Modelización mediante dinámica de fluidos computacional (CFD) en un nuevo diseño de invernadero cerrado

Los invernaderos cerrados son instalaciones fundamentales para la agricultura en entornos controlados, ya que ofrecen las mejores condiciones de cultivo para los cultivos y los protegen de las influencias externas. Los investigadores pueden ahora optimizar mejor los parámetros de diseño para aumentar el rendimiento de los cultivos y la eficiencia energética mediante la simulación del flujo de aire y la distribución de la temperatura en el interior de los invernaderos cerrados, utilizando modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD). Analizamos la distribución de la temperatura y los patrones de flujo de aire en el interior del invernadero en diversas condiciones ambientales mediante simulaciones CFD. Nuestros hallazgos muestran que, en comparación con las construcciones de invernaderos tradicionales, el nuevo diseño mejora considerablemente la uniformidad de la temperatura y reduce el consumo de energía. Además, el diseño del aislamiento térmico del invernadero minimiza la pérdida de calor durante los meses más fríos, mejorando la eficiencia energética en general. Ofrecemos información importante sobre cómo los cambios de diseño afectan a la dinámica del flujo de aire y al rendimiento térmico en los invernaderos cerrados mediante el uso de modelos CFD. Nuestra investigación destaca la eficacia de los modelos CFD para maximizar el rendimiento de los cultivos y lograr prácticas agrícolas sostenibles a través de la optimización del diseño de los invernaderos. La integración de componentes de diseño novedosos para mejorar la eficiencia energética y el rendimiento de los cultivos es un resultado viable de esta investigación, que supone un avance en el campo de la tecnología de invernaderos cerrados en general. La investigación destaca el valor del uso del modelado CFD para orientar el diseño de sistemas de invernaderos cerrados de próxima generación y tiene importantes repercusiones para los métodos de agricultura sostenible y las técnicas de gestión de invernaderos. Los objetivos consistían en evaluar en qué medida diversos sistemas de calefacción/refrigeración mantenían las condiciones ambientales ideales para el crecimiento de las plantas. Se utilizó un modelo CFD verificado para ejecutar las simulaciones, que tuvieron en cuenta una serie de variables, entre ellas la forma del invernadero, el entorno exterior y las fuentes de calor interiores. En este artículo se presentan importantes descubrimientos, como la comprensión de los gradientes de temperatura, los patrones de flujo de aire y las posibles áreas de mejora en la gestión ambiental. Los resultados mostraron que la transferencia de masa de vapor (H2O) variará con el tiempo.