¿Hacia donde está el crecimiento de los plásticos en agricultura?

En el sector agrícola, el uso de materiales plásticos ha hecho posible la explotación eficiente de la tierra en forma de cultivos, además de permitir un mejor aprovechamiento de los pastos y el forraje para la cría de animales, almacenamiento de granos y actividades de acuicultura, entre otras.

Las películas para cerramiento son un mercado relativamente maduro en cuestión de resinas y procesos empleados. Los avances están concentrados básicamente en el desarrollo de nuevos aditivos, que permitan que estas películas sean más estables a la luz ultravioleta y además sean más transparentes. Los acolchados están resurgiendo con gran fuerza en la región, gracias a los beneficios observados en cultivos de frutas y hortalizas. En esta aplicación, las innovaciones hacen referencia al uso de nuevos materiales de alto desempeño, biodegradables, y a la experimentación con colores.

El uso de películas plásticas para protección y conservación de forraje y granos con el sistema silo-bolsa ha sido revolucionario, especialmente en países tradicionalmente ganaderos o donde el cultivo de granos es un mercado importante. Las tendencias están enfocadas al uso de resinas de alto desempeño, al manejo de procesos para la fabricación de películas estirables de múltiples capas y al uso de colores para regular la temperatura.

En otras aplicaciones, como las bolsas para protección de banano y otras frutas, agro-textiles, acuicultura, materiales para post-cosecha y empaque, también se están llevando a cabo avances. Las oportunidades de explotación de estos nichos son grandes, pero dependen de que se puedan establecer canales de comunicación efectiva entre clientes, transformadores y productores, que permitan agilizar los desarrollos, encaminados a atender las necesidades específicas de la región.

Películas para cerramientos
Los tipos de cerramientos en los cuales se pueden emplear películas son básicamente casas de cultivos, invernaderos, túneles y micro-túneles. Aunque estas aplicaciones difieran en el calibre de la película que se emplea y en otras características, su función principal es proteger los cultivos de las inclemencias del clima sin quitarles la luz que necesitan para crecer, y en el caso de los invernaderos, túneles y micro-túneles, crear además un microclima que permita regular factores como la temperatura y la humedad.

Actualmente las películas para cerramientos enfrentan dos retos importantes: el primero, la protección de las películas contra la degradación de la luz, especialmente por el efecto adverso de la radiación ultravioleta, y el segundo, la maximización de la transmisión de luz, selectiva o no, para aumentar la productividad de los cultivos.

El primer reto consiste básicamente en evitar la degradación termo y foto oxidativa que causa una degeneración de las propiedades físicas, mecánicas y ópticas del polietileno. Es evidente que hasta el momento las películas para cerramientos contienen estabilizantes que buscan cumplir esta misión, pero desafortunadamente los agentes empleados tradicionalmente no satisfacen de manera simultánea las exigencias en cuanto a transparencia, duración y resistencia. Por otro lado, la presencia de pesticidas y químicos agresivos dentro de los cerramientos hace que las películas sean vulnerables a la degradación.

Los estabilizantes actualmente usados para estas aplicaciones son absorbentes de UV (UVA) a base de benzofenonas y benzotriazoles, estabilizantes a base de níquel, aminas impedidas (HALS) y lo último, aminoxiaminas impedidas (NOR-HALS). Cada uno de estos sistemas tiene sus ventajas y desventajas y hasta el momento no ha podido encontrarse el balance perfecto para las exigencias de la aplicación.

Antes de la aparición de los HALS, los estabilizantes comúnmente empleados eran una mezcla de estabilizantes a base de Ni y UVAs. Estos estabilizantes proveen a la película de una excelente resistencia a la degradación incluso en presencia de químicos agresivos; sin embargo, le dan una tonalidad verde que disminuye la cantidad de luz que puede llegar a las plantas. Además, el uso de metales pesados, como el níquel, representaba un riesgo ambiental. Estos aditivos son aún empleados por sus bajos costos. Algunas referencias de UVAs a base de benzofenonas son ofrecidas por Ciba (Chimassorb 81), Cytec (Cyasorb UV-531) y Clariant (Hostavin ARO 8) y a base de benzotriazoles, por Ciba, como el Tinuvin 326, y por Ampacet, como el Ampacet 100977.

Las compañías productoras de aditivos a base de Ni y UVAs han hecho su parte, tratando de compensar los problemas de éstos para que sigan vigentes en el mercado. Por ejemplo, Great Lakes (ahora Chemtura) comercializa estabilizantes tipo Ni/UVAs bajo la marca Lowilite, que ofrecen ventajas como facilidad de procesamiento y menos volatilidad. Otras compañías que todavía producen aditivos Ni/UVAs son Clariant, bajo el nombre de CESA, Ampacet y Cabot, con su masterbatch Plasadd PE9136, que da mayor homogeneidad y facilita el procesamiento.

Sin embargo, el problema de la transparencia sigue presente con estos aditivos. Para tratar de contrarrestar esta y otras desventajas surgieron los HALS, una segunda generación de aditivos estabilizantes a base de aminas impedidas (HALS son las iniciales del nombre en inglés "Hindered Amine Light Stabilizers"). Con este tipo de aditivos mejora sustancialmente la transmisión de luz, pero no son compatibles con los pesticidas azufrados y químicos fuertes, y por tanto limitan el tiempo de vida de las películas. Por esta razón, comercialmente las películas transparentes estabilizadas con esta tecnología se usan para cerramientos de cultivos como frutas y hortalizas, donde no se usan pesticidas halogenados ni azufrados.

El talón de Aquiles de los HALS es su carácter básico, ya que las sustancias ácidas le hacen perder su carácter estabilizante. Esta deficiencia se ha tratado de compensar mediante el empleo de secuestrantes de ácidos en las películas o la modificación de los aditivos para reducir su carácter ácido. Un tipo de modificación es la metilación. Cytec y Clariant ofrecen HALS metiladas bajo el nombre de Cyasorb UV-3529 y Hostavin respectivamente.

Sin embargo, los avances para mejor estos aditivos han continuado y recientemente se ha lanzado al mercado toda una nueva generación modificada que dice ser resistente a los pesticidas agresivos. Este tipo de estabilizantes, conocidos como NOR ó NOR-HALS, son ofrecidos al mercado latinoamericano por Ciba Especialidades Químicas, bajo el nombre de Tinuvin NOR 371. Aunque en realidad la resistencia a los pesticidas es superior en los NOR, expertos de Cytec afirman que bajo rigurosas condiciones de exposición a químicos los NOR-HALS todavía no igualan el desempeño de los Ni/UVA.

La última propuesta de Cytec consiste en combinar las ventajas de los estabilizantes a base de Ni, UVAs y HALS para lograr el balance deseado. Los primeros resultados de mezclas con HALS y UVAs poco volátiles han sido alentadores, según declara la compañía, que ya cuenta con una línea de estabilizantes para agro-películas basados en esta tecnología, Cyasorb THT, y continúa las investigaciones en esta dirección.

Es evidente que todo el tema de la estabilización ultravioleta va de la mano con el segundo reto de los aditivos en las películas plásticas, es decir, lograr maximizar el paso de la luz aprovechable por las plantas. Ciba ha ido un paso más adelante, y ha desarrollado un aditivo que permite tener películas foto-luminiscentes, que permiten modificar el espectro de luz que entra al invernadero para aumentar la productividad de los cultivos, transformando las longitudes de ondas de los verdes en longitudes de ondas de rojos, que son aprovechadas por la planta de una mejor manera. El nuevo aditivo que se comercializa bajo en nombre de Smartlight RL 1000, además de aumentar la productividad en ciertos cultivos y haber sido probado con éxito en invernaderos de flores en Colombia, Sudáfrica y Tailandia, también es compatible con otros aditivos como HALS, UVAs, antigoteo, etc.

También existen retos en otras direcciones: por ejemplo, en el desarrollo de películas foto-selectivas que permitan manejar el rango de UV que se bloquea y por lo tanto reducir la cantidad de insectos en los invernaderos y el efecto de oscurecimiento en los pétalos de las rosas. De la misma forma, se está investigando el desarrollo de películas que brinden propiedades térmicas, que bloquen la salida de la radiación infrarroja emitida por la tierra en la noche para conservar la temperatura dentro del invernadero con distintos aditivos, dentro de ellos, cargas de tamaño nanométrico. Esta última investigación se lleva a cabo actualmente en la Universidad de Los Andes en Colombia

Acolchados
Los acolchados son películas plásticas que se colocan sobre el suelo de los cultivos con diferentes objetivos, como por ejemplo, evitar el crecimiento de maleza, evitar el contacto de los frutos con el suelo, y regular la temperatura y la humedad del suelo, entre otros.

Ya que son productos prácticamente desechables, pues sólo duran una campaña, la tendencia es trabajar películas delgadas que aumenten el rendimiento del material y que al mismo tiempo se degraden una vez terminado su uso, para así evitar los costos de recolección de la película y obviamente el impacto ambiental que ésta genera.

Para lo primero, el calibre y desempeño, se ha trabajado con mezclas o co-extrusiones de polietilenos de baja densidad y polietileno lineal de baja densidad, que conserva las propiedades mecánicas y permite tener disminuciones significativas de calibre. Así mismo, compañías como Dow proponen el uso de diferentes grados de polietileno lineal de baja densidad o el empleo de resinas de alto desempeño, siendo el más recomendado el Dowlex, un polietileno lineal de baja densidad copolímero octeto que permite tener mayor procesabilidad y rendimiento, resistencia al impacto a bajas temperaturas y compatibilidad con otras mezclas de polietileno. Otras resinas de alto desempeño propuestas por Dow para ser usadas en acolchados son Elite e Inspire, que dan los mismos resultados, coextruidas o mezcladas con polietileno.

Para la degradación de los acolchados, se ha propuesto el uso de polímeros biodegradables como el ácido poliláctico, o el uso de aditivos y sistemas de estabilización que permitan diseñar la degradación de la película para cuando se termine su uso. Esta última propuesta ha tenido mayor acogida. Ciba lanzó recientemente el aditivo Envirocare, que permite la degradación casi total en campo, eliminando las operaciones de recolección, redisposición y reciclado. 

En el caso de las películas de PE con Envirocare, la degradación se da en dos etapas: la primera por oxidación fotoquímica y térmica de la película; la segunda por acción de los microorganismos presentes en el suelo. Hasta el momento, esta tecnología se ha probado en cultivos de maíz, melón, sandía, algodón, tomate, banano y otras más, con formulaciones que se deben adaptar en cada caso a las condiciones locales. Vale la pena resaltar que hasta ahora, el tiempo de degradación logrado con Envirocare es mayor que el requerido por los estándares de degradación de la ASTM, pero es comparable con la degradación de materiales biodegradables como la paja.

Finalmente, si bien se han llevado a cabo numerosas investigaciones en cuanto al color de los acolchados, los resultados parecen ser puntuales para cada caso. El color del acolchado influye en la longitud de onda de la luz reflejada desde éste hacia la planta y en la temperatura que se alcanza en el suelo. Así, los colores más populares son el negro y el blanco-negro. Ambos impiden el crecimiento de maleza por ser oscuros, pero el blanco-negro hace que el suelo no se caliente tanto. Por otro lado los ensayos con otros colores como el rojo, amarillo, azul, café y gris no han sido concluyentes. Ensayos en melón realizados en México, mostraron que el uso de acolchados azules y rojos podía aumentar el rendimiento de los cultivos en aproximadamente un 60%, mientras que ensayos en otras variedades de melón en España mostraron solamente una ligera tendencia a al aumento de la producción con acolchados rojo, gris y amarillo.

Por otro lado, estudios realizados en Venezuela, con acolchados blanco, rojo, amarillo, verde y plateado, en tomate, dieron un mejor rendimiento con el acolchado blanco.

Por los resultados obtenidos hasta el momento, se evidencia que este campo de trabajo está todavía en sus primeras etapas y hay mucho por delante.

Nuevos mercados
Como en otras aplicaciones, el uso de los plásticos en la agricultura también ofrece todo un mundo de posibilidades. Por ejemplo todo lo que concierne al manejo y gestión de aguas por si sólo ya es una oportunidad inmensa, con el uso de geomembranas fabricadas en polietileno de altos espesores, hasta de 1.500 micras, para impermeabilización de canales y represas, reservas de agua para riego, etc., especialmente en regiones áridas donde se requiere una gestión del agua muy eficiente. Así mismo, el desarrollo de nuevos sistemas de riego por goteo está a la orden del día para el sector agrícola.

Por otro lado, la película para protección de fruta, especialmente de banano, en las regiones de Centro América, es otro nicho importante. Estas bolsas cumplen la función de evitar picaduras de los insectos, crear un microclima para favorecer el crecimiento y en caso de estar impregnadas de insecticida favorecen también la defensa contra las plagas. Algunas empresas como Yanber, trabajan fuertemente para poder usar insecticidas orgánicos compatibles con las características de la bolsa y su función, a la vez que persiguen que éstas sean amigables con el medio ambiente. Los resultados hasta la fecha han sido satisfactorios y se han iniciado estudios para extender su uso a otros cultivos como piña, maíz y arroz.

Ahora, más allá del proceso en sí de cultivo y cosecha, un nicho de mercado interesante para los plásticos es todo el de la post-cosecha, con el potencial desarrollo de empaques activos o inteligentes con devoradores de oxígeno, agua, plaguicidas, etc., que permitan aumentar el tiempo de vida de los productos ya cosechados para posibles exportaciones a otros mercados conservando la calidad.

Sin embargo, para que todo el potencial que ofrecen los plásticos en esta aplicación realmente se explote, hace falta conocimiento técnico de las personas del sector con respecto a las ventajas del uso de los plásticos, como lo afirma el Doctor José López Gálvez, Presidente del Comité Iberoamericano para el Desarrollo y Aplicación de Plásticos en la Agricultura, Cidapa. Aunque se ha avanzado mucho en el tema, se deben propiciar espacios de encuentro del sector agrario con el sector plástico para poder explotar al máximo los beneficios y ventajas del uno frente al otro. Una experiencia positiva en este sentido la han tenido los productores de películas plásticas para invernadero, como lo comenta el Ingeniero Carlos Morales, Gerente Técnico y de Desarrollos de la empresa Plastilene, quienes a través de la capacitación de técnicos de cultivos y distribuidores han logrado una mejor comunicación con sus clientes; esto se refleja en desarrollos específicos que traen beneficios inherentes para el sector. Si bien todavía hace falta mayor comunicación y capacitación, se ha avanzado de manera positiva en este asunto.

Así mismo, el señor Pedro Ghirardi, Gerente de Ventas de Ipesa-Rio Grande S.A., hace un llamado a cambiar la forma de ver los plásticos, a aventurarse y hacer de ellos una herramienta de trabajo permanente y viable. En sus propias palabras: "Lo que cuesta es la falta de imaginación de nuevos usos y nuevas perspectivas del plástico en actividades en las que normalmente no se considera, o en actividades que no lo tienen en cuenta como solución o probable solución a alguno de los problemas que enfrentan".

Protección y conservación de forrajes y granos
La función de las películas empleadas en esta aplicación es mantener el forraje o los granos aislados del contacto con el aire y la humedad para que conserven su valor nutritivo. Para esto se emplean dos tipos de estructuras: películas de gran tamaño en trincheras o "bunkers" hasta de 16m en color blanco, negro o bicolor; y el sistema silo-bolsa fabricadas en película coextruida bicolor negra-blanca en diámetros de 5, 8, 9 y 10 pies, y entre 60 y 75m de largo.

Este último sistema revolucionó la forma de almacenar forrajes y granos en Argentina a finales de los años 90 y a principios del nuevo siglo, y ahora se ha extendido por la región y se conocen aplicaciones en Uruguay y Brasil. El progreso de este mercado y su extensión para el almacenamiento no sólo de forraje, como en los Estados Unidos y Canadá, sino también de granos, se logró gracias a la investigación y trabajo conjunto de la industria argentina y el INTA, quienes realizaron los ensayos para almacenamiento anaerobio de granos. Actualmente, incluso se estudia la posibilidad de usar este sistema de almacenamiento para guardar otro tipo de materiales, como fertilizantes.

El sistema silo-bolsa permite almacenar el producto hasta por 18 meses en forma económica y efectiva sin perder calidad ni cantidad. Dentro de los granos que se pueden almacenar están el trigo, maíz, soya y girasol, mientras que en forraje se maneja el almacenamiento de alfalfa y pasturas. La acogida es tal, que los expertos consideran que en el caso de Argentina, por ejemplo, el uso de este tipo de tecnología de almacenamiento es prácticamente irreversible. Fue tan grande la explosión en la demanda de este sistema, que entre el año 2000 y el 2001 se cuadriplicó su uso en este país.

Fundamentalmente los materiales que se trabajan en esta aplicación deben proporcionar barrera a la humedad y al aire, tener buena resistencia a la perforación y al rasgado, una alta resistencia al agrietamiento por estrés ambiental, una excelente estabilidad ultravioleta y, finalmente, capacidad de estiramiento y retención de carga.

Para esta aplicación, Dow recomienda el uso de polietilenos lineales en copolímero de octeto como Dowlex, o materiales de desempeño como Elite, que además de brindar estas características también ofrecen excelente procesabilidad.

Estas bolsas para silos se pueden fabricar por coextrusión de dos o tres capas, y con aditivos de estabilización que permiten que los silos cumplan su función de almacenamiento de productos a la intemperie hasta por 18 meses. Sin embargo, como afirma Pedro Ghirardi, Gerente de Ventas de Ipesa-Rio Grande S.A., las silo-bolsas están sobre-aditivadas, pues generalmente el almacenamiento no dura por más de 12 meses.

Al igual que en los acolchados, se está trabajando en ensayar diferentes colores que permitan manejar la temperatura en los ensilamientos.

Empresas como Ipesa-Río Grande en Argentina, trabajan en la producción de bolsas de este tipo, y continúan desarrollando aplicaciones, donde se ve un gran potencial en almacenamiento de cualquier tipo de producto en el que sean necesarias una estanqueidad y conservación en condiciones de anaerobiosis. La empresa obtuvo recientemente un premio a la innovación tecnológica en la feria agrícola más importante de Australia, con la presentación de este sistema en conjunto con otra empresa Argentina, Mainero, que provee la maquinaria para la fabricación de las silo-bolsas.

Hasta el momento no se han detectado problemas de fermentación y ni de pérdida de poder germinativo. Hoy por hoy las perspectivas son encontrar otros productos que se puedan almacenar y conservar con este sistema, como la urea granulada, un fertilizante que es altamente higroscópico pero que se puede almacenar en estas bolsas.