LOS PLASTICOS EN LA AGRICULTURA. MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS. (1ª parte)

1. APLICACIONES DE LOS PLÁSTICOS EN AGRICULTURA.
Los plásticos han permitido convertir tierras aparentemente improductivas en modernísimas explotaciones agrícolas. Ejemplo de ello es la provincia de Almería, que de una agricultura de subsistencia ha pasado a contar con una gran concentración de invernaderos que la hacen modelo del desarrollo agrícola en muchas partes del mundo.

En Almería se encuentra la mayor concentración de invernaderos del mundo, unas 30.000 ha cubiertas por plástico y que han permitido la producción de hortalizas en territorios prácticamente desérticos; así el valor de la producción hortofrutícola en Almería ha pasado de 9.500 millones de pesetas en 1975 a los casi 189.000 millones de pesetas en 1997 (más de 1,2 billones americanos de dólares) (Fuente: CEPLA, 2000).

El plástico en agricultura se utiliza en invernaderos, macrotúneles, microtúneles, acolchados, mallas, en el control de plagas (plásticos fotoselectivos), en el control de enfermedades (solarización), en el riego, etc.
2. PROPIEDADES DE LOS PLÁSTICOS UTILIZADOS COMO CUBIERTA DE INVERNADEROS.
2.1. Propiedades físicas.
La elección de un determinado material de cubierta influirá en el tipo de estructura del invernadero, es decir, determinará el peso que debe soportar la estructura por tanto el espacio que debe haber entre pilares, barras de soporte, correas, distancia entre canal y cumbrera y forma del techo.

- Peso. Los filmes de plástico tienen poco peso lo que reduce su exigencia en estructuras y por tanto aumenta la uniformidad de la luz en el interior al reducir el sombreo. Los materiales rígidos además de un peso mayor acostumbran a tener un tamaño más reducido con lo cual requieren un mayor número de soportes, y influirá también en una menor estanqueidad.
- Densidad. Informa sobre la cristalinidad de los polímeros. Ésta modifica la flexibilidad, permeabilidad y propiedades térmicas del polímero. Una densidad baja facilita la manipulación y el transporte unido o un menor precio.
- Espesor. Las unidades de medida serán milímetros generalmente utilizados para vidrio y plásticos rígidos y micras o galgas para los filmes, 100 m equivalen a 400 galgas. (1 mm = 1000 m). En filmes el espesor recomendado para proteger el cultivo en las bajas temperaturas es de 200 - 800 galgas.
- Resistencia a la rotura (especialmente en zonas de granizo, nieve o viento), resistencia a la deformación por altas temperaturas, resistencia a la rotura por bajas temperaturas.
- Envejecimiento. El envejecimiento de los materiales utilizados como cubierta en invernadero viene determinado por la degradación de sus propiedades físicas, radiométricas y mecánicas.

a) Envejecimiento Físico. El seguimiento de la degradación física de los materiales se puede realizar regularmente por una simple observación que revele la aparición de desgarraduras en láminas plásticas y mallas de sombreo, desprendimiento de la capa de aluminio en pantallas térmicas, fractura de la muestra en materiales rígidos, etc.
b) El Envejecimiento Radiométrico Un procedimiento sencillo para determinar los cambios en la transmisión de luz de un material, debidos a la acción de los rayos solares, es medir periódicamente la radiación fotosintética activa (PAR) comprendida entre 400 y 700 nm, que es primordial para las plantas, ya que condiciona su rendimiento. Esta medida hecha tanto al aire libre como bajo el material de cubierta, nos informa de las variaciones en la capacidad de éste para transmitir el máximo de luz.

Duración de plásticos normalizados para invernaderos (Fuente: SERRANO, 1994)
Tipo de plástico	Espesor	Duración (en Almería)	Radiación solar recibida
Polietileno “normal” (sin aditivos)	150 micras (600 galgas)	6-8 meses	< 148 kcal/cm2
Polietileno “larga duración”	180 micras (720 galgas)	2 años	296 kcal/cm2
Polietileno “Térmico larga duración”	200 micras (800 galgas)	2 años	296 kcal/cm2
Copolímero EVA (12 % AV)	200 micras (800 galgas)	2 años	296 kcal/cm2
Copolímero EVA (6 % AV)	100 micras (400 galgas)	1 año	148 kcal/cm2

2.2. Propiedades ópticas. Transmisión de la radiación solar.
- Transmitancia. Es la propiedad de los materiales de dejar pasar la radiación solar, se expresaría como la relación entre la radiación en el interior del invernadero y la medida simultáneamente en el exterior. La transmisión depende del ángulo de incidencia de la cubierta.
2.3. Propiedades térmicas y comportamiento térmico.
La capacidad de protección contra el frío de un material depende por un lado de su transmitancia para la radiación IR larga, y por otro de las pérdidas por conducción y convección a su través. En condiciones estables en laboratorio se mide un coeficiente K global de pérdidas caloríficas, que expresa el conjunto de pérdidas radiantes, convectivas y conductivas, y que permite comparar unos materiales con otros.
Características comparadas de los principales materiales plásticos utilizados en cubierta de invernadero (Fuente: SERRANO, 1994)

	FLEXIBLES		RÍGIDOS
	Polietileno	PVC	PVC ondulado	Polimetacrilato de metilo	Poliéster estratificado	Cristal
Características	(0,08 mm)	(0,1 mm)	(1-2 mm)	(4 mm)	(1-2 mm)	(2,7 mm)
Densidad	0,92	1,3	1,4	1,18	1,5	2,40
Índice de refracción	1,512	1,538	-	1,489	1,549	1,516
% de dilatación antes de que se rompa	400-500	200-250	50-100	escasa	escasa	nula
Resistencia al frío y calor	-40+50º C	-10+50º C	-20+70º C	-70+80º C	-70+100º C	muy elev.
Duración	2 años	2-3 años	elevada	elevada	elevada	elevada
Transparencia % (0,38-0,76 micrones)	70-75	80-87	77	85-93	70-80	87-90
Transmisión % (-0,24-2,1 micrones)	80	82	82	73	60-70	85
Transmisión % (7-35 micrones)	80	30	0	0	0	0

3. TIPOS DE MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS.
La importancia del material de cobertura en un cultivo bajo invernadero estriba en que constituye el agente modificador del clima natural de la zona en donde se vaya a construir el invernadero. La elección del material de cobertura dependerá de una serie de criterios o indicadores, que interaccionados entre sí, ayudarán al agricultor en la elección del material apropiado. Estos indicadores se pueden resumir en (Fuente: MATALLANA; MONTERO, 1995).

· Respuesta agronómica debida al material empleado (precocidad, producción y calidad).
· Propiedades ópticas, térmicas y mecánicas del material de cubierta.
· Estructura del invernadero, anclaje o sujeción del plástico

El material ideal sería el que cumpliera los requisitos siguientes: buen efecto de abrigo, gran retención de calor, gran rendimiento térmico, gran transparencia a las radiaciones solares, gran opacidad a las radiaciones infrarrojas largas emitidas por suelo y planta durante la noche.
Los materiales que pueden cumplir todas estas exigencias son caros y exigen estructuras costosas. El material ideal sería el que tuviese el espesor y flexibilidad de los plásticos y las propiedades ópticas del vidrio. Es decir, el que sea muy permeable, durante el día, a las radiaciones de longitud de onda inferiores a 2.500 nm y por la noche fuera lo más opaco posible a las radiaciones de longitud de onda larga, emitida por suelo y plantas, que son las que mantienen calientes a los invernaderos.

Los materiales de cubierta se dividen en tres grupos (Fuente: MATALLANA; MONTERO, 1995):

• Vidrio impreso o catedral.
• Plásticos rígidos: polimetacrilato de metilo (PMM), policarbonato (PC), poliéster con fibra de vidrio, policloruro de vinilo (PVC).
• Plásticos flexibles: policloruro de vinilo (PVC), polietileno de baja densidad (PE), etileno vinilo de acetato (EVA), policloruro de vinilo (PVC) y materiales coextruidos.

3.1. Vidrio.
Este material fue el primero en utilizarse hasta la aparición de los materiales plásticos. Se emplea principalmente en zonas de clima extremadamente frío o en cultivos especializados que requieren una temperatura estable y elevada.
El cristal que se utiliza como cubierta de invernadero es siempre el vidrio impreso. El vidrio impreso, está pulido por una parte y por la otra está rugoso. En la colocación del cristal sobre la cubierta de la instalación, la cara rugosa quedará hacía el interior y la cara lisa hacia el exterior. Así recibirá por la parte exterior casi todas las radiaciones luminosas que al pasar a su través se difundirán en todas las direcciones al salir por la cara rugosa.

El vidrio es el que presenta una transmisión óptica y térmica más óptima. Es un material no combustible, resistente a la radiación UV y a la polución manteniendo sus propiedades iniciales a lo largo de su vida.
El principal problema del vidrio es su vulnerabilidad a los impactos, especialmente zonas con altas posibilidades de granizo desaconsejan su uso. Otro inconveniente es su peso y que se trata de unidades pequeñas necesitando por tanto estructuras sólidas y estables que soporten su peso y eviten la rotura del material por desplazamientos de la misma. Esto provoca que los elementos estructurales produzcan importantes sombras dentro del invernadero. Requiere un mantenimiento regular de limpieza y sellado.

El cristal tiene la propiedad de ser casi totalmente opaco a las radiaciones de longitud de onda larga, es decir, a las que emiten las plantas y el suelo por la noche; esta cualidad del vidrio es muy interesante, ya que las pérdidas de calor durante la noche son mucho menores que las que ocurren con los demás materiales plásticos utilizados como cubierta.
El utilizado para invernadero tiene un espesor de 2 a 4 mm con una densidad de 2.400 Kg/m3.

LOS PLASTICOS EN LA AGRICULTURA. MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS. (2ª parte)

3.2. Plásticos rígidos.
3.2.1. Polimetacrilato de metilo (PMM).
Es un material acrílico, que procede del acetileno mediante formación de acrilato de metilo y polimerización de éste último. Se conoce comercialmente como vidrio acrílico o plexiglass. Es un material ligero con una densidad de 1.180 kg/m3. presenta buena resistencia mecánica y estabilidad.
Existen dos tipos de polimetacrilato de metilo: incoloro y blanco translúcido; al mismo tiempo se fabrica en forma de placa celular.

La transparencia de este plástico está comprendida entre el 85 y el 92%, por lo que deja pasar casi todos los rayos UV y su poder de difusión es casi nulo. Tiene una gran opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo.
La resistencia a la rotura es siete veces superior a la del cristal a igualdad de espesores, por lo que resulta más resistente a los golpes. En horticultura esto significa reducción de gastos por rotura y menores costes de mantenimiento del invernadero.
A pesar de su ligereza el vidrio acrílico puede soportar una sobrecarga de 70 kg por metro cuadrado, lo cuál es importante para aquellas zonas con riesgo de nevadas; el coeficiente de conductividad térmica de polimetacrilato de metilo es de 0,16 kilocalorias/metro-hora ºC a 0,64 del vidrio lo que impide el enfriamiento nocturno del invernadero.
Entre las ventajas que ofrece el vidrio acrílico están:
- resistencia a los agentes atmosféricos
- deja pasar los rayos UV
- gran resistencia al impacto, por lo que a penas existen roturas
- facilita el deslizamiento de la nieve
- gran transparencia a las radiaciones solares
- uso de estructuras más ligeras que las que precisa el vidrio.
En cuánto a sus inconvenientes el principal de ellos es su elevado coste, que junto al tipo de estructura requerida hacen que los invernaderos construidos con este material sean de costes elevados. El metacrilato es fácil de rallar con cualquier instrumento, con lo que habrá que considerar este aspecto como factor negativo.
Su duración es mayor que la del poliéster.
Se fabrican en placas de hasta 2 metros de ancho y más de 3 metros de largo. Las placas extrusionadas tienen 4 mm de espesor y la longitud que se precise.
3.2.2. Policarbonato (PC).
El policarbonato es un polímero termoplástico con buena resistencia al impacto y más ligero que el PMM.

La presentación de este material es en planchas alveolares, que consta de 2 ó 3 paredes paralelas unidades transversalmente por paredes del mismo material. El grosor de las placas, que se puede encontrar en el mercado es de 4 a 16 mm.
Esta placa está protegida, por la parte que se expone al exterior, por una película que protege de los rayos UV al resto del material para evitar su degradación. También se fabrica sin esta protección a las radiaciones UV, pero no es conveniente utilizarla en la cubierta de invernadero.

La transformación a la luz de la gama de radiaciones visibles e infrarrojos cortos es del 76-83%, según el grosor de la placa y paredes (2 ó 3), en las placas que no llevan protector a las radiaciones UV.
En los productos que lleven la protección en la parte exterior, para no dejar pasar a las radiaciones UV, éstas no pasan al exterior; esta propiedad, que presenta una ventaja para los cultivos que se hacen en invernaderos, resulta inconveniente cuando el invernadero está dedicado a producción de plantas hortícolas, que luego van a plantarse al aire libre, por efecto de choque que se produce, al recibir la luz directa del sol con todas las radiaciones UV.
El policarbonato celular tiene una opacidad total a las radiaciones de longitud de onda larga.

Las múltiples paredes de que consta la placa, forman una cámara de aire dentro de los canales internos que hacen aumentar el poder aislante en un porcentaje muy elevado, respecto al mismo material en placa sencilla.
Es un material muy ligero, comparado con el grosor de la placa; aproximadamente es 10 a 12 veces menos que el vidrio, a igualdad de espesor.
El policarbonato tiene una gran resistencia al impacto (granizo, piedras, etc...). Estas placas pueden adaptarse en frío a estructuras con perfiles curvos de radio suave.

En los fabricados actuales en la pared, que queda en el interior, puede llevar un tratamiento anticondensación y antigoteo, que permiten el deslizamiento de las gotas de agua, sin que llueva sobre el cultivo.
La duración de las placas de policarbonato celular está garantizada por los fabricantes en 10 años. Se ralla con los objetos punzantes.
3.2.3. Poliester con fibra de vidrio.
Está fabricado con poliésteres insaturados y reforzados con fibras minerales u orgánicas. Éstas proporcionan resistencia mecánica y mejoran la difusión de la luz.
Este plástico se presenta en forma de placa. Este poliéster se fabrica con una mezcla de un 65% de resinas termoendurecibles de poliésteres no saturados y con un 35% de fibra de vidrio o de nylón, aproximadamente; esta fibra sirve para reforzar la placa.
Este material está formado por poliésteres y una manta de fibra de vidrio; además, para evitar los efectos de alteración por los agentes atmosféricos de la fibra de vidrio, en el proceso de fabricación, se forman en la placa una capa superficial de resinas, poliéster o se incorpora una lámina de polifluoruro de vinilo o politerftalato de etilo por una de las caras de la placa.

La propiedad principal del poliéster es la de tener un gran poder de difusión de la luz, creando en el interior del invernadero una iluminación uniforme. Con toda materia orgánica las placas de poliéster se ven afectadas por la radiación UV que produce en ellas cambios de color. El amarillo primitivo adquiere tonos más fuertes según va pasando el tiempo, que se transforman en tonos tostados, para terminar adquiriendo tonalidad marrón. El viento, arena, lluvia, nieve y granizo, e incluso el polvo, trabajando en conjunto y con la ayuda de la radiación UV y la oxidación se combinan para desgastar la superficie de las placas y erosionarlas, dando lugar al florecimiento de las fibras y a su oscurecimiento. Ello da lugar a una pérdida de transparencia y a una reducción del poder de difusión de la luz.

La erosión producida por los agentes atmosféricos puede ser corregida mediante la aplicación de una capa de gel o resina endurecida sobre la superficie de la placa.
Las láminas de poliéster reforzado tiene una transparencia a las radiaciones solares comprendidas entre el 80-90%. El poder de reflexión está entre 5 y 8%; su poder absorbente es del 15-20%.

El poliester reforzado con fibra de vidrio tiene un gran poder absorbente para las radiaciones UV de la luz; la lámina de polifluoruro de vinilo es aún más absorbente en esas radiaciones. Tiene un gran poder de difusión a la luz.
Este material plástico es muy opaco a las radiaciones de larga longitud de onda, o radiaciones nocturnas. Se asemeja al vidrio. El coeficiente de dilatación térmica es muy bajo.

En los invernaderos de poliéster, reforzado con fibra de vidrio, la falta de radiaciones UV puede originar problemas en los invernaderos dedicados a la producción de plantas, que luego va a ser plantada al cultivo en aire libre.
Su flexibilidad permite que pueda ser adaptadas a las estructuras curvas a las cuales se sujetan fácilmente por tornillos que se atraviesan.

Las placas reforzadas con fibra de vidrio tienen una duración variable entre 8 y 15 años, según el sistema de protección que se haya aplicado a la placa. El problema de la duración de estas placas no está en su resistencia física, sino en la pérdida de transparencia a medida de que pase el tiempo.
Si la placa no está protegida exteriormente, en seguida es erosionada por los agentes atmosféricos y a los pocos años de ser utilizada puede quedar excesivamente opaca. Además, sin esa protección las radiaciones UV de los rayos solares degradan la resina de poliester, dando la tonalidad amarillenta.
Cuando la placa, en su fabricación, se protege con una capa de gel se retrasa la erosión pero no el amarillamiento. El poliéster protegido con una capa de gel tiene una duración mayor que las placas que no llevan esa protección.

El poliester se puede proteger durante el proceso de su fabricación con una lámina de fluoruro de polivinilo; esta lámina resulta uno de los protectores de poliéster más duradero y resistente a los agentes atmosféricos y a la acción degradadora de las radiaciones UV de la luz solar.
Las placas de poliéster se fabrican en anchuras de 1,20 metros, por la longitud que se precise, y 2-3 mm de espesor.
Estas placas se fabrican en distintos perfiles: trapezoidal, escalera, ondulado, etc. a parte de darle mayor resistencia, permite enlazar unas placas con otras y fijarlas a los soportes y estructuras.
3.2.4. Policloruro de vinilo (PVC).
Se obtiene por polimerización del monómero cloruro de vinilo. Procede del acetileno y del etileno, derivados éstos del petróleo y de la hulla. Este material es rígido y es necesario añadirle plastificantes, con objeto de obtener láminas flexibles.
Se presenta en placas lisas u onduladas con espesores entre 1 a 1,5 mm.
Su principal ventaja es una opacidad a la radiación térmica menor del 40%, y una alta transmitancia a la radiación visible, aproximadamente del 90%.

Los filmes de PVC se presentan en su versión de PVC armados que consisten en una red interior que mejora las cualidades físicas de la lámina, por contra se reduce la transmitancia.
Para mejorar su comportamiento se añaden antioxidantes, estabilizantes y absorbentes UV. Así, el PVC fotoselectivo-fluorescente es aquel en que se han añadido aditivos que mejoran la captación entre los 0,5 y 0,6 mm.
Los materiales de PVC tienen el inconveniente de fijar bastante el polvo en su superficie.

LOS PLASTICOS EN LA AGRICULTURA. MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS. (3ª parte)

3.3. Plásticos flexibles.
Son materiales sintéticos, compuestos generalmente por moléculas orgánicas con un elevado peso molecular. Son termoplásticos, es decir, permiten ser sometidos a diferentes ciclos térmicos pudiendo ser fundidos y solidificados tantas veces como sea necesario. Son materiales ligeros, de fácil transporte y manipulación.
3.3.1. Policloruro de vinilo (PVC).
Es un material rígido que mediante plastificantes se consigue transformar en flexible. Las láminas se fabrican por calandrado lo que limita el ancho de la lámina a 2 m, llegando hasta 8 m mediante sucesivas soldaduras. Su densidad es de 1250 – 1500 kg/m3, siendo más pesado que el PE.
Su resistencia al rasgado es muy baja, por lo que requiere de estructuras poco agresivas que mantengan bien sujeta la película. También se le añaden antioxidantes, estabilizantes y absorbentes UV.
Transmite la luz visible en porcentajes elevados, pero con baja dispersión. Su elevada electricidad estática hace que el polvo se adhiera fácilmente, restándole transmisividad. Su elevado contenido en cloro le proporciona un buen efecto barrera al IR.

El PVC envejece más lentamente que el PE; la degradación o envejecimiento del PVC se traduce en pérdidas de transparencia, coloración de la lámina y fragilidad a la rotura.
El envejecimiento o degradación del PVC es debido a cambios químicos producidos por el calor y la luz en presencia del oxigeno; también se debe a que el plastificante se disuelve. Hay algunos microorganismos que viven a expensas de los carbonos de los plastificantes.
La duración de estos materiales dependen del tipo de plastificante empleado en su fabricación y la clase de PVC; el flexible tiene menos duración que el armado y, a su vez, éste dura menos que las placas rígidas. Se estima su duración entre 2 ó 3 años para láminas flexibles, siendo superior a 6 años para láminas rígidas.
3.3.2. Polietileno (PE).
Es el plástico flexible más empleado actualmente para forzado de cultivos en invernaderos, túneles y acolchado. Esto se debe principalmente a su bajo precio, a sus buenas propiedades mecánicas, y a la facilidad para incorporar aditivos que mejoran sus prestaciones. El PE junto al polipropileno (PP) y al PVC, son los termoplásticos de más consumo.
Es un derivado de la hulla y del petróleo y se obtiene mediante la polimerización del etileno utilizándose en su fabricación varios procesos y sistemas catalíticos. La mayor parte del PE para invernaderos se fabrica por el proceso de alta presión y catálisis de radicales libres mediante peróxidos.
Atendiendo a su densidad los PE se clasifican en:

• Baja densidad: < 930 kg/m3.
• Media densidad: 930 – 940 kg/m3.
• Alta densidad: > 940 kg/m3.

Para el cerramiento de invernaderos se utiliza sólo el de baja densidad (baja cristalinidad) y alto peso molecular (bajo índice de fluidez). Una de las características del PE es que su alargamiento en el punto de rotura es cercano al 500 %. Un material se considera degradado cuando su alargamiento se ha reducido en un 50 % de su valor inicial. El PE se degrada por la radiación UV y el oxígeno, por lo que la exposición permanente a la intemperie provoca su rotura al perder las propiedades mecánicas.

Para evitar esto es común añadir en el proceso de fabricación del PE diversas sustancias:

• Absorbentes de radiación UV (derivados de benzotriazoles y benzofenona).
• Secuestradores de radicales libres.
• Desactivadores (sales orgánicas de níquel).
• Estabilizantes (Hindered Amines Light Stabilizers).

Así existen dos grandes grupos de aditivos:

• Aditivos de proceso. Destinados a evitar la degradación térmica durante la extrusión (antioxidantes) o para mejorar la procesabilidad del polímero.
• Aditivos de aplicación. Se añaden al polímero con el fin de obtener las cualidades deseadas: deslizantes, antibloqueo, estabilizantes frente a UV, aditivos térmicos, pigmentos.

El PE transparente tiene un poder absorbente de 5 al 30% en los espesores utilizados en agricultura; el poder de reflexión es de 10 al 14%; el poder de difusión es bajo. Según esto, la transparencia del PE está comprendida entre el 70-85%, es decir, dentro del recinto cubierto por el material plástico se percibe un 15-30% menos de luz aproximadamente que en el exterior.

El PE de baja densidad es el material plástico que menos resistencia tiene a la rotura. El de alta densidad tiene más resistencia que el PVC flexible pero menos que el resto de los demás plásticos. Se desgarra con facilidad.
El PE es el material plástico que menos densidad tiene; es decir, es el que menos pesa por unidad de superficie a igualdad de grosor.

El PE no se oscurece como ocurre con el PVC y el poliéster. Debido a su gran transparencia, el PE transparente da lugar durante el día a un elevado calentamiento del aire y suelo del interior del invernadero.

En el mercado existen tres tipos de polietileno:
a) Polietileno Normal.
Presenta muy poca opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo; es permeable en un 70% a las radiaciones de longitud de onda larga que emiten el suelo y las plantas.
En el PE transparente normal se forma una lámina de agua, que aunque tiene inconvenientes para los cultivos, retiene un poco el calor que emiten las plantas y el suelo durante la noche.
Las láminas de PE normal, cuando se utilizan como cubierta de invernadero, sino lleva en su composición antioxidantes e inhibidores de rayos UV, la duración de éstos tipos de plásticos no excede de un año, reduciéndose a 10 meses cuando la luminosidad es muy fuerte y prolongada y las oscilaciones térmicas son considerables.
b) Polietileno Normal De Larga Duración
Este tipo de PE tiene unas características idénticas al PE normal, a excepción de su duración, que es bastante mayor, debido a los antioxidantes e inhibidores que lleva en su composición.
La duración de este tipo de plástico es de 2 a 3 años, según la luminosidad y el régimen de viento al que se éste expuesta la lámina.
c) Polietileno Térmico De Larga Duración
El PE transparente térmico es un plástico que tiene la propiedad de dificultar mucho el paso de las radiaciones nocturnas (tiene una permeabilidad del 18% a las radiaciones longitud de onda larga en grosores de 800 galgas). Esto permite a los invernaderos cubiertos con este material que se anule casi en su totalidad la inversión térmica y que las temperaturas mínimas absolutas sean de unos 2 ó 3 ºC más elevadas a las registradas en cubiertas de PE normal.
El PE transparente térmico, por los aditivos que se emplean en su fabricación, tienen un gran poder de difusión de la luz, que en algunas marcas comerciales puede llegar al 55% de la radiación luminosa que atraviesa la lámina de plástico; también, por la misma razón de los aditivos añadidos, tienen un buen efecto antigoteo.
La técnica de la coextrusión permite combinar propiedades que no pueden ser reunidas por un polímero único, las propiedades más comunes son optimización termicidad, estabilidad frente a las radiaciones UV, mejora de las propiedades mecánicas, antimoho, antipolvo.
3.3.3. Copolímero Etil-Acetato de vinilo (EVA).
Actualmente se están fabricando los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA). Se sintetiza por calentamiento suave de etileno y AV en presencia de peróxidos. La proporción usual en AV para agricultura oscila entre el 6 % y el 18 %. Un mayor contenido en AV aumenta su opacidad al IR pero disminuye su resistencia mecánica. Esta formulación mejora las propiedades físicas del polietileno incluyendo su resistencia a la ruptura en bajas temperaturas y al rasgado.
Su transparencia a la luz visible cuando el material es nuevo es más alta que la del polietileno térmico, la opacidad a las radiaciones térmicas depende del contenido de acetato de vinilo, siendo necesario del 15 al 18% de VA para conseguir un buen nivel térmico para un espesor de 0,15 a 0,20 mm.

Resulta más caro que el polietileno térmico. De entre los films plásticos es el que presenta una más gran resistencia a los UV.
Los problemas más importantes que presentan los copolímeros EVA son su excesiva plasticidad (cuando se estiran no se recuperan), gran adherencia al polvo lo que puede provocar reducciones de hasta un 15 % en transmisividad a la radiación solar. Son difíciles de lavar debido a su alta carga electrostática.

Respecto a la duración de la lámina como cubierta de invernadero es de 2 años para los grosores de 800 galgas y de 1 año para los grosores de 400 galgas.
En las láminas de copolímero EVA con un alto contenido de acetato de vinilo (AV), son los recomendables para cubierta de invernadero en lugares geográficos con excesiva luminosidad y temperaturas elevadas, por las grandes dilataciones que sufre este material (cuanto más porcentaje de AV mayor dilatación con calor), que luego da lugar a bolsas de agua de lluvia y la rotura por el viento.

Valoración de las principales propiedades de cuatro de los materiales de cubierta plásticos más utilizados (Fuente: MONTERO; ANTÓN, 1993).
PROPIEDAD	PE	PVC	EVA	PC
Resistencia a UV	+/-	-/+	+	+
Transparencia a rad. Visibles	-/+	+	+	-
Propiedades térmicas	-/+	+	+/-	+
Antigoteo	-	-	-	+
Propiedades mecánicas	-/+	+/-	+	+
Compatibilidad con aditivos	-	+	+	+
Resistencia al rasgado	+	+	-	+
Resistencia a las bajas temperaturas	-	-	+	+
Resistencia a las altas temperaturas	+	-/+	-	+
Precio	+	-	+	-
Anchuras grandes	+	-	+	-

4. DESARROLLO DE NUEVAS FORMULACIONES.
La luz desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo vegetativo de las plantas ya que estas dependen de la energía que les suministra la radiación solar para la fotosíntesis. Independientemente, existen también diversos efectos lumínicos que controlan la estructura y desarrollo de la planta. Al evaluar y modificar la cantidad, calidad, dirección y duración de la luz se pueden optimizar y controlar los complejos procesos del desarrollo.
Los nuevos desarrollos se encaminan hacia materiales que mejoran sus propiedades mecánicas y hacia una selectividad de la radiación UV tanto en cantidad como en calidad. 
4.1. Plásticos fotoselectivos.
Los plásticos fotoselectivos modifican la cantidad y calidad de la radiación. En la zona del infrarrojo cercano (700 – 1000 nm) se induce un alargamiento en la planta. Estudios sobre la fotomorfogénesis han mostrado la gran influencia que ejerce la calidad espectral de la radiación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. La relación de los flujos de fotones rojo / rojo lejano (610 – 700 / 700 – 800 nm) actúa sobre un alargamiento de los tallos. En el rojo (610 – 700 nm) y azul (410 – 510 nm) es donde se concentra la mayor radiación aprovechada en fotosíntesis o radiación PAR.

Así se han formulado plásticos que permiten seleccionar estas longitudes de onda del infrarrojo y por tanto adaptarlas a las necesidades lumínicas de la planta durante su desarrollo fenológico, fomentando así los niveles de producción.

LOS PLASTICOS EN LA AGRICULTURA. MATERIALES DE CUBIERTA PARA INVERNADEROS. (4ª parte)

4.2. Filmes antivirus.
Se ha constatado que los tomates cultivados bajo invernaderos cubiertos con láminas fotoselectivas absorbentes de radiaciones UV, se encuentran ampliamente protegidos contra las invasiones de la mosca blanca Bemisia tabaci y como consecuencia de ello contra el virus TYLCV (Tomato Yellow Leaf Curl Virus o "virus de la cuchara") del cual es vector esta mosca, estos cultivos se encuentran igualmente protegidos contra el minador de hojas Lyriomyza trifolii.

El uso desmesurado de pesticidas en la protección de los cultivos ha provocado en las poblaciones de insectos la aparición de resistencias a estas sustancias químicas y por tanto, una reducción de su eficacia. El abuso de pesticidas contribuye también a la contaminación del medio ambiente y a la comercialización de productos contaminados.

Esta evolución negativa hace que se desarrolle la lucha integrada, que tiene por objeto fundamental limitar el empleo de productos químicos e introducir métodos alternativos. Uno de esos métodos consiste en utilizar barreras físicas como las mallas antiinsectos o los filmes de acolchado reflexivos metalizados (repelentes de insectos).

Una alternativa al control de enfermedades transmitidas por los insectos dentro del invernadero es el empleo de cubiertas de plástico fotoselectivas que bloquean ciertas longitudes de onda dentro del espectro UV (280- 390 nm).
4.3. Filmes antibotrytis.
La producción de esporas, viabilidad y crecimiento están condicionados por factores como la luz, humedad y temperatura. Si se rompe el ciclo de desarrollo se distorsiona su expansión. La radiación UV-b incide sobre la esporulación de Botrytis cinerea y otros hongos, de igual forma que la luz monocromática azul inhibe este proceso.
4.4. Filmes fotodegradables.
Se emplean fundamentalmente en acolchados, donde una vez concluida la vida del plástico se desintegra y basta con arar el terreno para que los restos desaparezcan. La dificultad para determinar el momento en que el plástico debe degradarse en campo es elevada y depende de la radiación acumulada, estructura del invernadero, tratamientos fitosanitarios.
4.5. Plásticos multicapa.
La coextrusión de varias películas pretende combinar distintas propiedades para mejorar las prestaciones del material plástico. En el mercado destacan los plásticos bicapa y tricapa.

Los plásticos tricapa están formados por tres láminas, que les otorga cada una de ellas unas características determinadas:

• Capa externa. Resistencia a la degradación por UV, resistencia al rasgado, rigidez, transparencia y evitar la fijación de polvo.
• Capa intermedia. Efecto termoaislante, elasticidad y difusión de la luz.
• Capa interna. Efecto termoaislante y antigoteo.

El PE y EVA son los materiales más utilizados en la coextrusión. Así la coextrusión de EVA entre dos capas de PE (llegando hasta un 28 % AV) limita la transmisividad al IR a valores inferiores al 10 % mejorando la transparencia a la transmisión solar y dando mayor resistencia al material resultante.
4.6. Plásticos antigoteo.
Intentan aumentar la transmisividad y reducir el ataque de enfermedades. Como principales desventajas presentan una rápida pérdida de los aditivos y una importante acumulación de polvo por su carga electrostática.
Están aditivados con elementos que modifican la tensión superficial, haciendo que la gota de agua en contacto con el material de cubierta tenga un ángulo más pequeño, tendiendo a ser plana. Esto hace que las gotas que se condensen en la cara interna del plástico tiendan a unirse unas a otras.

Si la estructura y la pendiente de la cubierta permiten la eliminación de esa capa de agua, se evitará el goteo sobre los cultivos y por tanto el riesgo de enfermedades y quemaduras. En estructuras con poca pendiente y malla de alambre para sujetar el material de cubierta esta evacuación no es posible.
La forma plana de las gotas aumentará la transmisividad al reducir las reflexiones de la luz.
El problema de los aditivos antigoteo radica en su corta vida ya que son fácilmente degradables por la radiación solar, pero actualmente se trabaja en nuevas formulaciones donde los aditivos antigoteo permanezcan durante toda la vida útil del plástico.
4.7. Filmes biodegradables.
Existen estudios para caracterizar y aislar determinadas bacterias que degraden el polietileno. Para ello se investiga la formulación de plásticos formados por pequeñas partículas con gran área superficial y bajo peso molecular que permita la degradación por parte de los microorganismos.
5. MANEJO Y MANTENIMIENTO DE LOS PLÁSTICOS.
Existen diversos factores que influyen en la duración de un plástico:

· Radiaciones ultravioleta. A mayor luz, más degradación por los rayos ultravioletas. También influye la orientación de la lámina en la exposición al sol. Si el material está tratado con productos antioxidantes e inhibidores a la acción de los ultravioletas, la duración es mayor.
· Temperatura a la que está sometido el plástico.
· Colocación de la lámina sobre la estructura. Plásticos excesivamente tensados pueden desgarrase por rociamiento con los bordes de los soportes.
· Tipo y estado de la estructura. Las películas se degradan siempre sobre la estructura. La causa es la elevada temperatura que puede alcanzar un tubo expuesto al sol. Las reacciones químicas se aceleran a temperaturas elevadas. Debido a ello, la duración de una película sobre un soporte metálico se reduce en la práctica en un 40%. Sobre los alambres se acumula también agua de condensación que contiene residuos de pesticidas. El contacto prolongado con estos residuos en los alambres combinados con las altas temperaturas allí existentes, provoca la ruptura de la película.
· Calidad de la lámina, que viene definida por la calidad de la materia prima o granza, propiedad, cantidad, calidad y dispersión de los aditivos empleados y la uniformidad en el espesor de la lámina. La duración es mayor cuanto más grueso es el plástico.
· Régimen de vientos. Plásticos poco tensados pueden ser desplazados por el viento.
· Productos fitosanitarios. El azufre e insecticidas azufrados o halógenos (clorados) causan daños a los laminados de polietileno. Estos daños o erosión del plástico se producen al pulverizar insecticidas con un rociador, por lo que hay que tomar las precauciones necesarias y no pulverizar directamente sobre el mismo. La mayoría de los pesticidas se fabrican con compuestos fotodegradables que permiten al agricultor iniciar rápidamente la siembra. Ello origina cantidades más altas de radicales sobre la superficie de la película, que pueden interaccionar negativamente con los aditivos que componen el plástico.

Por todo esto a continuación se recogen una serie de recomendaciones y consejos útiles que pueden ayudar a alargar la vida de los plásticos:
A. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO.

· No arrastrar las bobinas ni rozar sus bordes.
· Apoyarlas sobre una superficie lisa y sin salientes.
· No colocar sobre las bobinas objetos pesados, duros o punzantes.
· Guardar las bobinas en un lugar oscuro y seco.

B. COLOCACIÓN DEL PLÁSTICO.
· No rodar la bobina por el suelo.
· No colocar los plásticos durante las horas de máximo calor para evitar su excesiva dilatación.
· Al instalar los laminados de tres capas, verificar que la parte exterior del laminado quede por encima del invernadero, de acuerdo a los pliegues e instrucciones de instalación dadas por el fabricante.
· No tensar excesivamente los plásticos sobre las estructuras ya que se puede reducir su espesor y duración.
· Revisar el invernadero antes de instalar el plástico. Si los soportes son de madera, proteger la parte que esté en contacto con el plástico con pintura acrílica base acuosa. Cambiar los alambres oxidados, puntas o astillas de palo.
· Sujetar bien el plástico para que no sea desplazado por el viento.
C. DURANTE EL CULTIVO.

· Si se realiza desinfección del suelo, se recomienda usar técnicas de solarización antes de la instalación de la nueva cubierta.
· Realizar los tratamientos necesarios y ventilar el invernadero de forma apropiada para evitar que los productos fitosanitarios se fijen en el plástico.
· Para la eliminación de encalados se recomienda el empleo de agua a presión y no emplear ácidos.
· Traslado de los plásticos deteriorados a los centros de recogida apropiados.

PRODUCCION HIDROPONICA EN INVERNADEROS

INTRODUCCION 

La tecnología para la producción de alimentos en invernaderos ha avanzado considerablemente en los últimos 20 años. La producción en invernaderos, frecuentemente denominada Agricultura en Ambiente Controlado (CEA), usualmente se conduce con hidroponía. El cultivo hidropónico posiblemente sea hoy en día el método más intensivo de producción de cultivos en la industria agrícola. En combinación con los invernaderos, ésta es de alta tecnología y de capital intensivo. Aún para la gran mayoría de sus empleados, el cultivo hidropónico sólo requiere de conocimientos agronómicos básicos. Desde que la regulación del ambiente aéreo y radicular es de mayor interés en tales sistemas agrícolas, la producción se lleva a cabo en recientos designados para controlar la temperatura del aire y de raíces, luz, agua, nutrición vegetal y climas adversos.

Existen diferentes tipos de sistemas hidropónicos con ambiente controlado. Cada componente del CEA es de igual importancia, sea si es un sistema de diseño estructural, de control ambiental o de crecimiento. No todo sistema es efectivo en toda localidad.

El diseño estructural de un invernadero debe brindar protección contra daño de viento, lluvia, calor y frío. Al mismo tiempo, los componentes estructurales de un invernadero deben ser de tamaño mínimo para permitir una transmisión máxima de luz al cultivo. Generalmente, una disminución del 1% significa una disminución del 1% en el rendimiento.

Tanto en regiones áridas como templadas, las estructuras de invernaderos normalmente están cerradas para controlar la temperatura, y abiertas sólo para dar ventilación. En ambas regiones, durante el verano y aún durante el invierno en regiones áridas, comunmente se usan sistemas de enfriamiento para disminuir las temperaturas dentro del invernadero. También el encierro podría brindar protección contra enfermedades y plagas. Por estas razones, los invernaderos son especialmente efectivos en regiones tropicales. En los trópicos, los lados de una estructura de invernadero frecuentemente están abiertos por el lado izquierdo para una ventilación natural.

Un invernadero tropical principalmente es un protector contra la lluvia, una cubierta de polietileno sobre un cultivo para prevenir que la lluvia entre al área de crecimiento, y a su vez, mitigue los problemas de enfermedades en las hojas. Para prevenir que entren insectos, especialmente aquellos que son vectores de enfermedades viróticas, los costados son cubiertos con malla.

Un sistema hidropónico no será economicamente viable si no se dá una atención adecuada a la estructura del invernadero y a su ambiente. Desde que el CEA usualmente acompaña a la hidroponía, sus potenciales y problemas son intrincados.

HISTORIA.

La producción de alimentos en invernaderos no fue establecido totalmente hasta la introducción del polietileno. En los EEUU el primer uso de polietileno como cubierta de invernadero fue en 1948, cuando el Profesor Emery Myers Emmert de la Universidad de Kentucky, usó el material menos caro en lugar de uno caro de vidrio. El profesor Emmert es considerado como el padre de los plásticos en los EEUU porque había desarrollado los principios de tecnología plástica con propósitos agrícolas a través de sus invernaderos de investigación, mulch y cubiertas de plástico.

El desarrollo de la hidroponía no ha sido rápido. En los EEUU empezó el interés para desarrollar en lo posible, el uso de soluciones nutritivas completas alrededor de 1925, para una escala de gran producción de cultivos.

Los suelos de los invernaderos tuvieron que ser reemplazados a intervalos frecuentes o en su lugar, ser mantenidos en buenas condiciones de un año a otro, añadiendo grandes cantidades de fertilizantes comerciales. Como un resultado de estas dificultades, investigadores en ciertas estaciones de experimentos agrícolas de los EEUU, cambiaron los métodos de soluciones nutritivas como una forma de reemplazar el sistema natural del suelo ya sea con una solución nutritiva aereada o un suelo artificial compuesto de agregados químicamente inertes, humedecidos con soluciones nutritivas (Withrow & Withrow 1,948).

Entre 1925 y 1935, tomó lugar el desarrollo intensivo para modificar los métodos de los fisiólogos vegetales para una producción de cultivos a mayor escala. Empleados de la Estación Experimental Agrícola de New Jersey, desarrollaron el método de cultivo en arena (Shive & Robbins, 1937). Los métodos de agua y los cultivos en arena fueron usados para una producción de gran escala por investigadores de la Estación Experimental Agrícola de California (Hoagland & Arnon, 1938). Cada uno de estos métodos involocró ciertas limitaciones fundamentales para la producción comercial, la cual fue superada parcialmente con la introducción del riego por subirrigación iniciado en 1934 en las Estaciones Experimentales Agricolas de New Jersey e Indiana (Withrow & Withrow 1,948). Mientrás había un interés comercial en el uso de tales sistemas, la hidroponía no fue aceptada ampliamente debido al alto costo en la construcción de camas de concreto de crecimiento.

Después de un período aproximado de 20 años, el interés por la hidroponía fue renovado con la llegada de los plásticos. Los plásticos no sólo fueron usados en el vidriado de los invernaderos sino también en el revestimiento de las camas de crecimiento que en camas hechas de concreto. Los plásticos también fueron importantes en la introducción del riego por goteo. Numerosos esquemas promocionales que involucran a la hidroponía llegaron a ser comunes con las enormes inversiones hechas en sistemas de crecimiento hidróponico.

Desafortunadamente, la escalada en los precios del petróleo que empezó en 1973, aumentó sustancialmente los costos de calefacción y de enfriamiento del CEA por uno o dos órdenes en magnitud. Esto junto con los muy pocos químicos registrados para el control de plagas, provocó muchas quiebras y un menor interés por la hidroponía.

Han pasado casi otros 20 años desde el último real interés por la hidroponía. Otra vez existe en los productores un renovado interés para establecer sistemas CEA hidropónicos. Esto es especialmente cierto en regiones donde existen intereses ambientales para controlar cualquier polución de agua subterránea con malgasto de nutrientes o suelos estériles. Hoy en día, los productores parecen ser mucho mas críticos en observar el lugar de selección, estructuras, el sistema de crecimiento, control de plagas y mercados.

AREA DE INVERNADEROS.

El área total mundial de invernaderos de vidrio está estimada en 40,700 Ha (Wittwer & Castilla, 1995), con el mayor número de estos encontrados en el noroeste de Europa.

En contraste con los invernaderos de vidrio, los invernaderos de plástico han sido facilmente adaptados en los 5 continentes, especialmente en la región Mediterránea, China y Japón. El mayor número de invernaderos de plástico opera en base a la estación más que en todo el año, como es el caso con la mayoría de los invernaderos de vidrio. El área estimada de invernaderos de plástico se muestra en el Cuadro 1.    

Cuadro 1. Estimado mundial del uso de invernaderos de plástico

Región	Area (Ha)
Europa Norte	16,700
Mediterráneo	95,300
América	15,600
Asia	138,200
Total Mundial	265,800

Fuente: Wittwer y Castilla, 1995

Láminas de PVC para invernaderos aún es dominante en Asia, especialmente en Japón (35,200 Ha), y el polietileno de baja densidad también es usado en Italia (500 Ha) y Grecia. Las láminas de polietileno de baja densidad cubren un total de 149,000 a 162,00 Ha; el consumo promedio es de 1.5 TM/Ha/año, con un tonelaje total mundial de alrededor de 250,000 TM/año.

China es el mayor usuario de plásticos agrícolas en el mundo, donde alrededor de mil millones de personas (29% de la población mundial) están siendo alimentadas de sólo 5% de la tierra cultivada.

Desde 1960 el invernadero ha desarrollado en más que un protector de plantas. Los invernaderos de hoy en día pueden ser mejor vistos como fábricas de plantas o de hortalizas. Casi todo el aspecto del sistema de producción está automatizado, con el ambiente artificial y el sistema de crecimiento bajo el control casi total de la computadora.

La agricultura en ambiente controlado ha ganado importancia en la horticultura no solamente en la producción de cultivos de hortalizas y ornamentales sino también en la producción de plántulas, por cualquiera de los procedimientos, desde semilla o a través del cultivo de tejido.

En los últimos 15 años ha aumentado el interés por el uso de las técnicas sin suelo o hidropónico para producir cultivos hortícolas en invernaderos. El crecimiento futuro del invernadero o CEA, donde la hidroponía es usada para la producción de hortalizas, dependerá mayormente del desarrollo de los sitemas de producción, en términos de costos, que sean competitivos con la agricultura a campo abierto.

ECONOMIA DE LA PRODUCCION DE ALIMENTOS EN INVERNADEROS:

Balanceado contra el alto capital y los costos operacionales de los invernaderos, es la productividad significativamente más alta de tales sistemas en comparación con la agricultura a campo abierto (OFA). En el Cuadro 2 se compara rendimientos típicos para cultivos crecidos hidropónicamente en invernaderos del desierto en el suroeste americano con típicos buenos rendimientos para cultivos a campo abierto. 

Cuadro 2. Rendimientos de hortalizas crecidas hidropónicamente en invernaderos del desierto (CEA) y en campos abiertos (OFA)

	CEA Hidropónico			OFA*
Cultivo	TM/Ha	No cultivos	TM/Ha/año	TM/Ha/año
Pepinillo	300	2	600	30
berenjena	28	2	56	20
Pimiento verde	57	2	114	16
Pimiento rojo	45	2	90	10
lechuga	31	10	313	52
tomate	550	1**	550	100

* Fuente: Knott (1996)
** Cultivo de tomate crecido en invernadero en un período de 11 meses.

Los retornos netos desde invernaderos para hortalizas deben ser altos. Esto se logra por los altos precios del producto y/o por los rendimientos altos. Sin embargo, existe un pequeño lugar para el error, es imperativo de que no hayan pequeños cortes en el control ambiental, en el manejo competente y cualquier otro factor de producción. Hoy en día en los Estados Unidos, los minoristas comunmente duplican sus precios de venta sobre los precios al por mayor del productor. Tales precios altos pueden causar gran resistencia al consumidor.

Nuevas variedades de tomate de Holanda tienen buen sabor aún cuando crecen durante el invierno en las regiones con bastante luz en el desierto al suroeste de los Estados Unidos. Los consumidores están mostrando mucho menos resistencia a los altos precios para los tomates que tienen buena apariencia y sabor.

ESTRUCTURAS Y CONTROL AMBIENTAL.

Las estructuras europeas de vidrio, las cuales hoy en día están siendo comunmente construídas para la producción de hortalizas en el suroeste de los Estados Unidos, son muy diferentes de los invernadeors de polietileno/fibra de vidrio usados en la producción hidropónica entre 1965 y 1990. La altura de los invernaderos europeos es mucho mayor.

Para adquirir un mayor crecimiento ambiental uniforme sin fluctaciones rápidas de temperatura, se está destinando mayor volumen total del espacio dentro de un área dada de un invernadero, donde ahora es común para las estructuras de invernaderos que los goteros alcancen una altura de 5 m sobre el nivel del suelo.

Foto 1. Invernadero de vidrio

Para los invernaderos de polietileno, los tipos de láminas de polietileno son muy similares excepto de aquellas introducidas hace 15 años, las cuales retardan la pérdida del calor infrarojo. Se ha reportado que estas láminas reducen el 20% del calor perdido desde el invernadero y han llegado a ser comunes en la industria actual, especialmente en Europa. Otros materiales de vidrio tales como la fibra de vidrio, el polivinil clorado, Mylar y Tedlar han probado ser tanto inapropiados, inconvenientes o en la mayoría de casos, mucho más caros que el polietileno, aunque el último tendría que ser reemplazado frecuentemente. Materiales más recientes, tales como los policarbonatos y los acrílicos han llegado a ser mucho más comunes, pero su popularidad ha sido puesta fuera de lugar por los altos costos.

Foto 2. Invernadero de policarbonato

Recientemente ha sido diseñado una lámina de polietileno desarrollado en Israel para permitir que niveles muy bajos de luz UV sean transmitidos. Hay una buena evidencia de que bloqueando el UV, las láminas tienen un efecto adverso sobre insectos voladores tales como Bemisia tabacci, áfidos y trips.

Foto 3. Invernadero de polietileno

Los invernaderos son caros y, sin embargo, controlar el ambiente dentro de un invernadero requiere considerable energía. Comenzando hace 25 años, hubo mayor énfasis en la investigación sobre el uso de la energía solar y el calor no aprovechado por las grandes unidades industriales. Aunque la energía solar como la fuente de calor de un invernadero es tecnicamente factible, éste no ha probado ser económico por los costos de colección y de almacenamiento.

Sea la fuente de energía que fuese, es importante conservar la energía una vez que está en el invernadero. En regiones donde el invierno es frío, se instalan cortinas termales de hoja delgada de poliester poroso o de aluminio, para reducir la perdida de calor nocturno hasta 57%. En los desiertos del suroeste, las temperaturas de invierno no son lo suficientemente severas para garantizar cortinas. Mientras las cortinas ahorren energía, esto no es suficiente para garantizar el alto costo de inversión de las cortinas mas la sombra de las cortinas, aún cuando la cortina esté enrollada y almacenada durante el día, puede ser un factor. En el futuro los invernaderos tendrán techos retráctiles que permitan la iluminación y ventilación deseada.

FUTURO DE LA PRODUCCION DE ALIMENTOS EN INVERNADEROS.

Parece que existe un tipo de manejo imperativo en el desarrollo tecnológico de la agricultura en invernaderos. Al igual que a nivel industrial, generalmente se mueve hacia tecnologías de punta, a más capital mayores soluciones a los problemas. Esto es altamente productivo y apropiado para la automatización.

Sin embargo, dadas las presentes circunstancias, parece no existir las bases racionales para anticipar una difusión más amplia y más rápida de la tecnología, que es lo que está ocurriendo en la actualidad. El crecimiento futuro de la agricultura en ambiente controlado depende grandemente del desarrollo de sistemas de producción que sean competitivos en costos con aquellos de agricultura a campo abierto.

Por ejemplo, la continua investigación y desarrollo podría dirigir hacia estructuras y materiales de mayor costo beneficio; a requerimientos reducidos de la energía comprada; para nuevos cultivares mas apropiados a ambientes controlados y sistemas mecanizados; para mejor control (incluyendo resistencia mejorada de la planta) de enfermedades y plagas. Para que la extensión de mejoras aumenten el rendimiento del cultivo y reduzcan los costos unitarios de producción, la agricultura protegida llegará a ser más competitiva.

Las perspectivas económicas para la CEA pueden cambiar si las instituciones gubernamentales determinan que en algunas circunstancias, políticamente los efectos deseables de la CEA merecen subsidios para el bien público. Tales efectos benéficos podrían incluir la conservación del agua en regiones de escasez o producción de alimentos en ambientes adversos. Por estas razones que en el medio Este ha ocurrido el apoyo gubernamental. Otro efecto social deseable puede ser la provisión de empleos ingreso productor para segmentos de la población crónicamente en desventaja, atrapados en regiones economicamente deprimidas; tales empleos producen impuestos así como ingresos personales, reduce el impacto sobre los roles de bienestar y mejora la calidad de vida.

La CEA es una realidad técnica. Tales sistemas de producción están extendiendo las estaciones de crecimiento en muchas regiones del mundo y están produciendo cultivos hortícolas y, donde hortalizas frescas y ornamentales crecidas en campo no están disponibles en la mayor parte del año. El bienestar económico de muchas comunidades en todo el mundo ha sido mejorado por el desarrollo del uso de la CEA. Tales sistemas ofrecen muchas nuevas alternativas y oportunidades para la población del mañana, nuevos sistemas que fortalecen la conservación y preservación del ambiente en vez de la explotación de la tierra y el agua.

La importancia del oxígeno en hidroponía

El oxígeno disuelto es algunas veces el ingrediente que olvidamos en la solución nutritiva. 

DEMANDA DE OXIGENO DE DIFERENTES CULTIVOS

Los requerimientos de oxígeno y su habilidad para superar condiciones de inundación varía de acuerdo a la especie. Generalmente, cultivos más pequeños como la lechuga requieren menor cantidad de oxígeno que plantas más grandes y con frutos. Existen muchos estudios en hidroponía, que han demostrado que el oxígeno puede ser deficiente para el normal crecimiento del tomate y pepinillo y esto puede reducir la absorción de nutrientes y agua; pero no se ha reportado en sistema NFT para lechuga (Wees y Steward, 1987). Esto no quiere decir que en canales excesivamente largos sufran de falta de oxígeno, simplemente se debe a que la lechuga y cultivos similares consumen menor cantidad de oxígeno.

En realidad, un estudio encontró que hubo un incremento más que un descenso en el oxígeno disuelto a lo largo de los canales de NFT que contenían plántulas de lechuga de tres semanas de edad. Esto fue atribuido al hecho que la solución nutritiva en un canal vacio se reoxigena conforme el flujo atraviesa la superficie del canal debido a la pequeña turbulencia. Se concluyó que la cantidad de oxígeno que toman las plántulas jóvenes de lechuga no fue significativa y así la solución fue realmente reoxigenada dentro del canal (Wees y Steward, 1987). Esto también ha sido demostrado en plantas de lechuga de mayor edad que las anteriores, donde la pendiente, el flujo y canales cortos permiten a la solución tomar oxígeno atmosférico así, las lecturas de niveles mayores de oxígeno en el exterior que en el interior no son comunes. Sin embargo, esto es menos probable en el caso de plantas más grandes, las cuales tienen mayor demanda de oxígeno.

CULTIVO DE TOMATE Y PEPINILLO

Varias investigaciones que examinan el efecto de la falta de oxígeno a lo largo de los canales fueron llevadas a cabo años atrás. En todos los casos, se encontró que el oxígeno contenido en la solución con plantas maduras de pepinillo, se agotó más rápido que en soluciones de tomate en crecimiento. También se ha encontrado un marcado agotamiento de oxígeno en los canales de NFT en tardes calurosas cuando los niveles de luz son altos (Gislerod y Kempton, 1983). Estos resultados enfatizan la importancia del flujo y el ancho del canal.

Las mediciones reportaron que la temperatura de la solución nutritiva fue de 26°C, el oxígeno contenido en el tanque fue 6.7 ppm y, cuando la solución alcanza los canales de cultivo, el contenido fue 6.2 ppm. Después de fluir 7.6 m (pasa por 7 plantas maduras de pepinillo) el oxígeno contenido decayó a 2.9 ppm, esto con una pendiente de 1 en 50 (0.5%) y un flujo de solución de 2.2 litros/minuto. También se notó que el contenido de solución dentro de los canales siempre fue el más alto cuando el flujo fue mayor, el cual fue a los lados de los potes que contenían las plantas (Gislerod y Kempton, 1983).

Cuando el mismo procedimiento de medición se realizó en plantas maduras de tomate, se encontró que a 24.5°C (en una hilera de 16 plantas), se dio un patrón similar al del pepinillo. Sin embargo, la misma caída en la oxigenación ocurrió con 7 plantas de pepinillo, mientras que para el tomate fueron 16 plantas, esto indica las diferencias entre cultivos para remover el oxígeno en la misma longitud de canal y pendiente. Al final del experimento, los niveles de oxígeno fueron medidos a lo largo del canal vacío. También se encontró que en los tubos vacíos siempre se incrementó la oxigenación desde dentro hacia fuera, debido a que la solución absorbió oxígeno del aire.

En otros experimentos, el efecto de bajos niveles de oxigenación sobre el crecimiento de la planta y la estructura de la raíz fue examinado comparando soluciones a las cuales se les ha introducido deliberadamente en los canales de cultivo bajos niveles de oxígeno a menos de 1 ppm (mg/l); el efecto en el crecimiento de la planta y el deterioro de la raíz fue severo y extenso. La infección por Pythium también fue registrada y la mayor parte de las plantas comenzaron a marchitarse en días soleados.

Después de algún tiempo la planta trató de recuperarse produciendo nuevas raíces que crecen en la parte superior de la masa radicular antigua. Se asume que estas nuevas raíces aéreas, toman el rol de absorción de oxígeno del aire que se encuentra sobre la solución nutritiva y las plantas dejan de marchitarse en días soleados. A pesar de esta adaptación a bajos niveles de oxígeno en la solución, el crecimiento en la parte aérea (y el rendimiento) fue reducido en estos tratamientos. Las plantas del tratamiento control tuvieron niveles normales de oxígeno de 7.6%, más altos y tuvieron mayor área foliar que las plantas que carecían de oxígeno en la solución (menos de 1 ppm de O2). El rendimiento total de pepinillo fue significativamente más alto que aquellos canales tratados con bajo contenido de oxígeno. Se obtuvo un promedio de 6 kg por planta en el tratamiento control y 3 kg por planta en los tratamientos con bajos niveles de oxígeno. Además, el consumo total de agua fue sólo del 75% en canales con bajo contenido de oxígeno con respecto al control.

Otros reportes muestran que niveles de oxígeno de menores de 5 ppm afectan severamente el crecimiento de las plantas; sin embargo, en este ensayo de Gislerod y Kempton (1983), niveles tan bajos como 1 ppm, las plantas crecieron y produjeron frutos, aunque los rendimientos fueron bajos. Esto enfatiza la capacidad de las plantas a adaptarse a las condiciones del canal y utilizar O2 atmosférico, donde las nuevas raíces aéreas fueron expuestas al aire. Las plantas de pepinillo tienen la habilidad de producir raíces adventicias a través de los lados de los bloques de propagación o macetas y sobre el nivel de la solución poco oxigenada durante largos períodos de escasez de oxígeno. Esto demuestra algunas características adaptativas de las plantas.

¿CÓMO AFECTA LA OXIGENACION EN HIDROPONIA?

Pendiente y Flujo

Se ha encontrado que la pendiente y el flujo afecta el contenido de oxígeno disuelto en la solución nutritiva. Maher (1977) encontró que incrementando el flujo, mejoraban las plantas y la concentración de oxígeno disuelto en la solución nutritiva. De hecho, incrementando el flujo en los canales de NFT de 1/3 a 9 litros por minuto, resultó en un incremento al final de los canales de 5.9 a 7.0 ppm. Cooper (1972) reportó que con pendientes de 1 en 200, 100, 50 y 25, los rendimientos de tomate fueron 109, 117, 119 y 119 toneladas/acre respectivamente (con pendientes menores de 1 en 100 (1%), los rendimientos decaen). La reducción del rendimiento puede deberse al efecto de embalse de la masa radicular, el cual puede conducir a un estancamiento de la solución nutritiva y regiones de bajo oxígeno disuelto.

¿CÓMO MEDIMOS EL OXIGENO DISUELTO EN HIDROPONIA?

Ensayos Experimentales en Nueva Zelanda

Con el desarrollo de medidores portátiles de oxígeno disuelto somos capaces de medir, en forma determinante, la cantidad de oxígeno disuelto en varios puntos del sistema de producción e identificar cualquier problema. Los medidores de oxígeno disuelto no sólo tienen la habilidad de dar lecturas en ppm (mg/l) de la cantidad de oxígeno disuelto, sino también registran la temperatura y luego se expresa el nivel de oxígeno como "porcentaje de saturación". Este porcentaje de saturación es realmente una buena guía en sistemas hidropónicos, ya que la cantidad de oxígeno disuelto decae con un incremento de temperatura, es importante saber cuán saturada se encuentra la solución así como la cantidad (en ppm) disponible para el crecimiento de planta.

También existe un buen número de preguntas sin responder (o parcialmente resueltas) cuando llegamos a los niveles de oxígeno disuelto en hidroponía, lo cual examinaremos a través de ensayos experimentales. El primero fue determinar los niveles generales de oxígeno disuelto en varios sistemas NFT de cultivos tradicionales tales como pepinillo, lechuga, zucchini y tomate. El segundo fue obtener lecturas de diferentes tipos de sistemas como aeropónicos, acuapónicos y soluciones hidropónicas totalmente orgánicas. Otras interrogantes incluyeron el efecto de adicionar peróxido de hidrógeno para "limpiar" y "ensuciar" soluciones nutritivas para determinar su efecto en la oxigenación y el efecto de la oxigenación general a varias alturas del tubo de retorno. Los resultados obtenidos se detallan a continuación.

Experimento 1: Mediciones en los cultivos

Utilizando un medidor portátil de oxígeno disuelto (método del electrodo-membrana) correctamente calibrado, obtuvimos lecturas de varios puntos de sistemas comerciales con una variedad de cultivos. Estas lecturas se tomaron en el tanque, en los canales de cultivo, en diferentes puntos a lo largo del canal y en el tubo de retorno del canal.

Resultados:
 

Lechugas en canales NFT

Cuando medimos los niveles de oxígeno disuelto de plantas maduras de lechuga (cultivar Red Oakleaf), se encontró que los niveles promedio de oxígeno fue 6.0-6.4 ppm o 69-73% de saturación a una temperatura de la solución de 21.7°C. No fue posible medir el nivel de oxígeno en el interior de cada canal, la película de nutrientes fue muy delgada para cubrir el medidor. Al extremo final de los canales de cultivo, la caída de los niveles de oxígeno no fue significativa a pesar que el flujo de la solución tuvo que pasar por un gran número de plantas. En el punto más bajo de cada canal de drenaje, donde ocurre la reoxigenación, se consideró la turbulencia como el flujo de salida, obteniéndose lecturas de 8.0 ppm (92% de saturación), también el nivel obtenido en el tanque fue elevado. Estos resultados indican que con la lechuga madura, en días cálidos, los niveles no caen a niveles que puedan poner en peligro el crecimiento de la planta.

Tomates en canales NFT

Se encontraron resultados muy diferentes en tomate que en lechuga. El cultivo bajo investigación fue transplantado y cada canal contiene 35 plantas y una longitud de 20 m. Los canales fueron de Pandafilm con pendientes estándar. El rango de temperatura de la solución fue de 20 a 22°C. La lectura de oxígeno disuelto de la primera planta de cada canal fue alrededor de 4.5-4.6 ppm lo cual representa sólo el 53% de saturación. A 10 m (punto medio) del canal, la lectura cayó a 3.1 ppm (35% de saturación) a 20°C. Debajo de la última planta de cada canal, las lecturas de oxígeno fueron de 1.8-2.7 ppm (20-30% de saturación). En el canal de retorno, donde ocurre la aireación, los niveles alcanzaron 5.2 ppm. Las lecturas registradas en el tanque fueron 7.9 ppm es decir 92% de saturación.

Pepinillo en NFT

Cuando se compara las lecturas tomadas con las del tomate, se encontró que las plantas de pepinillo remueven más oxígeno disuelto de la solución que el tomate o la lechuga. Cada canal Panda-Film de 20 m de largo contiene aproximadamente 35 plantas. Los niveles de oxígeno dentro del canal fueron 5.0-5.6 ppm (54-61% de saturación); sin embargo, en el punto medio los valores cayeron a 1.0-2.2 ppm (11-24% de saturación). Debajo de la última planta de cada canal, los niveles de oxígeno fueron extremadamente bajos: 0.8-0.9 ppm (19-10% de saturación). Con el tomate, la reoxigenación se dio en el canal de retorno alcanzando niveles de 4.4-4.9 ppm.

Figura. Sistema NFT mostrando la dinámica del oxígeno disuelto

 

Zucchini en NFT

Cuando se tomaron lecturas en plantas jóvenes de zucchini, se obtuvieron resultados sorprendentes. Mientras que investigaciones previas habían encontrado que pepinillos remueven más oxígeno de la solución que los tomates, no se tenían datos disponibles de zucchini.

Las plantas sólo estuvieron 5 semanas en el canal y comenzaron a florear. Estas plantas estuvieron en hileras más cortas que el pepinillo y tomate, a razón de 14 plantas por hilera. Con sólo 5 semanas, el sistema radicular no alcanza los lados del canal y la masa radicular comenzaba a establecerse. Mientras que el oxígeno disuelto dentro del canal registró 6.4 ppm (70% saturación), después de pasar por 6 plantas cayó a 4.3 ppm (47% de saturación), y al final del canal se registró un rango de 0-0.2 ppm (0-2 % de saturación). Estos resultados fueron tomados en varios tiempos y los resultados fueron consistentes, indicando que las últimas plantas de cada canal tuvieron sus sistemas radiculares expuestas a una deficiencia de oxígeno. A pesar de esto, todas las plantas tuvieron una apariencia similar y no les afectó la carencia de oxígeno.

La razón que dimos fue que estas lecturas fueron tomadas en una tarde calurosa; una vez que la solución se enfría tendrá más oxígeno, y las plantas realmente sólo experimentan pocas horas de bajos niveles de oxígeno cada día. Por otro lado, la temperatura de la solución fue de 19-24º C, mucho más bajas que las alcanzadas en condiciones típicas de verano. Una solución caliente tendría menos oxígeno mientrás que el sistema radicular de las plantas tienen más demanda de oxígeno. Al final de algunos canales de cultivo, las temperaturas de la solución tomadas al día siguiente registraron 34°C con 0 ppm de O2. Bajo estas severeas condiciones, las plantas del extremo del canal de cultivo también se marchitaron.

También podemos asumir que las plantas no sólo cuentan con el oxígeno disuelto en la solución nutritiva para sus requerimientos. Cuando se examinó la masa radicular, aunque la capa de nutrientes era más profunda que una "película", habían raíces expuestas a la atmósfera, lo que juega un rol importante en la absorción de oxígeno del aire.

Experimento 2: Lecturas de diferentes sistemas

Una extensión de canales de NFT con una unidad aeropónica y acuapónica fueron examnados para determinar sus promedios de oxígeno disuelto. Fueron usadas diferentes soluciones hidropónicas orgánicas para determinar los niveles de oxígeno. Es difícil comparar las lecturas debido a las diferentes temperaturas entre los sistemas; podemos comparar los niveles de saturación de oxígeno donde la temperatura está compensada. El pequeño sistema acuapónico que fue examinado comprendía de una mezcla de peces ornamentales, plantas acuáticas y un sistema NFT con berro y otras plantas para ensaladas. Se añadieron bacterias benéficas para ayudar a la conversión de nutrientes. Todo el tiempo, el sistema acuapónico tuvo lecturas de oxígeno extremadamente saludables de 7.5 a 8.1 ppm (80-86% de saturación). Hubo una mínima pérdida de oxígeno en cada canal de cultivo a pesar que se introducía una pequeña cantidad de oxígeno vía los canales de retorno. El oxígeno disuelto es vital para el mantenimiento de la sanidad de las plantas y peces en un sistema acuapónico y los microorganismos que los peces convierten en nutrientes y oxígeno para las plantas. En este tipo de sistema podemos asumir que las plantas acuáticas y algas contribuyeron a la reoxigenación del agua durante el día, elevando así los niveles de oxígeno sólo en los tanques del NFT.

Sin embargo, durante la noche, cuando las plantas y peces consumen oxígeno, existe una condición diferente. Los niveles de oxígeno comienzan a caer rápidamente a los niveles iniciales. Como las plantas acuáticas comienzan a fotosintetizar en presencia de luz, los niveles de oxígeno se elevan rápidamente. Esto ocurre en ecosistemas naturales.

Las medidas de los niveles de oxígeno en el tanque de un pequeño sistema aeropónico indicaron que la acción de los aspersores airea bien la solución; se encontraron lecturas de 7.4 ppm (80% de saturación). Cuando se examinaron sistemas pequeños de NFT, se encontró que en canales cortos (6 m) con plantas jóvenes de tomate y pimiento, los niveles de oxígeno alcanzaron desde 73% de saturación al interior del canal a 55% de saturación a la salida, indicando que a 55% de saturación todavía había 5.1 ppm de oxígeno disuelto disponible para la planta y, que estas plantas, en ese estado de crecimiento, no sufrieron de falta de oxígeno.

Experimento 3: Peróxido de Hidrógeno (H2O2)

El efecto de adicionar peróxido de hidrógeno comunmente utilizado en el agua y la solución como un tratamiento para eliminar patógenos y limpiar el agua, fue examinado adicionándolo al agua pura para "limpiar" la solución nutritiva y nutrientes orgánicos. Se alega que el peróxido de hidrógeno incrementa el contenido de oxígeno en las soluciones nutritivas y provee oxígeno disponible para la planta, lo cual impulsa el crecimiento de la planta. Estos parece ser una buena razón para utilizar este agente sanitario pero, alto niveles de peróxido de hidrógeno pueden volver no disponibles algunos nutrientes para la planta. Nosotros probamos para determinar cuánto oxígeno fue liberado por dosis estándar de peróxido de hidrógeno en una solución nutritiva "limpia" y otra "sucia" la cual estaba llena de materia orgánica.

Estos resultados fueron interesantes ya que realmente hubo un pequeño efecto al adicionar peróxido de hidrógeno a la solución nutritiva fresca y bien aireada. De hecho, al adicionar peróxido de hidrógeno a esta solución fresca y bien aireada, no se incrementaron del todo los niveles de oxígeno, la razón fue que la solución no tenía materia orgánica con la cual el peróxido de hidrógeno podía reaccionar y liberar oxígeno. En cambio, cuando una solución fresca con bajo porcentaje de saturación y no aireada, hubo un efecto inicial de incremento de la oxigenación al 10%; sin embargo esto decayó a los poco minutos.

Mientras que esto parece ser una buena razón para no utilizar peróxido de hidrógeno en las soluciones nutritivas, en la práctica las soluciones nutritivas no son "limpias" y rápidamente acumulan moléculas orgánicas de la respiración radicular, microorganismos y material vegetativo. Esta es la situación más común, estas partículas de materia orgánica reaccionan con el peróxido de hidrógeno y, por lo tanto se libera oxígeno. Para examinar este efecto, utilizamos una solución orgánica (peces) y añadimos la tasa recomendada de peróxido de hidrógeno. El efecto fue dramático, 30 segundos después de la adición del H2O2, los niveles de oxígeno comenzaron a elevarse. Al iniciar el experimento, la solución nutritiva orgánica de los peces tuvo niveles extremadamente bajos debido a la presencia de numerosos microorganismos (bacterias), los cuales estuvieron presentes en la solución. Esta respiración microbiana disminuyó el contenido de oxígeno en la solución orgánica a 0.7 ppm en 24 horas.

Después de la adición de H2O2, los niveles de oxígeno disuelto se incrementaron rápidamente a 2 ppm en un par de minutos y continuó incrementándose en los siguientes días, cada vez más y más materia orgánica fue reducida por el peróxido de hidrógeno. La aplicación de H2O2 a esta solución carente de oxígeno la hace una vez más útil para las plantas del NFT. Se debe señalar que otras fuentes de esterilización como el tratamiento con ozono también se introduce a la solución.

Figura. Efecto del peróxido de hidrógeno sobre los niveles
de oxígeno disuelto con respecto al tiempo

Experimento 4: Altura del canal de retorno

El efecto sobre los niveles de oxígeno de diferentes alturas del canal de retorno fueron estudiadas. La altura de salida sobre el nivel en el tanque parece no ser de gran importancia cuando regresa para la reoxigenación de la solución; sin embargo parece que esto hace una diferencia.

Cuando examinamos los efectos de varios canales de retorno sobre el contenido de oxígeno disuelto de la solución nutritiva de abajo. Alturas entre 0-80 cm sobre el nivel de nutrientes, se encontró que, donde no hubo caida desde el canal de retorno (0 cm de altura), el contenido de oxígeno de la solución permaneció en 4 ppm. Cuando se incrementó la altura a 40 cm, el contenido de oxígeno en el tanque fue 5.5 ppm y a 80 cm fue de 7.2 ppm. Esto demuestra la importancia de este recurso de oxigenación en sistemas hidropónicos. A mayor fuerza con la cual los nutrientes caen al tanque (a mayor altura de caida), las burbujas de aire alcanzan mayor profundidad y el efecto de aireación es mayor.

Figura. Lecturas de oxígeno disuelto a diferentes alturas de retorno

¿Cómo obtener más oxígeno alrededor de la zona radicular?
 

Basados en los datos que hemos colectado y por lo que han encontrado otros investigadores, pacerece que los siguientes puntos son importantes para asegurar niveles máximos de oxígeno en su sistema hidropónico.

Primeramente, el principal punto de reoxigenación en sistema NFT es en la caida de retorno dentro del tanque y a mayor altura de caida, mejora el efecto de aireación. También ayuda la introducción más burbujas de aire en el tanque, rompiendo en flujo en finas gotas. En segundo lugar, mientras que el cF de la solución reduce la capacidad de oxígeno que lleva la solución, el efecto es muy pequeño y la temperatura tiene mayor influencia sobre la solución. Reduciendo las temperaturas excesivas de la solución se asegurará más oxígeno que puede ser llevado por la solución y bajará a niveles óptimos la tasa de respiración de las raíces. En tercer lugar, factores tales como tasa de flujo de nutrientes, largo, ancho y pendiente del canal, tienen un gran efecto sobre los niveles de oxígeno y, mientras los canales sean más largos, puede no afectar las plantas de lechuga en términos de carencia de oxígeno, ellos tendrán un efecto dañino en las plantas más grandes.

Finalmente, las plantas tienen una capacidad increible para adaptarse a condiciones desfavorables y, mientras que se ha demostrado que los niveles de oxígeno de la solución decaen a niveles bajos aun en sistemas comerciales altamente productivos, el crecimiento y rendimiento no fue efectado mayormente. Parece que las condiciones tienden a ser más severas en términos de estancamiento de nutrientes, carencia de oxígeno y flujo, antes que las plantas sean visiblemente afectadas. En cambio, teniendo altos niveles oxígeno en todos los puntos del sistema hidropónico, entonces pueden ser maximizados los potenciales genéticos en rendimientos y crecimiento de la planta.