BR112015019157B1

BR112015019157B1 - mulch biodegradável para aplicações agrícolas

Info

Publication number: BR112015019157B1
Application number: BR112015019157A
Authority: BR
Inventors: Biel Borraz Alfonso; CIRUGEDA RANZENBERGER Alicia; Isabel MARÍ LEÓN Ana; María Pelacho Aja Ana; ZARAGOZA LARIOS Carlos; Moreno Valencia Carmen; Lahoz García Inmaculada; COSTA TURA Joan; Aibar Lete Joaquín; Ignacio MACUA GONZALEZ Juan; Martín Closas Lluis; María Moreno Valencia Marta; Luisa Suso Martínez De Bujo María; Vázquez García Nuria; MECO MURILLO Ramón
Original assignee: Sphere Group Spain S L
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2020-05-05
Also published as: AU2014217749A1; AU2014217749B2; RU2015139580A; CN104994722B; PL2957168T3; MA38420A1; US20160000022A1; TR201802518T4; ES2659231T3; ES2399135B1; ES2399135A1; ES2399135A8; EP2957168A1; WO2014125157A1; CA2900149A1; EP2957168A4; MA38420B1; EP2957168B1; CN104994722A; CA2900149C

Abstract

“mulch biodegradável para aplicações agrícolas” resumo mulch biodegradável do tipo usado em várias aplicações agrícolas, caracterizado em que é feito por extrusão multicamada a partir de uma mistura de dois polímeros biodegradáveis compostáveis que age em conformidade com a norma en13432 e que inclui amido de batata, um masterbatch preto e polímeros reciclados biodegradáveis. a invenção apresentada traz a principal vantagem de que o mulch se autodegrada em um curto período de tempo, tornando-se um material compostável que enriquece o solo, evitando as tarefas de coleta e limpeza que são necessárias em mulches convencionais. 1/1

Description

“MULCH BIODEGRADÁVEL

PARA APLICAÇÕES AGRÍCOLAS”

RELATÓRIO DESCRITIVO

1. Esta descrição refere-se, como seu título indica, a um mulch biodegradável do tipo usado em várias aplicações agrícolas, caracterizado por que é feito por extrusão multicamada a partir de uma mistura de dois polímeros biodegradáveis compostáveis que agem em conformidade com a norma EN13432 e que inclui amido de batata, um masterbatch preto e polímeros reciclados biodegradáveis.

Campo da invenção

2. A invenção refere-se ao campo de filmes plásticos ou mulches usados em aplicações agrícolas.

Estado da Técnica

3. Filmes plásticos ou mulches atualmente são largamente conhecidos e usados em diferentes tarefas agrícolas, a principal destas sendo mulching. Mulching é uma técnica que é usada para proteger colheitas e solo da ação de agentes atmosféricos, que além de outros efeitos, reduzem a qualidade de fruto, secam o solo, arrefecem o terreno e levam para longe ou lavam fertilizantes, aumentando custos. Esta técnica de cultivo tem aumentado consideravelmente o desempenho econômico de plantações e é aplicável a uma larga variedade de colheitas.

4. O mulching é comumente usado para colheitas em que mudas são plantadas e o principal alvo perseguido é proteger a colheita da proliferação de ervas daninhas e evitar seu crescimento impedindo desenvolvimento da planta. Além disso, a técnica mulching procura proteger colheitas e solo dos efeitos prejudiciais de agentes atmosféricos e deste modo fornece os seguintes benefícios para colheitas:

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5. - Previne o crescimento de ervas daninhas, visto que para a radiação de luz ativa fotossinteticamente de penetrar sob o plástico. Isto favorece uma colheita mais orgânica porque o uso de herbicidas é reduzido.

6. - Otimiza recursos hídricos uma vez que reduz evaporação de água do solo e por isto a secagem do solo.

7. - Otimiza a ação de fertilizantes prevenindo-os de serem lavados por água da chuva ou evaporados devido à ação do sol.

8. - Melhora a aparência e qualidade de fruto porque impede-os de entrar em contato direto com o solo.

9. - Proporciona maior precocidade de colheita do que seria o caso sem plástico.

10. O resíduo plástico agrícola causa problemas ambientais se é incinerado de uma forma descontrolada ou não é tratado ou armazenado apropriadamente. Entre estes problemas, os principais são contaminação de solo e água de superfície bem como impactos negativos na paisagem.

11. Os plásticos usados em mulching em terra agrícola são essencialmente polímeros de polietileno de baixa densidade (LDPE) que, em princípio, significa que eles são recicláveis, mas tem a desvantagem de requerer a tarefa de coletá-los, limpar restos de solo e transportá-los para reciclagem.

12. Embora a composição química deste resíduo de plástico não é uma desvantagem para reciclá-lo, o estado em que ele chega aos pontos de coleta é. A grande quantidade de solo que estes plásticos incorporam durante seu uso torna realmente difícil reciclá-los subsequentemente.

13. Um exemplo deste tipo de mulch biodegradável é descrito, por exemplo, em Modelo de Utilidade U200801310 “Film for crops”.

14. Algumas tentativas para usar materiais biodegradáveis são conhecidas. Por exemplo, patentes Espanholas P200501122 “Sack for agricultural use” e P200501019 “Sheet for agricultural use” usam papel de celulose biodegradável que é de uma resistência mais baixa e é mais difícil de fabricar.

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15. Além disso, há certas aplicações de polímeros biodegradáveis derivadas de batata, tal como, por exemplo, aquelas descritas em Modelos de Utilidade Espanhóis U201000437 “Multipurpose biodegradable and compostable bag”, U201000247 “Compostable rain cape” e em patente Espanhola E03250183 “Biodegradable containers that can become compost”, mas eles não são especificamente orientados em direção a filmes ou mulches para uso agrícola, que tem demandas muito mais altas em termos de requisitos de força mecânica.

Descrição da Invenção

16. Para solucionar os problemas que existem no presente com o uso de mulches e filmes para uso agrícola, foi idealizado o mulch biodegradável para aplicações agrícolas que é o objeto desta invenção, sendo feito por coextrusão multicamada a partir de uma mistura de dois polímeros biodegradáveis compostáveis que age em conformidade com a norma EN13432 e que inclui amido de batata, masterbatch preto e polímeros reciclados biodegradáveis.

17. Estes polímeros são feitos a partir de amido de batata, um tubérculo que se permite numerosas vantagens, tais como seu rendimento por hectare e seu nível de amido. Podem ser manuseados como materiais plásticos tradicionais, colorindo-os, de preto, neste caso, usando agentes corantes que são também compostáveis e biodegradáveis.

18. O material usado para os mulches agrícolas é um filme produzido em um extrusor, de preferência três camadas, com uma espessura de 15 mícrons (+/ -8%).

19. A extrusão de polímero é um processo industrial mecânico em que há uma ação de pressão, moldando o plástico que, por fluxo contínuo com pressão e empurrão, força-o através de um molde que dá a forma desejada. O polímero fundido é forçado a passar através de uma matriz de dimensionamento, também conhecida como um bocal, pelo impulso

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4/7 gerado pela ação rotativa de um fuso que gira concentricamente em uma câmara chamada um barril em temperaturas controladas, com uma separação milimétrica entre ambos os elementos. O material de polímero é alimentado via um funil de carga em uma extremidade da máquina e, pela ação de empurrão, derrete fluxos e mistura no barril e, na outra extremidade, um perfil geométrico predeterminado é obtido.

20. O polímero derrete devido à ação mecânica combinada com o aumento em sua temperatura a partir de aquecimento de barril. A ação mecânica inclui forças de corte e arraste que empurram o polímero em direção ao bocal e envolvem um aumento em pressão.

21. A primeira fusão que ocorre no sistema ocorre sobre a parede interior do barril sob a forma de um filme fino resultando do aumento na temperatura do material e subsequentemente também devido à fricção. Quando este filme cresce torna-se destacado da parede do barril devido à rotação do fuso em um movimento para frente e para trás e então uma varredura, formando um padrão semelhante a um vórtice ou um padrão rotativo com uma varredura final. Isto continua até que todo o polímero derreta.

22. O extrusor é alimentado com a composição mencionada previamente (mistura de materiais biodegradáveis e agente corante preto), que, quando derrete produz uma mistura homogênea dos materiais, proporcionando as propriedades técnicas do material que são requeridas para que seja aplicado no campo.

23. Há diferentes técnicas para extrudir polímeros e aquela usada de preferência para produzir o filme agrícola é coextrusão. Um coextrusor são três máquinas de extrusão que convergem para dentro de uma cabeça de extrusão única. O filme produzido por esta técnica é de preferência formado por três camadas que se unem para formar uma única camada.

24. Esta técnica de fabricação oferece uma gama de possibilidades muito ampla:

25. - As espessuras de cada camada podem ser variadas de modo que

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5/7 a soma das três é a espessura total do filme.

26. - Diferentes materiais e misturas de materiais podem ser introduzidos em cada uma das camadas para obter as propriedades finais desejadas, também sendo possível incluir materiais reciclados e reduzir a espessura de filme enquanto mantendo as propriedades desejadas.

27. O mulch destina-se a usos agrícolas, entre os quais podemos mencionar os seguintes: cobertura de colheitas para protegê-las, proteção de fruto, marcação dos limites da floresta, áreas de caça etc.

28. Após uso, o mulch decompõe devido ao efeito dos microrganismos no solo e é eliminado naturalmente, sem intervenção humana. Dependendo de sua espessura, irá degradar dentro de um período de entre três meses e um ano para gerar água, dióxido de carbono e biomassa, em conformidade com a norma EN13432. Desta maneira, mulches se tornam adubo que age como um fertilizante para agricultura.

Vantagens da Invenção

29. O mulch biodegradável para aplicações agrícolas que é apresentado traz múltiplas vantagens sobre os filmes atualmente disponíveis, sendo a mais importante aquela em que o mulch se autodegrada em um tempo curto de entre 3 meses e um ano, tornando-se um material compostável que enriquece e fertiliza o solo.

30. Outra importante vantagem é que são evitadas tarefas de coleta e limpeza necessárias com mulches convencionais, com as consequentes economias em custo e trabalho.

31. Outra vantagem desta invenção é que não há nenhum risco de contaminar o meio agrícola, o que tem um impacto sobre a melhor qualidade e a maior durabilidade de colheitas.

32. Outra das mais importantes vantagens a ser realçada é que a composição especial do filme consegue propriedades mecânicas que são semelhantes ou mesmo melhores do que aquelas de mulches usados convencionalmente, sem qualquer de suas desvantagens.

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33. Também vale a pena mencionar que o adubo produzido é compatível para uso em agricultura orgânica.

Modalidade Preferida da Invenção

34. O mulch biodegradável para aplicações agrícolas que é o objeto da presente invenção basicamente compreende biopolímeros biodegradáveis compostáveis A e B que agem em conformidade com a norma EN13432 e que inclui amido de batata, masterbatch preto e polímeros reciclados biodegradáveis. A proporção de cada um dos elementos é:

biopolímero A - entre 50 e 70% por peso, biopolímero B - entre 10 e 40% por peso, masterbatch preto - entre 5 e 10% por peso, e polímeros reciclados biodegradáveis - entre 0 e 30% por peso

35. Todas as proporções referem-se ao produto final.

36. O biopolímero A tem um tamanho de partícula de entre 1,5 e 2,4 mm, uma densidade fundida de entre 1,1 e 1,2 g/cm³, uma densidade de entre 1,2 e 1,3 g/cm3, uma densidade aparente de entre 740 e 800 kg/m3, e um índice de fluxo de fusão MFI de entre 2,5 e 5,5 g/ 10 min, em uma temperatura de 190 °C e com um peso de 5 kg sobre o pistão.

37. O biopolímero B tem um tamanho de partícula de entre 2 e 3 mm, uma densidade fundida de entre 1,1 e 1,3 g/cm3, uma densidade de entre 1,2 e 1,4 g/cm3, uma densidade aparente de entre 880 e 940 kg/m3, e um índice de fluxo de fusão MFI de entre 20 e 40 g/10 min, em uma temperatura de 190 °C e com um peso de 2,16 kg sobre o pistão.

38. O mulch biodegradável para aplicações agrícolas é fabricado por coextrusão com uma multicamada, de preferência, estrutura de três camadas. Sua espessura total é 15 mícrons (+/- 8%).

39. Testes experimentais executados produziram as seguintes

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7/7 características mecânicas para o mulch obtido, como pode ser visto na tabela abaixo:

Teste de Dart de Impacto (g)/ Teste de Dart	180

Opacidade (%) opacitado	95% +/- 8%

Fator do rasgo dm (mN)	Média (μ)	σ	max	min
Direção de Máquina	75,4	7,7	84,6	66,3

Fator do rasgo dt (mN)	Média ^(μ	σ	max	min
Direção transversal	277	20,5	287,2	246,2

Tração (N)	Média (μ)	σ
Direção de máquina	9,64	0,36
Direção transversal	5,81	0,34

Alongamento (%)	Média (μ)	σ
Direção de máquina	148,46	5,61
Direção transversal	234,68	18,20

Perfuração (N)	Média (μ)	σ
	10,64	1,28

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Mulch Biodegradável Para Aplicações Agrícolas, caracterizado por que a sua composição compreende:

- um biopolímero biodegradável compostável A que age em conformidade com a norma EN13432, que incorpora amido de batata em uma proporção de entre 50 e 70% por peso do produto final e que tem um tamanho de partícula de entre 1,5 e 2,4 mm, uma densidade fundida de entre 1,1 e 1,2 g/cm³, uma densidade de entre 1,2 e 1,3 g/cm³, uma densidade aparente de entre 740 e 800 kg/m3, e um índice de fluxo de fusão MFI de entre 2,5 e 5,5 g/10 min, em uma temperatura de 190°C e com um peso de 5 kg sobre o pistão,

- um biopolímero biodegradável compostável B que age em conformidade com a norma EN13432 e que inclui amido de batata em uma proporção de entre 10 e 40% por peso do produto final,

- um masterbatch preto em uma proporção de entre 5 e 10% por peso do produto final, e

- polímeros reciclados biodegradáveis em uma proporção de entre 0 e 30% por peso do produto final.
2. Mulch Biodegradável Para Aplicações Agrícolas, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o biopolímero B tem um tamanho de partícula de entre 2 e 3 mm, uma densidade fundida de entre 1,1 e 1,3 g/cm3, uma densidade de entre 1,2 e 1,4 g/cm3, uma densidade aparente de entre 880 e 940 kg/m3, e um índice de fluxo de fusão MFI de entre 20 e 40 g/10 min, em uma temperatura de 190°C e com um peso de 2,16 kg sobre o pistão.
3. Mulch Biodegradável Para Aplicações Agrícolas, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que tem uma estrutura

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2/2 multicamada coextrudada.
4. Mulch Biodegradável Para Aplicações Agrícolas, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizado por que tem uma estrutura de três camadas.
5. Mulch Biodegradável Para Aplicações Agrícolas, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a sua espessura total é 15 micra (+/-8%).