Agente de mejora del suelo y su uso.

Agente de mejora del suelo, especialmente para elevar la capacidad de absorción de agua y/o dealmacenamiento de agua de suelos,

presentando el agente de mejora del suelo un material de matriz hinchable enagua basado en al menos un polímero orgánico, habiéndose añadido al material de matriz partículas sólidasinorgánicas,

- comprendiendo el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua unidades estructurales basadasen hidratos de carbono, especialmente grupos funcionales basados en hidratos de carbono, estando lasunidades estructurales basadas en hidratos de carbono químicamente unidas al polímero orgánico medianteesterificación;

- poseyendo el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua una estructura esponjosa y/o porosaque presenta cavidades, estando las partículas sólidas inorgánicas incluidas en el polímero orgánico y/oestando las partículas sólidas inorgánicas unidas al polímero orgánico;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado de forma biológicamentedegradable bajo la acción de microorganismos;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado basado al menos en unpolímero superabsorbente (SAP) y derivándose de al menos un ácido carboxílico insaturado del grupo de ácidoacrílico, ácido metacrílico así como sus mezclas y ésteres, estando las unidades estructurales basadas enhidratos de carbono unidas al polímero orgánico mediante las funciones de ácido carboxílico, estandoesterificadas del 3% al 80% de las funciones de ácido carboxílico del polímero orgánico con unidadesestructurales basadas en hidratos de carbono; y

- presentando el agente de mejora del suelo, referido al agente de mejora del suelo, un contenido de monómeroresidual inferior al 1% en peso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/009390.

Solicitante: Arpolith GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Zum Flugplatz 21 46325 Borken ALEMANIA.

Inventor/es: WINDHOEVEL,VOLKER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C05G3/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C05 FERTILIZANTES; SU FABRICACION.C05G MEZCLAS DE FERTILIZANTES CUBIERTOS INDIVIDUALMENTE POR LAS DIFERENTES SUBCLASES DE LA CLASE C05; MEZCLAS DE UNO O VARIOS FERTILIZANTES CON PRODUCTOS QUE NO TIENEN ACTIVIDAD ESPECIFICA DE FERTILIZANTES, p. ej. PESTICIDAS, ACONDICIONADORES DE SUELOS, AGENTES HUMECTANTES (fertilizantes orgánicos que comprenden la adición de cultivos bacterianos, de micelio o similares C05F 11/08; fertilizantes orgánicos que contienen vitaminas u hormonas vegetales C05F 11/10 ); FERTILIZANTES CARACTERIZADOS POR SU FORMA. › C05G 3/00 Mezclas de uno o más fertilizantes con materiales que no tienen una específica actividad fertilizante. › con acondicionadores del suelo.

PDF original: ES-2403207_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Agente de mejora del suelo y su uso La presente invención se refiere a un agente de mejora del suelo (coadyuvante para el suelo) según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a su uso, especialmente para mejorar la calidad del suelo, especialmente para elevar la capacidad de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua de suelos y/o para mullir (por ejemplo, airear) suelos (por ejemplo, en agricultura, en viticultura, horticultura y paisajismo, para campos deportivos, de golf, jardines, campos de hierba y picaderos, para el ajardinamiento de tejados, para la consolidación de terrenos, especialmente en laderas, para combatir la desertificación en regiones áridas, para la promoción y regulación del crecimiento de plantas o similares) .

Por el estado de la técnica se conocen numerosos agentes de mejora del suelo. Sin embargo, frecuentemente estos no poseen la eficiencia deseada, especialmente en cuanto a un efecto promotor del crecimiento vegetativo. Además, no siempre se garantiza una biocompatibilidad suficiente.

Así, el documento DE 295 16 675 U1 describe un coadyuvante para el suelo que almacena agua que contiene un hidrogel, alginato y, dado el caso, arcilla. El material allí descrito no contiene cantidades suficientes de nutrientes para las plantas. Tampoco es posible una provisión a largo plazo retardada de los nutrientes para las plantas. Además, los hidrogeles no siempre presentan una capacidad suficiente de absorción de agua y de almacenamiento de agua y conducen además en mayores cantidades a una aireación deficiente del suelo, de manera que puede producirse la podredumbre de las raíces de la vegetación en cuestión.

Además, en el estado de la técnica también se consideraron los llamados materiales poliméricos superabsorbentes (SAP) para la preparación de agentes de mejora del suelo. Hasta la fecha, los llamados polímeros superabsorbentes (SAP) se han usado, debido a sus altas propiedades de hinchamiento y su capacidad de absorción de agua, preferentemente en la industria de la higiene, así, por ejemplo, en pañales, compresas, etc.

En el documento DE 101 30 427 A1 o el documento WO 03/000621 A1 correspondiente, así como en el documento DE 10 2005 021 221 A1 o el documento WO 2006/119828 A1 correspondiente se han descrito, respectivamente, polímeros hinchables con agua porosos con estructura de esponja y propiedades superabsorbentes, especialmente basados en ácido poliacrílico, junto con fibras vegetales y aditivos inorgánicos y orgánicos que deben ser adecuados como agente de mejora del suelo. Los polímeros orgánicos se basan especialmente en homopolímeros o copolímeros del ácido acrílico con funciones de ácido carboxílico libres, presentando los materiales allí descritos propiedades de almacenamiento de agua y, en consecuencia, entre otras cosas, se usarán como agente de mejora del suelo. Sin embargo, como las composiciones allí descritas poseen grupos carboxilo libres, presentan una susceptibilidad a álcalis relativamente alta, lo que conduce a una hinchabilidad o absorción de agua reducida. El material allí descrito tampoco es suficientemente biocompatible y está suficientemente biodisponible en todos los casos, especialmente no se degrada suficientemente rápido. Además, el material allí descrito tiende a una formación de gel no deseada con el uso a largo plazo en suelos, lo que es un impedimento en cuanto al crecimiento de la planta, especialmente puede perjudicar la formación de raíces. En el caso de adición de aditivos, especialmente nutrientes para las plantas, no se da el efecto a largo plazo, especialmente la liberación retardada, ya que estas sustancias sólo están añadidas por separado a la mezcla allí descrita, pero no están unidas eficazmente a estas. El comportamiento de hinchamiento tampoco es reversible en todas las condiciones, de manera que el agua almacenada del material allí descrito no puede liberarse de nuevo sin más a las plantas. Finalmente, los procedimientos de preparación allí descritos conducen a un contenido de monómero residual relativamente alto en el producto final, lo que es perjudicial en el uso como coadyuvante para el suelo con respecto al crecimiento vegetativo.

Otros agentes de mejora del suelo, así como polímeros para los mismos y procedimientos para su preparación están desvelados en los documentos US 2005/159315, US 2004/011102, WO 91/11410 y WO 03/000621.

Por tanto, un objetivo de la presente invención consiste en evitar al menos en gran medida las desventajas del estado de la técnica anteriormente expuesto o bien por lo menos atenuarlas.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un producto nuevo y mejorado en comparación con los productos existentes del estado de la técnica y sus aplicaciones que esté en situación de, por una parte, reunir entre sí las distintas sustancias contenidas, especialmente componentes sólidos así como líquidos, por así decirlo como aglutinantes, dando un homogeneizado y, por otra parte, mantener la capacidad de medio de almacenamiento de agua.

Por otra parte, otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un agente de mejora del suelo con buena degradabilidad biológica que, al elevar el carácter hidrófilo, presente al mismo tiempo una capacidad de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua o capacidad de hinchamiento mejorada.

Por tanto, para resolver el planteamiento de objetivos explicado, la presente invención propone un agente de mejora del suelo según la reivindicación 1; otras configuraciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Otro objeto de la presente invención es el uso del agente de mejora del suelo según la invención como está definido en las reivindicaciones de uso en cuestión.

Por tanto, es objeto de la presente invención - según un primer aspecto de la presente invención - un agente de mejora del suelo (sustancia auxiliar para el suelo que es especialmente adecuada para elevar la capacidad de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua de suelos, presentando el agente de mejora del suelo un material de matriz hinchable en agua basado en al menos un polímero orgánico, habiéndose añadido al material de matriz partículas sólidas inorgánicas; el agente de mejora del suelo según la invención se caracteriza porque el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua comprende unidades estructurales basadas en hidratos de carbono, especialmente grupos funcionales basados en hidratos de carbono,

estando las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono químicamente unidas al polímero orgánico mediante esterificación;

- poseyendo el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua una estructura esponjosa y/o porosa que presenta cavidades, estando las partículas sólidas inorgánicas incluidas en el polímero orgánico y/o estando las partículas sólidas inorgánicas unidas al polímero orgánico;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado de forma biológicamente degradable bajo la acción de microorganismos;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado basado en al menos un polímero superabsorbente (SAP) y derivándose de al menos un ácido carboxílico insaturado del grupo de ácido acrílico, ácido metacrílico, así como sus mezclas y ésteres, estando las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono unidas al polímero orgánico mediante las funciones de ácido carboxílico, estando esterificadas del 3% al 80% de las funciones de ácido carboxílico del polímero orgánico con unidades estructurales basadas en hidratos de carbono; y

- presentando el agente de mejora del suelo, referido al agente de mejora del suelo, un contenido de monómero residual inferior al 1% en peso.

Mediante la modificación de la estructura orgánica del polímero mediante unidades estructurales basadas en hidratos de carbono se mejora significativamente, por una parte, la biocompatibilidad, especialmente la biodisponibilidad y/o degradabilidad biológica, del agente de mejora del suelo según la invención. Por otra parte, mediante esto, como todavía se explica a continuación, según la tecnología de la producción también se consigue una clara simplificación o mejora, ya que en el marco de la presente invención puede renunciarse a aditivos especiales en el marco del proceso de preparación, especialmente del proceso de polimerización, lo que es especialmente importante en la reacción a escala industrial y conduce a ahorros y simplificaciones significativos en el transcurso del procedimiento. Además, mediante esto también se influye positivamente o mejora significativamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Agente de mejora del suelo, especialmente para elevar la capacidad de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua de suelos, presentando el agente de mejora del suelo un material de matriz hinchable en agua basado en al menos un polímero orgánico, habiéndose añadido al material de matriz partículas sólidas inorgánicas,

- comprendiendo el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua unidades estructurales basadas en hidratos de carbono, especialmente grupos funcionales basados en hidratos de carbono, estando las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono químicamente unidas al polímero orgánico mediante esterificación;

- poseyendo el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua una estructura esponjosa y/o porosa que presenta cavidades, estando las partículas sólidas inorgánicas incluidas en el polímero orgánico y/o estando las partículas sólidas inorgánicas unidas al polímero orgánico;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado de forma biológicamente degradable bajo la acción de microorganismos;

- estando el polímero orgánico del material de matriz hinchable en agua configurado basado al menos en un polímero superabsorbente (SAP) y derivándose de al menos un ácido carboxílico insaturado del grupo de ácido acrílico, ácido metacrílico así como sus mezclas y ésteres, estando las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono unidas al polímero orgánico mediante las funciones de ácido carboxílico, estando esterificadas del 3% al 80% de las funciones de ácido carboxílico del polímero orgánico con unidades estructurales basadas en hidratos de carbono; y

- presentando el agente de mejora del suelo, referido al agente de mejora del suelo, un contenido de monómero residual inferior al 1% en peso.

2. Agente de mejora del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero orgánico está configurado reticulado, especialmente reticulado estructuralmente, produciéndose especialmente la reticulación mediante reticulantes difuncionales, especialmente mediante dioles.

3. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero orgánico es un poliacrilato o polimetacrilato, preferentemente un poliacrilato o polimetacrilato reticulado, especialmente reticulado estructuralmente, con especial preferencia un poliacrilato especialmente reticulado, preferentemente reticulado estructuralmente.

4. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero orgánico es un poliacrilato o polimetacrilato especialmente reticulado, preferentemente reticulado transversalmente, estando esterificadas al menos el 3%, preferentemente al menos el 5%, preferentemente al menos el 10% y/o especialmente hasta el 80%, preferentemente hasta el 50%, con especial preferencia hasta el 25% de las funciones de ácido carboxílico del polímero orgánico con unidades estructurales basadas en hidratos de carbono y/o estando esterificadas del 3% al 80%, preferentemente del 5% al 50%, preferentemente del 10% al 25% de las funciones de ácido carboxílico del polímero orgánico con unidades estructurales basadas en hidratos de carbono.

5. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero orgánico es un poliacrilato o polimetacrilato especialmente reticulado, preferentemente reticulado transversalmente, conteniendo el polímero orgánico unidades estructurales basadas en hidratos de carbono en una relación en peso de polímero orgánico/unidades estructurales basadas en hidratos de carbono 1 : 1, especialmente 2 : 1, preferentemente 2, 5 : 1, con especial preferencia 3 : 1, de manera muy especialmente preferida 4 : 1 y/o conteniendo el polímero orgánico unidades estructurales basadas en hidratos de carbono en una relación en peso de polímero orgánico/unidades estructurales basadas en hidratos de carbono en el intervalo de 1 : 1 a 50 : 1, especialmente de 2 : 1 a 20 : 1, preferentemente de 3 : 1 a 10 : 1, con especial preferencia de 4 : 1 a 6 : 1.

6. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono están configuradas iguales o distintas, estando presentes especialmente en el caso de unidades estructurales distintas entre sí al menos dos, preferentemente al menos tres unidades estructurales distintas entre sí y/o porque las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono están configuradas basadas en compuestos sacáricos, especialmente del grupo de mono-, di-, oligo- y polisacáridos y sus mezclas.

7. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono están configuradas basadas en compuestos orgánicos con un grupo carbonilo que forma hemiacetal y al mismo tiempo varios grupos hidroxi en la molécula, especialmente polihidroxialdehídos (aldosas) y polihidroxicetonas (cetosas) , así como compuestos derivados de los mismos, así como sus oligo- y policondensados y/o porque las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono están configuradas basadas en compuestos que están seleccionados del grupo de glucosa; sacarosa; celulosa y derivados de celulosa, especialmente éteres y ésteres de celulosa; almidón y derivados de almidón, especialmente éter de almidón; melaza así como sus mezclas y/o porque las unidades estructurales basadas en hidratos de carbono están configuradas basadas en glucanos, preferentemente homoglucanos.

8. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el agente de mejora del suelo están presentes partículas sólidas inorgánicas iguales o distintas entre sí, estando presentes especialmente en el caso de partículas sólidas inorgánicas distintas entre sí al menos dos, preferentemente al menos tres partículas sólidas inorgánicas distintas entre sí.

9. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sólido inorgánico se selecciona de rocas minerales, especialmente polvos de roca y/o una forma finamente molida, y/o porque el sólido inorgánico se selecciona del grupo de basalto, bentonita, piedra pómez, calcita, rocas de carbonato, diabasa, dolomita, rocas eruptivas, feldespato, vidrio molido, vidrios, mica, gneis, grauvaca, tierras silíceas, tierra de diatomeas, ácido silícico, creta, rocas ígneas, magnesita, rocas de óxidos metálicos, rocas meteoríticas, montmorillonita, pirita, cuarzo, arena de cuarzo, pizarra, rocas sedimentarias, rocas de silicato, rocas de sulfato, arcillas, rocas arcillosas, tierra de trass, tobas, cenizas volcánicas, rocas volcánicas y sus mezclas.

10. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las partículas sólidas inorgánicas están incorporados en el material de matriz formado por el polímero orgánico y/o porque las partículas sólidas inorgánicas están unidas al material de matriz formado por el polímero orgánico.

11. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las partículas de carga inorgánicas están presentes en cantidades del 10 al 90% en peso, especialmente del 30 al 80% en peso, preferentemente del 50 al 75% en peso referido al agente de mejora del suelo y/o porque las partículas de carga inorgánicas presentan tamaños de partícula (absolutos) º 2.000 μm, especialmente º 1.000 μm, preferentemente º 500 μm, con especial preferencia º 250 μm, encontrándose especialmente al menos el 90%, preferentemente al menos el 95%, preferentemente al menos el 99% de las partículas de carga inorgánicas dentro del intervalo de valores previamente mencionado y/o porque las partículas de carga inorgánicas presentan tamaños de partícula (absolutos) en el intervalo de 1 nm a 2.000 μm, especialmente de 10 nm a 1.000 μm, preferentemente de 20 nm a 500 μm, con especial preferencia de 50 nm a 250 μm, encontrándose especialmente al menos el 90%, preferentemente al menos el 95%, preferentemente al menos el 99%, de las partículas de carga inorgánicas dentro del intervalo de valores previamente mencionado.

12. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente de mejora del suelo está configurado de forma semifluida, especialmente fluida, y/o porque el agente de mejora del suelo presenta una densidad aparente en el intervalo de 200 a 900 g/l, especialmente de 500 a 800 g/l, preferentemente de 550 a 750 g/l, con especial preferencia de 600 a 700 g/l, y/o porque el agente de mejora del suelo presenta un valor de pH con la adición de agua en el intervalo de 4 a 8, especialmente de 5 a 7, y/o porque el agente de mejora del suelo presenta una conductividad inferior a 2.000 μS/cm, especialmente inferior a 1.500 μS/cm, preferentemente inferior a 1.000 μS/cm, y/o porque el agente de mejora del suelo está procesado en cuerpos moldeados, especialmente pellas, granos, esferas, gránulos, discos, placas o similares.

13. Agente de mejora del suelo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente de mejora del suelo está configurado en forma de partículas y presenta especialmente un tamaño de grano (absoluto) en el intervalo de 0, 01 a 20 mm, especialmente de 0, 1 a 10 mm, preferentemente de 1 a 8 mm, encontrándose especialmente al menos el 90%, preferentemente al menos el 95%, preferentemente al menos el 99%, de las partículas del agente de mejora del suelo dentro del intervalo de valores previamente mencionado y/o porque el agente de mejora del suelo posee un comportamiento de hinchamiento dependiente del tiempo, poseyendo especialmente el agente de mejora del suelo una absorción de agua en el transcurso de una hora de al menos 10 veces, especialmente al menos 15 veces, preferentemente al menos 20 veces, con especial preferencia al menos 25 veces su propio peso y/o porque el agente de mejora del suelo posee una capacidad reversible de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua.

14. Uso del agente de mejora del suelo según las reivindicaciones precedentes para mejorar la calidad del suelo, especialmente para elevar la capacidad de absorción de agua y/o de almacenamiento de agua de suelos y/o para mullir suelos, especialmente en agricultura, en viticultura, horticultura y paisajismo, para campos deportivos, de golf, jardines, campos de hierba y picaderos, o para el ajardinamiento de tejados o para la consolidación de terrenos, especialmente en laderas, para combatir la desertificación en regiones áridas o para la promoción y regulación del crecimiento de plantas.

15. Uso del agente de mejora del suelo según las reivindicaciones precedentes como acumulador reversible de agua y, dado el caso, de principios activos, especialmente en combinación con herbicidas, pesticidas, fungicidas, fertilizantes, aceleradores y reguladores del crecimiento de plantas y microorganismos, o como acelerador de la germinación en combinación con semillas, o caracterizado porque el agente de mejora del suelo se incorpora en el suelo, especialmente se mezcla con él.


 

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