Coperture per buone serre

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I numerosi materiali disponibili sono caratterizzati da pregi e difetti. Una rassegna per orientare la scelta in funzione dell’uso.

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Senza troppo esagerare, potremmo dire che è la copertura che fa una buona serra. Certamente sono necessarie anche solide strutture di sostegno, impianti di irrigazione e talvolta di riscaldamento, ma se la copertura non è adeguata, senz’altro quella serra avrà grossi problemi produttivi, legati allo scarso irraggiamento o, viceversa, a un’eccessiva esposizione alla luce solare e soprattutto al calore, in particolare nei mesi estivi. Né possiamo dimenticare la durata nel tempo, visto che alcuni tipi di coperture devono essere sostituiti ogni anno. Per tutti questi motivi la scelta su come chiudere la propria serra è materia da trattare con estrema attenzione.

Quel che il mercato e la ricerca mettono a disposizione è abbastanza noto: in vetta alla piramide, per durata, c’è il vetro, che tuttavia è anche ampiamente in testa alla meno lusinghiera classifica dei materiali più fragili e pesanti e dunque è impiegato soltanto per serre ad alto valore aggiunto, anche a causa del costo. A seguire troviamo coperture rigide come i pannelli di policarbonato alveolare o plexiglass, caratterizzati da durata compresa tra i 10 e i 15 anni e buon isolamento termico. Peccano però nel costo e (nel caso del plexiglass) anche nel peso.

Per tutte queste ragioni, il telo di plastica, o film, se vogliamo usare un anglicismo, finisce con l’essere il materiale di gran lunga più usato, risultando vincente sotto il profilo dei costi, della versatilità e della semplicità di posa. Richiede inoltre strutture più leggere rispetto a vetro e plexiglass ed è adatto anche a installazioni stagionali, come i mini-tunnel.

D’altra parte, anche i teli in plastica hanno una lunga lista di controindicazioni, soprattutto sul fronte della durata, che spesso non va oltre l’anno, della sensibilità alle basse temperature e, per certe composizioni, della scarsa opacità alle radiazioni termiche o Irl. Dal momento che l’argomento è complicato ma essenziale, facciamo una breve digressione sul tema.

Trasparenza e opacità

Un buon film per serra deve comportarsi in modo diametralmente opposto, a seconda che sia attraversato da onde luminose o calorifiche. Perché le piante possano realizzare la fotosintesi è infatti indispensabile che siano raggiunte dalla luce solare, che come noto è composta dai raggi Uv, dalla luce visibile e dall’infrarosso corto e medio (Irc e Irm). Tutte queste radiazioni devono attraversare il telo e raggiungere la pianta, perché sono più o meno importanti nel processo fotosintetico. Le più utili per la fotosintesi sono nella regione del blu (lunghezze d’onda tra 400 e 500 nm) seguono le onde della zona del rosso (da 600 a 700 nm). Gli infrarossi corti e medi, invece, arrivano fino 2.500 nanometri e sono meno utili per la pianta.

Dove è richiesta invece l’opacità, ovvero la capacità di riflettere le onde? Verso l’interno: il terreno, colpito dalla luce solare, si scalda ed emette onde infrarosse lunghe (Irl: tra 2.500 e 15.500 nm) e sono proprio esse che il telo deve bloccare, trattenendole nella serra. Un buon film di copertura permette il passaggio della luce solare, per rendere possibile la fotosintesi, ma blocca l’uscita di calore, così da creare un microclima interno favorevole allo sviluppo della pianta anche in condizioni ambientali difficili (autunno o inverno). Dunque, il telo dovrà essere trasparente ai raggi ultravioletti, alla luce visibile e agli infrarossi corti e medi ma impermeabile agli infrarossi lunghi. Vedremo però che per esigenze particolari l’industria ha creato teli selettivi, in grado di bloccare i raggi Uv, oppure quelli nella frequenza del rosso.

Il rapporto tra telo e luce solare non si esaurisce qui. Per prima cosa, l’irraggiamento che arriva sulle piante può essere diretto o diffuso. Il primo caso è quello, tipico, del vetro o di superfici completamente trasparenti: la luce che le attraversa è deviata soltanto in minima parte e dunque determinerà sulla pianta zone d’ombra e altre fortemente irraggiate. Quando il telo è leggermente opaco, invece, non lascia passare i raggi solari senza interferire, ma ne cambia l’angolo di incidenza, diffondendoli in ogni direzione. In pratica, si ha un irraggiamento meno forte ma più uniforme, con meno zone d’ombra. Questo, come vedremo, può avere effetto sulla salute delle piante nelle giornate più calde dell’estate e in genere nel favorirne la crescita.

L’ultimo elemento della relazione tra telo e luce è l’effetto che quest’ultima provoca sul telo stesso. Possiamo immaginare la plastica come composta da lunghe catene di atomi: all’interno della catena vi sono legami semplici e doppi, mentre le catene sono tenute assieme da legami deboli: per questo motivo il telo è così morbido e (come dice il nome, “plastico”) e al tempo stesso resistente. L’energia fornita dall’irraggiamento solare tende però a spezzare i doppi legami sulla catena e a formare nuovi legami tra una catena e l’altra. Risultato: le catene diventano più deboli, avendo soltanto legami singoli, e al tempo stesso il telo diventa meno flessibile (più legami tra le catene); pertanto tende a spezzarsi facilmente. È il fenomeno del cracking (rottura), che colpisce in misura minore o maggiore tutte le materie plastiche, ma che è particolarmente evidente su alcune di esse. La tendenza al cracking, assieme alla resistenza ad urti accidentali e alla trazione, determina la maggiore o minor durata dei teli di copertura.

Pe, Pvc o Eva

Passiamo ora rapidamente in rassegna le principali plastiche da cui può essere composto un telo; successivamente vedremo come la ricerca chimica è in grado di esaltarne le proprietà e mitigarne i difetti.

Polietilene (Pe). È la comune plastica, quella dei sacchetti per la spesa, dei bicchieri e molto altro ancora. È composto da lunghe catene di etilene, secondo la sequenza (-C2H4-)n, tenute assieme, come abbiamo spiegato sopra, da legami singoli e doppi. È senz’altro il materiale più economico e al tempo stesso è dotato di buona resistenza alla trazione e agli urti accidentali, ma ha numerose controindicazioni: la prima è la durata, che in assenza di trattamenti particolari è inferiore all’anno. La seconda è la forte permeabilità alle onde termiche; in altre parole non trattiene il calore. Infine, non è perfettamente trasparente e dunque limita la luce solare che raggiunge le coltivazioni sottostanti.

Cloruro di polivinile (Pvc). Rispetto al polietilene è più trasparente alle radiazioni luminose (ne trattiene solo il 10%) e più opaco a quelle termiche (fino al 68% di Irl riflesse); dunque ha un eccellente effetto serra. È però molto più elastico, per cui necessita di frequenti operazioni di messa in trazione, ed è sensibile a rotture provocate da rami o vento forte, ma soprattutto dal freddo. Inoltre quelle stesse caratteristiche che lo rendono una serra efficiente in inverno, possono danneggiare le piante in estate, quando proprio grazie alla trasparenza alla luce e all’opacità al calore determina elevatissime temperature sotto serra.

Etil vinile acetato (Eva). A metà tra Pe e Pvc, ha un eccellente effetto serra, resiste bene alla degradazione provocata dai raggi Uv, ha proprietà anti-condensa e non è facilmente deformabile come il Pe. È però molto costoso e per questo è usato spesso in combinazione con materiali più economici. Inoltre ha una certa tendenza a formare sacche in cui si può accumulare la pioggia.

Polietilene a bassa densità (Ldpe). È uno stato particolare del polietilene, caratterizzato da minor densità e quindi maggior duttilità, ma anche minor resistenza alla trazione. Come il polietilene, appartiene alla famiglia delle pellicole non termiche, ovvero non impermeabili alle radiazioni Irl. Ha però il vantaggio di essere più luminoso del PE semplice.

Polietilene lineare a bassa densità (Lldpe). Ricavato da un processo industriale diverso rispetto al polietilene Ldpe, risulta più resistente di quest’ultimo alla lacerazione e alle punture ma meno trasparente. Avendo buona resistenza anche a spessori molto bassi, può utilmente essere impiegato in film compositi, per esempio in abbinamento all’Eva.

Additivi e miscele

Come si è visto, tutti i materiali descritti hanno pregi ma anche notevoli svantaggi, vuoi di natura economica vuoi fisica o chimica. La ricerca, tuttavia, ha fatto passi enormi ed è stata in grado di eliminare o minimizzare molti di questi inconvenienti, talvolta con soluzioni davvero ingegnose. Per farlo ha seguito due strade: l’aggiunta di additivi e la creazione di film multi-materiali. Partiamo dagli ultimi

Teli compositi. Sempre più spesso i film di copertura non sono realizzati con un singolo materiale, ma con combinazioni di diversi tipi di polimero. Per esempio, si possono ottenere teli dalle prestazioni interessanti aggiungendo al polietilene semplice o in versione Ldpe una percentuale di Eva compresa tra il 10 e il 20%; la plastica che si ottiene ha i vantaggi dell’Eva in termini di trasparenza e durata, mantenendo però un costo di produzione (e vendita) accettabile. Grazie a queste soluzioni, l’Eva sta diventando, negli ultimi anni, una delle plastiche più usate in serricoltura, assieme al polietilene a bassa densità, sia semplice sia lineare.

Additivi. Minerali, sostanze organiche e anche nanosfere di vetro possono migliorare notevolmente le proprietà termiche del polietilene, sia semplice sia a bassa densità, creando i cosiddetti film termici. Esistono poi additivi antigoccia, che abbassando la tensione superficiale dell’acqua o scindendone la molecola evitano la formazione di condensa e la conseguente perdita di trasparenza; seguono gli antifiamma, antiossidanti, gli antimuffa e infine i coloranti. Questi ultimi, utilizzati allo scopo di catturare alcune specifiche lunghezze d’onda, riducendo la temperatura interna e quindi i rischi di blocco produttivo per stress da caldo.

Tra gli additivi minerali si ricordano silicati e fosfati, tra quelli organici il vinil-acetato. Le microsfere in vetro servono invece per aumentare il potere diffondente, che distribuendo la luce in ogni direzione riduce la presenza di ombre e migliora l’irraggiamento nella parte bassa delle piante, evitando anche i picchi di irraggiamento che provocano scottatura delle foglie. Per quest’ultimo scopo esistono anche film additivati con prodotti a effetto diffondente o cariche minerali o ancora fillers specifici. Infine è possibile ridurre l’irraggiamento estivo con vernici ombreggianti idrolavabili: queste ultime si distribuiscono con pompe a spruzzo o nebulizzatori e si dilavano con le piogge autunnali, assicurando una riduzione di irraggiamento soltanto nei mesi più caldi e asciutti.

Non possiamo dimenticare, infine, i già citati film colorati o fotoselettivi, in grado di riflettere le radiazioni solari che partecipano poco o per nulla al processo fotosintetico. Così facendo possono diminuire notevolmente la temperatura all’interno della serra e prevenire il blocco vegetativo dovuto al caldo, mantenendo però quasi inalterato il potenziale fotosintetico dell’irraggiamento. Un tipo particolare di telo fotoselettivo è infine quello additivato con prodotti anti-Uv, in grado di bloccare gli ultravioletti e creare così disorientamento negli insetti vettori di patologie. E questa è soltanto una delle ultime conquiste di una ricerca che, più ancora che in altri settori, sembra avere davanti spazi di crescita quasi infiniti.