Un estudio de la Universidad Autónoma de Barcelona analizó once ciclos de tomate entre 2015 y 2023. La entrada de luz solar, la renovación de las cubiertas del invernadero y la fertilización con nutrientes recuperados resultaron determinantes para mejorar las cosechas y reducir su impacto ambiental.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario
Editor: Karem Díaz S.
Una investigación desarrollada durante ocho años en Barcelona, España, ha identificado factores decisivos para mejorar la producción de tomate en invernaderos urbanos instalados sobre edificios. El trabajo, realizado por investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universidad Autónoma de Barcelona (ICTA-UAB), demuestra que mantener una adecuada entrada de luz solar y ajustar el suministro de nutrientes puede aumentar la productividad del cultivo y reducir determinados impactos ambientales.
Los resultados, difundidos por la universidad el 7 de octubre de 2026, proceden del análisis de once ciclos de cultivo realizados entre 2015 y 2023 en un invernadero integrado en la cubierta de un edificio universitario. La investigación fue publicada originalmente el 23 de junio de 2026 en la revista científica Agronomy for Sustainable Development.
El estudio, encabezado por Guido Evangelista, examinó el rendimiento del tomate, la radiación solar disponible, el consumo de agua, el suministro de nutrientes y los efectos ambientales de diferentes estrategias de manejo.
Uno de los resultados más relevantes fue comprobar que el deterioro progresivo de los materiales transparentes del invernadero redujo la productividad, mientras que su sustitución permitió recuperar una parte importante del rendimiento.
Los investigadores también obtuvieron resultados favorables al utilizar estruvita, un fertilizante rico en fósforo recuperado de aguas residuales urbanas, como alternativa parcial a los fertilizantes minerales convencionales.
Un invernadero sobre un edificio permitió estudiar once cosechas
La investigación se desarrolló en un invernadero situado en la cubierta del edificio del ICTA-UAB, en el campus de la Universidad Autónoma de Barcelona.
La instalación está integrada térmicamente con el edificio, una característica que permite estudiar las relaciones entre la producción agrícola y el funcionamiento de las construcciones urbanas.
Durante el período comprendido entre 2015 y 2023, los investigadores realizaron once ciclos de cultivo de tomate y modificaron progresivamente diferentes aspectos del sistema productivo.
Entre las variables examinadas se encontraban la disponibilidad de radiación solar, los sistemas de riego, la aplicación de fertilizantes y el comportamiento ambiental de los materiales utilizados.
El seguimiento prolongado permitió observar resultados que difícilmente podrían identificarse mediante un único ciclo agrícola.
Por ejemplo, el deterioro gradual de una cubierta transparente puede pasar inadvertido durante una campaña, pero sus efectos acumulados sobre la producción resultan más evidentes cuando se comparan varios años.
La investigación también permitió evaluar cambios sucesivos en el manejo de nutrientes y en el funcionamiento de los sistemas hidropónicos.
Los autores utilizaron un enfoque de mejora progresiva, basado en modificar prácticas de cultivo y analizar sus consecuencias sobre el rendimiento y el impacto ambiental.
La pérdida de luz solar redujo la productividad un 31 %
El resultado más destacado del estudio se relaciona con la radiación solar que llega a las plantas.
Los investigadores comprobaron que los paneles transparentes de la cubierta perdieron progresivamente capacidad para transmitir la luz debido al envejecimiento del material.
Esta degradación estuvo asociada con una disminución del 31 % en la producción durante el período estudiado.
La observación resulta especialmente importante porque la radiación solar constituye la fuente de energía utilizada por las plantas para realizar la fotosíntesis.
Cuando disminuye la cantidad de luz disponible, el cultivo puede experimentar limitaciones en la producción de materia vegetal y frutos.
En los invernaderos, la transparencia de la cubierta influye directamente en la radiación que alcanza las hojas.
Los resultados muestran que el mantenimiento de estos materiales debe considerarse una práctica agronómica y no únicamente una cuestión de conservación de la infraestructura.
Una cubierta que permanece físicamente instalada puede haber perdido parte de sus propiedades ópticas, aunque todavía proporcione protección frente a las condiciones exteriores.
Por esta razón, los investigadores recomiendan evaluar periódicamente la capacidad de transmisión luminosa de los materiales utilizados.
Renovar la cubierta elevó la cosecha más de un 56 %
En 2023, el equipo sustituyó los paneles deteriorados de la cubierta del invernadero.
La renovación permitió aumentar la entrada de radiación solar y coincidió con una mejora considerable del rendimiento del tomate.
Según los resultados divulgados por la Universidad Autónoma de Barcelona, la producción aumentó más de un 56 % respecto al año anterior.
La investigación muestra que recuperar la transmisión de luz puede proporcionar beneficios productivos importantes sin necesidad de modificar completamente el sistema agrícola.
Los autores proponen renovar los materiales de cubierta aproximadamente cada cuatro a seis años, en lugar de esperar los diez años que habitualmente pueden recomendar algunos fabricantes.
Esta recomendación procede de las condiciones evaluadas en el estudio y no debe interpretarse como un plazo obligatorio para todos los invernaderos.
La vida útil agronómica de una cubierta depende del material, la exposición ambiental, el mantenimiento y las características de la instalación.
Los investigadores también calcularon que una renovación adecuada puede contribuir a reducir la huella de carbono global de la producción entre un 6,7 % y un 7,7 %.
La explicación se relaciona con el aumento del rendimiento: cuando se obtiene una mayor cantidad de tomates con una infraestructura determinada, algunos impactos ambientales pueden distribuirse entre más kilogramos de producto.
La estruvita permitió obtener cosechas comparables a la fertilización mineral
El segundo componente central del estudio fue la nutrición vegetal.
Los investigadores evaluaron la utilización de estruvita, una sal que contiene fósforo, nitrógeno y magnesio y que puede recuperarse durante el tratamiento de aguas residuales.
Este material representa una posible fuente alternativa de nutrientes para determinados sistemas agrícolas.
En los ensayos realizados en Barcelona, una aplicación optimizada de 100 gramos de estruvita por planta permitió obtener rendimientos de tomate entre los más elevados de toda la investigación.
Los resultados fueron comparables a los obtenidos mediante fertilización mineral convencional.
La productividad máxima registrada en los ciclos más favorables alcanzó 49 gramos de tomate por planta y día, según el artículo científico.
La cifra corresponde a las condiciones experimentales evaluadas y no constituye una previsión aplicable automáticamente a cualquier explotación.
Guido Evangelista, investigador del ICTA-UAB y autor principal del trabajo, destacó que la dosis optimizada de estruvita permitió mantener una producción elevada y reducir impactos relacionados con la contaminación de masas de agua por pérdidas de fertilizantes.
El interés de este resultado reside en que una parte de los nutrientes utilizados en agricultura puede recuperarse de corrientes residuales, disminuyendo la dependencia exclusiva de materias primas minerales.
La fertilización debe adaptarse a las necesidades del cultivo
El trabajo también examinó cómo el suministro de nutrientes influye en la eficiencia de la producción.
Las necesidades nutricionales de las plantas no permanecen constantes durante todo su desarrollo.
En las primeras etapas, el cultivo necesita recursos para establecer raíces, hojas y tallos. Posteriormente, la floración y el crecimiento de los frutos modifican la demanda de nutrientes.
Por ello, una estrategia de fertilización que mantenga cantidades idénticas durante todo el ciclo puede no responder adecuadamente a las necesidades de las plantas.
Los investigadores evaluaron prácticas de fertirrigación dinámica, mediante las cuales el suministro de nutrientes se ajusta a las condiciones y etapas del cultivo.
Este enfoque permite relacionar las aplicaciones con la demanda real de las plantas y con el comportamiento del sistema hidropónico.
La importancia de ajustar la fertilización también ha sido examinada en investigaciones de larga duración sobre fertilización y producción sostenible de hortalizas, donde las respuestas de los cultivos dependen de los nutrientes aportados y de las características del suelo.
En el caso del invernadero de Barcelona, la combinación de una adecuada transmisión de luz y un manejo nutricional ajustado permitió alcanzar resultados productivos favorables.
Recuperar fósforo de aguas residuales abre otra opción para la agricultura
La estruvita puede obtenerse mediante procesos de recuperación de nutrientes presentes en determinadas corrientes de aguas residuales.
Su composición incluye fósforo, un elemento esencial para el crecimiento vegetal y para diferentes procesos relacionados con el metabolismo energético de las plantas.
La producción de fertilizantes fosfatados convencionales depende principalmente de recursos minerales que deben extraerse y procesarse.
La recuperación de fósforo a partir de residuos ofrece una alternativa para aprovechar nutrientes que, de otro modo, podrían terminar en corrientes de desecho.
Sin embargo, la utilización agrícola de estos materiales requiere considerar su composición, disponibilidad de nutrientes y condiciones de aplicación.
El estudio de Barcelona no demuestra que cualquier estruvita, aplicada en cualquier cantidad, produzca resultados superiores a los fertilizantes convencionales.
La respuesta favorable se obtuvo con una dosis concreta y dentro de un sistema de cultivo determinado.
La investigación también subraya la importancia de evitar pérdidas innecesarias de nutrientes, especialmente cuando estas pueden contribuir a la contaminación de aguas superficiales.
La recuperación de fertilizantes forma parte de una línea de trabajo más amplia orientada a aprovechar mejor los recursos utilizados en la producción agrícola.
Los sistemas hidropónicos presentan diferencias importantes de manejo
Los investigadores analizaron el comportamiento de sistemas hidropónicos abiertos y cerrados.
En estos métodos, las plantas reciben agua y nutrientes mediante soluciones preparadas para satisfacer sus necesidades de crecimiento.
Los sistemas abiertos pueden generar soluciones drenadas que deben gestionarse adecuadamente para evitar pérdidas de agua y fertilizantes.
En los sistemas cerrados, parte de la solución nutritiva puede recuperarse y volver a utilizarse, siempre que se mantengan condiciones apropiadas de calidad.
La recirculación puede contribuir a mejorar el aprovechamiento de los recursos, aunque también exige controlar la composición de la solución y evitar desequilibrios nutricionales.
Estas diferencias son relevantes para interpretar los resultados de una explotación hidropónica.
La eficiencia no depende exclusivamente de que el cultivo se realice sin suelo, sino de la manera en que se administran el agua, los nutrientes y los residuos del sistema.
La producción intensiva de hortalizas mediante métodos alternativos también ha sido abordada en un proyecto de la Universidad Nacional de Colombia que estudió sistemas aeropónicos para reducir el consumo de recursos.
Aunque la aeroponía y la hidroponía presentan diferencias técnicas, ambas requieren un manejo cuidadoso del suministro de agua y nutrientes.
La iluminación artificial elevó la huella ambiental del tomate
Además de los ensayos realizados en el invernadero de cubierta, los investigadores compararon el sistema con un cultivo de tomate desarrollado en un ambiente interior iluminado artificialmente mediante lámparas LED.
El cultivo interior mostró una elevada eficiencia en el uso del agua, pero también presentó un impacto climático considerablemente mayor bajo las condiciones energéticas evaluadas.
El sistema interior registró aproximadamente 7,06 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilogramo de tomate producido.
En comparación, los ciclos más eficientes del invernadero de cubierta presentaron valores comprendidos entre 0,54 y 0,94 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilogramo.
El consumo de electricidad representó más del 93 % de la huella climática del sistema interior.
La diferencia se explica principalmente por la necesidad de proporcionar artificialmente la energía luminosa que, en el invernadero, procede en gran medida del sol.
Los resultados no significan que todos los cultivos interiores presenten necesariamente una huella ambiental igual de elevada.
El impacto depende de la fuente de electricidad, la eficiencia de los equipos y la productividad obtenida.
Los investigadores estimaron que, si toda la electricidad utilizada en el sistema interior procediera de energía solar fotovoltaica, su huella climática podría reducirse un 87 %, hasta aproximadamente 0,93 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilogramo de tomate.
Esta estimación corresponde a un escenario de análisis ambiental y no a una reducción medida directamente mediante una sustitución completa del suministro eléctrico durante el experimento.
El rendimiento modifica la huella ambiental por kilogramo cosechado
El estudio utilizó una evaluación del ciclo de vida para analizar los impactos asociados con la producción de tomate.
Este procedimiento permite considerar diferentes recursos y procesos necesarios para obtener el producto agrícola, desde los insumos utilizados hasta el consumo energético.
Los investigadores encontraron que los ciclos con menor productividad presentaban impactos ambientales relativamente elevados por kilogramo cosechado.
En los ciclos con rendimientos de apenas 0,9 a 3,3 kilogramos por metro cuadrado, los impactos climáticos se situaron entre 3,84 y 12,05 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilogramo de tomate.
En cambio, los ciclos más eficientes presentaron valores considerablemente inferiores.
El ciclo de 2017 registró aproximadamente 0,54 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilogramo de tomate, mientras que uno de los ciclos de 2023 alcanzó 0,94 kilogramos.
Estos resultados muestran que la productividad constituye una variable importante al evaluar la sostenibilidad de un sistema agrícola.
Cuando una instalación consume recursos, pero produce pocos alimentos, el impacto ambiental correspondiente a cada kilogramo cosechado puede aumentar.
Por ello, mejorar el rendimiento mediante una gestión adecuada de la luz y los nutrientes también puede contribuir a reducir la intensidad ambiental de la producción.
La agricultura urbana necesita adaptarse a las condiciones de cada instalación
Los investigadores consideran que los resultados obtenidos en Barcelona aportan orientaciones para otros proyectos de producción hortícola urbana.
Sin embargo, no proponen una receta universal que pueda aplicarse sin modificaciones a todos los invernaderos.
Las condiciones de radiación solar, el diseño de las cubiertas, la disponibilidad de agua y el acceso a fertilizantes pueden variar considerablemente entre instalaciones.
También influyen la especie cultivada, la duración de los ciclos productivos y las necesidades de mantenimiento.
En una ciudad con abundante radiación solar, aprovechar la luz natural puede proporcionar ventajas importantes frente a sistemas completamente cerrados.
En otros lugares, la duración de los días, las temperaturas y las características del edificio pueden modificar los resultados.
La capacidad de producir hortalizas dentro de las ciudades también depende de los espacios disponibles. Un estudio sobre 840 ciudades europeas estimó el potencial de utilizar azoteas, jardines y otros espacios urbanos para cultivar hortalizas, mostrando que la superficie disponible constituye otra variable relevante para ampliar esta actividad.
La investigación de Barcelona añade una perspectiva complementaria: además de disponer de espacio, es necesario mantener condiciones de cultivo que permitan obtener rendimientos adecuados.
El mantenimiento del invernadero se convierte en una decisión productiva
Una de las aportaciones prácticas del estudio es demostrar que el mantenimiento de las cubiertas puede tener consecuencias directas sobre la cosecha.
Los materiales transparentes se utilizan para proteger las plantas y permitir el paso de la radiación solar.
Con el tiempo, algunos pueden experimentar alteraciones que reducen su transparencia y modifican la cantidad de luz disponible.
Los productores suelen considerar el reemplazo de estas cubiertas cuando presentan daños visibles o problemas estructurales.
Sin embargo, los resultados del ICTA-UAB indican que la pérdida de transmisión luminosa puede justificar una renovación antes de que el material deje de cumplir su función protectora.
La decisión debe considerar el costo de sustitución, la mejora esperada del rendimiento y el impacto ambiental asociado con fabricar e instalar nuevos materiales.
Los investigadores evaluaron estos factores mediante el análisis del ciclo de vida y encontraron que una renovación más frecuente podía resultar favorable en las condiciones estudiadas.
El trabajo también refuerza la importancia de planificar conjuntamente la infraestructura y el manejo agronómico.
Una fertilización adecuada no puede compensar completamente una limitación importante de luz, del mismo modo que una cubierta transparente no garantiza buenos resultados si el suministro de nutrientes es insuficiente.
Ocho años de resultados permiten establecer prioridades de manejo
La investigación de la Universidad Autónoma de Barcelona demuestra que la productividad de los invernaderos urbanos depende de una combinación de factores que deben ajustarse a lo largo del tiempo.
Entre los resultados comprobados destacan la reducción del 31 % de la producción asociada con el deterioro de las cubiertas, el aumento superior al 56 % después de su renovación y los rendimientos favorables obtenidos mediante aplicaciones optimizadas de estruvita.
El análisis ambiental también mostró diferencias importantes entre los sistemas que aprovechan la radiación solar y aquellos que dependen de iluminación artificial.
Estas observaciones no significan que un sistema sea necesariamente superior en todas las circunstancias, sino que el consumo energético, el rendimiento y el origen de los recursos deben evaluarse conjuntamente.
Para productores de tomate, responsables de invernaderos y proyectos de agricultura urbana, el estudio proporciona referencias sobre la importancia de controlar la transmisión de luz, ajustar la fertilización y revisar periódicamente la eficiencia del sistema productivo.
La principal aportación del seguimiento realizado entre 2015 y 2023 es que pequeñas modificaciones sucesivas en el manejo pueden acumular beneficios productivos y ambientales medibles, especialmente cuando se apoyan en registros de cosecha y evaluaciones técnicas de largo plazo.
Fuentes referenciales:
Guido Evangelista y colaboradores: Sustainable resource optimization for tomato cultivation in a rooftop greenhouse: an 8-year case study. Agronomy for Sustainable Development, 23 de junio de 2026
Universidad Autónoma de Barcelona: Eight-year analysis reveals how sunlight and nutrients shape sustainable urban farming, 7 de octubre de 2026
