Tendencias y oportunidades en la plasticultura

Para 2050, se espera que haya cerca de nueve billones de personas en el mundo, de forma tal que el desperdicio de comida debe eliminarse, y debe lograrse que los alimentos cosechados sean protegidos y tengan un rendimiento óptimo. Al desafío del incremento en población, se suma el del cambio climático, la expansión de biocombustibles y el cambio en los hábitos alimenticios de la población, ya que se espera que el 70% de la población sea urbana en 2050 (a comparación del 50% en la actualidad).

Los plásticos juegan un papel fundamental en la seguridad alimentaria mundial. Protegiendo el producto final a través de empaques, incrementando la productividad y reduciendo las pérdidas en cosechas, existe un gran potencial para la industria plástica en la expansión dentro del sector agrícola, particularmente en América Latina, donde aún un gran porcentaje de la producción se basa en técnicas agrícolas tradicionales. Hay una demanda permanente por producir más comida con menos tierra, y por producir la menor cantidad de desperdicio posible.

Novedades en película agrícola

Las películas agrícolas extienden las temporadas de cultivo e incrementan el rendimiento por hectárea de tierra. Adicionalmente, protegen las cosechas, incrementando su calidad, y pueden mejorar la eficiencia de una finca, al reducir la cantidad de químicos, agua y energía consumidos. Las películas usadas para invernadero y las películas tipo “mulch” ahora apuntan a incrementar su sostenibilidad disminuyendo el espesor de las películas utilizadas, o utilizando materiales biodegradables. El reciclaje también está creciendo. En general, se busca que las películas duren más tiempo (antes se diseñaban películas para una sola cosecha, ahora se proyectan tiempos de vida de hasta cinco años). Con todo, se ve que el valor – o la funcionalidad de la película – se está tornando más importante que el volumen producido. Los proveedores de película están apostándole, por tanto, a innovar, para continuar creciendo en el mercado. Se busca hacer películas “a la medida”, con sustratos multi-capa cada vez más delgados.

La empresa australiana Integrated Packaging GroupPty. Ltd. está trabajando en el desarrollo de una película de polietileno degradable, que ayudaría a hacer crecer mejor las cosechas. Esta película hace un efecto invernadero sobre las semillas, atrapando la humedad e incrementando las tasas de germinación. A medida que las semillas crecen, la película se rompe. Aunque hay opciones similares en el mercado, la propiedad que hace única a esta película es su capacidad de degradarse por encima y por debajo del suelo. Con un espesor de seis micras (apenas un tercio del espesor de una película agrícola normal), el sustrato mantendría la resistencia mecánica, de acuerdo con su fabricante.

La película degradable se aplica en forma mecánica cuando se plantan las semillas, y se entierra en los extremos, para formar un invernadero temporal. Las condiciones de degradabilidad se ajustan, para que permanezca intacta de tres a seis meses, antes de degradarse. La película ha mejorado la productividad, confiabilidad y eficiencia de la cosecha. Ayuda a mantener el agua más tiempo dentro del cultivo, debido a que no se evapora, y reduce el efecto de pestes. También acelera el crecimiento, luego se puede obtener hasta el doble de rendimiento dentro de un solo periodo de siembra. Actualmente la empresa se encuentra trabajando con diferentes institutos de investigación para ajustar la degradabilidad de la película a diferentes tipos de cosechas. Se espera que la película sea comercializada dentro de los próximos años.

Para reducir el espesor de película agrícola hasta en 25%, Total ha desarrollado un nuevo tipo de PE metaloceno, el Lumicen Supertough 22ST05. Esta resina, que pertenece al mismo grupo del grado 32ST05 previamente introducido al mercado, se orienta a la producción de película de varias capas, y permitiría mejorar la estabilidad de la burbuja durante el soplado, a la vez que mejora la resistencia mecánica.

Biodegradabilidad controlada en películas mulch

Las películas tipo “mulch”, o acolchados, se utilizan ante todo para prevenir el crecimiento de maleza alrededor de los cultivos. Trabajan absorbiendo la luz en el rango UV y visible, a la vez que absorben calor del rango infrarrojo cercano (NIR), dependiendo del tiempo de pigmento (negro de humo) en el material. La mayor parte de las películas se fabrican en PEBD, pero cada vez ganan más fuerza los polímeros biodegradables.

Las condiciones de absorción de calor a cielo abierto, sin embargo, representan un problema para la durabilidad de las películas fabricadas a partir de materiales biodegradables. No es deseable incrementar la vida útil a través de aditivos o pigmentos convencionales, debido a que se impacta negativamente su sostenibilidad. Por este motivo, se busca ahora utilizar aditivos transparentes al infrarrojo (IRT) en películas fabricadas a partir de materiales biodegradables.

En un experimento, se compararon diferentes películas tipo “mulch” con sustratos biodegradables (PLA y celulosa) con películas de LDPE. Se vio que el desempeño es comparable al de las películas convencionales con los aditivos IRT. La empresa FKuR ofrece su material Bioflex F 1130, para este tipo de aplicaciones, con una ventana de proceso adecuada y suficiente flexibilidad de procesamiento, independientemente de las máquinas disponibles.

En 2008, cuatro socios empezaron el desarrollo de una película tipo “mulch” que pudiera aplicarse en spray, y que pudiera emplearse para reducir el consumo de herbicidas y materiales provenientes de fuentes petroquímicas. Los requerimientos para esta aplicación eran varios: deberían evitar el crecimiento de maleza, reducir el consumo de pesticidas, reducir la erosión del piso y tener suficiente durabilidad y resistencia mecánica. A pesar de que debía ser totalmente biodegradable, también era importante que la degradación ocurriera después de 12 a 20 semanas.

El material desarrollado a partir de esta investigación, basado en Xanthan y Quitosán, y que cuenta además con hidroxietil-celulosa como agente fungicida, ha entrado en la etapa comercial a través de la empresa Biofol Film GmbH, de Alemania.

La película se aplica en spray inicialmente y posteriormente se solidifica. Su principal ventaja está en la degradación homogénea; mientras que las películas tipo “mulch” extruidas se degradan en partículas pequeñas y deben ser mezcladas con la tierra para su degradación total, la película en spray se degrada de forma tan uniforme que se puede evitar un procesamiento posterior dentro del suelo.

Materiales biodegradables que amplían horizontes

Metabolix ofrece un PHA (poli-hidroxi-alcanoato) que se obtiene a partir de la interacción entre microorganismos y azúcar en un proceso biológico. En un proceso de fermentación, extracción y “compounding” se obtienen los polímeros, y pueden degradarse dentro de 12 semanas en ambientes de compost o marinos. Una de las aplicaciones de la resina son clips para cultivos, que sirven para vides o para plantas de enredadera, como el tomate. El polímero se degrada en el ambiente agrícola por sí mismo, por lo cual no hay que recogerlo posteriormente.

EnsoPlastics, de Arizona, Estados Unidos, ha lanzado un nuevo termoplástico renovable derivado de desperdicio de fincas de papas. Bajo el nombre Renew, este material está orientado a reemplazar al PP en aplicaciones de empaque. Puede compostarse rápidamente y también degradarse en el mar, según afirma su fabricante. Si se mezcla con PP o PE en proporciones de 10% a 70%, puede lograrse un amplio rango de propiedades. Erno empezó en 2008 produciendo aditivos biodegradables para uso en PET transparente. Desde entonces, la empresa ha desarrollado aditivos promotores de degradabilidad en PP, PE PS y PVC.

Sanitized AG presenta nuevos aditivos anti-microbiales para películas biodegradables. Gracias a su acción, se evita una degradación prematura, debido a la acción de hongos o microbios. Con el uso de estos aditivos es posible establecer “a la medida” la durabilidad que deben tener las películas agrícolas de PLA y otros sustratos degradables. Dependiendo de la concentración del aditivo y de la combinación con los factores externos, como incidencia de luz o humedad, puede hacerse que las películas tengan la durabilidad requerida y no fallen antes de tiempo, dejando desprotegidas las cosechas y comprometiendo la productividad.

Aplicaciones rotomoldeadas para agricultura

El rotomoldeo es uno de los procesos que más flexibilidad ofrece, particularmente para la fabricación de piezas de gran tamaño, y el campo de la agricultura es uno de los que más se beneficia de sus ventajas.

Total SA, con sede en Paris, desarrolló una carcasa automotriz completamente rotomoldeada multicapa, en la que se rotomoldea inicialmente un esqueleto para el chasis, y en otra etapa se moldean los paneles externos. Este concepto, llamado “total concept car”, ha sido usado por Noremat, un fabricante de vehículos agrícolas y vehículos de mantenimiento de calles. El producto rotomoldeado se fabrica en una sola etapa de fabricación. Debido a que la cabina es alta, no tiene los exigentes parámetros de resistencia al choque de los automóviles, y utiliza una sola capa de resina Bio TP Seal, de Total. El fabricante PersicoSpA provee el equipo. Los parámetros de temperatura y presión dentro del molde se controlaron específicamente para lograr las diferencias en espesor de pared. Con un proceso de espumado se incrementó la rigidez y se redujo el peso de la estructura.

Inicialmente esta cabina se había concebido para ser fabricada a través del proceso de termoformado, con lo que se hubieran requerido siete componentes. En el proceso de rotomoldeo, se hace todo en una sola pieza. El material es 100% reciclable, y al ser plástico el chasis es 3 veces más liviano que el equivalente metálico.

La empresa Weber Agrarsysteme, de Alemania, desarrolló un tanque de doble pared en PE para el almacenamiento de fertilizantes líquidos, como el nitrato de amonio. Estos tanques pueden transportarse para utilizarse directamente en el sitio de aplicación, con lo que se incrementa la eficiencia y se reduce el riesgo.

En aplicaciones convencionales, los tanques metálicos se recubren en el interior con plástico para almacenar el fertilizante líquido. Los tanques de pared doble, por su parte, por ser totalmente de plástico, no requieren ninguna protección contra la corrosión. Por esto su mantenimiento e inspección es más sencillo. Los tanques vienen en tamaños de 20 a 150 metros cúbicos.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código Tp2905-agricultura.