COMPOSICION FITOFORTIFICANTE CON PROPIEDADES BIOCIDAS QUE COMPRENDE PARTICULAS FOTOCATALITICAS DE TiO2 Y UN AGENTE DE SOPORTE.

Composición fitofortificante con propiedades biocidas que comprende partículas fotocatalíticas de TiO2 y un agente de soporte.

La presente invención se refiere a una composición fitofortificante que presenta un efecto biocida por exposición a la luz solar o a cualquier fuente de luz natural o artificial directa o dispersa. Más específicamente, la presente invención se refiera a una composición fitofortificante que comprende partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio y un agente de soporte, seleccionado entre caolín, arcillas, sílices tal como la tierra de diatomeas, carbonato cálcico, silicatos sintéticos y naturales, preferentemente zeolita y más preferentemente zeolita 4A.

Composición fitofortificante con propiedades biocidas que comprende partículas fotocatalíticas de TiO2 y un agente de soporte La presente invención se refiere a una composición fitofortificante que presenta un efecto biocida por exposición a la luz solar o a cualquier fuente de luz natural o artificial directa o dispersa. Más específicamente, la presente invención se refiere a una composición fitofortificante que comprende partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio y un agente de soporte, seleccionado entre caolín, arcillas, sílices tal como la tierra de diatomeas, carbonato cálcico, silicatos sintéticos y naturales, preferentemente zeolitas y más preferentemente zeolita 4A.

La población mundial crece rápidamente. Para satisfacer la demanda mundial de alimentos se precisa incrementar el rendimiento de los cultivos, en particular de los cereales tales como maíz, arroz, trigo, soja, cebada y sorgo. En el caso del arroz, se estima que se requiere un incremento del rendimiento del 50% para el año 2030.

El uso de fertilizantes y la optimización del manejo de los diferentes cultivos siguen generando un sustancial incremento en el rendimiento de la inmensa mayoría de los cultivos a nivel mundial. Sin embargo, el suelo disponible para muchos cultivos ha alcanzado su máximo valor, de manera que para atender la demanda será indispensable incrementar la biomasa del cultivo y la fotosíntesis neta. Para ello será necesario aumentar el área de las hojas o la eficiencia fotosintética por unidad de superficie foliar.

Otro aspecto de enorme importancia es la disponibilidad de agua para riego y su uso eficiente. En la mayoría de los ecosistemas terrestres la disponibilidad de agua es considerada el principal factor limitante de la fotosíntesis, del crecimiento y de la producción vegetal. El déficit hídrico influye sobre la distribución y la abundancia de muchas especies de plantas.

Por otra parte, otro aspecto relevante para el incremento en el rendimiento de los cultivos es la lucha contra las numerosas enfermedades y plagas que, a menudo, implican el uso de productos intrínsecamente tóxicos y que repercuten negativamente en los ecosistemas.

Por lo tanto, existe la necesidad de disponer de productos que ayuden a resolver los problemas mencionados anteriormente, relacionados con el aumento del rendimiento de los cultivos, el uso eficiente del agua y que ayuden a eliminar plagas y enfermedades que afectan a los cultivos, de una manera amigable con el medio ambiente.

En la actualidad, existen diversos productos que con distinta eficacia afrontan esta problemática, tales como caolín, sílices y zeolitas solas. Sin embargo, su actividad biocida es muy limitada o inexistente. Para potenciar dicha actividad biocida, en la composición de la presente invención se han combinado dichos productos con un fotocatalizador, tal como el TiO2. Será obvio para un experto en la materia utilizar otros fotocatalizadores similares, tales como ZnO, CeO2 y WO3, entre otros.

El TiO2 es un constituyente común entre los minerales que se encuentran en las rocas ígneas. El TiO2 presenta cuatro fases cristalinas: rutilo, que tiene una estructura tetragonal; anatasa, que tiene una estructura tetragonal centrada en las caras; brookita que tiene una estructura ortorrómbica y una cuarta estructura, de tipo a-PbO2, que se forma sólo en condiciones de alta presión. Las fases cristalinas anatasa y rutilo son fotoactivas permitiendo su utilización en reacciones fotocatalíticas y fotoelectroquímicas. En la fase anatasa, que es mucho más fotoactiva que la fase rutilo, la brecha entre la banda de valencia y la de conducción es de 3, 2 eV, por lo que únicamente los fotones con mayor o igual energía, que corresponde a luz ultravioleta con longitud de onda A < 380 nm, producirán huecos. En medio acuoso o en presencia de vapor de agua, se traduce en la generación de cantidades significativas de radicales OH.

Asimismo, la anatasa presenta mayor capacidad de fotoadsorción del oxígeno molecular y de sus formas ionizadas generando fácilmente iones superóxido y bajo ciertas circunstancias incluso oxígeno singlete, que es un potente biocida. Tanto la anatasa como el rutilo pueden ser dopadas para reducir la brecha entre la banda de valencia y la de conducción, lo que facilita su actividad fotocatalítica en el intervalo de luz visible.

En la técnica anterior, se ha descrito la utilización de TiO2 fotocatalítico en diferentes aplicaciones, fundamentalmente en la industria de la construcción, para aliviar el problema de la contaminación atmosférica por óxidos de nitrógeno (NOx) , ya que el TiO2 es capaz de transformar químicamente dichos gases oxidándolos a nitratos.

Sin embargo, no se ha descrito en la técnica anterior la utilización de TiO2 en una composición para ser utilizada como fitofortificante y biocida en aplicaciones agrícolas.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer una composición fitofortificante con propiedades biocidas que comprende partículas fotocatalíticas de TiO2 y un agente de soporte.

Entre los agentes de soporte que se pueden utilizar en la composición de la presente invención se encuentran caolín, arcillas, sílices tal como la tierra de diatomeas, carbonato cálcico, silicatos sintéticos y naturales, preferentemente zeolita y más preferentemente zeolita 4A.

Dichos agentes de soporte deben tener buenas propiedades de recubrimiento y desecantes. Las propiedades de recubrimiento hacen que la planta esté protegida contra la luz ultravioleta (UV) , es decir, que el agente de soporte debe ser capaz de reflejar la luz UV. Además, los agentes de soporte sirven como aislantes térmicos formando una capa que actúa como un recubrimiento que reduce la temperatura de exposición y provoca que haya una menor pérdida de agua por transpiración. De esta manera, los estomas de la planta permanecen abiertos durante más tiempo, favoreciendo la admisión del CO2 atmosférico. Esto hace que la planta disponga de más sustrato, lo que se traduce en una mayor eficiencia de la reacción de la enzima Rubisco, lo que favorece al desarrollo de la planta.

Por otra parte, los agentes de soporte utilizados en la composición de la presente invención presentan propiedades desecantes, lo que hace que per se actúen como agentes fungiestáticos, al eliminar el agua necesaria para el crecimiento de microorganismos, en particular, de hongos.

Otra propiedad importante de los agentes de soporte utilizados en la composición de la presente invención es que puede unirse a las partículas fotocatalíticas de TiO2, independientemente del tamaño de las mismas. En la composición de la presente invención las partículas fotocatalíticas de TiO2 pueden estar en forma de micropartículas y/o nanopartículas.

Se ha descubierto sorprendentemente que una composición que comprende partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio (TiO2) y un agente de soporte presenta mayor actividad fotocatalítica que el fotocatalizador por sí solo y que además cuando se aplica a diversos cultivos, produce una mejora en el rendimiento del cultivo tratado, aumentando tanto la superficie foliar como el peso de los frutos más allá de la empleada utilizando solamente dicho soporte. Además, la composición de la presente invención presenta propiedades biocidas, tales como fungicida, bactericida, insecticida y acaricida, entre otras.

Un agente de soporte preferentemente utilizado en la composición fitofortificante de la presente invención y con el que el efecto sinérgico es más acusado es la zeolita 4A. La Zeolita 4A (Z4A) es un aluminosilicato sódico cristalino hidratado de composición Na12 (AlO2) 12 (SiO2) 12.27H2O.

Una característica importante de la Z4A es que no tiene efectos medioambientales perjudiciales y puede considerarse ecológicamente segura.

Por otra parte, se ha demostrado que las partículas fotocatalíticas de TiO2 pueden intensificar el efecto de reflexión del agente de soporte utilizado. Tal como se mencionó anteriormente el TiO2 puede estar en la composición fitofortificante de la presente invención en fase anatasa o rutilo. Además, tal como se mencionó anteriormente, las partículas fotocatalíticas de TiO2 pueden estar dopadas, para posibilitar la actividad fotocatalítica en el intervalo de luz visible.

La composición fitofortificante de la presente invención comprende una cantidad de partículas fotocatalíticas de TiO2 en el intervalo de 0, 01% al 10% en peso... [Seguir leyendo]

1. Composición fitofotificante con propiedades biocidas que comprende partículas fotocatalíticas de TiO2 y un agente de soporte.

2. Composición, según la reivindicación 1, caracterizada porque el agente de soporte se selecciona entre caolín, arcillas, sílices tal como la tierra de diatomeas, carbonato cálcico, silicatos sintéticos y naturales.

3. Composición, según la reivindicación 2, caracterizada porque el agente de soporte es zeolita.

4. Composición, según la reivindicación 3, caracterizada porque la zeolita es zeolita 4A.

5. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las partículas fotcatalíticas de TiO2 están en forma de micropartículas y/o nanopartículas.

6. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el TiO2 se encuentra en fase anatasa o rutilo.

7. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las partículas fotocatalíticas de TiO2 están dopadas.

8. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende una cantidad de partículas fotocatalíticas de TiO2 en el intervalo de 0, 01% al 10% en peso y agente de soporte en el intervalo de 90% al 99, 99% en peso.

9. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está en forma de polvo fino.

10. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está en forma de suspensión acuosa.

11. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está en forma de gránulos.

12. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende aditivos que aumentan la adherencia superficial de la composición sobre las hojas y frutos.

13. Composición, según la reivindicación 10, caracterizada porque dicho aditivo que aumenta la adherencia superficial de la composición sobre las hojas y frutos es un alcohol etoxilado, tal como Mogiol®.

14. Composición, según la reivindicación 10, caracterizada porque dicho aditivo que aumenta la adherencia superficial de la composición sobre las hojas y frutos es un surfactante organosiliconado, tal como Silwet® L-77Ag.

15. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende pigmentos.

16. Uso de la composición fitofotificante con propiedades biocidas, según las reivindicaciones 1 a 15, como agente insecticida en cultivos agrícolas.

17. Uso, según la reivindicación 16, caracterizado porque los insectos controlados son Tuta absoluta, Bemisia tabaci (mosca blanca) y Cacopsilla pyri.

18. Uso de la composición fitofortificante con propiedades biocidas, según las reivindicaciones 1 a 15, como agente fungicida en cultivos agrícolas.

19. Uso, según la reivindicación 18, caracterizado porque los hongos controlados son Sphaerotheca fuliginea, Phytophthora fragariae y Colletotrichum gloeosporioides.