Diriges el clima de un invernadero de vidrio de una hectárea que cultiva tomates. El sol, el aire exterior y el propio cultivo alteran cada diez minutos la temperatura, la humedad y el CO₂; tus palancas son las ventanas cenitales, la consigna de calefacción, una pantalla de sombreo/ahorro de energía, la nebulización de alta presión y la dosificación de CO₂. Cada cifra sale de un balance de energía y de masa que puedes inspeccionar más abajo.
El intercambio de aire crece con la apertura y el viento. Elimina calor, humedad y CO₂ por igual.
La caldera calienta hasta 180 W/m² siempre que el aire esté más frío que este valor.
Cerrada: bloquea el 60 % de la luz y reduce la pérdida de calor por la cubierta de 6,2 a 4,0 W/m²K, pero también dificulta el intercambio de aire y atrapa la humedad debajo.
Hasta 0,4 L/m² por hora. Las gotas al evaporarse enfrían el aire; con aire húmedo mojan las hojas.
Hasta 8 g/m² por hora. Solo merece la pena mientras las ventanas cenitales están casi cerradas.
| Temperatura exterior | 18.4 °C |
|---|---|
| Humedad exterior | 58 % |
| Luz solar exterior | 371 W/m² |
| Concentración de CO₂ | 420 ppm |
| Margen sobre el punto de rocío | 4.6 K |
| Potencia de calefacción | 0 W/m² |
| Transpiración del cultivo | 0.00 L/m²·h |
| Renovaciones de aire | 1 1/h |
| Energía de calefacción usada | 0.00 kWh/m² |
| Agua de nebulización usada | 0.00 L/m² |
| CO₂ dosificado | 0 g/m² |
| CO₂ fijado por el cultivo | 0.0 g/m² |
| Horas de estrés por calor (> 35 °C) | 0.0 h |
| Horas de estrés por frío (< 10 °C) | 0.0 h |
| Horas de riesgo de enfermedad (HR ≥ 90 % u hojas mojadas) | 0.0 h |
| Grados-día de crecimiento (base 10 °C) | 0.00 °C·d |
Son las diez de la mañana, cielo despejado, y el pronóstico anuncia 33 °C en el exterior a media tarde. Las ventanas están abiertas solo un tercio y el invernadero ya se está calentando. Evita que el cultivo sufra estrés por calor durante la tarde sin malgastar agua.
Las seis de la tarde, cielo sin una nube y se esperan −4 °C antes del amanecer. Siguen los ajustes de día: calefacción a 18 °C, pantalla abierta y ventanas entreabiertas. Mantén el cultivo por encima de 10 °C toda la noche con el mínimo combustible y devuélvele la luz al amanecer.
Un día gris y húmedo: 9 °C fuera, el aire exterior casi saturado y el invernadero cerrado desde anoche a 14 °C. El cultivo sigue transpirando y la humedad sube hacia condiciones de moho gris. Mantén bajas las horas húmedas y el aire al menos a 15,5 °C sin agotar tu presupuesto de calefacción, y no tapes la poca luz que hay.
Todas las relaciones que usa el simulador, con su fuente. Las constantes marcadas como supuestos son calibraciones ilustrativas.
C·dT/dt = τ·I·(1 − 0.6·0.75·screen) − λ·(E_crop + E_fog) + Q_heat + (U·Ac/Af + ρc_p·Q_v)·(T_out − T) + G_soil·(T_soil − T)[1]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.U = 6.2 − (6.2 − 4.0)·screen W/m²K (single glass → with thermal blanket); ×(1 + 0.25·clear sky) at night[1]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.Q_v = (N·H/3600 + vent·C_w·max(1, u_wind))·(1 − 0.4·screen), N = 0.75 h⁻¹[1][4]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.e_s(T) = 0.6108·exp(17.27·T / (T + 237.3)) kPa; VPD = e_s(T) − e_a; RH = e_a / e_s(T)[2]H·dχ/dt = E_crop + E_fog − Q_v·(χ − χ_out) − k_c·(Ac/Af)·(1 − 0.7·screen)·max(0, e_a − e_s(T_cover)), χ = e·M_w/(R·T)[6][2]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.E_crop = A·(1 − e^(−k·LAI))·I_in/λ + B·LAI·VPD (A 0.45, k 0.64, LAI 3, B 0.02 kg/m²·h·kPa by day)[3]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.E_fog = fog·0.4 kg/m²·h × min(1, VPD/0.8); each evaporated kg removes λ = 2.45 MJ of sensible heat; the rest wets leaves[1][2]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.H·dC/dt = dose − Q_v·(C − C_out) − P_net; dosing ≈ 5.5 g/m²·h holds ≈ 1000 ppm at 1 air change per hour[1]P = P_ref·(1 − e^(−I_in/300))·exp(150/400 − 150/C)·f(T: 1 at 17–27 °C)·f(VPD) (from the CO₂ rule dP/P = 1.5 %·(1000/C)² per 100 ppm)[5][7]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.heat hours: T > 35 °C · cold hours: T < 10 °C · disease-risk hours: RH ≥ 90 % or wet leaves · GDD = Σ max(0, T − 10)·Δt[1][7][8][10]T_out = T̄ + A·cos(2π(h − 15)/24); e_out = e_s(T_dew); I = I_clear·(1 − 0.75·N^3.4); cloud N and wind fluctuate (normal, seeded)[9][2]Supuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.height 4.5 m · cover/floor 1.2 · τ 0.8 · heat capacity 30 kJ/m²K · heating ≤ 180 W/m² · screen blocks 60 % of light (75 % of that as heat) and 40 % of air exchange, and hides 70 % of the cold glass (condensation) · vents 0.016 m³/s·m² per m/s wind · soil 2 W/m²K · fog ≤ 0.4 L/m²·h · CO₂ ≤ 8 g/m²·h · P_ref 4 g CO₂/m²·h · condensation 1.9·10⁻⁸ kg/m²·s·PaSupuesto: el tamaño del invernadero, la capacidad térmica, las ventanas, la pantalla, la nebulización y los coeficientes del cultivo son valores ilustrativos de un invernadero de vidrio moderno; la física es un único volumen de aire bien mezclado. Las instalaciones reales calibran cada constante.Aleatoriedad: un generador mulberry32 con semilla; distribuciones usadas: uniforme, exponencial (CDF inversa), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). La semilla se muestra y se puede compartir.
Modelo educativo: no sirve para decisiones operativas. Las instalaciones reales calibran cada constante con sus propios equipos y datos.