La incorporación de coberturas plásticas permitió diversificar o extender las zonas productivas, incrementar los rendimientos y asegurar la calidad del cultivo, adelantar o retrasar las épocas de cosecha, al acortar o alargar los ciclos vegetativos, permite concentrar faenas -como la cosecha- y homogenizar planes de manejo.

El uso de materiales plásticos o polímeros presenta un desarrollo de más de 60 años, solo en el sector hortícola chileno, en tanto que el ingeniero agrónomo Alejandro Zuleta Marín, especialista de la PUCV, lleva más de 40 años estudiando el potencial agronómico de los polímeros, principalmente en cultivos hortícolas, pero también en frutales.

“A nivel mundial, la plasticultura, como herramienta agronómica, desde el punto de vista técnico está mucho más desarrollada en la industria hortícola que en la producción frutal. Lo mismo ocurre en Chile. Las aplicaciones de los polímeros son variadas ya que los efectos de los diferentes tipos de materiales en las plantas son múltiples. Por ejemplo, los polietilenos ya son específicos, no solo a nivel de especie cultivada, sino que también a nivel de variedad o del color de la fruta que se va a cosechar. Incluso, las características de un polietileno de uso agrícola también deberán considerar latitud, longitud y altitud en que se va a cultivar”, explica Zuleta.

Los materiales más utilizados globalmente -en el mundo hortícola- son variantes de polietileno, vidrio, más una amplia gama de polímeros plásticos, como el policarbonato o el PVC, en tanto que, en el mundo frutícola, a nivel comercial, se utilizan solo algunos polietilenos o ensamblajes de capas de polietilenos con capas de poliestirenos, los que se diferencian solo por el grosor de la película y el color o el porcentaje de sombreamiento, en el caso de las mallas. 

“En un escenario de clima cambiante, con eventos cada vez más extremos, impredecibles o fuera de temporada, la fruticultura tiene la alternativa de intensificar el uso de una herramienta que le permitiría, no solo proteger de eventos climáticos inesperados a cultivos de alta inversión, sino también mantener a la maquinaria fotosintética de la planta trabajando a máximo nivel por muchas más horas al día y más días al año”, indica el experto.

En este contexto, el investigador de la PUCV, especialista en el uso de polímeros en horticultura, afirma que los fruticultores no tienen por qué someterse al azar del clima cambiante para asegurar su producción o la calidad de lo que producen. 

El experto indica que en Chile los primeros polietilenos se comenzaron a usar en cultivos hortícolas en la década del 60’. “A nivel local ya tenemos más de 60 años de experiencia en plasticultura y hemos acumulado un enorme ‘know how’ y experiencia. 

En el sector hortalicero es donde más se ha desarrollado técnicamente el uso de la herramienta. Es una experiencia que es importante rescatar y aprovechar”, ya que, según Zuleta, ese conocimiento no se ha compartido con el sector frutícola.

MÁS QUE PROTECCIÓN: ACONDICIONAMIENTO CLIMÁTICO

Más allá de proteger a los cultivos de la lluvia, los pájaros, las heladas, el viento o el granizo, el exceso de radiación y de temperatura, el acondicionamiento climático que se logra con los polímeros apunta a modificar a voluntad los cuatro principales factores que necesitan todas las plantas para funcionar. Estos son luz, temperatura, humedad relativa y concentración de CO2.

“La diferencia entre, por ejemplo, una lechuga y una parra es el momento y la cantidad que requiere de cada uno de esos cuatro factores. Estas son modificaciones agronómicas que se pueden lograr de manera sustentable y sin mayor gasto de energía (ventilación pasiva), cuando se usan los materiales de cobertura correctos para la zona, época, especie y variedad”, señala Zuleta.

La idea es optimizar la conversión de energía lumínica en energía química, gracias a una exposición óptima y permanente del cultivo a la luz. 

“Debemos maximizar la absorción de luz y -al mismo tiempo- la retención de energía lumínica mediante una tecnoestructura especifica, para luego maximizar la conversión de esa energía lumínica en energía química, que es la reserva metabólica de las plantas”, señala Zuleta.

El experto asegura que estas herramientas permiten estabilizar y almacenar la energía química, retardando los procesos naturales de degradación de los órganos y de los tejidos vegetales, al minimizar o, incluso, hasta anular toda condición de estrés.

“Cada vez que una planta cultivada se estresa, baja de peso. Para que la planta recupere el peso perdido hasta su estado anterior, requiere de un gasto de energía, energía que muchas veces no podemos reponer, considerando el alto costo de los insumos, especialmente el de los fertilizantes. Es mejor tener el conocimiento y la capacidad de manejar las condiciones ambientales para que eso no ocurra”, indica el especialista.

Entre los cuatro factores antes mencionados, la luz fotosintéticamente activa (o radiación P.A.R.) es la fuente de energía primaria que la clorofila transformará en energía química en el proceso de fotosíntesis. Por su parte, la temperatura tiene gran influencia en la síntesis y movilización de azúcares que favorecen las reacciones químicas de síntesis y degradación. La humedad relativa incide en la respiración y mantiene activa la fisiología estomática.

En tanto que el CO2 es la fuente de carbono, el alimento primario de la planta, a partir del cual se sintetizan todos los demás compuestos. Ya que la radiación lumínica es tan importante para producir fruta de buena calidad, cuando se usan materiales de coberturas, de los que el mercado ofrece diversas alternativas, debe atenderse, primero, a las propiedades ópticas de esos polietilenos, las que generalmente se desconocen y, segundo, a las propiedades mecánicas.

Se han desarrollado variadas estructuras que ofrecen diferentes grados de confinamiento del ambiente de cultivo, las que permiten manejar a voluntad las cuatro variables en mayor o menor grado. El desafío es diseñar y construir una tecnoestructura que permita realizar los manejos agronómicos propios de cada tipo de cultivo, manteniendo un bajo costo operacional. 

Por ejemplo, el polietileno puede ser usado como techo, pero también para cubrir el suelo de los pasillos o la entre hilera, ya que el suelo es una gran fuente de acumulación y de disipación de la energía. “En la fruticultura chilena se están cubriendo las plantas ya adultas y lo agronómicamente lógico sería construir la casa primero y plantarla después”, apunta el especialista en hortalizas.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES DE COBERTURA

No todo el espectro de radiación solar es fotosintéticamente activo y desde el punto de vista agronómico solo interesa la parte de la luz visible que conocemos como radiación PAR (radiación fotosintéticamente activa). Todo lo que está a la derecha del diagrama 1 es calor, que no necesitamos, y todo lo que está a la izquierda de la luz visible es onda corta, que no es necesaria, pero que -además- es peligrosa.

Como las plantas “comen luz”, son muy importantes las propiedades ópticas de las películas. “Las distintas longitudes de onda provocan diferentes efectos sobre los tejidos vegetales. Algunas longitudes de onda estimulan el crecimiento vegetativo, otras estimulan la floración, así como hay longitudes de onda que estimulan el color o lo degradan (inciden en la generación de antocianinas). Por ejemplo, en uva de mesa hay zonas en que se dificulta la toma de color, en particular en temporadas de altas temperaturas”.

O, lo que resulta aun más grave ante fenómenos de alzas térmicas incontroladas, se puede llegar a la degradación de pigmentos y perdida de color. Una cubierta de color verde o amarillo reduce la actividad fotosintética, sin embargo, una cubierta de color azul estimula la fotosíntesis secundaria y es muy activa en la síntesis de carbohidratos, influyendo así en la tasa de crecimiento de los brotes, entre otros factores. En ese contexto, es probable que para muchas especies y variedades sensibles los efectos más positivos sean los aportados por las cubiertas de color rojo. 

DEGRADACIÓN DE LAS COBERTURAS

Un aspecto importante es que todos los agroquímicos degradan las láminas de polietileno. En los ambientes confinados, después de la mano de obra, lejos lo más caro es el material de cobertura, por lo que se justifica cualquier esfuerzo por preservarlo el mayor tiempo que técnicamente sea posible. Se debe cuidar tanto de las propiedades ópticas como de las mecánicas.

Por ejemplo, un material de cobertura sucio, con polvo de los caminos intraprediales, que no ha sido lavado durante su uso o que está contaminado debido a erróneas prácticas de ventilación, aun puede estar en muy buena condición mecánica, pero presentar más del 50% de degradación de sus propiedades ópticas, por lo que ya no cumple con los objetivos por los que lo compramos e instalamos.

“En tomate cosechamos alrededor de 160 unidades por metro cuadrado de invernadero. Si aplicamos agua destilada a una planta, esta no crece en -por lo menos- uno o dos días, lo que se traduce en 5 g menos por fruta (5 x 160 = 800 g x 10.000 = 8.000 kg/ha). Cualquier aplicación al follaje que tenga una Conductividad Eléctrica superior a 0,8, 0,9 o 1,0 µS/cm, provocará que la planta deje de crecer 3 o 4 días. Más allá del costo del litro del producto, del costo de la hora de tractor, de la mano de obra, etc., la cantidad de kilos de fruta que perdemos con cada aplicación, es gigantesca. Si a eso le sumamos que todos los agroquímicos degradan el material de cobertura, es un evento desastroso”.

OFERTA TÉCNICA DE PLÁSTICOS DE USO AGRÍCOLA

“En polietilenos, tal como en celulares y computadoras, hay una oferta tecnológica gigantesca. Incluso, un polietileno de uso agrícola deberá estar fabricado para ser usado en consideración a la latitud, longitud y altitud, porque la condición climática cambia según la localidad. Por lógica tendrían que ser materiales y formulaciones distintas. Desde el punto de vista agronómico es coherente usar en San Felipe el mismo material que en Quillota, por ejemplo.

En Curicó no necesariamente se debería usar el mismo material que en Chillán, pero menos aun el que se usa en Copiapó. Desde el punto de vista técnico debieran ser materiales con características completamente distintas, porque los climas son diferentes”, advierte Zuleta.

Países como Chile o Perú soportan severas condiciones de radiación anual o total. “El gráfico que muestra la radiación solar de 12 meses es de hace 4 o 5 años, por lo que, con seguridad, hoy día la situación es peor. En la actualidad, los niveles de radiación son muy peligrosos para la producción agrícola desde el punto de vista agronómico por lo que proteger a las plantas con algún material de cobertura debería ser prácticamente obligado, especialmente si nuestros mercados de destino están lejos y nos exigen calidad”, apunta el experto. La lógica agronómica es que la planta debe estar permanentemente protegida para que trabaje cada  minuto con luz solar disponible.

“En Quillota, en condiciones de cultivo forzado, una planta se fotosatura, en primavera – verano – otoño, aproximadamente a las 11:00 am porque el CO2 baja a medida que sube la temperatura y recién se activa cerca de las 15:00 horas, cuando las temperaturas empiezan a disminuir y a aumentar las concentraciones de CO2”, ejemplifica Zuleta.

“Tenemos el material correcto cuando conseguimos la máxima intensidad de luz y el CO2 suficiente para que la planta se mantenga trabajando la mayor cantidad de tiempo posible del día. Como el CO2 disminuye a medida que aumenta la temperatura es muy importante mantener la temperatura en ciertos rangos mediante mecanismos de ventilación. Un muy importante amortiguador de estos efectos es la humedad relativa, la que juega un rol importante en la mantención de niveles más altos de CO2. Para superar estas limitantes productivas, se desarrolló una familia de polietilenos llamados atérmicos o cool-film, que mantienen las temperaturas mínimas y son capaces de bajar las temperaturas máximas y permiten sostener los niveles de CO2 para que la planta no se fotosature o trabaje por más tiempo”. 

Generalmente ventilamos en función de la temperatura cuando lo más importante para diseñar y decidir ejecutar mecanismos de ventilación es la humedad relativa. Un parámetro que obviamente la debemos estar monitoreando permanentemente, con instrumentos de buena calidad, pero, sobre todo, bien localizados dentro de las estructuras cubiertas.

PELÍCULAS TÉRMICAS Y ATÉRMICAS

Las películas térmicas suben las temperaturas mínimas, pero también suben las máximas porque la luz solar impacta en el suelo el que luego irradia calor en forma de radiación infrarroja (onda larga). En el caso de las películas “normales”, estas bloquean solo una parte de este calor porque son permeables a la radiación de onda larga (de salida). Las películas térmicas, en tanto, bloquean la mayor parte de este calor, porque son ‘impermeables’ a la radiación de onda larga.

Por su parte, “las películas atérmicas o frías mantienen las mínimas, pero bajan las máximas, porque en su formulación les han añadido moléculas que les permiten tener permeabilidad selectiva a la mayoría de las radiaciones de onda larga incidentes, reduciendo así los efectos negativos en la pérdida de grados día (un aditivo). Un buen material de cobertura permite manejar a voluntad, si se elige correctamente, la acumulación de grados día y por esa vía modificar la fecha de cosecha, el precio del producto en el mercado, la calidad de la fruta y el rendimiento”, señala el especialista.

CUBIERTAS DE COLORES Y FOTOSELECTIVAS

Al modular la composición espectral de la luz, cuando los materiales son bien elegidos, permiten aumentar la eficiencia de la fotosíntesis y optimizar el crecimiento y el desarrollo de las plantas, bajando así el costo de producción por kilo al incrementar rendimiento y calidad.

“Lo importante es determinar cuál es la radiación que sobra y cuál es la radiación necesaria para generar el efecto deseado, pudiendo, además, potenciar las características estéticas o cosméticas de la fruta que se enviará al mercado. Incluso es posible incrementar la concentración de los metabolitos secundarios, responsables del sabor y el aroma, (antioxidantes, pro vitaminas, anticancerígenos…), que hoy son un importante componente de la calidad”, señala Zuleta.

En definitiva, las cubiertas actúan como filtros espectrales que permiten manipular la calidad de luz en el ambiente de cultivo y que funcionan como un sistema de protección permanente de los tejidos y de los órganos vegetales. 

Algunas de las posibilidades para que las cubiertas de polietileno optimicen las condiciones de cultivo, reduciendo o aumentando una parte específica del espectro lumínico, son que bloqueen total o parcialmente la radiación UVA – UVB o que absorban parte de la luz visible tornándola del color de la combinación de las longitudes de onda no bloqueadas. Incluso existen cubiertas fluorescentes con tintes o pigmentos que convierten la luz verde en luz roja.

Las cubiertas de colores, además de incidir en la temperatura y cantidad de luz, determinan el espectro de luz transmitido, modificando la morfogénesis de las plantas.

“Las cubiertas verdes, amarillas y azules transmiten mayor  proporción de luz de la región del rojo lejano (700 nm-800 nm), estimulando elongación de brotes y la expansión foliar. Las cubiertas transparentes y las rojas transmiten una mayor cantidad de luz roja (600 nm – 700 nm) y luz azul (400 nm – 500 nm), lo que favorece la ramificación lateral, la producción de flores y la fructificación”, detalla el experto.

LA CLAVE ESTÁ EN LAS PROPIEDADES ÓPTICAS

La duración del material es la principal preocupación del fruticultor cuando el productor decide incorporar materiales de cobertura. “En fruticultura se están utilizando materiales que se espera funcionen hasta por 7 años. Pero no es razonable una vida útil tan larga de un material cuando, incluso, la variedad cultivada puede que dure lo mismo con viabilidad comercial. 

Si bien las propiedades mecánicas de la lámina son importantes, explica Zuleta, lo más importante, dado el alto costo directo e indirecto, son sus propiedades ópticas. “El material de cobertura debe utilizarse exactamente hasta el momento en que la película deja de mantener las características ópticas garantizadas por el fabricante.

Aunque el material resista desde el punto de vista mecánico, debe ser reemplazado, por ejemplo, cuando el 50-60% de las propiedades ópticas se han perdido por polvo, algas, hongos o por la translocación de los ingredientes activos de la película por la acción de agentes químicos”, indica.

Es decir, desde el punto de vista físico la lámina puede estar en buena condición, sin em- bargo, agronómicamente puede que no cumpla sus objetivos, por lo que deberá ser cambiada. “No hacerlo sale agronómicamente muy caro”, afirma el especialista. Si bien desde el punto de vista de la ingeniería se podría formular una película para cinco años o más, “desde el punto de vista agronómico la clave está en la pérdida de transmisión de luz por degradación (química y física); la contaminación por suciedad, algas, hongos, etc.; la pérdida de propiedades de bloqueo UVa – UVB; o la pérdida de propiedades fotoselectivas”.

EL DISEÑO TAMBIÉN IMPORTA

“Podemos aspirar a que en tanto haya sol la planta esté en condiciones de mantenerse trabajando”. En esto es muy importante el diseño de la estructura que soporta al material de cobertura, particularmente en lo que respecta a su largo y ancho, pero sobre todo a la altura de la estructura.

“En uva de mesa y cerezo hemos visto largos de carpa de hasta 220 m. Desde el punto de vista de la ventilación el óptimo para tomate en las condiciones ambientales de Chile, por ejemplo, es de 30 m de largo, lo que nos permite renovar los gases atmosféricos hasta 45 veces por hora, lo recomendado por FAO, es hacerlo hasta 60 veces por hora, que es lo que nosotros estamos buscando”. La ventilación se refiere a la capacidad de evacuar masas de aire caliente, húmedo y bajo en CO2.

UNA HERRAMIENTA AUN POR DESARROLLAR EN FRUTALES 

Alejandro Zuleta enfatiza que los cuatro factores clave: luz, temperatura, humedad relativa y concentración de gases (CO2), se pueden y se deben manejar a partir del diseño y de la materialidad de la estructura de sostén de las cubiertas, como así también, seleccionando técnicamente las películas en consideración a sus propiedades ópticas para la zona, época, especie y variedad.

Ante un clima cambiante, con más olas de calor, mayor radiación y eventos extremos inesperados y extemporáneos, la fruticultura todavía tiene como alternativa intensificar el uso de una herramienta que no solo brinda protección estable, sino que permite mantener a la maquinaria fotosintética del cultivo trabajando al máximo por muchas más horas al día y más días al año. Los fundamentos técnicos para su correcto uso agronómico están ya muy desarrollados en el sector hortícola.

Sería interesante rescatar todo ese conocimiento técnico y experiencia que puede ser de gran utilidad en fruticultura.