El objetivo general del proyecto BIOGREEN es desarrollar la tecnología necesaria para establecer un nuevo e innovador sistema de producción de hortalizas en invernadero para clima árido y semiárido seguro, fiable y altamente eficiente en el uso de los recursos naturales (con energía obtenida a partir de fuentes renovables, suelo, agua, CO₂, etc.). Que sea capaz de funcionar en régimen abierto (con máxima eficiencia en la ventilación natural), y adaptable para su funcionamiento en régimen semicerrado (gestionando el microclima del invernadero mediante suministro térmico, de calor y frío, preferiblemente a partir de fuentes renovables) para mejorar el potencial productivo y manteniendo de forma continua elevadas concentraciones de CO2 (2 niveles de inversión).

Trabajar en condiciones de invernadero semicerrado permite reducir la entrada de plagas y mantener niveles elevados de CO₂ mediante enriquecimiento carbónico. Sin embargo, dada la menor renovación del aire se precisa de equipos que mantengan los niveles de temperatura y humedad del aire en condiciones adecuadas para los cultivos, para lo que se puede recurrir a intercambiadores de calor.

En invernaderos cerrados, desde el punto de vista de las demandas en refrigeración, los requerimientos energéticos son tan elevados que la actividad productiva en los meses cálidos no es abordable. Esta circunstancia, al igual que en el caso de las demandas en calefacción, puede ser evitada o minimizada a través del concepto de invernadero semicerrado que se propone en este proyecto en base a las capacidades de reducción y control de cargas que se incorporan al mismo. Si bien existen experiencia en la utilización de métodos de refrigeración en invernaderos como la ventilación, tanto natural como mecánica, la utilización de pantallas de sombreo móviles, la refrigeración evaporativa, es constatable que la capacidad de extracción de calor de los mismos no es equiparable a la que ofrecen los ciclos convencionales de fluido frigorígeno mediante intercambiadores de energía.

Dentro del proyecto BIOGREEN, en la Estación Experimental de Cajamar se está estudiando un sistema de refrigeración para invernadero semicerrado de la empresa CIATESA cuyo objetivo es desarrollar intercambiadores de calor aire-agua de bajo coste, con buena eficiencia de intercambio energético por convección/condensación en el rango de temperaturas de trabajo en el invernadero, y de bajo consumo energético.

La evaluación de estos sistemas para refrigeración del invernadero se llevará a cabo en dos períodos: uno con alta humedad y temperatura media, y otro con alta temperatura y baja humedad. A partir de marzo, se realizarán una segunda fase de evaluación cuyo escenario tendrá como ambiente una temperatura elevada y humedad baja. En estas condiciones los equipos pueden mejorar su rendimiento siendo más eficientes en el consumo de energía.

En el periodo evaluado en esta primera fase y en condiciones de invernadero semicerrado (sin aperturas de ventanas), el equipo de refrigeración mantuvo la temperatura del aire en el invernadero en niveles adecuados para el cultivo, reduciéndose sustancialmente el nivel de humedad absoluta del aire mediante la condensación del equipo de refrigeración. No obstante y como una de las conclusiones de esta primera fase, sería interesante apoyar a estos sistemas con equipos específicos para reducir la humedad de aire dado que en condiciones de invernadero semicerrados pueden superan el 80% durante las horas de luz.

Según datos de la Organización Mundial para la Agricultura y la Alimentación (FAO,2010), se prevé que el incremento de la demanda de alimentos en los países en vías de desarrollo sea del 60% para el año 2030, y del 120% para 2050. Se pretende que dicho incremento de demanda se pueda cubrir por el aumento de rendimientos y la intensidad de los cultivos mayoritariamente, y en menor medida por ampliación de la tierra cultivada. En este contexto, la producción de alimentos en sistemas protegidos, como los invernaderos, se configura como una herramienta estratégica en todo el mundo para conseguir el reto de la seguridad alimentaria, entendida en sentido amplio, basada en la disponibilidad de alimentos, la estabilidad de su producción, su accesibilidad y la seguridad de su uso. Pero la extensión del uso del invernadero para afrontar con éxito el reto de una contribución eficaz y eficiente a la demanda creciente de alimentos, debe enfocarse teniendo presentes criterios de sostenibilidad energética y ambiental.