La horticultura protegida en España tiene una gran repercusión económica, por su importante contribución (30%) a la producción final agraria y su papel fundamental en la balanza comercial con una elevada aportación a la exportación agroalimentaria nacional (41%). Actualmente ocupa una superficie próxima a las 60.842 ha, datos del MAGRAMA (Valera et al., 2014) localizada fundamentalmente (70%) en el sudeste del litoral mediterráneo.

En general, el sistema de producción hortícola bajo invernadero en el mediterráneo, se ha basado en las ventajas climáticas (elevada radiación incidente y temperatura templada durante el periodo invernal) que le confieren un alto potencial productivo y en la utilización de estructuras de bajo coste, poco tecnificadas, carentes de control activo del clima y de bajo consumo energético. La escasa incorporación de tecnología en estas estructuras hace que los resultados productivos estén sujetos a la evolución del clima local, por lo que se alejan considerablemente de su potencial (Montero et al. 1985; Soriano et al. 2004).

En los  periodos fríos, las temperaturas son sub-óptimas, sobre todo por la noche, y se obtienen: producciones relativamente bajas que se acumulan en determinados periodos del año, pérdida de calidad del fruto y ciclos de cultivo cortos debido al deterioro precoz de las plantas por la ausencia del control de las variables climáticas y la incidencia de plagas y enfermedades (Lorenzo, 2012). El  almacenamiento  térmico  pasivo  puede  ser la base de los métodos pasivos de calefacción para los de invernaderos del Mediterráneo, en los que los valores medios de las temperaturas mínimas en el invernadero durante el invierno se sitúan en el rango entre 8 y 10ºC. El equipo investigador que presenta este proyecto, ha desarrollado un estudio para evaluar la influencia de la incorporación de acumuladores de calor, consistentes en mangas de polietileno llenas de agua, sobre el microclima y la bioproductividad en invernadero parral. Los resultados obtenidos han puesto de manifiesto su efecto positivo en el clima y la  producción  de  pimiento  (Baeza  et  al.,  2016). Estos primeros resultados han suscitado el interés por la técnica por parte de productores y empresas relacionadas,  en particular, una fábrica de láminas  plásticas (carta adjunta). Otros sistemas de reducido input energético como la pantalla térmica móvil, utilizada durante la noche, también ha mostrado su efecto al mejorar la temperatura en invernadero sin calefacción (Montero et al., 2013). Este sistema, instalado en el interior del invernadero, podría aumentar el  potencial del almacenamiento térmico pasivo como sistema de calefacción, puesto que además de su función como manta térmica, reduce el volumen de aire a calentar. La integración de estas dos instalaciones permitiría obtener un efecto sinérgico relevante, incrementos en el valor de las temperaturas mínimas entre 4 y 5,5 ºC (datos estimados) y pueden situar esta variable dentro de un rango adecuado para el crecimiento y desarrollo de las hortalizas de invernadero en esta área de producción.

        El estrés por temperaturas subóptimas tiene un efecto significativo sobre la producción y calidad de los frutos de pimiento, cuyo origen tropical demanda temperaturas óptimas entre 25 y 30ºC (Airaki et al., 2012). Las variaciones respecto a este óptimo, tienen una influencia decisiva sobre numerosas funciones fisiológicas y desarrollo morfológico. Así tales variaciones afectan al proceso fotosintético y la absorción del agua y los nutrientes. Cuando la temperatura desciende de 15ºC, el crecimiento de la planta de pimiento se reduce y se detiene tanto la floración, el cuajado y el desarrollo del fruto (Mercado et al., 1997). Un mayor descenso de las temperaturas nocturnas generalmente implica un mayor porcentaje de frutos deformes y sin semillas, los cuales resultan en un descenso importante de la producción comercializable de mayor calidad (Mateos, 2006). Esto da lugar a una drástica reducción en la rentabilidad de este cultivo en invernadero.

En el periodo cálido la elevada temperatura (>33ºC) origina importantes alteraciones en la viabilidad del polen (Erikson and Markhart, 2002) que afectan a la calidad de los frutos. Además incide negativamente en la fotosíntesis y en la translocación de fotoasimilados al fruto e induce problemas de stress hídrico alterando la transpiración y la absorción de agua y nutrientes desencadenando fisiopatías. En los invernaderos del área mediterránea los métodos de refrigeración empleados se basan en la ventilación natural y el sombreado fijo mediante blanqueo de la cubierta. La ventilación natural es deficiente en el invernadero mediterráneo (Baeza et al, 2010) y el sombreado tradicional fijo genera considerables pérdidas de producción (De Pascale y Stanghellini, 2011). El sombreado selectivo mediante filtrado de la radiación NIR puede ser un método eficiente de acondicionamiento del clima del invernadero mediterráneo en periodos de alta radiación para incrementar la producción, mejorar la calidad de frutos y la eficiencia del uso del agua. Otra alternativa económica es la microaspersión a baja presión siempre que se pueda evitar el goteo de agua sobre el cultivo lo que puede conseguirse con la aspersión sobre una pantalla de goteo que puede permitir refrigerar el invernadero (Perdigones, García et al. 2008).

En este proyecto, se plantea el desarrollo de nuevas tecnologías pasivas y de bajo coste para mejorar el clima del invernadero mediterráneo tanto en el periodo cálido como en el frio usando sistemas que mejoran las condiciones microclimáticas en una época en concreto sin perjudicar las de la siguiente estación. Así, por ejemplo, el uso de sistemas temporales de evitación de entrada de energía en los periodos cálidos como son el uso de pinturas fotoselectivas y/o los agrotextiles reducen la carga energética que es indeseable en el verano pero no la limitan, al poder ser retirados, en el invierno cuando el objetivo del control climático es el contrario. De igual modo, se propone un sistema pasivo que permite incrementar la humedad durante el periodo cálido y tener capacidad refrigerante pero que con una mínima transformación puede convertirse en un sistema pasivo de acumulación de energía térmica para las noches del periodo frio y también un nuevo sistema de nebulización de bajo coste formado por boquillas de baja presión localizadas en la parte alta del invernadero por encima de un doble techo en pendiente de agrotextil que actúe a modo de pantalla evaporativa y evite el goteo de agua sobre el cultivo.

Se pretende integrar diferentes sistemas y estrategias con el objetivo de proponer un sistema de cultivo sostenible, que incremente la cantidad y la calidad de la producción basado en el aprovechamiento óptimo de la energía solar disponible en la zona y que, a la vez, permita reducir en la medida de lo posible, el uso de los recursos naturales y de las energías no alternativas y el impacto sobre el medioambiente.

    El proyecto se encuadra completamente dentro de las líneas prioritarias para 2017 del Programa Estatal de I+D+I orientada en el reto identificado: 8 Intensificación sostenible de explotaciones agrícolas y forestales.