Chelo Escrig Rondán
AIMPLAS
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1. Introducción general. Uso del plástico en el sector agrícola
La utilización de productos plásticos en el sector agrícola se denomina plasticultura. La plasticultura ha supuesto una auténtica revolución en el mundo agrario y en la sociedad en general, permitiendo que muchas tierras que carecían de potencial agrícola se hayan convertido en productivas explotaciones.
En 2020, Plastics Europe estimó que el sector agrícola representó aproximadamente el 3,4% (1,7 millones de toneladas) de la demanda total de plásticos en Europa (Plastics Europe , 2020) y Agriculture Plastic & Environment Europe estimó el volumen total de aplicaciones de plásticos agrícolas (excluidos los envases) comercializadas en el mercado europeo fue de alrededor de 722 kt (Agriculture Plastic & Environment Europe, 2020). De esta cantidad, la ganadería representó el 55% del mercado y el 45% restante para la producción agrícola, unas 310.000 toneladas. La Figura 1 muestra el desglose de este consumo por tipología de producto.
En lo relacionado con el film agrícolas; invernadero, acolchados, tunelillo y otros como los films de solarización y de desinfección, éstos representan el 76% de los agro-plásticos comercializados (Agriculture Plastic & Environment Europe, 2020). Hay cinco países con el mayor volumen de ventas. La Figura 2 muestra los cinco países principales (Francia, España, Alemania, Italia y Reino Unido) con sus datos en volumen de ventas de estos films agrícolas.
Esto se debe principalmente a la actividad de producción hortícola intensiva en la que se utilizan grandes cantidades de cubiertas de invernadero, túneles y acolchados para proteger los cultivos
2. Tendencias en el sector agrícola
El sector de la plasticultura es fundamental tener en cuenta la transición de un modelo de economía lineal a economía circular. De acuerdo con la Estrategia Europea para el plástico en una Economía Cirular, y más concretamente con la Estrategia Española de Economía Circular, se deberán tomar las medidas necesarias que faciliten el reciclado de los plásticos, se promueva el uso de materiales de menor impacto y entre otros, el uso de los estándares que abarquen toda la cadena de valor.
Legislación
Aunque actualmente no existe una legislación general a nivel de la UE aplicable a los productos de plasticultura utilizados en la fase de producción, existen varias disposiciones de legislación vigente en materia de residuos para los plásticos agrícolas, entre las que destacan:
- Directiva Marco de Residuos (Parlamento Europeo y del Consejo, 2018) que mediante la Directiva 2018/851 establece las principales disposiciones sobre gestión de residuos en la UE. Destacar los principios rectores establecidos; jerarquía de residuos, quien contamina paga, responsabilidad ampliada del productor (RAP), etc. y prohíbe el vertido incontrolado de residuos.
- Estrategia de plásticos de la UE (Comisión Europea (COM), 2018) que establece medidas para aumentar el reciclaje y la reutilización de plásticos, incluida la implementación de los esquemas de RAP en toda la UE.
- Directiva sobre plásticos de un solo uso, Directiva 2019/904 (Parlamento Europeo y del Consejo, 2019) en la cual, el artículo 5 prohíbe a los Estados miembros comercializar productos fabricados con plásticos oxodegradables.
Con todo, se está imponiendo la responsabilidad física y financiera a los fabricantes y distribuidores para que recojan y procesen los residuos plásticos y prohíban la quema al aire libre de los mismos. Concretamente, en España se ha implantado recientemente un sistema de recogida voluntaria para la gestión de residuos plásticos agrícolas distintos de los envases. MAPLA es la asociación que se creó con el objetivo general de organizar y financiar la recolección y recuperación de plásticos agrícolas que no sean envases. Promovida por Anaip, Cicloplast y APE Europe junto con otros miembros fundadores, MAPLA actualmente representa 90 % de convertidores y distribuidores de film para agricultura en España.
por otro lado, y de forma indirecta, la propuesta de reforma de la Política Agrícola Común (PAC) aplicable a partir de 2023, conserva los elementos esenciales de la PAC tradicional y, al mismo tiempo es una herramienta para alcanzar los objetivos Farm to Fork (‘de la granja a la mesa’) y las estrategias de Biodiversidad 2030 en consonancia con el Pacto Verde Europeo.
Este plan establece objetivos concretos (PAC, 2023-2021), destacando los dos siguientes:
- Reducir en un 50% el uso global y el riesgo de los plaguicidas químicos y reducir en un 50% el uso de los plaguicidas más peligrosos.
- Reducir las pérdidas de nutrientes al menos en un 50%, sin que se deteriore la fertilidad del suelo; esto reducirá el uso de fertilizantes al menos en un 20%.
Para cumplir con la legislación y la transición circular para plásticos agrícolas se deberán tomar las medidas necesarias que faciliten el reciclado de los plásticos, se promueva el uso de materiales de menor impacto, como los biopolímeros y desarrollar nuevos tratamientos y metodologías de aplicación de fertilizantes y pesticidas
2.1. Mejora de la reciclabilidad
En líneas generales, una de las claves en materia de sostenibilidad es la mejora de la reciclabilidad del producto, asegurando desde su concepción y diseño, la viabilidad tecnológica de un proceso de reciclado una vez acabe su vida útil.
Para ello es necesario seleccionar los productos de plasticultura considerando la gestión más adecuada al final de su vida útil. Un ejemplo es la estrategia que elimina de esta ecuación los films agrícolas que necesitan procesos de reciclado más complejos debido a la posible contaminación y el nivel de impropios, se estima que la cantidad de impropios está entre el 30% y el 70% (PEMAR, 2016-2020). Es por ello por lo que su retirada supone la extracción de gran cantidad de materia orgánica e inorgánica de las capas superiores del suelo contribuyendo a su agotamiento.
Además, en estos casos el coste de reprocesar y producir una granza adecuada tiende a superar su valor, por lo que los esfuerzos se han de centrar en otro tipo de films como el film de invernador, tunelillo y ensilaje, etc. Los recicladores de plásticos agrícolas más exitosos están convirtiendo residuos en producto terminado, y un buen ejemplo de ello, es la bolsa de basura (CEDO en los Países Bajos o Berry BPI en el Reino Unido).
2.2. Aumento del contenido en reciclado
Dado que existen mercados finales muy limitados para el reciclado de plásticos agrícolas, la proporción en la que se utilizan en la fabricación de nuevos productos de plásticos agrícolas es clave para impulsar la demanda. Por lo general, se sugieren proporciones mínimas del 25% de contenido reciclado en la mayoría de las aplicaciones de los plásticos agrícolas, y potencialmente hasta un 70% para los films (mayoritariamente en aquellos donde los requerimientos técnicos no sean elevados) (Comisión Europea DG Environment, 2021).
Con todo ello, las tendencias van dirigidas a introducir este material en productos con espesores superiores a 100 μm. En la Figura 3, se muestra las principales aplicaciones de plásticos en el sector agrícola y ratios de contenido en reciclado
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2.3. Uso de bioplásticos
Los bioplásticos, son materiales conocidos en el sector agrícola. Los volúmenes destinados a este sector representan 161 kt en todo el mundo. ( Comisión Europea DG Environment, 2021)
Si bien, la tendencia sobre un mayor uso de estos materiales es generalizada sobre todo en los films acolchados. En condiciones normales, estos acolchados permanecen en el campo en una media de 3 a 12 meses. Al final del cultivo, los no biodegradables tienen que ser retirados del suelo y tratados adecuadamente. Aunque técnicamente es posible, estos materiales presentan tras su recogida, niveles de impropios entre un 30% y un 70% tal como se ha comentado. El hecho de no tener la necesidad de retirar los films hace que la aplicación de bioplásticos biodegradables en condiciones de suelo haga de la agricultura biodegradable una realidad.
Sin existir obligaciones legislativas hasta el momento, con el fin de armonizar las regulaciones en toda Europa, las enmiendas sobre el film acolchado biodegradable están vinculadas a los criterios de la norma europea EN-17033 sobre la biodegradación de film en el sector de la agricultura desarrollada por el Comité Técnico 249 del CEN sobre plásticos (CSN EN 17033 (CEN), 2018). Si bien es cierto, legislación como la referente al Reglamento (EU) 2019/1009 (Parlamento Europeo y del Consejo, 2019), ya establece en su Artículo 50 la obligación a la Comisión de evaluar los criterios de biodegradabilidad de los films.
2.4. Nuevos tratamientos y metodologías de aplicación de fertilizantes y pesticidas Reducción del uso de compuestos químicos
Una tendencia a tener en cuenta es la utilización de ingredientes activos, extractos naturales y/o sustancias activas procedentes de plantas y subproductos hortofrutícolas por sus características plaguicidas, antifúngicas, nutrientes, etc. como sustitutos naturales de los productos químicos utilizados actualmente como fitosanitarios y fertilizantes. Estos ingredientes activos tienen una baja persistencia en el medio y su efecto tiene una baja duración en comparación con los productos químicos.
En la Figura 4 se muestra diferentes funcionalidades de algunos extractos naturales
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Las metodologías de trabajo para la obtención de estos extractos abarcan tecnologías de fraccionamientos que permiten obtener la fracción soluble e insoluble, destacar:
- La liofilización que consiste en la ultracongelación de matrices y con una posterior rampa térmica y variaciones de presión se consigue la sublimación.
- El infusionado de hojas, tecnología extractiva muy utilizada que consiste en preparar infusiones en agua a una determinada temperatura.
- Extracción sólido-líquido de material vegetal concretamente de hojas y fracciones de interés.
- La destilación clevenger y la extracción para la obtención de aceites.
Funcionalización de productos de plasticultura
Cabe señalar que, en general, hasta hace pocos años ha habido una innovación muy limitada con respecto al desarrollo de materiales funcionalizados en el ámbito de la agricultura. En estos últimos años, AIMPLAS ha direccionado estas innovaciones hacia la incorporación de extractos naturales e ingredientes activos de origen natural matrices poliméricas para dar funcionalidad a los productos de plasticultura dándoles propiedades antimicrobianas, antifúngicas, nutrientes, etc.; con la finalidad de reducir el uso de compuestos químicas alineándose con lo establecido por la nueva PAC.
En la mayoría de los casos el reto consiste en proteger estos aditivos naturales (de diferente tipología dependiendo del extracto) para que soporten las condiciones de procesado que requiere su incorporación durante los procesos de transformación de los materiales plasticos para obtener los productos de plasticultura. La incorporación de estos ingredientes activos en los productos de plasticultura aumenta su valor añadido dándole propiedades fitosanitarias, fertilizantes y/o bioestimulantes al menos durante el periodo requerido por el cultivo. Además, este ingrediente activo natural no debe interferir en el fin de vida de producto:
- En la reciclabilidad en los productos de plasticultura convencionales.
- En la calidad del suelo tras el proceso de compostabilidad en condiciones industriales y biodegradación en suelo en los productos de plasticultura obtenidos a partir de biopolímeros.
Las tecnologías utilizadas para la protección de estos extractos naturales son la adsorción y la gelación iónica.
a) Adsorción
Durante el proceso de Adsorción las sustancias activas naturales se incorporan en sustratos porosos como la sílica mesoporosa, nanoclays, etc.
La sílica mesoporosa y los nanoclays han ganado popularidad en los últimos años como sistemas inorgánicos de liberación de activos, habiendo sido estudiados como nanotransportadores para una gran variedad de sustancias activas.
En comparación con los soportes convencionales, el uso de materiales mesoporosos, protegen a las sustancias encapsuladas frente a procesos con condiciones extremas. En particular cabe destacar el uso de estos materiales como soportes de encapsulación de agentes naturales con actividad bactericida y antifúngica, que mantienen su funcionalidad a lo largo del tiempo,
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protegiendo incluso agentes con alto carácter volátil, como es el caso de compuestos asociados con aceites esenciales.
b) Gelación iónica
Los polímeros, especialmente en forma de hidrogeles y microesferas, son muy importantes en la formación de sistemas de funcionalización mediante liberación controlada. Estas formulaciones, además de proporcionar el perfil de liberación lenta al ingrediente activo (pesticida, fertilizante, etc.), también aumentan la capacidad de retención de agua del suelo.
Una de las técnicas utilizadas es la gelación iónica. En ella se utilizan polielectrolitos como material de pared, que en combinación con iones de carga opuesta inducen la formación de la micro/nano capsulas con el compuesto activo atrapado en su interior entre las cadenas poliméricas Se trata de una técnica barata, rápida, que no requiere el uso de temperatura y con una alta eficiencia de encapsulación. Por ejemplo, la gelación iónica se ha utilizado en agricultura para encapsular diferentes tipos de bioestimulantes con mejoras en su comportamiento.
Mediante esta técnica, los polímeros naturales como el alginato, carragenano o quitosano están ganando una aceptación considerable frente a los polímeros sintéticos como dispositivos de liberación controlada por su carácter ecológico, su rentabilidad, su fácil disponibilidad y su biodegradabilidad. Además, tras su degradación, son útiles como compost en el campo.
Bibliografía
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