Productos termoplásticos para la aceleración del crecimiento, aumento de la cosecha y mejora de la calidad de plantas útiles en la agricultura.

Uso de una lámina o placa que contiene:

a) un polímero parcialmente cristalino,

termoplástico, opaco,

b) partículas de nanoescala, sin superficie modificada del grupo de los semiconductores II-IV, concretamentede óxido de estaño y óxido de indio, óxidos de indio y estaño de composición variable y óxidos de estañodopados con antimonio, con un tamaño de partícula máximo inferior a 200 nm en un intervalo de concentraciónentre el 0,01% en peso y el 5% en peso y

como materiales de cubierta para invernaderos en el sector agrario y de horticultura para aumentar los rendimientosde cosechas de plantas de tomate.

Productos termoplásticos para la aceleración del crecimiento, aumento de la cosecha y mejora de la calidad de plantas útiles en la agricultura

El objeto de la invención es el uso de un material plástico según la reivindicación 1 para la fabricación de láminas para invernaderos y otras cubiertas para la agricultura y la horticultura que influyen positivamente en el crecimiento de determinadas plantas mediante propiedades físicas de radiación modificadas, lo que conduce a un aumento de la cosecha significativo.

Se sabe que toda la radiación solar global contiene partes de la zona de UV, de la visible y de la de infrarrojo.

La zona de UV se divide en 3 partes. Por debajo de 280 nm se encuentra la zona de UV-C, entre 285 nm y 315 nm la zona de UV-B, en la que toda la radiación por debajo de 300 nm no alcanza ya la superficie terrestre. La zona de UV-A de 315 nm a 380 nm es aquélla contra la que se actúa de manera activa mediante la adición de sustancias para la absorción UV.

El intervalo de 380 nm a 780 nm contiene el espectro de color visible, compuesto por violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.

La zona de infrarrojo se divide en 3 partes A, B y C. IR-A y IR-B se denominan juntas NIR (infrarrojo cercano) de 780 nm a 1400 nm (IR-A) y 1400 nm y 3000 nm (IR-B) . La zona IR-C se llama también FIR o infrarrojo lejano y va más allá de 3000 nm.

La radiación solar global permite la vida en la tierra. El crecimiento de plantas es un tema que ha impulsado la humanidad con los desarrollos técnicos y las renovaciones en el campo de la agricultura. Especialmente, el uso de láminas para invernaderos se ha desarrollado a nivel mundial como posibilidad económica para alargar, aumentar y proteger la duración de cultivo, la cosecha y la superficie de cultivo.

La figura 1 describe esquemáticamente la proporción de luz espectral con una lámina convencional típica como cubierta de un invernadero, tal como puede encontrarse habitualmente en la agricultura. La radiación solar global se tropieza con el material de cubierta. Determinadas partes se reflejan o se absorben, sin embargo en total atraviesan de manera más o menos impedida todas las partes. Cada una de las partes se responsabiliza de diversos efectos. Por tanto se sabe que la zona espectral entre 400 nm y 700 nm, denominada la radiación fotosintéticamente activa (PAR -photosynthetic active radiation) , es exclusivamente necesaria para la fotosíntesis de la planta, su crecimiento y su desarrollo. El resto de las partes de la radiación global (UV, NIR, FIR) repercute exclusivamente de manera desventajosa. Las hojas de las plantas se secan o se queman mediante la radiación UV demasiado alta. Debido a ello se interrumpe una fotosíntesis a través de las hojas. La radiación de NIR se deja pasar ampliamente, de modo que la radiación térmica unida con ello contribuye al calentamiento en el invernadero.

Ha habido como consecuencia numerosos experimentos para modificar la lámina para invernaderos mediante la introducción de diversas sustancias de adición (aditivos) de manera que sólo se dejen pasar aquellas partes del espectro solar global que son necesarias y suficientes para un crecimiento óptimo de las plantas. Ya VERLODT y VERSCHAEREN (VERLODT, I. and VERSCAEREN, P. 1997. New interference film for climate control. Plasticulture

115: 27-35.) habían indicado que mediante el bloqueo de la radiación NIR puede reducirse significativamente la temperatura dentro de un invernadero.

Se conoce por investigaciones científicas que las plantas pueden crecer sólo de manera óptima cuando se mantiene un determinado intervalo de temperatura en el invernadero. Si se supera o se queda por debajo de este intervalo de temperatura, entonces el crecimiento de la planta se frena y se ve influido de manera negativa.

El problema descrito existe preferentemente en países del sur de Europa, del Oriente próximo y medio y el norte deÁfrica, donde reinan temperaturas muy altas por encima de la media durante todo el año. En estas regiones se usan por ejemplo un revestimiento de creta blanco en la cubierta de los invernaderos para reducir el calor dentro del invernadero.

El principio se basa en que mediante el color blanco tiene lugar una reflexión de las partes que implican calor de la radiación solar global. Esto conduce como es de esperar a una reducción de las partes de NIR que implican calor. Sin embargo es desventajoso en esta solución que además de la reducción de las partes de NIR de la luz también se debiliten las partes de PAR considerablemente.

Si se considera toda la información conocida sobre fotomorfogénesis, o sea sobre la influencia de la luz en la morfología de las plantas y sobre el crecimiento de las plantas y la fotoselectividad, o sea la elección de determinadas zonas espectrales de la radiación global para el aprovechamiento ventajoso en plantas, se llega al resultado de que la lámina para invernaderos perfecta con un sistema de bloqueo térmico siguiendo el desarrollo espectral debería presentar:

absorción UV completa, transmisión de PAR lo más alta posible así como absorción completa de la zona de

NIR.

Desde el punto de vista de un crecimiento de plantas óptimo es, por tanto, deseable disponer de un material de cubierta para invernaderos que impida completamente a la zona de UV por debajo de una longitud de onda de 380 nm y a la zona de NIR por encima de una longitud de onda de 780 nm penetrar en el invernadero y que deje pasar simultáneamente a la zona de PAR entre una longitud de onda de 380 nm y 780 nm de la manera más libre posible en el invernadero. Las proporciones de luz en un invernadero usando una lámina de este tipo están representadas en la figura 2. Tal como puede observarse esquemáticamente, se deja pasar sólo una parte reducida de radiación UV. Para ello está a disposición de la planta la zona de PAR completamente. La radiación NIR se absorbe o se refleja ampliamente, lo que conduce a una disminución de la temperatura en el invernadero.

Se habla en este contexto de “absorbedores NIR” así como de “pigmentos de reflexión e interferencia”, cuando determinadas sustancias o aditivos pueden absorber, reflejar las partes de la radiación NIR de la radiación solar global o desarrollar su acción mediante la aparición de interferencias.

Los pigmentos de reflexión e interferencia se diferencian de los absorbedores NIR en las propiedades químicas y físicas, los efectos producidos así como por último también en su precio (véase HOFFMANN, pág. 1999a: The effect on Photoselective Cladding Materials on the Growth of Ornamental Plants I. Review. Gartenbauwissenschaft 64 (3) : 100-105) .

Los pigmentos de interferencia son por regla general óxidos de metal revestidos, en forma de plaquitas. En el mercado existen partículas de mica que llevan un revestimiento de óxido de estaño/antimonio. Además existen también partículas de mica de este tipo como núcleo que llevan varias capas, de manera alterna de dióxido de titanio y de silicio. Como pigmentos de reflexión actúan partículas de metal como cobre y aluminio (véase DAPONTE,

T.L.F. 1997. Recent advances in photoselective films with interference effects. In: Plant Production in Closed Ecosystems: 123-138 (Editors: Goto, E., Kurata, K., Hayashi, M. and Sase, S.) , Kluwer Academic Publishers, Dordrecht - Boston - Londres.) .

La facilitación de un material de este tipo se dificulta adicionalmente debido a que una lámina para invernaderos de este tipo no sería aplicable ni mucho menos sobre todas las plantas de manera uniforme, dado que el comportamiento biológico de cada planta, especialmente plantas útiles en láminas para invernaderos tales como pepinos, tomates, pimientos, judías verdes, melones etc., es completamente distinto en condiciones iguales.

Se conocen diversos experimentos para generar propiedades físicas de radiación de este tipo en materiales de plástico. A continuación se mencionan en este caso algunos.

El documento DE 199 43 169 describe un procedimiento para fabricar láminas o materiales compuestos de láminas termotrópicos. Las láminas descritas en este documento generan, en caso de sobrepasar una temperatura denominada temperatura de enturbiamiento, un enturbiamiento de las láminas mediante la disgregación de los componentes contenidos en la lámina con índices... [Seguir leyendo]

1. Uso de una lámina o placa que contiene:

a) un polímero parcialmente cristalino, termoplástico, opaco, b) partículas de nanoescala, sin superficie modificada del grupo de los semiconductores II-IV, concretamente

de óxido de estaño y óxido de indio, óxidos de indio y estaño de composición variable y óxidos de estaño dopados con antimonio, con un tamaño de partícula máximo inferior a 200 nm en un intervalo de concentración entre el 0, 01% en peso y el 5% en peso y

como materiales de cubierta para invernaderos en el sector agrario y de horticultura para aumentar los rendimientos de cosechas de plantas de tomate.