La norma UNE-EN 13206:2017 especifica los requisitos relativos a las características de las películas termoplásticas utilizadas para cubrir invernaderos.

Dentro de sus características encontramos las propiedades mecánicas, ópticas y térmicas, además de las características dimensionales.

Concretamente en este artículo vamos a centrarnos en las películas plásticas utilizadas para invernaderos y en sus características ópticas:

¿Cómo funciona un invernadero?

Los invernaderos permiten aumentar la temperatura en el interior al mismo tiempo que las plantas reciben la luz solar necesaria para realizar la fotosíntesis.

Cómo funciona un invernadero

La radiación solar atraviesa la cubierta del invernadero (ya sea de vidrio o plástico traslúcido) llegando a su interior.

Los objetos del interior (la plantas y cultivos) emiten radiación infrarroja (de longitud de onda mayor) que queda atrapada en el interior del invernadero, pues no pueden atravesar el plástico o vidrio.
Este fenómeno hace que el interior se caliente respecto al exterior, generando un clima adecuado para el crecimiento de las plantas y los cultivos.

A continuación te explicamos qué propiedades ópticas se deben de considerar y analizar de acuerdo con la Norma, indicaremos la clasificación de las películas plásticas que establece la Norma en base a las propiedades ópticas y nombraremos los requisitos a cumplir.

Utilizaremos dos plásticos a modo de ejemplo, uno de ellos sin usar y el otro usado y por tanto ya expuesto a las inclemencias meteorológicas y ambientales. El espesor de ambas muestras es de aproximadamente 180µm.
En ambos plásticos se han ensayado sus propiedades ópticas de acuerdo a la Norma UNE EN 13206.

Características ópticas para un invernadero

Las características ópticas de una película plástica para su uso en invernadero son:

Transmisión de la luz visible

Una propiedad fundamental de las películas plásticas para invernaderos es transmitir la luz en el rango de actividad fotosintética.

La transmisión total de la luz visible se determina de acuerdo con la Norma ASTM D 1003-13, en el rango espectral de 380nm a 780nm.

La transmitancia espectral de una película plástica es la radiación incidente que atraviesa dicho filtro para cada longitud de onda. A partir de esta transmitancia espectral se calcula el factor de transmisión visible (Tv) considerando un iluminante y la curva de visión fotópica.

Los siguientes gráficos muestran la curva de transmitancia de las dos muestras que hemos ensayado. La medida de esta curva se ha realizado con una geometría de medida de 0º:di, es decir, transmitancia difusa.

Como puede comprobarse de los 400 a 780nm la transmitancia es prácticamente la misma en las dos muestras. La diferencia se encuentra por debajo de los 400nm, donde la muestra expuesta transmite una mayor cantidad de luz. Sin embargo, esta diferencia no afecta al cálculo del factor de transmisión en el visible Tv. Ambas muestras tienen prácticamente el mismo valor.

Por ello es importante conocer ambos valores: transmitancia espectral y factor de transmisión para entender las propiedades ópticas de los plásticos.

Transmitancia espectral y factor de transmisión
Tv(%)
Muestra expuesta 85,1
Muestra no expuesta 85,2
Muestra expuesta
Tv(%):85,1
Muestra no expuesta
Tv(%):85,2

Turbidez (Haze) y difusión de la luz

La turbidez se debe determinar de acuerdo con la norma ASTM D 1003-13.
La turbidez, también conocido como Haze, hace referencia a la dispersión de la luz dentro de un polímero transparente, lo que da una apariencia turbia o blanquecina. Se trata del porcentaje de luz transmitida que se dispersa más de 2,5º de la dirección de incidencia del haz.

Más información sobre el haze en esta entrada: Asegura que el haze se adecua a estándar

Una alta dispersión de la luz, es decir, mayor turbidez, puede ser interesante en zonas soleadas ya que no produce sombras bajo el invernadero, mientras que en zonas menos soleadas puede ser prioritario obtener la máxima transmisión de luz.

Transmisión de luz

En las curvas de transmitancia espectral para la luz difusa si que se aprecia una diferencia entre la muestra expuesta y la que no. La muestra expuesta en general presenta mayor difusión, esto podría deberse a que la exposición a las condiciones ambientales provoca que la superficie presente más irregularidades y suciedad (manchas debidas a la lluvia). Aunque la muestra expuesta ha sido limpiada previamente al ensayo.

Transmitancia espectral difusa

Esta diferencia también se observa en el valor del Haze, donde la muestra expuesta presenta valores mayores.

Tt(%) Td(%) Haze(%)
Muestra expuesta 85,1 44,7 52,6
Muestra no expuesta 85,2 34,8 40,8
Muestra expuesta
Tt(%):85,1
Td(%):44,7
Haze(%):52,6
Muestra no expuesta
Tt(%):85,2
Td(%):34,8
Haze(%):40,8

Por ello es importante controlar el efecto de las condiciones ambientales mediante ensayos de envejecimiento acelerados, donde las propiedades ópticas son evaluadas antes y después del envejecimiento.

Efectividad frente a la radiación IR: termicidad

La efectividad frente a la radiación IR es un parámetro que indica la transmisión de luz en el espectro IR, concretamente en el intervalo entre 1430 cm-1 a 770 cm-1 de número de onda (longitudes de onda entre 7µm y 13 µm) que corresponde al campo de emisión máxima de la energía irradiada por la superficie de la tierra.

Se trata de un parámetro de interés en estos plásticos ya que en la construcción de invernaderos es importante proporcionar una transparencia controlada a dos tipos de radiaciones principales, por una parte, la banda de emisión de radiación solar (que se ensaya con la determinación de la transmisión de luz visible) y la banda de emisión de radiación terrestre con el propósito de controlar la temperatura dentro del invernadero.

Por tanto, para una película térmica que va a ser utilizada en un invernadero con estos fines, debe determinarse que cumpla con los requisitos de efectividad frente a la radiación IR, de manera que deje pasar el espectro de radiación IR de interés. Una alta efectividad frente a la radiación IR indica alta transmisibilidad del rayos IR

La determinación de la efectividad frente a la radiación IR o termicidad se mide con un espectrofotómetro FTIR.

Los espectrofotómetros FTIR (transformada de Fourier infrarroja) están basados en la interacción de la radiación infrarroja con la materia. El principio de funcionamiento es el habitual en los espectrofotómetros: incide radiación de cierta longitud de onda sobre la muestra y se evalúa la radiación que es transmitida o absorbida.

Efectividad frente a la radiación
Muestra expuesta 82,86%
Muestra no expuesta 84,76%
Muestra expuesta
Efectividad frente a la radiación:82,86%
Muestra no expuesta
Efectividad frente a la radiación:84,76%

En Laboratorios Eyco realizamos la medida de la efectividad frente a la radiación IR.

Tipos de películas plásticas para cubiertas de invernadero

Según la norma UNE-EN 13206:2017, hay tres tipos de películas plásticas para cubiertas de invernadero, según sus características:

Tipo Características ópticas y térmicas Uso
No térmica (NTh) Baja efectividad frente a radiación IR Forzado y semiforzado de cultivos
Térmica transparente (ThC) Transparencia elevada. Alta efectividad frente a radiación IR Misma utilización que una película normal, cuando se requiere una elevada efectividad frente a la radiación IR
Térmica difusa (ThD) Difusión de la luz Alta efectividad frente a radiación IR Misma utilización que una película normal, cuando se requiere una elevada efectividad frente a radiación IR y elevada difusión de la luz
Tipo:No térmica (NTh)
Características ópticas y térmicas:Baja efectividad frente a radiación IR
Uso:Forzado y semiforzado de cultivos
Tipo:Térmica transparente (ThC)
Características ópticas y térmicas:Transparencia elevada. Alta efectividad frente a radiación IR
Uso:Misma utilización que una película normal, cuando se requiere una elevada efectividad frente a la radiación IR
Tipo:Térmica difusa (ThD)
Características ópticas y térmicas:Difusión de la luz Alta efectividad frente a radiación IR
Uso:Misma utilización que una película normal, cuando se requiere una elevada efectividad frente a radiación IR y elevada difusión de la luz

Cada uno de los tipos deberá cumplir unos requisitos específicos de acuerdo con su clasificación y espesor nominal.

Requisitos ópticos

Películas no térmicas (NTh)

Estas películas solo deben cumplir requisitos en cuanto a la transmisión de luz visible y en función del espesor nominal de la película. La transmitancia de luz visible debe encontrarse por encima del 90% para espesores entre 20 y 60 µm, y superior al 85% para espesores entre 150 y 200 µm.

Requisitos ópticos películas no térmicas

Películas térmicas (ThC)

Para las películas térmicas transparentes los requisitos se amplían desde transmisión de la luz visible hasta turbidez y efectividad frente a la radiación infrarroja (IR).

Los más llamativo en estos requisitos es que aunque la efectividad frente a la radiación IR es similar a las películas térmicas difusas, la turbidez en este caso no debe ser superior a 30% en ningún caso.

Requisitos ópticos películas térmicas

Películas térmicas difusas (ThD)

Para las películas térmicas difusas, tienen una turbidez superior al 30% y los requisitos de transmisión de luz visible son más bajos.

Requisitos ópticos películas térmicas difusas

Ensayos normalizados en Laboratorios Eyco

Laboratorios Eyco realiza ensayos de las propiedades ópticas de los plásticos empleados en agricultura según la norma UNE-EN 13206:2017. Podemos llevar a cabo los ensayos de medida de la transmisión luminosa, la turbiedad y el haze de acuerdo a lo indicado en la Norma.

Para ello disponemos de espectrofotómetros con esfera integradora de 150mm y con un rango desde los 200nm a los 2500nm. La dimensión de la esfera permite asegurar que la relación entre el tamaño de la muestra y la esfera se adecuará siempre a norma.

Los ensayos de laboratorio permiten que los fabricantes comprueben si sus productos de se adaptan a las normas vigentes.