Development of technologies and methods for monitoring the spatial variability of air temperature in greenhouse environment

Abstract

Climatic factors directly influence growth and productivity of plants inside greenhouses, where temperature can be considered one of the major parameter in this context. Thus, the aim of this research was to develop a low cost device for thermal sensing and data acquisition, and use it in data collection and analysis of spatial variability of temperature inside a greenhouse with tropical climate. The developed equipment for thermal measurements showed a high degree of accuracy and fast responses in measurements, proving its efficiency. The data analysis interpretations were made from the elaborations of variograms and of tridimensional maps generated by a geostatistical software. The processed data analysis presented that a greenhouse without thermal control has spatial variations of air temperature, both in the sampled horizontals layers as in the three analyzed vertical columns, presenting variations of up to 3.6 ºC in certain times.

Los factores climáticos influyen directamente en el crecimiento de las plantas y la productividad en los invernaderos, siendo que la temperatura puede ser considerad como uno de los factores más importantes en este contexto. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un dispositivo de bajo costo para el sensoriamento térmico y adquisición de datos, y su utilización en la recolección de datos y análisis de la variabilidad espacial de la temperatura dentro de un invernadero con clima tropical. El dispositivo físico de medición térmica desarrollado mostró un alto grado de precisión y respuestas inmediatas en las mediciones, lo que demuestra su eficiencia. Las interpretaciones de los datos se hicieron con el desarrollo de variogramas y mapas tridimensionales generadas por un software geoestadístico. Los datos analizados mostraron que un invernadero sin control térmico presenta variaciones espaciales de la temperatura del aire, tanto en las capas horizontales muestreadas, como en las tres alturas de columnas verticales analizadas, mostrando variaciones de hasta 3,6 ºC en ciertos momentos.

Os fatores climáticos influenciam diretamente o crescimento das plantas e a produtividade dentro de casas de vegetação, sendo que a temperatura pode ser considerada um dos fatores mais importantes nesse contexto. Assim, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um dispositivo de baixo custo para sensoriamento térmico e aquisição de dados, e utilizá-lo no levantamento de dados e análise da variabilidade espacial da temperatura no interior de uma casa de vegetação de clima tropical. O dispositivo físico de medição térmica desenvolvido apresentou um alto grau de exatidão e respostas imediatas nas medições, comprovando sua eficiência. As interpretações dos dados foram feitas a partir da elaboração de variogramas e de mapas tridimensionais gerados por um software geoestatístico. Os dados analisados mostraram que uma casa de vegetação sem controle térmico apresenta variações espaciais da temperatura do ar tanto nas camadas horizontais amostradas, como nas três alturas de colunas verticais analisadas, apresentando variações de até 3,6ºC em determinados horários.