Simulación del movimiento del aire en un invernadero tipo venlo.

Abstract

Se han realizado aproximaciones teóricas para estudiar la ventilación en invernaderos como los modelos mecanicistas, que se basan en el balance de energía, pero sólo proveen información acerca de la tasa de ventilación global sin ofrecer detalles de la distribución espacial de las líneas de corriente de aire. En años recientes se ha observado que los modelos matemáticos basados en las ecuaciones completas de Navier-Stokes representan adecuadamente la ventilación en invernaderos y ofrecen información detallada de la distribución espacial de la masa de aire; sin embargo, resulta muy costosa la adquisición de los permisos de uso de los paquetes de cómputo comerciales por lo que es necesario investigar sobre modelos simplificados con el fin de reducir los costos de los estudios. En este trabajo se simuló la circulación de aire en un invernadero tipo Venlo en diferentes condiciones de ventilación, mediante dos modelos: uno de ellos considera las ecuaciones completas de Navier-Stokes, y el otro resuelve un modelo simplificado de Navier-Stokes en el que no se considera la aceleración convectiva en la ecuación de cantidad de movimiento. Para el estudio del modelo completo se usó el programa comercial FLUENT versión 11.0 (ANSYS Inc, 2013) y el modelo simplificado se resolvió numéricamente en MATLAB. Ambos métodos arrojan tasas de ventilación globales similares, pero la circulación de la masa de aire es diferente en algunos escenarios de ventilación. El método simplificado resultó más económico en dinero y tiempo, debido a que su solución numérica se puede implementar con mayor facilidad en algún lenguaje de programación de medio y alto nivel, y porque los tiempos de cómputo se reducen sustancialmente. Para tener mayor detalle de las zonas de recirculación de la masa de aire en el interior de los invernaderos se debe considerar el modelo completo de Navier-Stokes.