Estudio comparativo entre ensayos de exposición natural y envejecimiento acelerado de films de polietilenos para invernaderos

• Introducción
• Materiales y métodos
• Resultados y discusión
• Conclusiones
• Literatura citada

RESUMEN: La utilización de plásticos para invernaderos permite la realización de cultivos bajo cubierta en épocas desfavorables para el cultivo a campo, con un mayor control de la producción, que redunda en mayores rendimientos, calidad y precio del producto. Se evaluaron las propiedades ópticas y mecánicas de films de polietileno, de cuatro procedencias comerciales, expuestas a la intemperie y en equipo de envejecimiento acelerado, en laboratorio, siguiendo las normas de la American Society for Testing and Materials (ASTM). Se midió el porcentaje de luz transmitida y el de luz difusa (haze) en la zona fotosintéticamente activa (400 -700 nm) con un sensor LI-190SA. Las propiedades mecánicas, elongación y tensión a la carga máxima, fueron medidas con la máquina INSTROM modelo 1125. Las muestras fueron expuestas a la intemperie en Buenos Aires, Argentina, durante dos años y se estableció un programa de retiro de las mismas cada seis meses. Se consideró el criterio que considera que un material plástico está envejecido, y por lo tanto no es apto para su uso, cuando el valor retenido de una propiedad característica es un 50 % o inferior a los valores iniciales. Se determinó el factor de correlación entre el ensayo de exposición natural y acelerado. Se estudió la evolución de las propiedades en función de la radiación solar acumulada. Las propiedades ópticas no se modificaron significativamente durante la exposición por lo que se concluyó que la evolución de las propiedades mecánicas es más representativa en el proceso de envejecimiento.

Palabras claves: plásticos, propiedades ópticas y mecánicas

ABSTRACT: The use of plastic cover for greenhouses allow crops cultivation under glass in unfavorable seasons for field cultivation, with greater control of production, resulting in greater yield, quality and price of the product. The optical and mechanical properties of polyethylene films, of four commercial origins, were evaluated, exposed outdoors, and to an accelerated aging equipment, following laboratory, with the procedures of the American Society for Testing and Material (ASTM). It was measured the transmitted light and widespread light (haze) percentage in the photosynthetically active zone (400 – 700 nm ) with a LI-190SA sensor. The mechanical properties, elongation and tension to the maximum load, were measured with the INSTROM machine, model 1125. The samples were exposed outdoors in Buenos Aires, Argentina, during two years, and were withdrawn every six months. It was considered the criterion that a plastic material is aged, and therefore it is not suitable for use, when the held value of a characteristic property is 50 % or less than the initial values. It was determined the correlation factor between the natural and the accelerated exposition trial. It was studied the evolution of properties in terms of the accumulated solar radiation. The optical properties were not significantly modified during the exposition, so it was concluded that the evolution of the mechanical properties was more representative in the aging process.

Key words: plastic, optical properties, mechanical properties.

INTRODUCCIÓN

La transmisión de la radiación solar a través de la cubierta influye tanto en el balance energético del invernadero como en la actividad fotosintética del cultivo, ya que el material de cobertura provoca una reducción en la intensidad de la radiación y una modificación en la distribución espectral (Goldberg et al., 1996). Esta reducción depende principalmente del material utilizado como cobertura y también de los materiales utilizados en la estructura. El material de recubrimiento tiene que favorecer la entrada de la radiación solar incidente y al mismo tiempo limitar, especialmente en horas nocturnas, la pérdida de la energía térmica acumulada. Por ello es importante establecer para cada material la transparencia a la radiación fotosintéticamente activa y al infrarrojo, así como poder inferir su comportamiento a lo largo del tiempo, al ser expuesto a las condiciones ambientales características del lugar y al manejo del cultivo (Alpi y Togniioni, 1991).

La radiación solar es un factor importante en la degradación de los materiales plásticos, fundamentalmente su componente Ultra Violeta (UV), factor preponderante en el proceso de envejecimiento (Nijskenst et al., 1993).

La luz incidente es dispersada (haze) por el material lo que hace que el flujo luminoso se distribuya con más uniformidad, disminuyendo las sombras en el interior del invernadero (Orden et al., 1997). El agregado de aditivos para mejorar la calidad del plástico puede disminuir la transmisión de la radiación, pero también puede aumentar la difusión de luz en el invernadero (Alpi y Tognioni, 1991).

El film de polietileno se deteriora por tensiones originadas por la acción de los vientos, del granizo, de las variaciones de temperatura, su propio peso y los anclajes de la estructura que lo sostiene. Es necesario, por lo tanto, usar materiales resistentes y que ofrezcan garantías de estabilidad, pero que al mismo tiempo no disminuyan la iluminación (Alpi y Tognioni, 1991).

Se considera que un material plástico está envejecido después de su exposición a la radiación solar, o en equipos de envejecimiento acelerado, y por lo tanto no es apto para su uso, cuando retiene el 50 % o menos de las propiedades ópticas o mecánicas evaluadas (Ramirez et al., 1995).

Los requerimientos tecnológicos actuales para llevar adelante inversiones como la construcción y manejo de invernáculos son mayores que en el enfoque tradicional. Con la utilización del invernáculo el tema se complica y el productor pasa a tener una necesidad de soporte técnico mucho más marcada (Benencia et al., 1997).

Los objetivos de este trabajo fueron: 1) evaluar las propiedades mecánicas y ópticas de los films de polietileno a través del tiempo, expuestos a la intemperie y en ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio; 2) determinar los factores de correlación entre el ensayo de exposición natural y el acelerado para predecir sobre la base de estos resultados, el tiempo de vida útil de un plástico en condiciones climáticas semejantes realizando sólo ensayos de laboratorio; y 3) analizar la evolución de las propiedades mecánicas y ópticas en función de la radiación solar acumulada para independizarla del período de tiempo en el que se realizó el ensayo (1996-1998) y así poder generalizar el resultado.