Abstract del convegno sui Film Plastici del 10 settembre al Flormart 2010

   Film plastici e prodotti innovativi per lOrto-floro-vivaismo. I risultati del'incontro tecnico, con gli abstract dei relatori. L'evoluzione dei materiali plastici utilizzati per le colture protette ha portato alla sviluppo di film innovativi che presentano particolari proprietà ottiche, radiometriche e meccaniche che li rendono materiali "attivi" nella gestione dei parametri ambientali all'interno degli apprestamenti coperti. La tecnologia per la produzione di film plastici usati in agricoltura come materiali coprenti per serre, per pacciamatura, ecc., ha avuto, in questi ultimi anni, un notevole sviluppo con una particolare attenzione per i "film funzionali" utilizzati cioè per regolare sia i parametri di crescita sia gli aspetti fito sanitari delle piante. Fra questi vi sono i film a durata predefinita, ovvero materiali plastici studiati per mantenere nel tempo le caratteristiche ottiche e meccaniche, preservandole dall'azione disgregante determinata dall'azione solare e dal calore.
   I 6 PDF delle presentazioni dei relatori sono disponibili a richiesta(in forma gratuita per i partecipanti al convegno e per gli iscritti al seminario di formazione sui Film Plastici di Pistoia del 1-2-3 dicembre). Per maggiori informazioni CLICCARE QUI
   L'appuntamento è stato il preludio dei prossimi seminari che affronteranno il tema a partire dal mese di novembre.
Abstract delle relazioni.
1) Film plastici innovativi per colture protette: i risultati della sperimentazione agronomica
Ferruccio Filippi, Galileo Magnani
   L'evoluzione dei materiali plastici utilizzati per le colture protette ha portato alla sviluppo di film innovativi che presentano particolari proprietà ottiche, radiometriche e meccaniche che li rendono materiali ‘attivi' nella gestione dei parametri ambientali all'interno degli apprestamenti coperti. Fra questi vi sono i film a durata predefinita, ovvero materiali plastici studiati per mantenere nel tempo le caratteristiche ottiche e meccaniche, preservandole dall'azione disgregante determinata dall'azione solare e dal calore.
  Per ottenere queste caratteristiche sono stati utilizzati degli stabilizzanti (Hals Nor) che posseggono una forte impermeabilità alla radiazione UV, una caratteristica questa che perdura per tutto il tempo della loro permanenza in opera e che potrebbe portare ad una riduzione dell'attività degli insetti pronubi. Per questo si è proceduto alla valutazione degli effetti di film diversamente stabilizzati sul movimento dei bombi (Bombus terrestris L.), usati come impollinatori del pomodoro.
  I risultati hanno evidenziato che i film stabilizzati con Hals-Nor non presentano effetti negativi sul volo degli insetti, e quindi non provocano riduzioni nella produzione delle colture.
Un'altra classe di film innovativi è rappresentata dai materiali cosiddetti "termici". Essi agiscono sulla temperatura dell'aria all'interno degli apprestamenti in maniera differenziata a seconda della loro formulazione, ossia aumentando le temperature minime notturne e/o riducendo le escursioni termiche nel corso della giornata.
  Per quanto riguarda la prima tipologia, l'incremento termico viene ottenuto attraverso varie soluzioni, fra cui l'aggiunta di cariche minerali all'interno della matrice polimerica e la coestrusione a tre o più strati. Quest'ultima tecnologia ha consentito di ottenere i migliori risultati, come dimostrano le prove condotte su ortive a ciclo primaverile estivo ed autunno invernale, coltivate sotto film coestrusi a tre o cinque strati, composti da polietilene, etilenvinilacetato e poliammide, materiale quest'ultimo mai utilizzato in agricoltura.
   Anche la riduzione delle escursioni termiche nell'arco della giornata è stata ottenuta con diverse tecnologie. La più recente prevede l'inclusione di microsfere cave di vetro all'interno del polimero: in questo modo, sfruttando la diffrazione della luce, si ottiene l'abbassamento delle temperature diurne con il conseguente miglioramento delle condizioni dell'ambiente di coltivazione che si riflette in un incremento della produzione e della qualità di colture ortive e floreali rispetto ai film termici tradizionali. Fra i film innovativi destano interesse anche i film detti "luminescenti", addittivati con composti organici e minerali che assorbono gli UV trasformandoli in radiazione attiva red/far red.
   La sperimentazione di questi film comprende un ampia gamma di colture, dalle ortive alla floreali fino alle applicazioni su coltivazioni specializzate come quelle per la produzione di ortaggi di IV gamma.  In tutti i casi i film luminescenti hanno dimostrato buoni risultati in termini di crescita e produzioni delle piante, risultati spesso superiori a quelli ottenibili con i materiali di copertura tradizionali.
2) Evoluzione tecnologica nei film plastici per agricoltura
Relatore: Andrea Ferraresi - Marco Cascone - Augusto Balloni
   La tecnologia per la produzione di film plastici usati in agricoltura come materiali coprenti per serre, pacciamatura, insilaggio o barriera ha avuto, in questi ultimi anni, un notevole sviluppo con una particolare attenzione per i "film funzionali" utilizzati cioè per regolare sia i parametri di crescita sia gli aspetti fito sanitari delle piante.
   E' in questa prospettiva che sono stati messi a punto film ad elevato effetto serra ed impermeabili ai pesticidi, a luce difratta, a fotoselettività specifica sia per copertura serre che per pacciamatura; mentre per l'insilaggio o la disinfestazione del terreno particolare attenzione è stata posta alla produzione di film barriera.
   Per contribuire a risolvere il problema dello smaltimento dei film plastici di uso agricolo la ricerca si è orientata verso la produzione di film realizzati con polimeri speciali che, mantenendo inalterate le proprietà meccaniche ed ottiche, portassero ad una significativa riduzione dello spessore.
3) Film di pacciamatura biodegradabili: opportunità per un'agricoltura sostenibile
Relatore: Giovanni Minuto
   I film di pacciamatura per il contenimento delle infestanti, ma anche per produrre vantaggi alle colture in termini di sviluppo, precocità di entrata in produzione e maggiore efficienza nell'uso dell'acqua, sono considerati "mezzi agronomici" il cui impiego in combinazione, o in alternativa, ai mezzi chimici riveste sempre maggiore importanza a livello europeo.
   In questo contesto, dal punto di vista normativo l'impiego dei mezzi necessari alla difesa fitosanitaria in agricoltura convenzionale è regolata dal D.L. 17 marzo 1995, n. 194, applicazione della DIR 91/414/CE, abrogata e sostituita, a partire dal 14/06/2011, dal REG 1107/2009/CE, la cui pubblicazione è avvenuta il 14/12/2009.
   Il lungo processo di revisione comunitaria delle autorizzazioni all'uso degli agrofarmaci ha prodotto una notevole riduzione dei prodotti disponibili e delle autorizzazioni all'uso degli stessi. Nel caso delle specie ad uso orticolo e ornamentale si sono fortemente ridotti i mezzi chimici disponibili e poiché numerose, tra queste, sono "colture minori" vi è la certezza che, nel prossimo futuro, vi saranno ulteriori riduzioni dei mezzi chimici di difesa che non verranno sostituiti per ragioni eminentemente economiche da prodotti di nuova generazione. Peraltro, la drammatica scomparsa, o la forte riduzione delle possibilità d'impiego di molti geodisinfestanti - iniziata con il divieto d'uso del bromuro di metile - ha reso ancora più acuto il problema del contenimento delle infestanti.
   La pacciamatura è senz'altro la risposta più immediata ad una parte dei problemi delle imprese agricole sopra accennati e più facilmente utilizzabile per il contenimento delle infestanti, purché il materiale di copertura sia capace di realizzare una barriera alla luce, di inibire lo sviluppo delle infestanti, resistendo il tempo sufficiente alla pianta a superare la competizione delle infestanti per lo spazio, la luce ed il nutrimento.
   È proprio nel quadro di un'agricoltura sostenibile, che guardi alla riduzione dell'uso di mezzi chimici di difesa, ma che tenga anche conto delle emissioni di gas serra nella fase di realizzazione dei fattori produttivi e che preveda non solo il riciclo, ma anche la biodegradazione dei materiali, che s'inserisce l'opportunità d'uso di materiali pacciamanti diversi dal polietilene e biodegradabili, applicabili in tutti quei casi in cui sia possibile combinare cicli colturali di medio-breve durata (3-6 mesi) con la semplicità e la comodità del loro impiego.
   Dopo gli studi effettuati sui film plastici fotodegradabili e sui film barriera (VIF) utilizzati in combinazione con fumiganti del suolo, dal 1996 il CeRSAA ha lavorato su diversi prodotti biodegradabili, tra cui film a base di amido termoplastico e teli a base di cellulosa.
In breve, i numerosi saggi eseguiti hanno permesso di osservare che i film a base di amido termoplastico sono ormai un prodotto sicuro per l'imprenditore agricolo che voglia contenere lo sviluppo delle infestanti in modo efficace ed efficiente, ad un costo confrontabile con quello degli stessi film in polietilene senza doverlo smaltire in discarica - operazione difficoltosa e onerosa - affidandosi alla degradazione a fine ciclo colturale ad opera della microflora del terreno.
   Anche alcuni nuovi teli a base di cellulosa appaiono promettenti, avendo risolto, o fortemente attenuato, i noti problemi di degradazione precoce e di resistenza alle lesioni nel corso del ciclo colturale.
Molto lavoro di sviluppo e di messa a punto resta ancora da fare per i materiali pacciamanti da utilizzare per le colture a ciclo molto lungo, superiore ai 10-12 mesi. Per poter andare oltre tale periodo di efficienza, riducendo al minimo le lacerazioni e ritardando l'avvio del processo degradativo, al momento è necessario adottare spessori elevati il cui costo è incompatibile con il valore delle produzioni, ma l'evoluzione dei materiali e dei processi di fabbricazione lascia ben sperare per il prossimo futuro.
4) Vernici Biodegradabili per pacciamatura orticola e florovivaistica: risultati della ricerca e problematiche
Mario Malinconico, Barbara Immirzi, Gabriella Santagata
   L'elevato consumo di materie plastiche in agricoltura e in particolar modo per la pacciamatura, mette gli operatori del settore di fronte ad un problema non secondario rappresentato dallo smaltimento post-consumo delle stesse. È stato osservato, come in alcuni casi, i film plastici sono abbondanti in discariche abusive, nei corsi d'acqua e in campo; altre volte sono bruciati in maniera indiscriminata dagli agricoltori, provocando così il rilascio di sostanze inquinanti, con ovvie conseguenze sull'ambiente.
   Attualmente il mondo scientifico sta facendo sempre più propria la problematica dello smaltimento delle materie plastiche al termine della loro utilizzazione, rivolgendo una maggiore attenzione sia a livello di progettazione che di produzione e valutazione di nuovi manufatti.
   L'interesse verso l'uso di materiali biodegradabili di origine naturale al posto di materiale di origine fossile può contribuire a risolvere il pressante problema dello smaltimento di ingenti quantità di materiali plastici al termine della loro vita utile. L'obiettivo generale delle nostre ricerche è l'incremento della sostenibilità di processo nella floricoltura e orticultura industriale con l'uso di materiali pacciamanti innovativi rinnovabili, applicabili attraverso tecniche di spargimento spray, a base di miscele di polisaccaridi gelificabili e di fibre di rinforzo provenienti da scarti vegetali e marini. Le prove in corso stanno dimostrando la fattibilità tecnica ed economica dell'approccio, a cui dovrà fare seguito la realizzazione della filiera industriale di produzione dei formulati.
   La metodologia spray consiste nello spruzzare una soluzione acquosa a base di polimeri naturali sul terreno da proteggere e/o pacciamare; in seguito all'evaporazione del solvente si forma una geo-membrana la quale, dopo aver esplicato la sua funzione, è assorbita e metabolizzata dalla flora batterica del terreno.  In particolare si discute di geo-membrane pacciamanti a base di chitosano, additivato con poliglicerolo come plasticizzante, fibre di cellulosa come rinforzo meccanico e carbon black come filler paciamamnte colorato. Il chitosano è un polisaccaride estratto dalla chitina, che dopo la celulosa, è il polisaccaride più diffuso in natura. Essa è presente nell'esoscheletro dei crostacei ed insetti.
5) Applicazioni di materiali biodegradabili in agricoltura: risultati e prospettive
Sara Guerrini
   Novamont è un'azienda italiana pionieristica nel settore delle bioplastiche, derivate da materie prime rinnovabili di origine agricola, e capaci di coniugare le esigenze ambientali con quelle dell'industria e dell'agricoltura per offrire soluzioni a ridotto impatto sull'ambiente.
   Mater-Bi® è la prima famiglia di polimeri biodegradabili e compostabili (in conformità con i principali standard internazionali) che utilizza componenti vegetali come l'amido (da mais, patata ed altre colture amilacee) complessandolo con quantità variabili di agenti complessanti (naturali, derivati da fonti rinnovabili, sintetiche o miste). Questi materiali possono essere utilizzati in vari settori (raccolta differenziata della frazione organica, catering, agricoltura, igiene) e con diverse tecniche di trasformazione (filmatura, stampaggio a iniezione, estrusione, espansione) dove occorra risolvere un problema di fine vita dei prodotti plastici tradizionali.
   In agricoltura i manufatti in plastica hanno un ruolo importante; molti di questi tuttavia (teli per pacciamatura, vasi, manichette per irrigazione, legature, dispenser per feromoni e altri) prevedono periodi brevi di utilizzo in campo e generano problemi di gestione del fine vita. In Italia vengono utilizzate circa 380.000 tonnellate di plastica in agricoltura (fonte Progetto EU Labelagriwaste, 2009), delle quali circa 43.000 tonnellate per pacciamatura (Colture Protette, 2004.
   I film plastici per pacciamatura sono una componete importante della moderna agricoltura, consentendo produzioni quantitativamente maggiori e qualitativamente migliori, sia in pieno campo che in serra, grazie ai vantaggi che caratterizzano questa tecnica agronomica: riduzione delle malerbe, riscaldamento del terreno, maggiore disponibilità idrica unita ad una migliore tecnica irrigua (manichette).
   Tuttavia in molti casi le pacciamature con ciclo annuale presentano anche svantaggi al termine del loro uso: l'impatto ambientale del loro fine vita, se non correttamente ritirate e smaltite in accordo con la legislazione. In molti casi, accanto ai costi (e ai tempi) di rimozione dei film plastici convenzionali c'è la difficoltà di riciclare i teli neri, sottili ed inquinati da un'elevata percentuale di impurità.
   I film biodegradabili in Mater-Bi®, grazie alla loro biodegradabilità e all'assenza di effetti tossici per il terreno agrario non necessitano di essere rimossi dal campo al termine dell'uso, ma devono venire incorporati nel terreno, dove biodegradano. La biodegradabilità dei teli in Mater-Bi® rappresenta quindi un chiaro vantaggio per l'agricoltore, consentendogli di risparmiare tempo e denaro per le operazioni di rimozione e di conferimento.
Nella presentazione sono stati illustrati i principi agronomici relativi all'utilizzo di film per pacciamature in Mater-Bi® su varie colture ed in zone differenti, al fine di dimostrare la sostanziale equivalenza di produzione sia in termini qualitativi che quantitativi a confronto con i film plastici razionali.
6) Additivi stabilizzanti per film plastici
Manuele Vitali
   I materiali plastici flessibili che vengono normalmente utilizzati per la protezione delle colture non possono essere utilizzati se privi di una opportuna additivazione che ha la finalità di stabilizzare il materiale stesso rispetto agli agenti atmosferici, principalmente la luce solare e il calore.
Infatti tali materiali sono a base poliolefinica, che è soggetta a fenomeni di degradazione ossidativa, la quale a sua volta è innescata dall'irraggiamento solare e dal calore generato da esso.
   Per questo motivo i film di copertura per le serre e per la pacciamatura devono contenere additivi stabilizzanti cosiddetti "anti-UV", se si vuole che durino per più di qualche mese.
La strategia di stabilizzazione si può ricondurre a due filoni principali:
  - additivi che schermano i raggi ultravioletti, che sono i più dannosi per la plastica; in questo caso l'effetto benefico è limitato dal ridotto spessore dei manufatti di nostro interesse e sarà perciò tanto maggiore quanto maggiore è lo spessore del telone;
  - additivi che, con vari meccanismi, combattono e limitano gli effetti che la degradazione ossidativa induce nella plastica.
   La relazione presentata al convegno ha passato in rassegna le principali classi di stabilizzanti anti-UV e le relative miscele, dai filtri UV ai "quenchers", fino ad arrivare alle ammine stericamente impedite (HALS).
   E' stato mostrato come la scelta degli additivi stabilizzanti sia strettamente legata al tipo di applicazione del materiale plastico. In particolare l'applicazione agricola risulta essere del tutto particolare, a causa dell'utilizzo dei fitofarmaci. Infatti l'interazione tra molti di questi composti e i loro metaboliti (anche quelli compatibili con l'agricoltura biologica) con alcuni tipi di additivi stabilizzanti contenuti nella plastica può portare alla disattivazione di questi ultimi, con conseguenti effetti negativi sulla resistenza del materiale.
    L'innovazione ha condotto allo sviluppo di nuovi sistemi stabilizzanti maggiormente resistenti ai composti agrochimici, fino ad arrivare alla tecnologia NOR® HALS che consente la commercializzazione senza problemi di materiali di copertura multi-stagionali per orticoltura e floricoltura, anche in presenza di elevati livelli di contaminazione da fitofarmaci.
Al convegno sono stati forniti esempi concreti di applicazioni di film agricoli con diversi tipi di sistemi stabilizzanti in varie condizioni di utilizzo, mettendo in luce caratteristiche, pregi e difetti di ciascuna soluzione, anche in riferimento alle possibili alternative ad esse.