Información General

La necesidad de la creación de una especialidad en invernaderos se remonta al año 1998 cuando la Universidad inició investigaciones y desarrollos en dicha área. A la fecha, la universidad ha visto el desarrollo de una industria pujante y que crece a ritmos muy acelerados. Una de las dificultades de dicha industria es el no contar con expertos en el país que apoyen sus instalaciones, es por ello que se observa una cantidad de extranjeros que llegan a instalarse como gerentes de producción en detrimento de la ocupación de mexicanos. Es por ello la necesidad no sólo de generar tecnología para esta industria sino a la vez la formación de cuadros especializados en esta área.

La producción de cultivos bajo invernadero es una de las técnicas más modernas que se utilizan actualmente en la producción agrícola. La ventaja del sistema de invernadero sobre el método tradicional a cielo abierto, es que, bajo invernadero, se establece una barrera entre el medio ambiente externo y el cultivo. Esta barrera limita un microclima que permite proteger el cultivo del viento, lluvia, plagas, enfermedades, hierbas y animales. Igualmente, esta protección permite al agricultor controlar la temperatura, la cantidad de luz y aplicar efectivamente control químico y biológico para proteger el cultivo. Es por ello que mediante tecnología de invernaderos es posible pasar en jitomate, por ejemplo, de 7 kg/m² en las mejores condiciones de cielo abierto y buena tecnología de riego a 15 kg/m² en invernaderos manuales o 50 kg/m² con tecnología automatizada. (tabla 1)

Uno de los obstáculos para la introducción de esta tecnología en México ha sido el nivel de inversión requerida. Un invernadero holandés cuesta aproximadamente 100 dólares el metro cuadrado y un canadiense 50 dólares, esto incluye el invernadero y un control de riego y temperatura. Este tipo de inversiones se encuentran fuera del alcance de muchos de nuestros productores, por lo que es necesaria la oferta de tecnología a costos menores..

El grupo que presenta este proyecto ha realizado investigación desde 1998 en el área de ingeniería de invernaderos (diseño, construcción, equipamiento, etcétera) en el país para resolver este problema. Esto debido a que la tecnología de invernaderos disponible en México fue desarrollada para áreas donde el clima es diferente al nuestro; los invernaderos holandeses, por ejemplo, están diseñados para soportar cargas elevadas producto de nevadas (esto lleva a pagar costos extras en la estructura del invernadero), también están diseñados para permitir al máximo la penetración de luz y evitar la pérdida de calor al interior del invernadero. En México, los esfuerzos están más dirigidos a evitar, en ocasiones, el exceso de luz y a mantener temperaturas más bajas dentro del invernadero que en el exterior. Es razonable que estas diferencias lleven a un diseño totalmente diferente de invernadero.

En lo referente al área de control climático, uno de los temas más actuales de investigación en la producción de cultivos bajo invernadero es en torno a los parámetros adecuados de las diferentes variables climáticas para obtener el mejor cultivo posible. Un control estricto en los cambios de temperatura, de la cantidad de luz durante los diferentes estados de crecimiento de la planta, la cantidad de CO₂ en el ambiente, la humedad y otras variables tienen un efecto directo en el crecimiento de la planta, así como en la calidad del fruto.

Dentro de los diversos elementos que han sido investigados como factores que afectan la producción y calidad, se encuentran los siguientes: luz, temperatura, humedad, CO₂, agua, nutrientes y viento (Papadopoulos, 1996). Con la utilización de modelos de producción de cultivos que trabajen con base en la influencia de estas variables en los procesos fisiológicos de la planta (fotosíntesis, respiración etcétera) y en el proceso de desarrollo y crecimiento de la planta, se pueden lograr aumentos en el rendimiento en la producción así como en la calidad del fruto. El modelo establece los niveles adecuados de cada variable durante los diferentes estados de desarrollo de la planta, este modelo se transfiere al sistema de control del invernadero el cual permite una mejor administración del crecimiento del cultivo. Actualmente tenemos una tecnología de invernaderos desde la construcción de invernaderos (estructura) adecuada al clima mexicano, que cumple las normas europeas y estadounidense, hasta el diseño de los dispositivos de automatización (sistemas de ventilación) y un sistema de control inteligente para el control climático y riego, así como sistemas de dosificación de fertilizantes; lo que permite ser competitivos en este mercado.

Tabla 1. Comparativas de producción de jitomate en 3 tipos de sistemas

Fuente: Domínguez et al. 1999

Como se puede observar, una de las soluciones a la problemática del agua en el país es la producción bajo invernadero, de acuerdo a la Comisión Nacional del Agua 80% del consumo de agua en el país se realiza para actividades agrícolas, es por ello que un sistema que haga un uso más eficiente del mismo es de vital importancia. Como puede observarse, un sistema automatizado de producción bajo invernadero proporciona un ahorro de más de 400% de agua.

De manera general 70% de los ambientes en que se práctica la horticultura en México se ubica en climas de trópico o subtrópico árido o semiárido. En tales condiciones la disponibilidad de agua se va haciendo cada vez más restringida tanto por la demanda de la creciente población como por la falta de recarga suficiente de los acuíferos. A modo de ilustración, en El Bajío todavía a principios de la década 1960-70 era posible encontrar en muchos sitios el manto freático a sólo un metro de profundidad, actualmente en el mejor de los casos se le localiza a 200 metros ver figura 2. Por otro lado, las presas y embalses naturales tuvieron al terminar abril del 2004, un aforo de apenas 35 % en los mejores casos.

Figura 2. Profundidad y volumen de extracción del agua en Querétaro Domínguez et al 1999

En ese contexto, el uso del agua para el riego de hortalizas se refleja en costos cada vez más altos. Se estima que en el país, en las hortalizas se tiene un desperdicio por la práctica actual de riego de por lo menos 40 %. Existen casos más críticos o más conocidos, por ejemplo, en Guanajuato para regar las hortalizas salen de los acuíferos 416.25 millones de m³ de agua, en promedio llegan a los campos de cultivo 307.91 millones de m³ y se estima que para regar la superficie hortícola sólo se requieren 121.86 millones de m³. En este caso la ineficiencia a nivel parcelario es poco más de 150 % y de casi 250% en todo el proceso.

Otro punto importante de la producción bajo invernadero es la generación de empleos fijos, el gran problema del campo es que la siembra tradicional involucra el plantar, emigrar y regresar a cosechar, lo que no crea más allá de empleos temporales que son durante la siembre y en la cosecha, los invernaderos necesitan mano de obra fija debido a las diversas actividades que hay que hacer en su interior, se estima que un invernadero de 2000 metros cuadrados genera 4 empleos fijos directos y 10 indirectos, es por ello la importancia de ver los invernaderos como un factor de desarrollo rural en zonas marginadas figura 3.

Figura 3 Generación de Empleos fijos. Actividad de tutoreo y fumigación en invernadero

Así mismo, la productividad por metro cuadrado se incrementa en varias veces al usar tecnología de automatización en invernaderos. En un invernadero manual, es imposible manejar un clima adecuado para la planta dado que la apertura y cierre de ventanas se maneja en las mañanas muy temprano y en las noches, sin importar que pasa en el transcurso del día. Con un sistema automatizado se ahorra mano de obra para el riego y el control del clima y se evitan errores humanos, logrando aumento de producciones pasando de 15 kg en modo manual hasta 50 kg (¿FUENTE?). Automatizado en el caso de la Universidad. En el año de 1995 México produjo en 80,000 hectáreas dedicadas a jitomate 1.5 millones de toneladas, cifra igual a la de Holanda pero en 2,000 hectáreas, lo que se puede observar del impacto de tecnología de automatización en la misma (LEI-DLO, 1996).

En Almería España, se produjo pimiento de color en dos invernaderos, uno automatizado y otro manual al que denominaron testigo; el invernadero automatizado (climatizado) tuvo una mayor productividad total así como una mayor precocidad que el invernadero manual (figura 4), lo que demuestra la ventaja de introducir automatización en los invernaderos.

Figura 4 Producción de Pimiento en invernadero automatizado (climatizado) y manual (testigo) (Valera D., 2000)

La dinámica tan grande que tiene la industria de invernaderos en el país (tabla 2), que pasó de 641 hectáreas en el año 1999 a más de 2000 en el año 2004, permite inferir grandes posibilidades de empleo para los egresados.