Dispositivo electroquímico para tratamiento biocida en aplicaciones agrícolas.

Dispositivo electroquímico para la ejecución de tratamientos de biocida,

que comprende:

- por lo menos una celda de electrólisis y que comprende por lo menos un ánodo y por lo menos un cátodo, dichopor lo menos un ánodo y dicho por lo menos un cátodo se hacen de titanio activado con un recubrimiento catalítico

- medios para mantener un potencial eléctrico entre dicho ánodo y dicho cátodo adecuado para producir unasolución oxidante que contiene ácido hipocloroso de una solución de cloruro alcalino cargado a dicha por lo menosuna célula de electrólisis,

- medios para rociar dicha solución

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/062888.

Solicitante: INDUSTRIE DE NORA S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA BISTOLFI 35 20134 MILANO ITALIA.

Inventor/es: ROSSI, PAOLO, FERRO, SERGIO, DE BATTISTI,ACHILLE, BENEDETTO,Mariachiara, BUONERBA,Luca, GALLI,Fabio.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A01M7/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA.A01M CAPTURA O CAZA DE ANIMALES, AHUYENTADORES PARA ANIMALES (dispositivos para la captura de enjambres o zánganos A01K 57/00; pesca A01K 69/00 - A01K 97/00; biocidas, pesticidas, productos que atraen o repelen a los animales A01N ); APARATOS DE DESTRUCCION DE ANIMALES O PLANTAS PERJUDICIALES. › Adaptaciones o disposiciones especiales de los aparatos de pulverización de líquidos para los fines a los que se refiere la presente subclase.
  • A61L2/03 A […] › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › A61L 2/00 Procedimientos o aparatos para desinfectar o esterilizar materiales u objetos distintos a los productos alimenticios y a las lentes de contacto; Sus accesorios (pulverizadores de desinfectantes A61M; esterilización de envases o del contenido del envase asociado a su contenedor B65B 55/00; tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla C02F; desinfección del papel D21H 21/36; dispositivos de desinfección para retretes E03D; artículos que incluyen accesorios para la desinfección, ver las subclases apropiadas para estos artículos, p. ej. H04R 1/12). › Corriente eléctrica, p. ej. electrolisis.

PDF original: ES-2387009_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo electroquímico para tratamiento biocida en aplicaciones agrícolas

Campo de la invención

La invención se relaciona con un dispositivo electroquímico para llevar a cabo tratamientos continuos con biocida en aplicaciones agrícolas mediante la aspersión de una solución oxidante producida in-situ.

Antecedentes de la invención

Los biocidas y las propiedades desinfectantes de las soluciones oxidantes que contienen cloro activo bajo diversas formas se conocen en diversos campos técnicos; se utilizan soluciones diluidas de hipoclorito por ejemplo en desinfección de alimentos y para esterilizar las herramientas empleadas en el procesamiento de alimentos, en hoteles y en aplicaciones sanitarias. De una parte el uso soluciones activas que contienen cloro en aplicaciones agrícolas tales como el tratamiento preventivo o terapéutico de patologías inducidas por microorganismos no es de práctica común, debido a la pobre eficacia exhibida por productos comercialmente disponibles de este tipo, que en la mayor parte de los casos presenta inconvenientes destacados. En particular, la disociación de complejo y el equilibrio desproporcionado de las especies activas que contienen cloro requieren el uso de estabilizantes para conservar la composición nominal; por ejemplo, las soluciones de hipoclorito de sodio comunes se estabilizan con alcalinos, en el caso más simple con soda cáustica (hasta pH 11 -12) o con soluciones básicas reguladas (tales como soluciones de tetraborato de sodio) , en cualquier caso en pH no menor a 9.5. Las soluciones excesivamente básicas no se ajustan a la utilización directa en aplicaciones agrícolas, y también las cantidades excesivas de sodio pueden poseer algunos problemas, como es sabido por parte de aquellos expertos en la técnica; en particular, las soluciones de biocidas ajustadas para rociar especies vegetales deben tener un pH no mayor de 9, y preferiblemente comprendido entre 6 y 8. Una fuente muy efectiva de cloro activo en este rango de pH es ácido hipocloroso, cuyas propiedades del biocida se conocen en la técnica, y que presentan ventajas adicionales, comparado con desinfectantes comúnmente empleados, por ser extremadamente baratos y por liberar residuos no tóxicos o nocivos. El uso de ácido hipocloroso no obstante se obstaculiza por razones prácticas, principalmente asociadas con su estabilidad limitada que reduce el tiempo de almacenamiento permitido por debajo de los niveles de utilidad práctica. Más aún, las concentraciones adecuadas para un uso efectivo sin efectos colaterales perjudiciales para los cultivos (0.01 a 2 g/l) implicarían el empaque y manipulación de un producto extremadamente diluido, que impliquen el uso de volúmenes excesivos, o la necesidad de diluir el producto cada vez, una operación que, a pesar de ser impráctica, también es cuestionable debido al riesgo de contaminar accidentalmente el producto con sustancias, por ejemplo metales, que pueden reducir adicionalmente su estabilidad ya limitada.

Por esta razón, los tratamientos de biocida para la prevención y cura de las patologías inducidas por microorganismos tales como hongos y bacterias se realizan actualmente por medio de una gran variedad de agentes químicos que liberan residuos tóxicos al ambiente y tienen un coste frecuentemente no insignificante.

Por lo tanto sería deseable proporcionar una fuente efectiva de cloro activo que sea económica para tratamiento de biocidas en aplicaciones agrícolas, adecuado por ejemplo en tratamiento preventivo o terapéutico de patologías vegetales inducidas por microorganismos tales como hongos o bacterias.

Resumen de la invención

Diversos aspectos de la invención se establecen en las reivindicaciones que acompañan esta descripción.

En una realización, la presente invención se relaciona con un dispositivo electroquímico que permite la ejecución continua de tratamientos de biocida en aplicaciones agrícolas mediante aspersión de una solución oxidante producida in situ que contiene ácido hipocloroso. El dispositivo comprende una celda electrolítica cargada con una solución de cloruros alcalinos, que consiste en una realización de cloruro de potasio o sodio o una mezcla de los dos, que se electroliza al aplicar un voltaje entre el ánodo y el cátodo de la celda electrolítica, con producción posterior de una solución oxidante que se puede rociar sobre las especies vegetales que se van a tratar directamente o luego de una dilución opcional dentro del mismo dispositivo.

En una realización, una composición adecuada para la solución oxidante producida por medio del dispositivo electroquímico comprende una concentración de ácido hipocloroso de 0.01 a 2 g/l a un pH menor de 9, por ejemplo comprendido entre 6 y 8. Las celdas electrolíticas del dispositivo electroquímico se puede operar con el fin de producir directamente una solución oxidante con las características anteriores; como una alternativa, se puede proporcionar el dispositivo electroquímico con un recipiente de almacenamiento, y la celda electrolítica se puede operar con el fin de producir una solución oxidante a concentración mayor, para ser enviada posteriormente al recipiente de almacenamiento. En este caso, el recipiente de almacenamiento también se puede cargar con un flujo de agua, opcionalmente a pH controlado, con el fin de lograr la composición requerida corriente arriba de la aspersión. Para este propósito, el dispositivo electroquímico se puede equipar con medios para supervisar la concentración de ácido hipocloroso, pH y temperatura, como se conoce en la técnica.

En una realización, la solución de cloruro alcalino cargada en la celda electrolítica del dispositivo electroquímico contiene cloruro de potasio y potasio en una concentración de 1 a 50 g/l y un pH comprendido entre 6 y 9, opcionalmente entre 6 y 8.

La producción de una solución oxidante por medio del dispositivo electroquímico tal como se describe aquí puede ofrecer la posibilidad de ajustar la cantidad de sodio liberado, que depende de las características del suelo y de las especies vegetales que se van a tratar: para suelos ya ricos en potasio o cultivos con una tolerancia de sodio relativamente alta, el dispositivo electroquímico se puede cargar con cloruro de sodio más barato. En otros casos, por ejemplo si el sodio suministrado se va a limitar, el dispositivo electroquímico se puede operar con una carga que consiste principalmente o exclusivamente de una solución de cloruro de potasio.

La solución oxidante obtenida por medio del dispositivo electroquímico tiene una eficacia mayor comparada con productos comerciales que contienen cloro activo en diversos tratamientos de patologías vegetales inducidas por microorganismos, en particular por hongos y bacterias, cuando contiene una especie particularmente activa tal como ácido hipocloroso a pH adecuado, cuya concentración es extremadamente bien controlada debido a que su producción es simultánea con el uso. La actividad particularmente alta de ácido hipocloroso en este tipo de aplicación quizás se justifica por su naturaleza peculiar de fuente simultánea de oxígeno naciente y cloro activo, de acuerdo con el equilibrio:

2 HClO < O2+ 2 HCl

HClO + HCl < Ci2 + H2O

Más aún, la solución de ácido hipocloroso producida por medio del dispositivo electroquímico tal como se describe aquí, a pesar que contiene otros compuestos activos de cloro de acuerdo con el equilibrio químico conocido (dióxido de cloro, hipocloritos, cloritos, cloratos) contiene presumiblemente también cantidades pequeñas de peróxido de hidrógeno, que aunque son fuertes para detectar mediante análisis debido a la reactividad fuerte de esta especie con ácido hipocloroso (de acuerdo con H2O2 + HClO < O2 + HCl + H2O) contribuyen por virtud de tal reacción para la generación de oxígeno naciente, que surge en un efecto sinérgico con ácido hipocloroso en sí mismo.

En una realización, el dispositivo electroquímico se equipa con una celda electrolítica del tipo no dividido, por ejemplo con ánodos hechos de un sustrato de titanio activado con catalizadores adecuados para conferir un potencial adecuado de oxidación en las condiciones de operación y cátodos también activados catalíticamente, en otra realización, el dispositivo electroquímico se equipa con una celda proporcionada con un separador, por ejemplo una celda con cátodo y ánodo coaxial separado por un diafragma cerámico.

La actividad anódica puede consistir... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo electroquímico para la ejecución de tratamientos de biocida, que comprende:

- por lo menos una celda de electrólisis y que comprende por lo menos un ánodo y por lo menos un cátodo, dicho por lo menos un ánodo y dicho por lo menos un cátodo se hacen de titanio activado con un recubrimiento catalítico

- medios para mantener un potencial eléctrico entre dicho ánodo y dicho cátodo adecuado para producir una solución oxidante que contiene ácido hipocloroso de una solución de cloruro alcalino cargado a dicha por lo menos una célula de electrólisis,

- medios para rociar dicha solución.

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 en donde dichos medios para mantener un potencial eléctrico entre dicho ánodo y dicho cátodo se equipan con un dispositivo de inversión de polaridad.

3. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1º2en dondedicho recubrimiento catalítico contiene óxidos Ru, Ir y Sn.

4. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que comprende adicionalmente por lo menos un recipiente de almacenamiento, medios para cargar dicha solución oxidante y agua a dicho recipiente de almacenamiento adecuado para llevar a cabo la dilución de dicha solución oxidante hasta obtener una composición predeterminada corriente arriba de dichos medios de aspersión.

5. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones la reivindicación 1 a 4 que comprende adicionalmente un sistema de control de la composición y opcionalmente de la temperatura de dicha solución adecuada para mantener la concentración de ácido hipocloroso corriente arriba de dichos medios de aspersión en un rango comprendido entre 0.01 y 2 g/l durante la etapa de aspersión, preferiblemente que comprende adicionalmente un sistema de control de la acidez de dicha solución adecuado para mantener el pH corriente arriba de dichos medios de aspersión en un rango comprendido entre 6 y 9.

6. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicha celda de electrólisis es del tipo no dividido.

7. Vehículo para la ejecución continua de tratamientos de biocida en aplicaciones agrícolas, que comprende por lo menos un dispositivo electroquímico para la ejecución de tratamientos de biocida como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 instalado sobre dicho vehículo.

8. Proceso para el tratamiento terapéutico o preventivo aplicado a especies vegetales de patologías inducidas por microorganismos, que comprenden las siguientes etapas secuenciales o simultáneas:

- carga del dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 con una solución de cloruro alcalino,

- aplicación de un potencial eléctrico entre dicho por lo menos un ánodo y dicho por lo menos un cátodo,

- producción de una solución oxidante que comprende 0.01 a 2 g/l de ácido hipocloroso,

- aspersión de dicha solución oxidante sobre las especies vegetales que se van a tratar.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8 en donde dicha solución de cloruro alcalino comprende una mezcla de cloruro de sodio y cloruro de potasio en una concentración general comprendida entre 1 y 50 g/l y en un pH comprendido entre 6 y 8.

10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9 en donde dichas especies vegetales son árboles frutales y dicha aspersión se lleva a cabo en troncos, ramas y ramales y/o en hojas.

11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10 en donde dichos troncos, ramas o ramales que se someten a dicha aspersión se han vendado previamente preferiblemente con gasa, tejido u otro material hidrófilo.

12. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 en donde dichos microorganismos se seleccionan del grupo que comprende Erwinia amylovora, Valsa ceratosperma y Nectria galligena.

13. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9 en donde dichas especies vegetales son tomates y dichos microorganismos comprenden Pseudomonas syringae.


 

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