En muchos países, los agricultores y jardineros utilizan películas de mantillo para aumentar el rendimiento de sus cultivos.
por Fraunhofer-Gesellschaft
Las películas a menudo están hechas de polietileno y se pueden usar para controlar el crecimiento de malezas, la temperatura del suelo y el consumo de agua. Desafortunadamente, el material a base de petróleo no es biodegradable. En consecuencia, los residuos de película deben recogerse al final de la temporada con un esfuerzo considerable o contaminarán los campos. Como parte del proyecto NewHyPe, los investigadores del Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos ISC están trabajando con socios europeos para desarrollar papeles de cobertura biodegradables sostenibles con un recubrimiento híbrido protector.
Los desechos plásticos no solo contaminan los océanos sino también las tierras agrícolas. Según un estudio de la Universidad de Bayreuth, se pueden detectar partículas de plástico grandes y pequeñas en tierras agrícolas convencionales. Las películas de mantillo que cubren el suelo de las camas o las tierras de cultivo en la agricultura y la jardinería contribuyen a la contaminación. Están destinados a prolongar las temporadas de cultivo y reducir las malas hierbas, pero también a reducir la evaporación y mejorar el equilibrio hídrico del suelo.
Las películas hechas de polietileno (PE) a base de petróleo deben recogerse después de la cosecha. Esto suele dejar residuos. En consecuencia, los residuos de PE permanecen en el suelo durante décadas y se acumulan allí porque los microorganismos no pueden degradarlos. Los fragmentos de PE pueden tener un impacto físico en el suelo y entrar en la cadena alimentaria. Si bien ya se encuentran disponibles películas biodegradables hechas de ácido poliláctico, son muy caras. Un equipo de investigadores del Fraunhofer ISC en Würzburg está trabajando con socios industriales y de investigación de Alemania, Finlandia y Noruega en el proyecto NewHyPe para desarrollar alternativas biodegradables y sostenibles. Un sustituto ecológico de las películas grandes debe ser económico y capaz de producirse en masa.
El papel biodegradable reemplaza las películas de plástico
Los socios del proyecto confían en el papel a base de celulosa para desarrollar películas sostenibles. «Una ventaja del papel es que se puede descomponer muy rápidamente sin dejar ningún residuo. Pero este proceso es actualmente demasiado rápido. El material no dura toda la temporada agrícola. Una vez que llueve algunas veces, el material se ablanda y la protección se reduce. ya no es efectivo «, dice el Dr. Klaus Rose, investigador de Fraunhofer ISC. En consecuencia, un revestimiento funcionales necesario para estabilizar el papel y contrarrestar la rápida degradación. La capa protectora híbrida está hecha de ORMOCER. La clase de material de estos polímeros híbridos inorgánicos-orgánicos se desarrolló hace más de 30 años en Fraunhofer ISC. “El recubrimiento está formado por dos componentes diferentes, polímero orgánico y silicato inorgánico, que generalmente no son compatibles. Pero en combinación, brindan estabilidad química y mecánica manteniendo la degradabilidad”, explica el investigador. El material sustituto debe durar una temporada de cultivo de aproximadamente tres a seis meses y luego debe descomponerse por completo. Las primeras pruebas demostraron que el recubrimiento del papel aumenta su tenacidad en húmedo, haciéndolo más estable que su contraparte sin recubrimiento. Además, una prueba de compostaje mostró que el material revestido se descompone más lentamente.
Nuevo papel mulch híbrido
Además del recubrimiento funcional estabilizador, los socios del proyecto están trabajando en un papel mulch híbrido completamente nuevo hecho de celulosa funcionalizada con ORMOCER incorporado y nanocelulosa funcionalizada, que se caracteriza por una alta estabilidad inherente debido a su muy alta relación longitud / espesor. Esto implica unir fibras de celulosa.con un aglutinante de polímero híbrido, reticulando las fibras individuales como un adhesivo. La densidad de la malla afecta la estabilidad. Este sistema de aglutinante actúa eficazmente como revestimiento. En consecuencia, el papel híbrido no requiere recubrimiento adicional. «El papel debe estar hidrofobizado, es decir, repelente al agua. Además, debe ser más resistente al desgarro que el papel normal. La estabilidad mecánica y la resistencia a los rayos UV son propiedades importantes. Se debe arar después de la cosecha». explica el químico. Lo óptimo del compuesto es el verdadero desafío. Tan pronto como se haya desarrollado por completo, la industria del embalaje también podría beneficiarse del nuevo material: «El papel biodegradable en lugar de las películas de plástico constituiría una contribución significativa a la protección del medio ambiente», dice Rose.
El papel mantillo se producirá mediante un proceso de rollo a rollo. Pero esto aún no está listo. Primero se necesitan numerosas pruebas, por ejemplo, cómo el recubrimiento con películas de papel afecta el crecimiento de tomates y otros cultivos.
