcanzar un diseño de invernadero robusto, que resista las inclemencias climatológicas de un entorno semiárido, en el que los fenómenos extremos se incrementan y recrudecen, y además están sometidos a cambios de temperaturas muy elevados y vientos bastante fuertes.
Comportamiento de los invernaderos tipo Almería
Araceli Peña, Mercedes Peralta y Patricia Marín, investigadoras de la Escuela Superior de Ingeniería de la UAL, firman un estudio novedoso, publicado en la revista Sensors, en el que analizan el comportamiento estas estructuras ante los fenómenos atmosféricos.
Estas investigadoras han desarrollado un sistema de monitorización de las estructuras de los invernaderos tipo Almería, con el que se pueden conocer las fuerzas y tensiones a los que se ven sometidos por lluvias, granizo, viento y los cambios de temperatura. Una información de gran valor, para avanzar en el diseño de los invernaderos y conseguir un modelo constructivo que permita salvar las inclemencias de un clima tan agresivo como el del Sureste español.
Sistemas de última generación para el seguimiento de invernaderos
Para ello, se han empleado sistemas de última generación para el seguimiento de la evolución de las estructuras de los invernaderos, y que se basan en células de carga, para medir las resistencias a las que son sometidas; y técnicas de visión artificial, que han permitido calcular los desplazamientos que sufre todo el entramado que forma un invernadero tipo Almería, como los que han sido objeto de análisis en esta investigación, en la que se ha establecido una colaboración entre el centro de investigación de la Universidad de Almería, CIAIMBITAL, al que pertenecen Araceli Peña y Patricia Marín; el Departamento de Informática, al que está adscrita Mercedes Peralta.
“Desarrollamos una metodología de cálculo que simule lo mejor posible el comportamiento real de estas estructuras, y para ello es necesario conocer las fuerzas que se desarrollan en cada uno de los elementos resistentes en condiciones reales de campo para poder validarla”, explica Araceli Peña, que añade que el motivo de adentrarse en este ámbito de estudio no es otro que “optimizar cada uno de sus elementos, con el objetivo de mejorar su capacidad resistente, a la vez que optimizar costes”, y, al mismo tiempo, evitar las pérdidas que sufre el sector cada vez que una tormenta hace que colapsen invernaderos.
Para ello, ha establecido las bases para el desarrollo de un sistema de monitorización que aporte datos fiables, en el que se han empleado dispositivos de medición de carga, para los elementos estructurales, compuestos por el sistema de cables y las columnas; y un dispositivo con el que se han medido los desplazamientos sufridos por las columnas, para lo que se han empleado cámaras fotográficas. Con todo ello se ha obtenido una información del comportamiento estructural del invernadero, datos que se pueden emplear para validar futuros modelos de cálculo de las estructuras.
Datos de invernaderos tipo Almería en tiempo real
Con este trabajo se ha conseguido “conocer en tiempo real cuáles son las fuerzas y desplazamientos que se están desarrollando en las trenzas de alambre (correas de cubierta y pórticos resistentes) y pilares de acero bajo condiciones de carga de trabajo”, dice Peña.
Hasta ahora no había ningún tipo de norma o cálculos estándar, que tomar como referencia a la hora de levantar uno de estos invernaderos, y todo se confiaba a la pericia y la experiencia de los constructores de estos invernaderos.
Con esta monitorización se avanza hacia una manera de construcción de invernaderos ‘más científica’, ya que, como asegura la investigadora principal de este estudio, “obtenemos un modelo mejorado de invernadero donde cada parte de la estructura es identificada en base a las tensiones de trabajo en cada área de la misma”.
Invernaderos sustentados por una rejilla de cables
Estos invernaderos se mantienen en pie gracias a una rejilla de cables compleja, sin embargo, el modelado o cálculo de la estructura resulta muy complicado, debido a la cantidad de uniones que presentan.
Los ensayos para el desarrollo de este estudio científico se desarrollaron a escala real, en un invernadero tipo Almería de la finca experimental que la Universidad de Almería comparte con Anecoop. Y se ha elegido este tipo de invernadero porque representa cerca del 95 por ciento de todos los instalados en Almería.
Las tomas de datos se realizaron en múltiples periodos de tiempo, con el objetivo de obtener la imagen más completa posible de las cargas y fuerzas a las que se ven sometidos este tipo de instalaciones para la agricultura intensiva.
Cambios diarios en las estructura de los invernaderos
Los datos registrados durante el análisis han demostrado que la estructura de los invernaderos es susceptible a los cambios diarios de temperatura y, en menor medida, también a los de viento.
El equipo de la Escuela Superior de Ingeniería almeriense ha calculado que la fuerza que ejercen los cables disminuye hasta un 22 por ciento, para un aumento de temperatura de 30 grados centígrados. Mientras que la fuerza de compresión baja un 16 por ciento en las columnas o pilares, con un incremento de la temperatura de 25 grados y un aumento del viento de 1,9 metros por segundo.
Se trata de cifras que podrían comprometer la seguridad de la instalación y que, gracias a este sistema, podrían ser corregidos con un diseño de la estructura mucho más sólido.
Con este trabajo de la Escuela Superior de Ingeniería de la UAL se ha demostrado que las estructuras de los invernaderos se ven sometidas a más fuerzas de las que se pensaba y que el conjunto de fenómenos meteorológicos, no solamente la lluvia, afectan a la seguridad de estas instalaciones.
Estos invernaderos han significado mucho para Almería, provincia a la que han sacado de los puestos de cola, y cada vez que cae o se deteriora uno es un golpe para el sistema, de ahí la importancia de trabajos como éste, que contribuyan a establecer unos criterios para la normalización de la construcción de invernaderos en la provincia de Almería.
