Modelo de simulación de cultivo de spirulina

Su nombre es: spiru-f.exe (o en versión ENGLISHa spiru-e.exe).

Es aconsejable leer las informaciones dadas a continuación, pese que en su mayoría ya sean dadas en el programa.

Datos básicos

(La coma de los decimales se ha sustituido en todo caso por los decimales)

Modificación de los datos de los sitios

Cada uno de estos 17 ejemplos de sitios pregrabados propuestos en el programa contienen no sólo los datos meteorológicos sino también un conjunto completo de variables que les afectan. Estos ejemplos aparecen en el dossier “c:\\spirul\\sites” bajo forma de pequeños ficheros Word que el usuario puede modificar a su gusto conservando siempre bajo el nombre original para que puedan ser abiertos.

Para cada nueva ejecución de meteo.exe en la que aparecerán los 17 conjuntos de datos originales, es prudente darle un nuevo nombre a los ficheros que hayan sido modificados si se quieren conservar (y/o en perso); entonces se deberán colocar en la sub-carpeta sites, y darle eventualmente el nombre de uno de los 17 archivos pre-grabados en el momento de su uso.

Pero existe otra manera, más sencilla, de modificar los datos de los sitios pregrabados: modificar los datos de cálculo en curso y grabarlos al final del cálculo en un fichero Word llamado SITE X que se guardará automáticamente en la subcarpeta perso, a la que luego podemos cambiarle el nombre para guardar en otro sitio o reutilizar.

En fin, podemos también empezar con uno de los sitios en la subcarpeta perso, que habremos llamado perso1 o perso2 (salvo en el caso de la versión ENGLISHa).

Los ficheros de los ejemplos de los sitios contienen: primeramente 12 líneas que contienen los datos meteorológicos correspondientes a los 12 meses del año (empezando por enero), después 7 medias mensuales: temperatura máxima (ºC), temperatura mínima (ºC), punto de rocío del aire (ºC), % de nubosidad, velocidad del viento (m/s), coeficiente de turbidez de la atmósfera, y lluvia (mm/mes), según las definiciones indicadas en el programa (opción datos meteorología en la pantalla o impresiones).

[Atención: Los datos meteorológicos de los sitios pregrabados no están garantizados, sobretodo en lo que concierne a los porcentaje de nubosidad para el cálculo de los cuales se han tomado los porcentajes de los días de lluvia (salvo para Francia y para Agadez, Tamanrasset, i Tuléar de los que disponemos de períodos de insolación). Un consejo: para calcular el porcentaje de nubosidad, utilizad los períodos de insolación cada vez que estén disponibles; el programa durjour.exe da la duración media del día para facilitar el cálculo de los porcentajes de nubosidad].

Después vienen las 79 variables definidas en le programa según la lista de las variables (con su definición y su número) que viene dado por sur § anterior. Véase el orden en el que los valores afectados por estas variables deben ser inscritos, separados por una coma, línea por línea. Las cifras que aparecen a continuación representan los números de las variables:

El verdadero 51 es el nombre del SITIO (se debe escribir entre paréntesis). La tabla que aparece a continuación da el resumen del emplazamiento de las variables con su definición:

Uso

Una de las ventajas del software es poder optimizar rápidamente la marcha del cultivo de spirulina funcionando sobre el sitio dado, en las condiciones climáticas dadas.

También puede servir como ayuda a la concepción de un proyecto correspondiendo a un objetivo dado o como software educativo.

Aplicación

El modelo se aplica en el caso de un recinto al aire libre o de un recinto cerrado por una cobertura translucida, con ventilación controlada. Un modo de realización particular de este último caso es poner un film de invernadero por encima de los bordes del recinto (cf J.P. Jourdan (1993) BIBLIOGRAFIA – Mónaco, pagina 191); otro modo es hacerlo con un “recinto transpirante” con una aireación natural a través de una chimenea (cf Fox. 1996, BIBLIOGRAFIA – Fox); una película en film de invernadero, colocada horizontalmente y llenada parcialmente de medio de cultivo también es otro modo de realización posible (“fotobioreactor”). Para que la simulación se aplique basta con que la superficie del cultivo esté en contacto con la atmósfera y sea igual a la superficie iluminada. El modo de introducción del aire es cualquiera. No hay límite de inclinación ni de orientación de la superficie activa del cultivo (el medio de cultivo puede de este modo ser un flujo en un plano inclinado como en los fotobioreactores de tipo Setlik). La latitud del sitio de instalación debe ser comprendida entre dos círculos polares. Para los climas fríos se ha previsto calefacción y/o doble cristal y/o una pantalla térmica nocturna. La calefacción es por combustión de carburante limpio y en este caso se prevé la opción de la co-generación de electricidad y el CO2 de la combustión puede servir para alimentar el cultivo, en realidad la calefacción por combustión está probado que es demasiado onerosa en la mayoría de casos pero a menudo puede utilizarse para aportar CO2.

Otra opción facultativa, reservada a los invernaderos, es el aislamiento del cultivo, de varios modos: ya sea aislamiento completo (adiabático) sin aireación ni calefacción por la noche, ya sea aireación y calefacción sólo por la noche o día y noche. Se ha añadido una opción (¡un poco teórico porque no se adaptada a los productos artesanos!) permitiendo una iluminación eléctrica en los recipiente. Una última opción permite reciclar el medio de cultivo tras depuración (y cambio del pH).

Principios del cálculo

El programa simula el funcionamiento del recinto desde su siembra hasta su paro al cabo de un cierto número de días (pudiendo alcanzar los 18 meses). A partir de un medio de cultura con un cierto pH sembrado a tiempo cero, se calcula el crecimiento de las spirulinas hora por hora; un recuento térmico y un recuento de carbono (absorción de CO2 del aire + inyección – consumo) permiten calcular, igualmente hora por hora, la temperatura y el pH, determinando la velocidad de crecimiento. Se supone que todos los nutrientes, excepto el carbono, están disponibles sin límite.

La cosecha tiene lugar cada día (a la hora que se haya elegido), excepto los días de descanso semanal, y se recoge la concentración de spirulina que se haya decidido, salvo que la capacidad de recogida diaria no pueda sobrepasar un límite fijado. Pero no hay cosecha si el pH es inferior a un umbral preciso, o si se impone un periodo dado, ni durante los fines de semana (0 a 3 días de paro consecutivos por semana). Al final de la campaña se realiza una cosecha total (hasta la concentración de la siembra) y un cierto número de días se dedican a operaciones de inter-campaña. La productividad media y el precio de coste tienen en cuenta estos de días de inter-campaña.

La temperatura seca del aire ambiente y los rayos de sol absorbidos por el cultivo se calculan hora por hora a partir de los datos meteorológicos cargados (valores medios mensuales). La temperatura de la rosada del aire y la velocidad del viento son supuestas constantes a lo largo de la jornada. El porcentaje de nebulosidad se concentra a lo largo de los días “grises” repartidos uniformemente en tres periodos de diez días al mes, sin corrección de temperatura del aire ambiente en esos días. Un porcentaje (a elección) de la lluvia penetra en el recinto al aire libre.

Un purga (di filtrado) se practica para mantener el nivel en caso de lluvia excesiva, o para mantener la basicidad y, a ser posible, la salinidad por debajo del máximo fijado. Las sales y eventualmente el agua deseadas se añaden para mantener la calidad del medio de cultivo.

El agua condensada en la pared interior del invernadero es supuestamente reciclada al recinto (lo que se hace automáticamente cuando el invernadero y el recinto están constituidos por un único film).

Se añade también agua para compensar la evaporación y mantener el nivel entre el nivel normal (inicial) y el mínimo (1cm por debajo). Pero en caso de los recintos al aire libre una opción que permite suprimir este complemento, lo que permite simular el caso de los lagos naturales no recibiendo otra agua que el agua de la lluvia, o el caso de la escasez de agua.

El agua suplementaria es supuestamente poco calcárea (conteniendo suficiente calcio para las necesidades de spirulina, pero sin más): la eliminación de iones carbonados del medio para precipitación de CaCO3 no es tomada en cuenta en el cálculo.

Independientemente de la purga se prevé poder enviar un filtro hacia un sistema de depuración eliminando las materias orgánicas y modificando el pH. Un mismo volumen se recicla simultáneamente en el recinto, se admite que el reciclaje no cambia ni la basicidad ni la salinidad “fija” (sales no carbonadas) del medio, ni el nivel de líquido del recinto, ni la temperatura. El pH del reciclado se fija libremente (variable 78), pero si está fijado < 8 entonces el valor será el correspondiente al equilibrio con el aire exterior.

Una opción que permite decidir si las purgas, el agua suplementaria, la alimentación carbonada (CO2 puro, azúcar, bicarbonato) y el reciclaje son posibles o no los días de descanso semanales; si son posibles esos días, el volumen del medio a purgar o a depurar es filtrado, y la biomasa recuperada se ha puesto de nuevo en el recinto. Esta opción se aplica también en los periodos de vacaciones (que se pueden simular pidiendo los resultados diarios durante este período).

Por la noche, el cultivo puede ser completamente aislado (a la vez térmicamente y de la atmósfera, con la calefacción cortada) o parcialmente (sólo los intercambios conectivos y radiactivos pudiendo ser suprimidos o reducidos, con la aireación y la calefacción mantenidas). El cultivo puede ser sombreado y/o calentado y/o aislado térmicamente. En caso de aislamiento nocturno completo, la opción de iluminación artificial y la opción de calefacción y/o electricidad a partir de carburante son imposibles y una aireación mínima se mantiene para permitir la respiración (reducida al 20% de la normal) del cultivo pero se omite desde el punto de vista efecto térmico y evaporación. El grado de aislamiento térmico parcial del invernadero es regulable. Las opciones de doble cristal, el aislamiento térmico y el sombreado son compatibles….

El sombreado se supone que para los intercambios térmicos radiactivos pero no los intercambios conectivos. Se prevén dos tipos de sombreado de día, y se acumulan; la sombra llamada “automática”, modulable, se instala automáticamente si las condiciones de temperatura y de luz así lo requieren; el sombreado llamado “fijo” permanente día y noche. Una pantalla térmica (o “sombreado nocturno”) se puede instalar durante la noche para reducir el enfriamiento nocturno; se acumula con el sombreado fijo eventual, pero no tiene efecto con la opción aislamiento. N.B: Cuando dos sombreados Ay B se “acumulan” significa que la luz que penetra del cultivo se multiplica por (1-sombreado A/100) x (1-sombreado B/100).

La aireación del invernadero implica un elemento fijo (a elección pero > o igual a 0.04 y <35 Nm3/hr/m2) y un elemento “automático” modulable instalado según la temperatura del recinto. La aireación mínima asegura que el % de oxígeno acumulado en el invernadero no perjudica a la fotosíntesis, incluso en caso de alimentación en CO2 puro o bicarbonato.

El calentamiento del invernadero se puede hacer por combustión de una selección de combustibles limpios (de los cuales biogás a % de CO2 a fijar según la elección), pudiendo servir simultáneamente de complemento de CO2 por inyección de los gases de combustión en el invernadero. La combustión se hace día y noche, con el aire exterior (10% del exceso de aire). En la opción “caliente =0” la combustión no sirve más que para aportar CO2; en la opción “caliente=1”, sirve para aportar CO2 pero también para calentar el recinto. El calor de la combustión se desconecta automáticamente de la calefacción si la temperatura del recinto sobrepasa los 30ºC.

Los recintos de cultivo pueden también calentarse (y eventualmente enfriarse) con la opción de una bomba de calor (PAC).

La opción de iluminación artificial mejora la iluminación de los recintos bajo invernaderos entre 4 y 21h (duración máxima = 16h) cuando la iluminación natural (mejora bajo sombreado eventual) es inferior a un umbral. El consumo eléctrico de las lámparas se supone que es de 13mW/lumen (es decir 13 W/m2/flux, que corresponde a un rendimiento de tubos fluorescentes o a una media de entre las lampas alógenas y las lampas hortícolas tipo a vapor de sodio: cuando estas son nuevas puede descender a los 6.5 mW/lus). En la opción aislamiento térmico día y noche (variable nº 29 = 3 ), las lámparas se encienden de 4h a 21h. La porción de calor gastada por las lámparas admitida en el invernadero para contribuir al calentamiento es regulable de 32 a 100%.

En el caso de los recintos al aire libre estas opciones no son evidentemente todas las disponibles: pero el sombreado fijo, la pantalla térmica nocturna y la opción PAC son posibles.

La velocidad de la fotosíntesis puede variar según las fuentes utilizadas o las circunstancias (mortalidad, predadores); por lo tanto se puede ajustar a la media de un coeficiente (la variable nº 43).

El programa de cálculo no tienen en cuenta la desaparición de spirulinas por mortalidad o por predadores (se admite por estos dos casos que hay reciclaje del carbono en el interior del cultivo).

Para tener en cuenta la producción de exopolisacáridos no incluidos en la cosecha, pudiendo variar según las fuentes o las condiciones y para tener en cuenta también las variaciones posibles de composición de spirulina siguiendo las fuentes, el consumo de CO2 por Kg de spirulina no se considera como fijo pero como una variable regulable (nº 44).

También se debe fijar el rendimiento de la cosecha (variable nº 39), que tiene en cuenta la perdida de spirulina entre la fijación y el almacenamiento del producto acabado.

El programa no tiene en cuenta:

Salinidad, alcalinidad y pH del agua de soporte son tenidas en cuenta, lo que autoriza al uso del agua salobre y/o alcalina. Se admite que el agua aporte el calcio necesario.

La alimentación de carbono, requerida para la regulación del pH, se puede hacer ya sea por adición directa en el medio de cultura de bicarbonato o ya sea de azúcar o gas CO2 puro, ya sea por el enriquecimiento en CO2 del aire del invernadero por una fracción de los gases de combustión; un balance de materiales sobre el CO2 entre la entrada de aire en el invernadero y su salida permite calcular el contenido en CO2 de dicho aire (supuestamente homogéneo). El cálculo tiene en cuenta el CO2 aportado por la urea y por los aires frescos de aireación. Nada impide mezclara las diversas fuentes de carbono.

La foto-inhibición de la fotosíntesis a baja temperatura es tomada en cuenta por la prohibición de operar con una temperatura inferior a los 10ºC cuando la iluminación sobrepasa la intensidad limite escogida (variable nº76), 30 Klux por ejemplo; la fotosíntesis se anula supuestamente con una temperatura inferior a los 10ºC.

Resumen de las normas de regulación térmica adoptadas en un invernadero

Día y noche:

Aireación = Caudal normal (variable nº21) si recinto <30ºC

Sombreado fijo = Invariable

Noche:

Sombreado (pantalla térmica) nocturno = variable º 14

Día:

Sombreado automático=

N.B. La modulación de la ventilación y del sombreado automático no se aplica en la opción de aislamiento térmico día y noche (variable nº29=3), ni si los recintos son termoregulados a la misma temperatura día y noche por la opción PAC, ver isotermo.

Resumen de las normas de regulación térmica adaptadas en el invernadero:

(La modulación del sombreado automático no se aplica si los recintos son termoregulados a la misma temperatura noche y día)

Noche y día:

Sombreado fijo = variable nº50

Noche:

Sombreado (pantalla térmica) nocturno = variable nº 14

Día:

Sombreado automático=

N.B. Para un recinto sin ningún dispositivo de sombreado, las variables nº 13, 14 y 50 pasan a tener un valor nulo.

Absorción de CO2 atmosférico

La velocidad de absorción es proporcional al coeficiente de absorción y a la diferencia de las presiones de vapor de CO2 en el aire y en el líquido. La presión de vapor del CO2 en una solución de carbonato/bicarbonato de sodio se encuentra en la literatura. Kohl y Riesenfield (1960) nos dan en su obra “Gas Purification” BIBLIOGRAFIA –kohl, en la página 117, una formula que tiene como variables la temperatura, la basicidad y la relación c (moles de CO2/moles de base) en mmHg:

La absorción del CO2, experimenta en g de spirulina/día/m2 (admitiendo 1,8kg de CO2 por kg de spirulina) y entonces igual a 0.772 x ka x [0,00076 x vpm x (1-alt/10000)-Pco2], formula

en que:

El modelo combina estas dos fórmulas para calcular los intercambios de CO2 entre la atmósfera y el recinto.

Respiración

La spirulina sólo respira cuando no hay luz. Durante el día admitimos que sólo ve la luz la capa superficial de altura igual al “Secchi” (cf anexo A2: hemos adoptado la curva correspondiente a la fuente llamada “en espiral”, con turbidez 12 cm.) y que no tiene respiración en la capa, pero que debajo tiene respiración, esto supone que el medio es agitado (homogéneo). Se admite que la respiración está reducida al 20% del valor normal en caso de aislamiento completo nocturno (conformemente a varias experiencias en este sentido: Amos Richmond a mostrado que la respiración era fuertemente reducida en cultivos de fuerte concentración (10 g/l), el caso de las capas flotantes que se forman durante la noche cuando no se agita).

Para cuantificar la respiración normal utilizamos las resultantes de J.F. Cornet (BIBLIOGRAFIA – Cornet p. 115) para la variación con la temperatura, pero para el valor de base a los 20º C tomamos una media entre las indicaciones de Cornet y las de L. Tomaselli (1987) (BIBLIOGRAFIA –Tomaselli). Evidentemente, esta no es más que una aproximación porque la respiración depende también de la tenor en hidratos de carbono en la spirulina. Estas hipótesis sirven de base para la simulación; véanse a continuación algunos de los valores que se desprenden de ello:

DISMINUCIÓN DEL STOCK DE SPIRULINA (en % / día) POR RESPIRACIÓN EN LA OSCURIDAD EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DEL CULTIVO

y que pueden traducirse bajo forma grafica:

graphique

Respiración en función de la temperatura

Crecimiento por fotosíntesis

a)Concentraciones en biomasas superiores a los 0.1 g/l (caso general)

Nosotros admitimos que el crecimiento de la spirulina por fotosíntesis es el producto de coeficiente de ajuste y de 5 factores supuestos independientes y detallados en el Anexo A1

Este postulado, que es el corazón del programa, no está muy sostenido científicamente. La comparación de las figuras 4 y 19 de la tesis de Zarrouk autoriza a admitir que la función de la temperatura es independiente a la iluminación: las medidas productivas de nuestras áreas de cultivo muestran que la influencia del pH, de la temperatura y de la luz están bastante de acuerdo con las hipótesis contenidas en este postulado.

Además, este postulado implica que la velocidad de la fotosíntesis no depende ni de la altura del liquido, ni de la concentración en spirulina, ni de la concentración en nutrientes minerales (otros que el bicarbonato), así pues que la fotosíntesis es proporcional a la superficie iluminada.

Dicho de otro modo, hacemos las hipótesis, ampliamente verificadas en la práctica en las concentraciones consideradas, que el crecimiento es en la fase lineal, no limitadas por los nutrientes minerales, con absorción total de la luz penetrante en el recinto. Cabe destacar que la cantidad de spirulina por m2 (altura de líquido x concentración) tiene, sin embargo, una influencia en la productividad por el desvío de la respiración (Cf. § anterior)

Admitimos también que el crecimiento de la spirulina es sólo autótrofo. Si se produjera un crecimiento mixótrofo o incluso heterótrofo, seria especialmente producido por los organismos heterótrofos que cohabitan con la sprulina en el medio (Bacterias, zooplancton). De todos modos, el error cometido con el crecimiento no puede ser más que un defecto. Por lo tanto admitimos que en caso de aporte de carbono por azúcar, este es oxidado en CO2 por un mecanismo cualquiera.

b) Para las concentraciones en biomasa inferiores a los 0.1 g/l el crecimiento es exponencial, lo que el modelo traduce multiplicando la velocidad calculada en a) por diez veces la concentración (en g/l),

Comentario sobre la repartición espectral de la energía luminosa utilizada y el rendimiento de las lámparas:

La spirulina siendo capaz de utilizar un espectro muy largo gracias a su riqueza en diversos pigmentos fotosintácticos, las diferencias de repartición espectral entre luces solares bajo diferentes ángulos, latitudes y luces artificiales son negligidas. Los “klux” (de luz visible, como los medidos en el lucímetro) se supone que tienen la equivalencia siguiente con la potencia total disipada:

Datos de temperaturas y radiación solar

Se admite que la temperatura ambiente varia linealmente entre su mínimo al amanecer y su máximo a las 14h solares. Se calcula la radiación solar absorbida por el cultivo con o sin vidriera, a partir de las ecuaciones astronómicas y térmicas clásicas recordadas por ejemplo en Chouard, Michel y Simon (1977) BIBLIOGRAFÍA Chouard.

Balance Térmico

La temperatura del cultivo se calcula por balance térmico entre los aportes de calor (de entre los cuales se encuentran la radiación solar y el calor de combustión) y las diversas perdidas térmicas (no se tienen en cuenta las perdidas el suelo o hacia los lados del reactor pero si un “valor en agua equivalente” del fondo y de los lados (variable nº 5) añadiéndolo a la altura del líquido.

Se admite que el cultivo y el aire interno del invernadero son homogéneos en temperatura, y que la inercia térmica del aire es despreciable, pero se tiene en cuenta la capacidad térmica del flujo del aire travesando el invernadero que extrae del calor por calor sensible y se satura de agua. Los suplementos (agua, nutrientes) son supuestos hechos de la temperatura del cultivo. Evidentemente, se tienen en cuenta los aportes de calor provenientes de la calefacción y las lámparas.

Se admite que el sombreado reduce en un mismo porcentaje la radiación solar incidente y las perdidas térmicas por radiación, sin afectar a los cambios térmicos por convección.

Se tiene en cuenta también la energía solar consumida por la fotosíntesis teniendo en cuenta el valor calorífico de la spirulina 20,9kJ/g (tesis de J.F. (1992), BIBLIOGRAFIA – Cornet página 263). Las perdidas térmicas por convección versus la atmósfera y por radiación hacia el cielo son calculadas como para un captor solar según las ecuaciones clásicas, por ejemplo aquellas llamadas por R.Gilles (1976) BIBLIOGRAFÍA –Gilles y Chouard, Michel y Simon (1977) BIBLIOGRAFÍA – Chouard. Se omite la influencia de la inclinación eventual como es justificado después P.I. Cooper (1981) BIBLIOGRAFÍA –Cooper.

Consumo/ Producción de electricidad:

Para el cálculo del consumo de electricidad para la agitación (o el bombeo en caso de cultivo en un plano inclinado), se adopta una ecuación muy simple o más o menos arbitraria.

En caso de uso de combustible, otra opción es producir electricidad a través de un grupo de electrógenos (“súpercogeneración” de calor, de electricidad y de CO2), permitiendo implantar la instalación incluso en el sitio sin tener que enchufarlo a la corriente eléctrica; un excedente de electricidad está generalmente disponible para la venta o otros usos. Unas excelentes turbinas a gas miniaturizadas están disponibles. Deben desconfiar de las impurezas de gas de escape. Un simple quemador puede dar gases más puros. El grupo electrógeno podría en un futuro, que deseamos sea próximo, ser la pila de combustible limpio.

La potencia eléctrica por aireación ha sido omitida (aireación natural probablemente insuficiente), pero la consumida por las posibles lámparas, que es muy importante, es evidentemente tenida en cuenta.

La electricidad no supone comprar y vender al mismo precio, con empalme a la red, las necesidades y la producción de electricidad no estando forzosamente al mismo nivel (sobretodo si se utilizan lámparas o una bomba de calor –ver capítulo siguiente al PAC-).

Calculo de precio de coste

El modelo comporta una hoja económica, permitiendo calcular un precio de coste, teniendo en cuenta un sistema de costes provisto por el usuario y actualizado al tiempo 0.

El cálculo del precio de coste está basado en los consumos específicos correspondientes a las siguientes fórmulas:

La semilla se cuenta a un precio convenido de 10$ (o euros llegado el caso) el kilo, contando en seco.

El cálculo imputa los gastos fijos prorrateando los días de uso (número de días de funcionamiento + días de “intercampaña). Si la instalación no es usada en todo el año, se debe tener en cuenta correctamente, por ejemplo incluyendo el paro anual de los días de “intercampaña” (variable nº 8)

Presentación de los resultados

Durante el cálculo aparece un grafico en la pantalla que da la siembra cotidiana en función de los días. Este gráfico puede ser copiado e impreso pasando por la copia de pantalla y la barra de herramientas. Un enter nos permite continuar con el programa tras el uso del gráfico.

A lo largo de la campaña, entre dos días escogidos con antelación, es posible interrumpir el trazado de este grafico para tomar conciencia de los resultados cotidianos: esto nos permite seguir la evolución día a día, ya sea en marcha normal (con cosecha, y aporte de carbono) ya sea sin cosecha ni aporte de carbono (periodo de vacaciones por ejemplo).

Se pueden también consultar los resultados cotidianos en forma de tabla dando los valores de las variables siguientes:

Temperaturas máximas y mínimas del recinto, pH, concentración en spirulina (g/l), aporte de bicarbonato y de CO2 (gm2), absorción de CO2 por el recinto (g/m2), nivel (cm.), producción de spirulina (g/m2).

Los resultados completos son editados al final del programa y se pueden imprimir al mismo tiempo que los datos correspondientes.

CULTIVO DE SPIRULINA CON CALENTAMIENTO MATINAL Y ENFRIAMIENTO NOCTURNO PARA BOMBA DE CALOR

El software consta de una bomba de calor (PAC) que permite calentar el cultivo desde el alba a la temperatura elegida (por ejemplo 30º) y enfriarlo hasta la temperatura elegida (por ejemplo 15ºC) desde el atardecer. Este sistema no es generalmente rentable pero el software permite calcular el beneficio de productividad que se puede alcanzar con este tipo de gestión de temperaturas del recinto.

El funcionamiento sin PAC (ni calentamiento ni enfriamiento) exige especificar la variable 79= 0 y la variable 80= 45. Si se especifica una temperatura de enfriamiento por el PAC superior a 45º C, se suprime el enfriamiento por PAC (el recinto se enfría entonces tan sólo por enfriamiento nocturno natural). Si se especifica una temperatura de calentamiento de 0ºC (variable 79), se suprime el calentamiento por PAC.

Hipotéticamente la fuente de calor de la bomba de calor es el aire exterior y el COP (coeficiente de prestaciones) en calentamiento es la mitad de la teoría. Cuando se enfría admite que el consumo de energía eléctrica sea de 1/10 del calor extraído.

El calentamiento matinal se supone que se hace desde la primera hora del día, cuando en realidad se extendería al menos dos horas; pero la diferencia es muy poca sobre la productividad a causa de la débil luz de la salida del sol.

Si se especifica la misma temperatura de enfriamiento y de calentamiento (variable 79 = variable 80), el PAC regulará la temperatura del recinto a este valor, día y noche.

SIMULACIÓN CON CALENTAMIENTO GRATUITO

Es posible simular un cultivo de spirulina beneficiándose de un calentamiento de agua caliente “gratuito” (geotérmico o residual de una central eléctrica por ejemplo utilizando la opción PAC).

Para ello, fijar la temperatura escogida para el recinto durante el día (variable nº 79), y dar a la variable nº 80 un valor superior a 45 (lo que hace que se corte la calefacción al anochecer).

Para saber la mediana de calor de la calefacción utilizada (en Kwh./Kg.), se debe multiplicar por aproximadamente 10 el consumo eléctrico de la bomba de calor.

El precio de coste obtenido incluye el coste de electricidad de la bomba de calor, que está indicado a parte: deducirlo. Añadir eventualmente el coste de calor “gratuito”.

CULTIVO DE SPIRULINA A TEMPERATURA FIJA Y BAJO ILUMINACIÓN FIJA

Otra variante, denominada spitfix.exe, simula un cultivo a temperatura fija 24 al día y bajo iluminación fija 12h al día, sin cosecha. Es útil sobretodo para analizar los resultados de los ensayos de laboratorio y verificar la validez del modelo.

N.B. Este software no existe en inglés.