Abstract

ESPINAL-MONTES, Verónica et al. Determinación de los gradientes térmicos nocturnos en un invernadero usando dinámica de fluidos computacional. Agrociencia [online]. 2015, vol.49, n.3, pp.233-247. ISSN 2521-9766.

En regiones con climas secos y templados, como los del centro y norte de México, los productores de cultivos en invernadero enfrentan temperaturas nocturnas bajas, que se agudizan en algunas temporadas del año. En un invernadero éstas pueden contrarrestarse con sistemas de calefacción; pero cuando no se tiene el recurso, el ingreso de aire frío se evita con el cierre de ventanas. El objetivo del presente estudio fue desarrollar un modelo basado en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para evaluar las variaciones de temperatura y flujo de aire nocturno en un invernadero en dos escenarios: ventanas laterales cerradas y abiertas. Los datos usados en las simulaciones fueron recolectados durante el invierno de 2012, en un invernadero tipo sierra con cubierta de polietileno y un área de 1 834.65 m², localizado en la unidad agrícola experimental de la Universidad Autónoma Chapingo. Las simulaciones se realizaron con el programa comercial CFD ANSYS-Fluent y un modelo 3D. Para establecer las condiciones de frontera y validación del modelo, se midió la temperatura del aire, cubierta y suelo dentro del invernadero. Los resultados experimentales y las simulaciones presentaron un efecto de inversión térmica, en el cual la temperatura del invernadero fue menor que la exterior. La simulación del invernadero con ventanas cerradas mostró una inversión térmica promedio de 3.1 K y los datos experimentales de 3.3 K; con ventanas abiertas el modelo CFD predijo una inversión térmica de 0.8 K. La apertura de ventanas permitió la circulación del aire, lo cual equilibró la temperatura interior con la exterior. Los resultados mostraron la capacidad de CFD para simular con precisión el microclima del invernadero, y por lo tanto su aplicación en el diseño y manejo de invernaderos.

Keywords : Modelo numérico; inversión térmica; CFD.