Los problemas de plagas y enfermedades en la horti- cultura intensiva en invernadero provocan tales pérdi- das económicas que resulta imprescindible adoptar es- tos medios de protección. El tipo de malla más extendi- do en la actualidad tiene una densidad de hilos de 10x20 hilos/cm 2 . Este agrotextil no proporciona una protección suficiente frente a los principales insectos plaga, pero sí es cierto que reduce el nivel de población de estos en el interior del invernadero, disminuyendo así el número de tratamientos fitosanitarios necesarios y la exposición a los plaguicidas de los trabajadores. Para mejorar la eficacia de este sistema de protección resulta imprescindible estudiar las características geo- métricas, ópticas, aerodinámicas y mecánicas de los materiales que actualmente están en el mercado; para de esta manara poder diseñar nuevas mallas que real- mente sean una barrera física al paso de insectos, sin alterar gravemente el microclima de los invernaderos y con una mayor durabilidad. Los parámetros que definen el tamaño del hueco y la porosidad son la densidad y el grosor de los hilos. Co- nociendo estos valores se puede estimar la eficacia de las mallas como sistema de exclusión de insectos. Ac- tualmente, la información reflejada en el etiquetado de estos productos se reduce básicamente a la densidad de hilos. Para mejorar esta situación el Departamento de Ingeniería Rural de la Universidad de Almería cola- bora con los principales fabricantes y distribuidores de mallas de protección comerciales con el fin de propor- cionarles los medios técnicos y los conocimientos nece- sarios para determinar todos los parámetros que defi- nen estos productos. Existen factores externos, imposibles de controlar, que van a influir en la eficacia de las mallas anti-insecto; por ejemplo, los fuertes vientos típicos de algunas zonas co- mo la provincia de Almería, pueden provocar roturas y desgarros en las mallas colocadas en las aberturas de los invernaderos. Esto unido a la acción de pájaros u otros animales hace que sea necesario dotar a las mallas de suficiente resistencia mecánica para garantizar su durabi- lidad. Resulta frecuente encontrar en el campo multitud de invernaderos que presentan roturas en las mallas (figura 1), lo que facilita la entrada de patógenos. En experiencias previas desarrolladas en la Universi- dad de Almería se ha determinado el comportamiento a tracción de las mallas, sombreo y efecto sobre el micro- clima (comportamiento aerodinámico). El siguiente paso es determinar la resistencia al rasgado. Gracias a estos ensayos los fabricantes dispondrán de la información necesaria para detectar deficiencias en sus productos y poder mejorarlos. Material y métodos El estudio del comportamiento frente al desgarro se ha efectuado de acuerdo a la norma UNE-EN ISO 6383-1 “Plásticos. Películas y láminas de plástico. Determina- Noviembre 06 Agricultura Estudio del comportamiento frente al desgarro de las mallas anti-insectos utilizadas en invernaderos A. López , A. J. Álvarez , D. L. Valera y F. D. Molina • Dpto. Ingeniería Rural. Universidad de Almería. 864 Dossier Invernaderos El uso de mallas de protección anti-insectos en las aberturas de los invernaderos es uno de los medios físicos de protección más utilizados en la actualidad con el fin de frenar la entrada de insectos perjudiciales para los cultivos. Rotura de malla en invernadero 1
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Los problemas de plagas y enfermedades en la horti-cultura intensiva en invernadero provocan tales pérdi-das económicas que resulta imprescindible adoptar es-tos medios de protección. El tipo de malla más extendi-do en la actualidad tiene una densidad de hilos de 10x20hilos/cm2. Este agrotextil no proporciona una protecciónsuficiente frente a los principales insectos plaga, pero síes cierto que reduce el nivel de población de estos en elinterior del invernadero, disminuyendo así el número detratamientos fitosanitarios necesarios y la exposición alos plaguicidas de los trabajadores.
Para mejorar la eficacia de este sistema de protecciónresulta imprescindible estudiar las características geo-métricas, ópticas, aerodinámicas y mecánicas de losmateriales que actualmente están en el mercado; para
de esta manara poder diseñar nuevas mallas que real-mente sean una barrera física al paso de insectos, sinalterar gravemente el microclima de los invernaderos ycon una mayor durabilidad.
Los parámetros que definen el tamaño del hueco y laporosidad son la densidad y el grosor de los hilos. Co-nociendo estos valores se puede estimar la eficacia delas mallas como sistema de exclusión de insectos. Ac-tualmente, la información reflejada en el etiquetado deestos productos se reduce básicamente a la densidadde hilos. Para mejorar esta situación el Departamentode Ingeniería Rural de la Universidad de Almería cola-bora con los principales fabricantes y distribuidores demallas de protección comerciales con el fin de propor-cionarles los medios técnicos y los conocimientos nece-sarios para determinar todos los parámetros que defi-nen estos productos.
Existen factores externos, imposibles de controlar, quevan a influir en la eficacia de las mallas anti-insecto; porejemplo, los fuertes vientos típicos de algunas zonas co-mo la provincia de Almería, pueden provocar roturas ydesgarros en las mallas colocadas en las aberturas de losinvernaderos. Esto unido a la acción de pájaros u otrosanimales hace que sea necesario dotar a las mallas desuficiente resistencia mecánica para garantizar su durabi-lidad. Resulta frecuente encontrar en el campo multitud deinvernaderos que presentan roturas en las mallas (figura1), lo que facilita la entrada de patógenos.
En experiencias previas desarrolladas en la Universi-dad de Almería se ha determinado el comportamiento atracción de las mallas, sombreo y efecto sobre el micro-clima (comportamiento aerodinámico). El siguiente pasoes determinar la resistencia al rasgado. Gracias a estosensayos los fabricantes dispondrán de la informaciónnecesaria para detectar deficiencias en sus productos ypoder mejorarlos.
Material y métodos
El estudio del comportamiento frente al desgarro se haefectuado de acuerdo a la norma UNE-EN ISO 6383-1“Plásticos. Películas y láminas de plástico. Determina-
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Estudio del comportamiento frente aldesgarro de las mallas anti-insectosutilizadas en invernaderos
A. López , A. J. Álvarez , D. L. Valera y F. D. Molina • Dpto. Ingeniería Rural. Universidad de Almería.
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El uso de mallas de protección anti-insectos en las aberturas de los invernaderos es uno de losmedios físicos de protección más utilizados en la actualidad con el fin de frenar la entrada deinsectos perjudiciales para los cultivos.
Rotura de malla eninvernadero
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ción de la resistencia al rasgado. Parte 1: Método de laprobeta pantalón”. En ella se especifica un método dedeterminación de la resistencia al desgarro de películasu hojas de plástico con un espesor inferior a 1 mm, enforma de probetas normalizadas de tipo pantalón.
Los análisis se efectuaron con una máquina universalde ensayos marca HOUNSFIELD, Mod. H-5000 M. Estamáquina permite modificar la velocidad de ensayo des-de 0.5 a 500 mm/min. Para la determinación del desga-rro se utilizó una célula de carga con un fondo de escalade 500 N, ofreciendo una resolución de 0.0015625 N yuna precisión de ±0.5% de la lectura para valores supe-riores al 1% de la capacidad de la célula de carga, y de
± 1% de la lectura para valores inferiores al 1%. La de-formación de cada malla asociada a cada esfuerzo apli-cado sobre la misma, presenta una resolución de 0.001mm y una precisión de ±0.01 mm. Las mordazas usa-das fueron de tracción ligeras, dotadas de unas mandí-bulas planas recubiertas de caucho blando; las cualespermiten un correcto agarre demuestras de poco espesor, evitan-do que la muestra se deslice du-rante el ensayo.
La norma determina que lasmuestras a ensayar tengan formarectangular, con una superficie de50x150 mm2. En cada muestra serealizó un corte de 75 mm. Seefectuaron cinco repeticiones decada material cortadas con su la-do mayor paralelo a la direcciónde urdimbre y otras cinco con sulado mayor paralelo a la direcciónde trama. En estos materiales laurdimbre corresponde con la di-rección más densa y la trama conla menos densa. Las muestras setomaron a no menos de 50 mm delos bordes de la malla. Se colocaron en las mordazas,tal y como se muestra en la figura 2, situando el extre-mo del corte a la misma distancia de la mordaza supe-rior que de la mordaza inferior. La distancia inicial entremordazas fue de 75 mm y el ensayo se realizó hastaproducirse el rasgado del extremo final de la muestra.La velocidad de ensayo fue de 200 mm/min.
De cada material se analizó la Fuerza y la Resistenciade Desgarro. La primera se define como la fuerza mediarequerida para propagar un desgarro a una velocidad dedesgarro constante a través de una probeta con las di-mensiones indicadas; y la segunda como la Fuerza deDesgarro dividida entre el espesor de la probeta.
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El tipo de malla más extendido en la actualidad es de
10x20 hilos/cm2, perono proporciona una
protección suficientefrente a los
principales insectosplaga
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Tabla 1Características geométricas y de resistencia a la tracción (Dh, grosor de hilo; Fs, fuerza máxima porsuperficie transversal del hilo; Fh, fuerza máxima por hilo; FL, fuerza máxima por unidad de longitud demalla; ΔF1(%), incremento de resistencia en la dirección de urdimbre respecto a la trama)
* F: Densidad de hilo según fabricante. R: Densidad de hilo real.T:Trama. U: Urdimbre.
Disposición de la muestra en las mordazas
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Resultados y Discusión
Se ensayaron un total de 10 mallas de diferentes den-sidades de hilos (tabla 1). Todas han sido previamentecaracterizadas geométrica y aerodinámicamente (Vale-ra et al. 2006). Los parámetros que describen la Resis-tencia a Tracción se determinaron de acuerdo a la Nor-ma ISO 527-1: 1996 “Plásticos. Determinación de laspropiedades en tracción”.
Para cada una de las mallas ensayadas se determinóla fuerza de desgarro, siendo ésta la media de los valo-res de fuerza comprendidos después de los primeros 20mm de deformación y antes de los últimos 5 mm. El pri-mer límite siempre será fijo, pero el segundo límite de-penderá del comportamiento de la malla en la última fa-se del ensayo. También se determinó la deformaciónque sufre la malla y la fuerza necesaria para producir laprimera rotura de desgarro.
A partir de la fuerza media de desgarro (Fd) se obtienela resistencia al desgarro (Rd) dividiendo ésta por el es-pesor de la muestra. Como durante el desgarro se pro-duce la rotura de los hilos de una sola dirección, se con-sidera que el espesor de la muestra equivale al grosorde los hilos (Dh).
Para que se produzca una rotura correcta ante los en-sayos de desgarro (figura 3) lo normal es que se rom-pan los hilos perpendiculares a la dirección de aplica-ción de la fuerza. Por ejemplo, al ensayar la muestra enla dirección de trama, deberán romper los hilos de ur-dimbre.
En algunas mallas se produjo la rotura de los hilos pa-ralelos a la dirección de aplicación de la fuerza, sin pro-ducirse desgarro de la muestra. En esta situación apa-rece una densificación de los hilos perpendiculares a ladirección del ensayo, debido principalmente a deficien-cias en el tejido de la malla. Esto evitó la rotura de losmismos, no produciéndose el desgarro en la muestra(figura 4).
Los resultados de los ensayos de resistencia al desga-rro se pueden contemplar de forma gráfica representan-do la fuerza aplicada frente a la deformación (figura 5).Observando las gráficas se puede identificar con facili-dad los ensayos en los que se produjo la rotura de loshilos perpendiculares a la dirección de ensayo y por tan-to, desgarrándose la muestra en la misma dirección delensayo. Estos ensayos concretos están caracterizadospor una primera fase en la que la fuerza aplicada au-menta de forma proporcional al desplazamiento hastaalcanzar el primer máximo donde se produce la primerarotura. A partir de este momento y hasta el final del en-sayo, la curva toma forma de meseta, caracterizada por
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Muestra desgarrada
Ensayos de desgarre Malla 1. Dirección de ensayo trama (izquierda) y dirección urdimbre (derecha).(— Muestra 1, — Muestra 2, — Muestra 3, — Muestra 4 y — Muestra 5)
Muestra no desgarrada
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una serie de máximos y mínimos consecutivos, corres-pondiendo los máximos a puntos de rotura.
Las mallas ensayadas se pueden agrupar según ladensidad de hilos. El primer conjunto está formado portres mallas de densidad 10x16 hilos/cm2 y de diámetrode hilo comprendido entre 0.311 y 0.250 mm (mallas 1,2 y 3). La dirección de ensayo que mostró un comporta-miento más uniforme fue la urdimbre. Mientras quecuando se ensayó la trama, la malla 1 produjo una rotu-ra correcta, con la peculiaridad de registrar un primermáximo por encima de la fuerza media de desgarro. Lamalla 2 registró un gráfico poco uniforme, mientras quela malla 3, como se observa en el gráfico, no se desga-rró correctamente (figura 6).
Posteriormente se ensayaron tres mallas de densidad10x20 hilos/cm2 (Mallas 4, 5 y 6). Estas mallas registra-ron gráficos más uniformes en los ensayos realizadosen la dirección de urdimbre. Los ensayos de la trama re-gistraron un primer máximo muy superior por encima dela fuerza media de desgarro (mallas 4 y 5) produciéndo-se posteriormente una rotura de desgarro correcta. Porotra parte la malla 6 tuvo el mismo comportamiento quela malla 3 (figura 6).
En los últimos años han ido apareciendo en el merca-do mallas anti-insecto de densidad 14x27 hilos/cm2. Pa-ra conseguir aumentar la densidad de hilos se utilizanhilos de menor diámetro (≈ 0.200 mm), y por tanto demenor resistencia. De esta configuración se han ensa-yado dos mallas, correspondientes a las muestras 7 y 8.En ambas se produjo rotura de desgarro correcta tantoen la trama como la urdimbre, pero la fuerza necesariafue menor.
El tejido de la malla 9 resultó ser muy poco uniforme yde baja calidad. Al someterla al ensayo de desgarro, eltejido se deformó fácilmente, por lo que no se produjo eldesgarro. Al ensayar la trama, el tejido prácticamentedesaparecía en la zona de desgarro (figura 7). En ur-dimbre, debido al tejido tan débil de la malla, nunca sellegó a producir desgarro de las muestras, sino que loshilos de trama se iban soltando de la malla (figura 8).
En la malla 10 se mejoró el tejido, siendo éste de ma-yor uniformidad y calidad. Todas las muestras ensaya-
das se desgarraron de forma correcta hasta el final delensayo en ambas direcciones. Se observa una tenden-cia a ir aumentando la resis-tencia al desgarro conformeavanza el ensayo. Al principiose producen roturas de hiloscon menor fuerza que en elresto del ensayo. La deforma-ción de la malla durante el en-sayo fue mayor que la que su-fren las mallas de menor den-sidad (figura 9), debido almenor grosor y resistencia delos hilos, lo que facilita el des-lizamiento de los mismos du-rante el ensayo.
En la tabla 2 se muestranlos resultados para cada unade las mallas ensayadas. Sedeterminó la fuerza media dedesgarro, la resistencia al desgarro, y también la defor-mación sufrida y la fuerza necesaria para producir la pri-mera rotura de los hilos.
Todas las mallas muestran mayor resistencia frente aldesgarro en la dirección de trama, ya que los hilos que
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Ensayos de desgarre Malla 3. Dirección de ensayo trama.(— Muestra 1, — Muestra 2, — Muestra 3, — Muestra 4 y — Muestra 5)
los de urdimbre,dirección más densa ypor tanto de mayor
resistencia
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rompen son los de urdimbre, dirección más densa y portanto de mayor resistencia.
También presentaron valores de F1 superiores a lafuerza media de desgarro (Fd), siendo mayor la diferen-cia en mallas de densidad de hilo baja. Mostraron mayorresistencia antes de producirse la primera rotura, perouna vez producida ésta la resistencia al desgarro fuemenor. Conforme disminuye la resistencia de los hilos(Fh, tabla 1), también lo hace el valor de F1. Así las ma-llas 7 y 8, donde los hilos muestran valores de Fh infe-riores, la diferencia entre F1 y la fuerza media de desga-rro es menor. No ocurre de este modo en las mallas 9 y10 donde se usaron hilos con valores de Fh muy bajos.Al principio del ensayo la fuerza necesaria para producirla rotura de los primeros hilos en estas dos últimas ma-llas fue menor que la fuerza media de desgarro, pero enel transcurso del ensayo el tejido se densificó, aumen-tando así su resistencia.
La fuerza necesaria para provocar la primera rotura dela malla (F1), guarda una relación directamente propor-cional a los valores de Fh y FL de la dirección perpendi-cular a la dirección del ensayo (figura 10), es decir,cuanto mayor sea la resistencia de los hilos, y por tantola resistencia lineal de la malla a tracción en la direcciónperpendicular a la aplicación de la fuerza de desgarro,mayor será la fuerza necesaria para producir la primerarotura.
La fuerza media de desgarro parece mantener sólouna relación directamente proporcional a Fh. Al aumen-tar la resistencia de los hilos aumenta la fuerza de des-garro media. Por último, no se ha encontrado ninguna
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Deformación del tejido durante el ensayo
Tabla 2Datos característicos de resistencia al desgarro de las mallasensayadas (Rd, resistencia al desgarro; Fd, fuerza de desgarro; Δx,deformación de la malla antes de la rotura del primer hilo, F1fuerza aplicada antes de la rotura del primer hilo)
F1 (N) ΔΔx (mm) Fd (N) Rd (N/mm)
Malla 1 TramaUrdimbre
157.870121.957
41.90038.077
96.97480.511
311.813258.877
Malla 2 TramaUrdimbre
134.99394.200
46.88235.091
100.06159.533
386.231229.795
Malla 3 TramaUrdimbre
163.85085.620
51.90535.503
*64.743
*258.351
Malla 4 TramaUrdimbre
199.687108.487
55.27843.562
102.56771.150
390.820271.109
Malla 5 TramaUrdimbre
164.48363.283
46.59328.345
92.83658.286
351.518220.696
Malla 6 TramaUrdimbre
246.100116.463
59.82841.527
*75.753
*300.583
Malla 7 TramaUrdimbre
74.53736.376
29.98420.817
61.60628.324
282.246129.765
Malla 8 TramaUrdimbre
78.89336.460
31.91219.363
58.70727.990
269.706128.589
Malla 9 TramaUrdimbre
37.67029.590
29.33928.721
53.36023.211
484.650210.817
Malla 10 TramaUrdimbre
35.36719.777
22.63619.131
42.89533.994
388.541307.916
* No se produjo desgarro
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Relación entre F1 y Fh
Al colocar la malla anti-insectos en las
aberturas de losinvernaderos, la dirección
de trama debe situarseverticalmente
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relación entre los valores de resistencia al desgarro calcu-lados y los valores de resistencia de la malla obtenidos enlos ensayos de tracción previos.
El parámetro “Resistencia al Desgarro” no ha resultado útilpara clasificar las mallas, pues depende del diámetro de hilo.Cuando éste es muy pequeño se incrementa el valor de laresistencia a pesar de que la fuerza media de desgarro seapequeña. Las mallas 9 y 10, cuyo diámetro de hilo es el me-nor, muestran una fuerza media de desgarro inferior al resto,pero su resistencia al desgarro es superior o similar. No serecomienda utilizar éste parámetro para clasificar una malla,pues puede dar lugar a confusión.
Conclusiones
Todas las mallas actuales presentan mayor resistencia aldesgarro en la dirección de trama. Al colocar la malla anti-insectos en las aberturas de los invernaderos, la direcciónde trama debe situarse verticalmente, ya que la mayor zo-na de sujeción de la malla en las ventanas estará orienta-da perpendicularmente a la dirección más resistente delagrotextil, disminuyendo el riesgo de rotura mecánica.
Para confeccionar las mallas de protección comercialessegún la tendencia actual de aumentar la densidad de hilospor unidad de superficie, se recomienda utilizar otros hilosde propiedades mecánicas superiores al polietileno utilizadohoy en día. Para aumentar la densidad de hilos sin alterar laporosidad, es imprescindible utilizar hilos de menor título,por lo que las propiedades mecánicas se ven desfavoreci-das. Por ello, respecto a mallas de menor densidad, lafuerza media de desgarro es dos veces inferior en la direc-ción de trama y hasta tres veces inferior en la dirección deurdimbre.
Agradecimientos
Los autores desean expresar su agradecimiento a la Juntade Andalucía y al Ministerio de Educación y Ciencia, que através de los proyectos C03-159 y CIT-020600-2005-37 hanfinanciado parcialmente la investigación.
Bibliografía
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