El proyecto ECOVELAS nace al amparo de la de la Orden de 28 de julio de 2016 por la que se aprueban las bases reguladoras para la concesión de subvenciones dirigidas a la creación y funcionamiento de los Grupos Operativos de la Asociación Europea de Innovación. Promovido por Asociafruit, además de con la asociación, ECOVELAS cuenta con la colaboración de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla –a través de AICIA- y de dos empresas punteras en el sector de la fruta de hueso en Andalucía, como son S. A. T. Royal y Primor Fruit, S. A. El objetivo de ECOVELAS ha sido tratar de mejorar el sistema de lucha antiheladas en el cultivo de fruta de hueso en la Vega del Guadalquivir a través del calentamiento con velas y el desarrollo de un nuevo combustible/vela que permita mantener la eficacia de calentamiento del sistema actual, pero reduciendo la formación de “boinas” de humo y aumentando la eficiencia térmica. Para ello se ha estudiado el impacto de la composición del combustible sobre la formación de humos y su eficacia calentadora, así como el efecto de la colocación de las velas en campo sobre el movimiento del fluido en la capa de aire cercana al suelo.
Durante el desarrollo de los estudios se ensayaron velas fabricadas mezclando varios aditivos al material base utilizado actualmente en los sistemas de protección antihelada (parafina y estearina). Los aditivos incluyeron atapulgita, compuesta principalmente por óxidos de silicio, magnesio y aluminio, en aras de conseguir una distribución uniforme del combustible en la vela y promover la reducción de inquemados sólidos, así como minimizar el goteo (cera líquida que se escurre y no se quema); estearina de palma con ácidos grasos vegetales para reducir la formación de hollín, mezclado con triacilgliceridos para mejora de la dureza de la vela; cera de soja para aumentar el punto de fusión y evitar el uso de recipiente, además de minimizar el hollín y aumentar la durabilidad. Además, se estudiaron varias mechas: enceradas, de algodón y bañadas en borax con el objeto de reducir el humo proveniente de la mecha. También se valoraron varias soluciones para el encendido con el objeto de evitar el uso de combustibles líquidos externos, así como mejoras que permitan prescindir el uso de recipientes. Para cada vela se realizaron ensayos de medidas de caracterización de hollín y de potencia radiante durante la combustión utilizando pirometría. Los resultados ayudaron a entender los efectos de las diferentes sustancias. Las mejores combinaciones se obtuvieron usando mechas algodón y enceradas con estearina de palma o soja. La estearina animal presentó ventajas con respecto a las de parafina liquida actualmente usadas en mayor eficiencia y reducción de hollín.
Por su parte, el estudio numérico se centró en analizar la distribución y la potencia de las velas para garantizar la uniformidad del calentamiento del aire y maximizar la eficacia del sistema calentando la menor capa de aire posible. Se realizó un estudio bibliográfico y se desarrollaron varios modelos numéricos CFD que se utilizaron para predecir el comportamiento en campo. Se obtuvo una mejor compresión de la distribución del flujo radiante, convección de aire y aprovechamiento energético para diferentes distribuciones de velas. Se ha mostrado que el número de velas y su distribución superficial sobre el terreno determina la distribución del calor dentro de la zona que se desea proteger. El modelo predice satisfactoriamente las medidas experimentales de campo y explica de forma comprehensiva las estrategias a seguir para seleccionar la disposición en función de la meteorología del lugar, tipo de cultivo y tipo de vela.
Los ensayos de campo se realizaron en una finca de melocotoneros en enero/febrero de 2020, utilizando dos tipos de latas, una con parafina de petróleo, y la otra con estearina animal previamente ensayada y caracterizada en el laboratorio. Las velas consisten en el material combustible dentro de latas metálicas de tipo pintura, de 5 litros de capacidad, con una mecha de cartón. Cada tipo de vela se dispuso en una zona de ensayo donde se colocaron varios termómetros y se realizó una monitorización durante 12 horas varias noches con heladas, repartidos en las filas intermedias entre los árboles, mientras que una tercera zona igual a las anteriores se reservó como zona “blanco” para comparar el efecto de las velas. Ambos tipos de velas produjeron una mejora notable respecto a los bloques de mezcla serrín/parafina utilizados con anterioridad, resultando muy efectivas en cuanto a su efecto de protección del cultivo, ya que recupera y mantiene la temperatura mínima en un nivel que permite evitar o minimizar los daños debido a las heladas. La parafina, sin embargo, produjo gran cantidad de humo negro mientras que la estearina supuso la mejora que ya se advertía en el laboratorio, corroborando que es un tipo de vela más adecuado medioambientalmente.
Asimismo, la optimización de la distribución superficial permitió predecir una reducción del consumo, además, ensayos en el banco de datos permiten avalar que el uso de aditivos podría mejorar incluso más la durabilidad y la formación de humos. Los resultados han sido muy satisfactorios, y muestran que existe un significativo potencial de mejora que se podría aprovechar en futuras campañas.
Pueden obtener más información sobre el proyecto en www.gopasociafruit.com
Todas las fases del proyecto han sido cofinanciadas a través de los Fondos Europeos para el Desarrollo Rural, con la participación de la Junta de Andalucía mediante la Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Sostenible, así como el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.
