Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

COMPOSICION ACUOSA CRIOPROTECTORA Y METODOS PARA SU APLICACION.

Patente de Invención. Resumen:

La presente invención proporciona una composición acuosa crioprotectora para la eliminación de escarcha en céspedes y para la prevención de su aparición caracterizada porque comprende dos o más alcoholes y al menos un compuesto mojante.

Asimismo

, la invención proporciona un método para eliminar la escarcha en céspedes que consiste en aplicar directamente sobre la superficie cespitosa la composición acuosa crioprotectora en forma diluida mediante pulverización.

Solicitante: CRYOPROTECTORS & BIOTECHNOLOGIES, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: VIZCAYA.

Inventor/es: DURAN ALTISENT,JOSE MARIA, SOLER PERALES, JOSE, MORATIEL YUGUEROS,RUBEN.

Fecha de Solicitud: 14 de Febrero de 2008.

Fecha de Publicación de la Concesión: 28 de Mayo de 2010.

Fecha de Concesión: 13 de Mayo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes: C09K3/18 (.para aplicarlas sobre las superficies para disminuir la adherencia del hielo, niebla o del agua (tratamiento de materiales particulares permitiéndoles fluir libremente, en general, p. ej. haciéndolos hidrófobos, B 01 J 2/30); Sustancias antihielo o que provocan el deshielo para aplicación sobre superficies (su empleo en los líquidos para la transferencia de calor o para la producción de diferencias de temperatura, distintas a la combustión, p. ej. líquidos de radiadores, 5/00) [4]), A01G7/06 (.Tratamiento de los árboles o de las plantas durante su crecimiento, p. ej. para prevenir la descomposición de la madera, para colorear las flores, la madera, para prolongar la vida de las plantas).

Clasificación PCT: C09K3/18 (.para aplicarlas sobre las superficies para disminuir la adherencia del hielo, niebla o del agua (tratamiento de materiales particulares permitiéndoles fluir libremente, en general, p. ej. haciéndolos hidrófobos, B 01 J 2/30); Sustancias antihielo o que provocan el deshielo para aplicación sobre superficies (su empleo en los líquidos para la transferencia de calor o para la producción de diferencias de temperatura, distintas a la combustión, p. ej. líquidos de radiadores, 5/00) [4]), A01G7/06 (.Tratamiento de los árboles o de las plantas durante su crecimiento, p. ej. para prevenir la descomposición de la madera, para colorear las flores, la madera, para prolongar la vida de las plantas).

Volver al resumen de la patente.

Descripción:

Composición acuosa crioprotectora y métodos para su aplicación.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere al campo de los tratamientos crioprotectores para la eliminación de hielo sobre las especies vegetales, más concretamente, la invención se refiere a composiciones crioprotectoras útiles para la eliminación de la escarcha en céspedes, especialmente deportivos.

Antecedentes de la invención

Es un hecho de que las temperaturas por debajo de 0ºC producen periódicamente importantes daños, ya sean temporales o permanentes, en un gran número de especies vegetales.

La formación de escarcha asociada a las bajas temperaturas puede provocar daños en ciertos vegetales. En las especies cespitosas la escarcha no suele provocar daños directos a las plantas, aunque si esta se prolonga durante mucho tiempo si es posible que la especie vegetal presente algún síntoma o incluso muera.

Sí es cierto, sin embargo, que mientras la escarcha se encuentra sobre la superficie del césped no es recomendable transitar por él, ya que las pisadas pueden provocar un daño irreversible sobre el vegetal debido a los cortes y heridas causadas por la fricción de los cristales de hielo en el tejido vegetal. Además, con independencia del daño descrito anteriormente, un césped que se encuentre bajo la escarcha hace que el deporte que se pretende practicar sobre él no se pueda realizar correctamente.

La formación de la escarcha depende de muchos factores aunque los más destacables son la baja temperatura y la humedad relativa del aire. Esto provoca que la escarcha sea un fenómeno complejo y de difícil prevención.

Normalmente la escarcha de los céspedes deportivos se elimina de forma natural, es decir, esperando a que la temperatura ambiente vaya subiendo según avanza la mañana y el sol calienta el césped.

No obstante, esto puede durar muchas horas o incluso toda la mañana lo que hace que muchas de las actividades deportivas realizadas sobre esta superficie no se puedan llevar a cabo o bien se realicen en horarios muy reducidos y no deseados. Este problema es especialmente importante en los campos de golf ya que jugar 18 hoyos conlleva bastantes horas con lo que es bastante habitual empezar a jugar a horas tempranas de la mañana cuando la escarcha tiende a estar presente. Asimismo, la superficie de césped de un campo de golf es muy amplia y hasta que los responsables del campo de golf no garantizan que toda la superficie del campo esta completamente descongelada no se puede abrir al público lo que supone en ocasiones importantes pérdidas económicas para los clubs de golf.

En algunos casos se puede tratar la superficie cespitosa con algún mojante es decir, un compuesto que reduce la tensión superficial del agua (tensioactivo) permitiendo su drenaje y evacuación en la zonas donde se acumula el agua con la finalidad de no acumular agua sobre la misma y evitar en la medida de lo posible la formación de parte de la escarcha. Estos tratamientos no suelen ser normales y se utilizan de forma indirecta ya que su aplicación no está dirigida a la prevención de la aparición de escarcha. Además, no proporcionan resultados homogéneos en el césped lo que resulta en que coexisten zonas congeladas y no congeladas. Esto por tanto no soluciona el problema en los campos de golf.

Por tanto, existe la necesidad de desarrollar composiciones crioprotectoras capaces de eliminar la escarcha en céspedes de una manera rápida y homogénea. Asimismo es importante que la composición no sea dañina o fitotóxica y no afecte al ciclo vital de la planta.

Algunas, composiciones crioprotectoras de plantas ya han sido descritas en el estado de la técnica, aunque ninguna de ella este específicamente destinada al cuidado y eliminación de escarcha de céspedes deportivos.

Por ejemplo, US 5124061 describe un método para aumentar la resistencia de las plantas al daño por heladas que comprende aplicar una composición acuosa de una sal de colina con un ácido monocarboxílico o policarboxílico. Dicha composición puede contener, además, glicerina, propilenglicol y tensioactivos a base de condensados de óxido de etileno y óxido de propileno.

La patente US 5252118 se refiere a un método para producir un crioprotector para plantas a base de pectinas despolimerizadas en presencia de ácido fosfórico como base de dicho crioprotector que incluye, además, una solución nutriente a base de sales de sodio, potasio, hierro, magnesio, manganeso, zinc, cobre y bórax.

La patente US 4735737 se refiere también al uso de pectinas, concretamente, a la utilización de una espuma protectora formada por tres partes de clara de huevo y una de pectina extraída de manzanas para aplicaciones a escala reducida, tal como en jardinería.

La patente US 4618442, por su parte, proporciona una composición de tensioactivos no iónicos a base de óxido de etileno y óxido de propileno combinados con urea para la crioprotección.

En la patente US 5133891 se describe un producto a base de aluminio (tri-O-etil sulfonato) que se emplea para atacar las bacterias que inducen la formación de cristales de hielo, mientras que en la patente US 4161084 la protección de las plantas se consigue aplicando una familia de bacterias que actúan de forma antagónica a las que inducen la formación de hielo manteniendo un equilibrio entre ambas.

En la patente US 5223015 se utilizan como sustancias crioprotectoras el alcohol tetrahidrofurfurílico y la tetrahidrofurfurilamina, solos o en combinación.

La presente invención presenta una composición crioprotectora alternativa a las ya citadas que presenta grandes ventajas con respecto a las composiciones anteriores en cuanto a la reducción de la escarcha en plantas. La composición es fácilmente dispersable por pulverización por lo cual se puede usar para tratar grandes superficies de césped. La composición de la invención está especialmente adaptada para la eliminación de la escarcha en céspedes deportivos y sirve tanto para eliminar la escarcha como para prevenir la aparición de la misma.

Breve descripción de las figuras

Figura 1: muestra los ensayos para la determinación composición más adecuada para la eliminación de escarcha.

Figura 2: representa los ensayos de fitotoxicidad llevados a cabo para determinar la concentración adecuada para la aplicación de la composición crioprotectora.

Figura 3: representa los ensayos fitotoxicidad para determinar las dosis de aplicación necesarias para evitar la fitotoxicidad.

Figura 4: representa el tiempo de actuación de la composición a diferentes dosis.

Descripción de la invención

Un primer aspecto de la invención se refiere a una composición acuosa crioprotectora que comprende dos o más alcoholes y al menos un compuesto tensioactivo.

En el contexto de la invención, se entiendo por crioprotector aquel compuesto o composición que aplicados por medio de una pulverización, son capaces o bien de eliminar el hielo ya formado o de prevenir su formación.

En una realización particular de la invención la composición acuosa crioprotectora de la invención comprende:

(i)entre un 20-99% (p/p) de alcoholes (ii)entre un 0,001-0,1 (p/p) de tensiactivos.

En una realización preferida de la invención, dicha composición acuosa crioprotectora comprende entre:

(i)Un 98% (p/p) de alcoholes. (ii)Un 0,01% (p/p) de tensioactivo.

Aunque la composición crioprotectora debe ser diluida de cara a su aplicación como se explicara más adelante se prefiere que este en forma concentrada por motivos de distribución y de transporte.

En el contexto de la invención el término genérico "alcohol" se refiere a compuestos químicos con uno o más grupos hidroxilos y con un número de carbonos entre 1 y 6 como, por ejemplo, compuestos de cadena corta con un grupo hidroxilo como el metanol, etanol, propanol o butanol o con dos o tres grupos hidroxilos como el 1,2-propanodiol o la glicerina.

En una realización preferida de la invención, se utiliza una combinación de etanol con otros alcoholes de cadena corta como metanol, propanol, butanol o 1,2-propanodiol o glicerina. Es especialmente preferida la combinación de etanol con glicerina o mezclas de etanol con otros alcoholes de cadena corta como metanol, propanol, butanol o 1,2-propanodiol y con glicerina.

Los alcoholes de la composición crioprotectora de la invención son capaces de combinarse con las moléculas de agua de la escarcha y bajar su punto de congelación provocando la fusión del hielo. Los alcoholes de la composición crioprotectora de la invención actúan directamente sobre el hielo depositado en la superficie del césped y no dañan ni la parte aérea de la planta ni el sistema radicular ya que no se acumulan en el suelo.

Por otro lado, si la composición crioprotectora es pulverizada antes de producirse la escarcha puede prevenirse la formación de la misma gracias a que los alcoholes se mantienen en cierta medida adheridos a las cutículas vegetales por un tiempo tras la pulverización. Este efecto de adhesión se favorece principalmente gracias a la glicerina por que para esta aplicación, es decir, para la prevención de la aparición de escarcha es preferible que uno de los alcoholes presentes en la composición sea glicerina. La composición proporciona protección contra la helada por lo que la composición puede ser pulverizada con cierta antelación antes de la aparición de la escar- cha.

Otro de los elementos de la composición son los tensioactivos. Si la composición es pulverizada antes de la formación de la escarcha, los tensioactivos favorecen que el agua en estado líquido no se acumule en la superficie de las plantas ayudando por tanto a evitar la aparición de escarcha. Si la composición crioprotectora es pulverizada cuando ya se ha formado la escarcha, los tensioactivos favorecen que el agua que se va licuificando por acción de los alcoholes se escurra de la superficie de la plantas a medida que se va descongelando lo que sirve para acelerar el proceso de descongelación.

Los tensioactivos aplicables en la composición crioprotectora de la invención se seleccionan entre un grupo muy heterogéneo como por ejemplo alcoholes grasos oxietilenados y oxipropilenados, ésteres de sorbitol oxietilenados, alquil -aril sulfonatos de sodio, amonio y etanolaminas, ácidos grasos oxietilenados, poliglicoles etoxilados y propoxilados, aquilaminas etoxiladas y propoxiladas, dioctilsulfosuccinato de sodio y poliéteres.

En una realización preferida se utiliza como agente surfactante el Trisiloxano poliéter. Este tensioactivo unido a los alcoholes muestra un efecto sinérgico que potencia el efecto individual de cada uno, obteniéndose una composición eficaz para la eliminación de la escarcha.

Además de los elementos ya mencionados, la composición acuosa crioprotectora puede comprender también compuestos odorantes y colorantes. Los primeros tienen la función de proporcionar un olor agradable a la composición y los segundos proporcionar un color a la composición que permitan no solo calibrar el grado de dilución de la misma al diluirla en agua para su aplicación, sino también distinguir que zonas han sido rociadas y cuales no.

La composición crioprotectora de la invención posee muchas ventajas en cuanto a su aplicación a céspedes ya que se ha comprobado que es efectiva en la eliminación de la escarcha en un tiempo que, dependiendo de la cantidad de escarcha, la intensidad de la helada y la temperatura ambiental, puede fluctuar entre 15 min. y 1 hora desde su pulverización. Al utilizarse preferiblemente alcoholes de cadena corta estos no se acumulan en el suelo ya que mayoritariamente se volatilizan tras hacer efecto lo que también hace que no sean tóxicos para las plantas a las dosis recomendadas.

Además, la solución crioprotectora de la invención garantiza que los resultados sean homogéneos en toda la superficie del campo, ya sea en zona de sombra o en zona soleada.

Otro aspecto de la invención se refiere a un método para eliminar la escarcha en plantas que comprende dispersar la composición crioprotectora anteriormente descrita en forma de solución diluida con un 70-90% de agua, preferiblemente 80% sobre las plantas con escarcha.

Es decir, partiendo de la composición concentrada que como se mencionaba más arriba tiene una concentración de alcoholes entre 20-99%, preferiblemente 98% se debe diluir lo necesario en agua hasta obtener una concentración de alcoholes de aproximadamente entre 10 y 30%, preferiblemente 20%. Bajo estos parámetros de dilución, la composición crioprotectora de la invención muestra una alta capacidad de eliminación de la escarcha no teniendo además efectos fitotóxicos sobre el césped.

Por otro lado, la composición de la invención se puede usar también en un método para prevenir la aparición de escarcha en plantas que comprende pulverizar la composición crioprotectora de la invención en forma diluida en con una un 70-90% de agua, preferiblemente 80% sobre las plantas antes de la aparición de la escarcha.

Es decir, como en el caso de la eliminación de la escarcha, la composición crioprotectora de la invención debe ser diluida hasta una concentración de alcoholes de aproximadamente de 10-30%, preferiblemente 20%. Cuando, la aplicación de la composición crioprotectora es para su uso en un método para la prevención de la aparición de la escarcha es preferible que entre los alcoholes de la invención se incluya la glicerina que como se mencionaba anteriormente favorece el efecto de adhesión de la composición a las cutículas de las plantas.

Como ya se ha mencionado anteriormente esta composición esta especialmente adaptada para su aplicación en céspedes deportivos.

Un último aspecto de la invención se refiere al uso de la composición de la invención composición crioprotectora de la invención para la descongelación y/o crioprotección de plantas.

Ejemplos

Ejemplo 1

Selección de la materia activa

Se realizaron una serie de ensayos con diferentes materias activas o combinación de materias activas con el fin de determinar cual de ellas podía ser más adecuada para eliminar la escarcha en céspedes deportivos. En la figura 1A se presenta esquemáticamente los ensayos realizados gracias a los cuales se pudo determinar las materias activas que configurarían la composición definitiva.

Se ensayo como compuesto tensioactivo el trisiloxano poliéter en un porcentaje en volumen que nunca superaba el 0,4%. Este tensiactivo se ensayo tanto como único ingrediente activo (cuadrantes 4 y 8) como en combinación con otros agentes (cuadrantes 1-2, 5-6 y 9-10). Se ensayaron resinas derivadas del ácido acrílico en un porcentaje en volumen nunca superior al 10% tanto como único ingrediente activo (cuadrante 11 y 12) como en combinación con trisiloxano polieter (cuadrante 5 y 6). También se ensayó como crioprotector la bacteria Pseudomonas fluerescens en concentración variables del caldo de cultivo diluido en agua (cuadrantes 3 y 7). Se ensayó asimismo la combinación de vitamina E (nunca por encima del 1% en disolución) con trisiloxano polieter (cuadrante 1 y 2). Por último, se ensayaron una mezcla de alcoholes (glicerina y etanol) en las que las concentraciones no superaron el 1% en volumen en combinación con trisiloxano polieter a distintas concentraciones.

La valoración de los resultados del ensayo que se exponen en la figura 1B se realizó de forma visual. Los mejores resultados se obtuvieron de la combinación de alcoholes y tensioactivos por lo que se hicieron sucesivos ensayos con esta combinación.

Ejemplo 2

Ensayos de fototoxicidad

Se usó siempre la composición crioprotectora seleccionada en el ejemplo 1 aunque a distintas concentraciones y diluciones, con el fin de averiguar qué tratamiento podía ser óptimo para utilizar en el césped deportivo.

La especie sobre la que se ensayaron los crioprotectores, fue Agrostis stolonifera var. "A4", especie y variedad utilizada para los greens de, los campos de golf. Se caracteriza por ser muy fina y corta, por lo que se utiliza con mucha frecuencia en campos de golf. Esta variedad se adapta bien al clima continental, al ambiente seco y soleado, y además es más resistente al picado que otras variedades de la misma especie. El green en los campos de golf debe tener una altura de 3 mm, por lo que se corta una vez al día en verano, y cada dos días el resto del año. No obstante una vez que comenzaron los ensayos, el green tratado no se segó hasta la finalización de los mismos para comprobar que los tratamientos no afectaban al ciclo vital y crecimiento de la planta.

La unidad muestral ensayada suponía una superficie de 1 m2. En total se utilizaron 6 m2 y sobre cada uno de ellos se aplicó, mediante pulverización en abanico, un tratamiento diferente. Cada cuadrado de muestra, estaba separado del siguiente por un pasillo de 20 cm, que sirvió de testigo y facilitó la comparación visual entre los distintos tratamientos.

El crioprotector utilizado para los ensayos resulta de una mezcla de glicerina y etanol con una proporción de relación en volumen de 1 a 4 respectivamente. Se estimó que las soluciones óptimas se debían encontrar en un intervalo comprendido entre el 10 y el 30% (p/p) de los alcoholes en dilución acuosa. Era previsible que cuanto más concentrado estuviera el producto más eficiencia tendría, pero era necesario valorar la fitotoxicidad. La finalidad de los ensayos consistió en ajustar las dosis y concentraciones del producto para evitar estos problemas de fitotoxicidad consiguiendo al mismo tiempo que la escarcha se eliminara rápidamente de la superficie del césped.

Ensayo 1

Búsqueda de concentración de aplicación

Se hicieron tratamientos diarios, durante 10 días consecutivos, en las seis unidades muestrales, utilizando la composición a concentraciones del 20, 25 y 30%, en una dosificación de 0,1 L (dosis considerada como normal) o en 0,2 L (dosis doble de la normal). En la figura 2A se esquematiza las seis muestras y las soluciones que se aplican a cada una de ellas.

Todos los días se observó minuciosamente el green antes y después de realizar los tratamientos, y pasada media hora de la aplicación se hacía un análisis macroscópico y se palpaba la superficie para ver si había desaparecido la escarcha, o si había menos escarcha que en el testigo. La pérdida de color del green o amarilleamiento, determinaba la existencia de fitotoxicidad.

Los resultados después de 10 días (ver figura 2B) solo mostraron cierto grado de amarilleamiento y por tanto de fitotoxicidad para la muestra al 30% y en la cantidad 0,2 L/m2.

Ensayo 2

Dosis de aplicación

En segundo ensayo de fitotoxicidad consistió en hacer tratamientos en las seis unidades muestrales (6 m2), utilizando el crioprotector (mezcla de etanol y glicerina) a una concentración que se encontraba en torno al 20% aunque en dosis de 1 L ó en 2 L, (10 y 20 veces la dosis normal de tratamiento). En este caso se descartó la posibilidad de utilizar concentraciones superiores al 25% porque podían ocasionar problemas de fitotoxicidad. No obstante el aumento de volumen de las dosis, también podía ser perjudicial para el césped. Lo que se pretendía averiguar era la tolerancia de la planta a esta mezcla de crioprotectores.

En la figura 3A se detallan las seis muestras y las soluciones que se aplicaron a cada una de ellas.

En los resultados mostrados en la figura 3B se observa como la dosis también influye en la toxicidad en la planta. Con dosis de 2 L/m2 existieron problemas aún espaciando los tratamientos (unidades muestrales 4 y 6). Con dosis de 1 L/m2 se vieron síntomas de toxicidad con tratamientos diarios pero no con tratamientos espaciados (unidades muestrales 3 y 5).

La dosis de aplicación nunca puede exceder, por tanto, la cantidad de 1 L/m2 y se recomienda que no se repitan tratamientos sucesivos en esas dosis, convenientemente tratamientos a días alternos.

Ejemplo 3

Efectividad del crioprotector seleccionado

Para la valoración de la efectividad del crioprotector seleccionado se realizó de una forma muy intuitiva y visual, es decir, si al aplicar el crioprotector sobre la escarcha este a su vez es capaz de eliminarla trascurrido un tiempo inferior de 30 min. el tratamiento es considerado como eficaz. En la tabla 1 se muestra los diferentes tratamientos realizados para la prueba de la efectividad.

TABLA 1

En la figura 4 se observa el efecto de la efectividad del crioprotector seleccionado con dos dosis de aplicación 0,1 L/m2 y 0,25 L/m2 tras diferentes tiempos después de la aplicación. Se observa como los mejores tratamientos el 5 y el 1 se obtienen después de 30 minutos tras la aplicación.




Reivindicaciones:

1. Composición acuosa crioprotectora que comprende dos o más alcoholes y al menos un tensioactivo.

2. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende entre 20% y 99% (p/p) de alcoholes y entre un 0,001 y un 0,1% (p/p) de tensioactivo.

3. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo con la reivindicación 2 que comprende 98% de alcoholes y un 0,01% de tensioactivo.

4. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 donde los alcoholes se seleccionan entre alcoholes con un número de carbonos comprendidos entre 1 y 6 y uno o más grupos hidroxilos.

5. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 donde los alcoholes son glicerol y etanol.

6. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el tensioactivo es el Trisiloxano poliéter.

7. Composición acuosa crioprotectora según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende adicionalmente algún aditivo como odorantes o colorantes.

8. Método para eliminar la escarcha en plantas que comprende pulverizar una composición acuosa crioprotectora de acuerdo con las reivindicaciones 1-7 sobre las plantas con escarcha.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8 donde la composición acuosa crioprotectora se pulveriza con un contenido de alcoholes de aproximadamente entre 10-30%.

10. Método de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9 donde la composición acuosa crioprotectora es pulverizada en un césped.

11. Método para prevenir la aparición de escarcha en plantas que comprende pulverizar una composición crioprotectora de acuerdo con las reivindicaciones 1-7 en sobre las plantas antes de la aparición de la escarcha.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11 donde la composición acuosa crioprotectora se pulveriza con un contenido de alcoholes de aproximadamente 10-30%.

13. Método de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12 donde al menos uno de los alcoholes de la composición es glicerina.

14. Método de acuerdo con las reivindicaciones 11-13 donde la composición acuosa es pulverizada en un césped.

15. Uso de la composición crioprotectora según las reivindicaciones 1-7 para la descongelación y/o crioprotección de plantas.

16. Uso de acuerdo con la reivindicación 15 donde la planta es un césped.






Acerca de · Contacto · Patentados.com desde 2007 hasta 2014 // Última actualización: 25/10/2014.