El conreu sota hivernacle en regions amb clima mediterrani ha experimentat un granaugment en els darrers anys. La majoria d´aquests hivernacles són estructures de baixcost amb coberta de plàstic. Malgrat tot, s´observa una clara tendència vers equipamentsi hivernacles amb un nivell tecnològic més gran que possibiliti un millor control de lescondicions de conreu. Es per això, que els hivernacles multitúnel s´estant imposant cadacop més als països de la mediterrània.Degut a les característiques climàtiques (valors de radiació i temperatura elevats) elprincipal problema d´aquests hivernacles és la elevada temperatura de l´aire interior quees produeix des de principis de primavera fins a finals de la tardor, fet que origina greusefectes sobre la qualitat i rendiment dels conreus. La ventilació natural és el procés méssenzill i econòmic per reduir la temperatura de l´interior de l´hivernacle.Malgrat la seva importància, com a conseqüència de la dificultat del seu estudi, no esconeix amb precisió la ventilació natural dels hivernacles multitúnel amb coberta deplàstic.En aquesta tesi, s´analitza la ventilació natural dels hivernacles multitúnel amb cobertade plàstic i dos tipus d´obertures de ventilació (rectangular continua i intercanviable). Almateix temps, s´avalua l´efecte que provoca la incorporació de xarxes d´ombreig i antiinsectesa les obertures de ventilació.Amb aquest objectiu, el capítol 2 presenta la base teòrica dels models més utilitzats perestudiar i quantificar la ventilació natural dels hivernacles: el model del balançd´energia i el del flux d´aire originat per les diferències de pressió.Al tercer capítol es presenten els resultats obtinguts al determinar en camp mitjançant latècnica del gas traçador la taxa de ventilació d´un hivernacle multitúnel de tres nausamb el dos sistemes de finestres (rectangular continua i intercanviable) amb i sensexarxes a les obertures de ventilació. Els resultats experimentals han permès determinaruna expressió empírica pel càlcul de la taxa de ventilació en funció de la velocitat delvent exterior, demostrant-se la nul.la influència de la diferència de temperatura entrel´aire interior i exterior sobre la taxa de ventilació (per velocitats de vent superiors a 1ms-1). També s´ha demostrat la clara influència de la direcció del vent sobre la taxa deventilació dels hivernacles, fet que ha permès diferenciar la ventilació a sobrevent isotavent.D´altra banda, també s´ha pogut quantificar la reducció del flux d´aire originada quans´incorporen xarxes anti-insectes a les obertures de ventilació de forma que en la majoria dels casos no es pot garantir la taxa mínima de ventilació. Per finalitzar destacarque els resultats mostren que el sistema de sostre intercanviable es superior al definestres rectangulars continues.En el quart capítol es mostren els resultats obtinguts quan es comparen els mètodes delbalanç d´energia i del gas traçador per determinar la taxa de ventilació d´un hivernaclemultitúnel amb obertures laterals i zenitals. D´acord amb els assajos experimentalss´observa que el mètode del balanç d´energia és útil per hivernacles amb valors baixosde taxa de ventilació produint-se grans errors quan la taxa de ventilació es superior a 0.2Renov/h msol2 . A més a més, s´observa la gran sensibilitat del mètode del balançd´energia a petites variacions de la diferència de temperatura entre l´aire interior iexterior.El capítol 5 s´ha dedicat a l´estudi de les característiques de flux de les obertures deventilació dels sistemes utilitzats en el treballs experimentals. Els assajos amb models aescala han permès determinar els valors dels coeficients de descàrrega, observant-seclares diferències entre les finestres localitzades a una nau lateral de l´hivernacle i leslocalitzades a una nau interior. També s´ha quantificat el descens del valor delcoeficient de descàrrega quan s´afegeixen xarxes a les finestres i s´han obtingutexpressions que possibiliten el càlcul dels valors del coeficient de descàrrega de lesdiferents combinacions finestra i xarxa a partir de la longitud i l´alçada de les finestres.En el capítol 6, després d´obtenir els valors corresponents del coeficient d´efecte delvent per cada una de les configuracions avaluades s´han pogut determinar els diferentsmodels que permeten quantificar la taxa de ventilació de l´hivernacle en funció de lavelocitat i la direcció del vent exterior. La comparació dels resultats experimentals i elscalculats presenta en tots els casos un ajust molt bo, fet que sembla confirmar la utilitatd´aquests models.Per finalitzar el capítol 7 recull les conclusions generals i una sèrie de suggeriments versfutures investigacions. / El cultivo bajo invernadero en regiones de clima mediterráneo ha experimentado ungran aumento en los últimos años. La mayor parte de estos invernaderos son estructurasde bajo coste con cubierta de plástico. No obstante, se observa una clara tendencia haciaequipamientos e invernaderos con un mayor nivel tecnológico que permitan un mejorcontrol de las condiciones de cultivo. En este sentido, los invernaderos multitúnel seestán imponiendo cada vez más en los países de la zona mediterránea.Debido a las características climáticas (altos valores de radiación y elevadastemperaturas) el principal problemas de estos invernaderos es la elevada temperatura delaire interior que se produce desde principios de primavera hasta finales de otoño, hechoque provoca graves efectos sobre la calidad y el rendimiento de los cultivos. Laventilación natural es el procedimiento más sencillo y económico para reducir latemperatura del interior del invernadero.A pesar de su gran importancia y, debido a la dificultad de su estudio, no se conoce consuficiente precisión la ventilación natural de los invernaderos multitúnel con cubierta deplástico.En esta tesis, se analiza la ventilación natural de los invernaderos multitúnel concubierta de plástico y dos tipos de aperturas de ventilación (rectangular continua eintercambiable). Al mismo tiempo, se evalúa el efecto que supone la incorporación demallas de sombreo y anti-insectos en las aperturas de ventilación.Con este fin, en el capítulo 2 se presenta la base teórica de los modelos más utilizados alestudiar y cuantificar la ventilación natural de invernaderos: el modelo del balance deenergía y el del flujo de aire originado por las diferencias de presión.En el tercer capítulo, se presentan los resultados obtenidos al determinar en campomediante la técnica del gas trazador la tasa de ventilación de un invernadero multitúnelde tres naves con los dos sistemas de ventanas (rectangular continua e intercambiable)con y sin mallas en las aperturas de ventilación. A partir de los resultadosexperimentales se ha podido determinar una expresión empírica para el cálculo de latasa de ventilación en función de la velocidad del viento exterior, demostrándo la nulainfluencia de la diferencia de temperatura entre el aire interior y exterior sobre la tasa deventilación (para velocidades de viento superiores a 1 ms-1). También se ha demostradola clara influencia de la dirección del viento sobre la tasa de ventilación del invernaderodistinguiéndose claramente entre la ventilación a barlovento y la ventilación asotavento. Por otro lado, también se ha cuantificado la reducción del flujo de aire al incorporarmallas anti-insectos en las aperturas de ventilación de forma que en la mayoría de loscasos no puede garantizarse la tasa mínima de ventilación. Finalmente y a partir de losdatos experimentales se deduce que el sistema de techo intercambiable es claramentesuperior al de ventanas rectangulares continuas.En el capítulo cuarto se presentan los resultados obtenidos al comparar los métodos delbalance de energía y del gas trazador para determinar la tasa de ventilación de uninvernadero multitúnel con aperturas laterales y cenitales. De acuerdo con los ensayosexperimentales, se observa que el método del balance de energía es útil parainvernaderos con valores bajos de tasa de ventilación produciéndose grandes errorescuando la tasa de ventilación supera el valor de 0.2 Renov/h msuelo2 . Además, se observala gran sensibilidad del método del balance de energía a pequeñas variaciones en ladiferencia de temperatura existente entre el aire interior y exterior.El capítulo 5 se dedica al estudio de las características de flujo de las aperturas deventilación de los sistemas utilizados en el trabajo experimental. A partir de los ensayoscon modelos a escala se han podido establecer los valores de los coeficientes dedescarga, observándose claras diferencias entre las ventanas situadas en una nave lateraldel invernadero y las localizadas en una nave interior. También se ha cuantificado elimportante descenso del valor del coeficiente de descarga al incorporar mallas en lasventanas y se han obtenido expresiones que permiten calcular los valores del coeficientede descarga de las diferentes combinaciones ventana y malla conociendo únicamente lalongitud y altura de la ventana.En el capítulo 6, después de obtener los valores correspondientes del coeficiente deefecto de viento para cada una de las configuraciones evaluadas, se han podidoestablecer los diferentes modelos que permiten cuantificar la tasa de ventilación delinvernadero en función de la velocidad y la dirección del viento exterior. Lacomparación de los resultados obtenidos experimentalmente con los calculados con losmodelos presenta un ajuste muy bueno en todos los casos estudiados, hecho que parececonfirmar la utilidad de estos modelos.Finalmente en el capítulo 7 se presentan las conclusiones generales y se indican algunassugerencias de cara a futuras investigaciones sobre el tema. / Greenhouse cultivation in Mediterranean countries has experienced a considerablegrowth during the past years. Most of the greenhouses are low cost structures coveredwith plastic films, but a clear trend towards the construction of better equipped andmore technologically advanced greenhouse to allow for a better control of the growingconditions can be observed. In this ground, the importance of the so called multitunneltype structure is increasing in the Mediterranean area.Due to prevailing environmental conditions (high solar radiation levels and hightemperatures), the main problem facting cultivation in this area is the high temperaturethat develops inside of the greenhouses and its negative influence on yield and qualityof the production. Natural ventilation is the easiest and cheapest way to reduce theexcessive internal temperature. But, in spite of the importance of the subject, andperhaps due to the difficulty of approaching the problem, little is known over ventilationof multitunnel greenhouses with plastic cladding.In this dissertation, the natural ventilation of this type of structure is analyzed. Twotypes of window ( a continuous rectangular roof vents, and roll up roof vents) areconsidered. Also, the effect of the incorporation of screens on the openings is evaluated.With this goal in mind, the theory of the two most well known methods for estimatingventilation rates, namely the wind pressure driven and the energy balance methods, ispresented in chapter two.Chapter three includes the results obtained from direct measurements of the ventilationrate on the three-span greenhouse with continuous roof and roll up roof vents.Measurements were taken for both types of opening with and without screening. Thedecay rate tracer gas method was used to determine the ventilation rate. Later, empiricalregressions between ventilation rate, wind speed and internal-open air temperaturedifference were established for each type of opening. Results indicate the minorimportance of the thermal difference on the ventilation rate in comparison with theeolian effect. It is also shown the clear effect of wind direction on the air exchangeprocess: when the wind faces the opening (windward sides) the ventilation rate isclearly higher than when the wind blows for the opposite direction (leeward sides).The screening has a negative effect on the ventilation rate. In most cases, the airexchange rate of screened greenhouses with continuous rectangular roof vents is notadequate to guarantee acceptable environmental conditions. The roll up roof ventilationsystem proved to be more efficient. The experimental results prove that adequateventilation is achieved by kind of opening with most types of screens on the windows.Chapter four presents the comparison of ventilation rates values calculated by theenergy balance method and measures by the tracer gas technique. Results seems toagree when the ventilation rate is less than 0.2 Renov/h msoil2 , but strong discrepanciesappear when this values is surmounted. It is also shown the very high sensitivity of theenergy balance method to small differences on the internal-external temperaturesdifference.Chapter five is devoted to the study of the flow characteristics on the kind of openingspreviously pointed out. Test were conducted on small scale greenhouses to determinethe discharge coefficients of openings as a function of their aspect ratios. Significativedifferences where found between openings located in the roof of central and lateralspans. Discharge coefficients of screened windows were always lower than thoseobtained for unscreened openings. Expressions to calculate the discharge coefficient asa function of the length and width of the opening were derived.Different models to calculate the ventilation rate for each type of openings as a functionof wind speed and direction are presented in chapter six. As a previous step, the globalwind coefficients for each case study were determined. The agreement between resultsprovided by the simplified models and the measured ventilation rate values was veryhigh. From this fact can be concluded that the models presented in this chapter areuseful tools to quantify ventilation of multispan tunnel type greenhouses.Finally, general conclusions and suggestions to carry future research are presented inchapter seven.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/8245 |
| Date | 01 April 1998 |
| Creators | Muñoz Odina, Pere |
| Contributors | Villar Mir, Josep Ma., Montero Camacho, Juan Ignacio, Universitat de Lleida. Departament de Medi Ambient i Ciències del Sòl |
| Publisher | Universitat de Lleida |
| Source Sets | Universitat de Lleida |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0032 seconds