El uso de invernaderos —especialmente en zonas donde las condiciones son variables a lo largo del año— tiene por objetivo lograr un efecto más favorable para el desarrollo de los cultivos y evitar la interrupción productiva, que es la piedra de tope de todos los proyectos que persiguen la sustentabilidad en el rubro hortícola y ornamental.

La industria de los invernaderos cuenta con muchas tecnologías que se encuentran disponibles dependiendo de los recursos con los que se cuente. En el caso de las cubiertas, en el norte de Europa, donde las temperaturas medias en otoño o invierno pueden bajar de los 0ºC, se han diseñado invernaderos de cristal tipo “Venlo” (nombre de la ciudad holandesa que da origen a esta tecnología, a mediados del siglo pasado), cuyo costo por hectárea puede superar el millón de euros. Esto ha llevado a que herramientas como las cubiertas plásticas estén siendo consideradas por los productores como una opción viable.

El uso de cubiertas o films plásticos en Chile

Dada la realidad económica nacional, en Chile la construcción de invernaderos se ha consagrado con el uso de cubiertas plásticas, las cuales han evolucionado localmente desde inicios de la década del setenta.

Si bien los invernaderos se construyen en todo el país, raramente se le otorga importancia al material que se usará para la cubierta plástica. Una mala noticia si se considera que este es uno de los aspectos preponderantes en el potencial de captura de energía que se logre. De hecho, a fin de cuentas, es lo que realmente otorgará la posibilidad de lograr la continuidad productiva durante el año.

Pese a que los materiales plásticos empleados como cubiertas de invernadero se pueden clasificar en filmes flexibles, placas rígidas y mallas, son los primeros los más usados por los productores. Por ende, en este artículo, nos centraremos en ellos.

Los filmes plásticos utilizados para cubierta de invernaderos habitualmente tienen espesores que se mueven entre 80 y 220 µm (“micras”, que es la milésima parte de un milímetro) y anchos que pueden llegar hasta 20 metros, según sea la tecnología de la empresa fabricante. De hecho, en mercados avanzados, se pueden encontrar filmes “monocapa” y “tricapa”, los cuales serán analizados más adelante.

Uso de polímeros 

Una de las herramientas utilizadas para mejorar las propiedades de los films plásticos son los polímeros.  

Entre los más utilizados, se sabe que el polietileno (PE) de baja densidad (LDPE, Low Density Poli Ethylene) y los copolímeros de etileno, acetato de vinilo (EVA) y acrilato de butilo (EBA), son los responsables de otorgar al material los colores amarillentos o verdosos, que mejoran principalmente las características ópticas, es decir, permiten el mejor paso de la luz.

Si bien la tecnología de los polímeros ofrece enormes alternativas, el criterio que prima a la hora de que los productores hagan la elección del material que usarán es casi solo el económico. A esto se agrega el hecho de que en nuestro país el cliente solo compra “plástico para invernaderos”, sin distinguir, en la mayoría de los casos, nada más. Como mucho, en algunas ocasiones, se solicita que sea un “tricapa” o se pide que el material tenga un grosor determinado, obedeciendo a una recomendación de venta o técnica de su asesor. Lo cierto es que se puede avanzar muchísimo más en esto y, por lo tanto, la profesionalización en la elección de las cubiertas de PE debe ser un objetivo tomado en cuenta tanto por quienes se dedican a la asesoría como por el resto de los usuarios.

Características del PE: Ventajas y desventajas

El cuadro 1 resume someramente algunas de las ventajas que presentan los PE más utilizados en Chile en función de sus usos. La diferenciación se da por la durabilidad del material, la que puede variar entre 2 y 4 temporadas por defecto. Al respecto, hay que comentar que la industria ya dispone de materiales que pueden ser usados por más de 8 temporadas, debido a que cuentan con una capacidad de resistencia a diversas condiciones ambientales, entre ellas, vientos que superan los de 120 km/h.

A partir de lo anterior, y en vista de que la adición de algunos compuestos a la elaboración del polietileno promueve cambios en el comportamiento del microclima, es necesario conocer cuáles son las principales propiedades que pueden ofrecer los materiales de cubierta de los filmes plásticos flexibles.

Las propiedades físicas de los PE las podemos resumir en:

a)-“ópticas”: se refieren a la capacidad de transmisión a la radiación PAR (esencial para cualquier planta), la ultravioleta (UV), la infrarroja y la difusión lumínica (en general a que transmita la energía que viene desde el sol).

b)-“superficiales”: como de antigoteo o antipolvo.

c)-otras: como la duración.

Fabricación de los PE: Uso de aditivos mejoradores de las propiedades mecánicas y ópticas

En la década del setenta, la fabricación de los plásticos para cubierta de invernaderos tenía poco desarrollo. De hecho, se caracterizaba por poseer baja resistencia a la fuerza del viento (no más de 40 km/h), lo que justificaba que la orientación de estos se hiciese de norte a sur. Esto, a su vez, llevaba a que se perdiera una buena cuota de energía solar (cerca de 30% en condiciones de invierno, siendo esto lo mejor que se podía hacer). Por su parte, la durabilidad llegaba a 5-8 meses, lo que obligaba a cambiar el material de forma anual. A esto se agregaba que sus características ópticas eran poco deseables.

En la actualidad, se busca que el material sea fotoestable, para mantener sus propiedades durante largos tiempos de exposición al sol; transparente a la radiación visible, para permitir a la planta realizar la fotosíntesis; opaco a la radiación infrarroja, para evitar la pérdida de calor por radiación durante la noche, e hidrófilo, para evitar la condensación de agua en forma de gotitas. En ese sentido, se podría pensar que el PE tiene todas estas propiedades, por lo que resulta adecuado para la aplicación. Sin embargo, la verdad es otra. En forma independiente, el PE es todo lo contrario, es decir, es poco fotoestable, muy transparente a la radiación infrarroja, hidrófobo y no es especialmente transparente a la luz visible. La única propiedad en que destaca frente a otros materiales, es que puede ser transformado por extrusión (fundición por calor y soplado) en filmes grandes, anchos, de espesores considerables y de bajo precio. 

Y entonces, ¿por qué se utiliza el PE para la fabricación de filmes agrícolas? Porque todas las propiedades que le faltan pueden ser aportadas con el uso de “aditivos”, como los estabilizantes a la luz (que lo hacen fotoestable), las cargas minerales (que lo hacen opaco al infrarrojo) y los surfactantes (que lo hacen hidrófilo), entre otras cosas. Por tanto, un compuesto de polietileno con los aditivos adecuados puede resultar un material idóneo para la fabricación de filmes agrícolas.

Factores que afectan la duración de un PE agrícola

La vida útil de los materiales está determinada por varios factores:

-Intrínsecos: Polímero base (LDPE, LLDPE, EVA), tipo de filme (mono o multicapa), espesor del filme, estabilización, otros aditivos (cargas, pigmentos, aditivos antigoteo, etc).

-Externos previos a su utilización: Condiciones de fabricación, condiciones de almacenamiento, colocación.

-Externos durante su utilización: Estructura del invernadero (material de la estructura, protección de la superficie de contacto, diseño, fijación del filme), condiciones climáticas (radiación, temperatura, viento, lluvia, nieve...), cultivo, agroquímicos.

Plásticos multicapa

En la fabricación de las cubiertas, se emplea un proceso secuencial que adhiere capas o multicapas por medio de la extrusión o coextrusión.

La coextrusión (combinación de polímeros en base a temperaturas por fundición) de varias películas pretende combinar distintas propiedades para mejorar las prestaciones del material plástico. En el mercado, destacan los plásticos bicapa y tricapa. Así, por ejemplo, los tricapa están formados por tres láminas, cada una de las cuales otorga características determinadas (ver Figura 2).

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%) limita la transmisividad al IR a valores inferiores al 10%, lo que a su vez mejora la transparencia a la transmisión solar y entrega mayor resistencia al material resultante. Los fabricantes están conscientes de que pueden hacer una cubierta de hasta 8 capas, aunque su costo sería altísimo. De hecho, dependiendo del lugar donde se utilice, podría llegar a ser hasta contraproducente.

En el país hay fabricantes que se atreven a ofrecer un producto de 5 capas con un costo mayor. En ese aspecto, conviene resaltar que, de acuerdo al volumen de compra que el cliente demande, se puede “hacer un plástico a la medida”.

Instalación del PE

Al observar la figura 2 puede asaltarnos la siguiente duda que se hará patente al momento de la instalación: En la práctica, ¿cómo se sabe cuál es la capa externa o interna? Lamentablemente este aspecto es poco conocido. De hecho, se estima —por un tema de probabilidad— que el 50% de los invernaderos de Chile se encuentran mal instalados. Por lo mismo, no resulta extraño encontrarse con alguien que compró un “tricapa”, cuya duración apenas llegó al segundo año, debido a la destrucción del material. De hecho, cosas así llevan a las personas a decepcionarse y concluir —erróneamente— que el plástico que compró era de mala. calidad. Del mismo modo, casi todas las bondades de la extrusión, no habrán servido de nada.

Pero volviendo a la pregunta planteada anteriormente, hay que tener algo claro: Los fabricantes han concordado internacionalmente que la capa interna es la que lleva impresa las características del plástico, por lo que una vez instalado, una persona estando dentro del invernadero, debe ser capaz de leer la línea de datos en un “derecho” (Ver Figura 3).

En resumen, la sumatoria de las características de fabricación de cada uno de los aditivos y la instalación de los PE coextruídos es lo que dará las propiedades finales a la cubierta. Así, conocer y dominar esta información puede marcar una diferencia importante en el sector productivo a la hora de apoyar la estrategia de la eficiencia, la captura energética de los invernaderos y la consecución de la sustentabilidad.