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MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS, DESARROLLO DE NUEVAS FORMULACIONES. (2ª parte)
News Plastic films for greenhouses

1. Resumen
2. Introducción
3. Materiales De Cubierta
4. Materiales Rígidos
4.1. Vidrio
4.2. Polimetacrilato De Metilo Pmm
4.3. Policarbonato Pc
4.4. Poliéster
4.5. Policloruro De Vinilo Pvc
5. Materiales Flexibles
5.1. Policloruro De Vinilo (Pvc)
5.2. Copolímero De Etileno Y Acetato De Vinilo (Eva)
5.3. Polietileno
6. Desarrollo De Nuevas Formulaciones
6.1. Filmes Antivirus
6.2. Filmes Antibotrytis
6.3. Filmes Fotodegradables
6.4. Multicapas
6.5. Antigoteo
6.6. Filmes Biodegradables
6.7. Filmes Para Solarización
7. Conclusiones


 
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5.3. Polietileno

Es el material plástico más extendido, debido a su precio, a sus buenas propiedades mecánicas, y a la facilidad para incorporar aditivos que mejoran sus prestaciones.

El PE junto al polipropileno (PP) y al PVC, son los termoplásticos de más consumo. El PE se obtiene mediante la polimerización del etileno utilizándose en su fabricación varios procesos y sistemas catalíticos. La mayor parte del PE para invernaderos se fabrica por el proceso de alta presión y catálisis de radicales libres mediante peróxidos.

Atendiendo a su densidad los PE se clasifican:

- baja densidad < 930 kg/m3
- media densidad 930-940 kg/m3
- alta densidad >940 kg/m3

Para cerramiento de invernaderos se utiliza sólo el de baja densidad ( baja cristalinidad) y alto peso molecular ( bajo índice de fluidez). Una de las características del PE es que su alargamiento en el punto de rotura es cercano al 500%. Un material se considera degradado cuando su alargamiento se ha reducido en un 50% de su valor inicial. El polietileno, al igual que todas la poliolefinas es degradado por la radiación UV y el oxígeno. La exposición a la intemperie provoca su rotura al perder las propiedades mecánicas.

Esto se corrige añadiendo:

- absorbentes de radiación UV ( derivados de benzotriazoles y benzofenonas)
-secuestradores de radicales libres
-desactivadores(sales orgánicas de níquel)
-estabilizantes (Hindered Amines Light Stabilizers)

Se puede hacer dos grandes grupos de aditivos:




-Aditivos de proceso: destinados a evitar la degradación térmica durante la extrusión(antioxidantes) o para mejorar la procesabilidad del polímero.
-Aditivos de aplicación: Se añaden al polímero con el fin de obtener las cualidades deseadas: deslizantes, antibloqueo, estabilizantes frente a UV, aditivos térmicos, pigmentos.

Los filmes de PE normal, sin aditivar, tienen una vida corta en zonas con elevada radiación. Esto se mejora añadiendo aditivos que limitan la acción de la radiación UV, consiguiendo aumentar la vida del plástico, es el PE Larga Duración.

La radiación recibida sobre la Tierra es una fracción de la recibida fuera de la atmósfera y dependerá de la masa de aire, turbidez de la atmósfera y contenido de agua en el aire. Esta fracción es la responsable del calentamiento del invernadero, siendo absorbido por las plantas y suelo. También éstos, al ser cuerpos negros se comportan como tales y emiten radiación a diferentes longitudes de onda. La atmósfera ejerce de barrera a gran parte de la longitud de onda larga, sin embargo, hay un tramo entre 7 y 14um, donde se encuentra la denominada Ventana de la Atmósfera, ya que por ella se pierde "inevitablemente" parte de energía emitida por los cuerpos negros, y que puede dar lugar a las inversiones térmicas. Precisamente es en esa franja donde se actúa para reducir las pérdidas desde el invernadero. La diferencia en temperaturas prococado por el efecto térmico puede variar en varios grados centígrados dependiendo de las condiciones atmosféricas. El PE tiene buena transmisividad a la radiación solar pero baja opacidad al infrarrojo (>70%) lo que provoca un escaso efecto invernadero. Mediante el uso de aditivos se consigue que el material absorba en esa franja la radiación, es el llamado PE térmico.

6. DESARROLLO DE NUEVAS FORMULACIONES

Los nuevos desarrollos se encaminan hacia materiales que mejoran sus propiedades mecánicas y hacia una selectividad de la radiación (cantidad y calidad).

Las plantas, plagas, hongos, etc., tienen preferencia por determinadas longitudes de onda. Los plásticos fotoselectivos modifican la cantidad y calidad de la radiación. Así, la zona del infrarrojo cercano (700-1000 nm) induce un alargamiento de la planta. Estudios sobre la fotomorfogénesis han mostrado la gran influencia que ejerce la calidad espectral de la radiación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. La relación de los flujos de fotones rojo/rojo lejano (610-700/700-800 nm) actúa sobre el alargamiento de los tallos. En el rojo (610-700) y azul (410-510) es donde se concentra la mayor radiación aprovechada en fotosíntesis (radiación PAR).

6.1. Filmes antivirus

La expansión de los virus se ve favorecidad por la presencia de vectores (como la mosca blanca). Es sobre éstos donde se incide de forma directa, al modificar las bandas de radiación que absorbe el material de cubierta. Experiencias en campo muestran que cubiertas con absorbentes UV protegen de infecciones de mosca blanca (Bemisia Tabacci), trips (Frackliniella occidentalis) y minador (Lyriomiza trifolii).

6.2. Filmes antibotrytis

La producción de esporas, viabilidad y crecimiento están condicionados por factores como la luz, la humedad y temperatura. Si se rompe el ciclo de desarrollo se distorsiona su expansión. La radiación UV-b incide sobre la esporulación de la Botrytis Cinerea y otros hongos, de igual forma la luz monocromática azul inhibe este proceso.

6.3. Filmes fotodegradables

Únicamente tiene uso en acolchados, donde una vez concluida la vida del plástico se desintegra y basta con arar para que los restos desaparezcan. Este proceso a nivel de invernadero no sería factible: la dificultad para determinar el momento en que el plástico debe degradarse en campo (depende de la radiación acumulada, estructura del invernadero, tratamientos fitosanitarios, etc.) es elevada, al igual que su incorporación al suelo.

6.4. Multicapas

La coextrusión de varias películas pretende combinar distintas propiedades para mejorar las prestaciones del material (aunque en la práctica dichas propiedades no son tan independientes entre capas). En el mercado los más empleados son los tricapas aunque también existen bicapas (que no implican tres campañas o dos).

De un tricapa lo que cabría esperar es:

-Capa externa: resistencia a la degradación por UV, resistencia al rasgado, rigidez, transparencia y evitar la fijación del polvo.
-Capa intermedia: efecto termoaislante, elasticidad y difusión de la luz.
-Capa interna: efecto termoaislante y antigoteo.

El PE y EVA son los materiales más utilizados en la coextrusión. Así la coextrusión de EVA entre dos capas de PE (llegando hasta un 28% AV) limita la transmisisvidad al IR a valores inferiores al 10% mejorando la transparencia a la transmisión solar y dando mayor resistencia al material resultante.

6.5. Antigoteo

Intentan aumentar la transmisividad y reducir el ataque de enfermedades. Como principales desventajas, hoy día, presentan: una rápida pérdida de los aditivos y una importante acumulación de polvo por su carga electrostática.

Están aditivados con elementos que modifican la tensión superficial, haciendo que la gota de agua en contacto con el material de cubierta tenga un ángulo más pequeño, tendiendo a ser plana. Esta propiedad lleva a que las gotas que se condensen en la cara interna del plástico tiendan a unirse unas con otras. Si la estructura permite ( sujeción de cubierta e inclinación ) la eliminación de esa capa de agua, se evitaría el goteo sobre los cultivos y por ello el riesgo de enfermedades y quemaduras. En estructuras con poca pendiente y con malla de alambre para sujetar el material de cubierta ( invernadero ‘parral’), la eliminación del agua no ocurre. No obstante la forma plana de las gotas, aumentara la transmisisvidad al reducir las reflexiones de luz. Se están desarrollando nuevas formulaciones, donde los aditivos antigoteo permanecen durante toda la vida útil del plástico, cosa que no ocurría hasta hace poco ( desaparecían en pocos meses ). En cuanto a la mayor afinidad por el polvo, se han reducido en un 50% esas concentraciones ( pasando de 3 g/m2 a menos de 1.5 g/m2 ).

6.6. Filmes biodegradables

Existen estudios para caracterizar y aislar determinadas bacterias que degraden el polietileno, que en definitiva es un compuesto orgánico.

Los plásticos convencionales presentan:

1- baja área de superficie y relativa impermeabilidad
2- elevado peso molecular de el material plástico.

Los microorganismos tienden a atacar el final de las largas moléculas. Para hacer que un plástico sea degradable es necesario reducirlo a pequeñas partículas con gran área superficial y posteriormente reducir su peso molecular.

6.7. Filmes para solarización

Aunque no entra dentro del apartado de cubierta para invernadero, su utilización dentro del mismo lo hace interesante para realizar desinfecciones del suelo de cultivo.

Es una técnica de desinfección de terrenos de cultivos alternativa al uso de plaguicidas. La combinación de calor y humedad eliminan la mayor parte de organismos patógenos : hongos, nemátodos y malas hierbas. El plástico una vez extendido sobre el suelo humedecido, actúa como otro pequeño invernadero. Se han desarrollado nuevas formulaciones que aumentan la temperatura alcanzada por el suelo, mediante una mayor transmisividad a la radiación solar por el efecto antigoteo. Así podemos evitar el uso de desinfectantes químicos o por lo menos reducirlo. También existen trabajos que apuntan a que este proceso mejora la estructura del suelo, incorporando otra ventaja a esta técnica.

7. CONCLUSIONES

El fuerte desarrollo que está experimentando la agricultura intensiva necesita ir acompañado de medidas que hagan sostenible este crecimiento. Con respecto a los materiales de cubierta, principalmente, se está trabajando en dos líneas :

a) Mejora de las propiedades mecánicas
b) Mejora de las propiedades ópticas

El desarrollo de materiales más longevos ( sin reducción de sus propiedades ) es una de las mejores opciones para reducir en origen el uso de materiales plásticos. Retirar el material de cubierta cada tres o más años en vez de cada dos, implica una reducción anual del material a reciclar.

El mayor conocimiento del efecto de las diferentes longitudes de onda sobre las plantas y animales, está dirigiendo los nuevos desarrollos de materiales hacia una modificación de las franjas de radiación para producir diferentes efectos: antigoteo, antibotrytis, antivirus,etc., los cuales implicarían una reducción en el uso de fitosanitarios con el consiguiente beneficio ambiental. Nuestra agricultura intensiva se está encaminando hacia un mayor control del clima en invernadero, ello implica mejoras en estructuras e incorporación de sistemas que nos permitan un control activo (calefacción, refrigeración, enriquecimiento carbónico, etc.), lo que va a provocar un mayor consumo energético, por lo que todos estos avances deberían ir acompañados de estudios minuciosos tanto a nivel económico como medioambiental.

Grupo Ecologista Mediterráneo

Autor: 
Juan Carlos López Hernández


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