ES2215783T3 - Empleo de agentes tensioactivos anionicos en espumas calientes para la eliminacion de plantas indeseables. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la eliminación de plantas indeseables por medio de espuma caliente, mezclándose agua caliente con aire caliente bajo presión, formándose de este modo una espuma, que se aplica sobre las plantas, conteniendo el agua agentes tensioactivos aniónicos, en caso dado en combinación con otros agentes auxiliares y aditivos, caracterizado porque los agentes tensioactivos aniónicos son seleccionados a partir de los grupos de sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono y/o de mono- y disuccinatos, y sus derivados con 8 a 22 átomos de carbono por cadena de alquilo.

Description

Empleo de agentes tensioactivos aniónicos en espumas calientes para la eliminación de plantas indeseables.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de plantas indeseables por medio de espuma caliente, así como al empleo de agentes tensioactivos aniónicos en espumas calientes para la eliminación de plantas indeseables.

La eliminación del crecimiento de plantas indeseables se efectúa regularmente mediante empleo de substancias químicas, que son nocivas para las plantas directa o indirectamente, y conducen a la destrucción de la vegetación. Sin embargo, los productos químicos que se emplean en este sector no sólo son tóxicos para las plantas, sino que también pueden ser peligrosos para hombres y animales. Además, en este caso se trata frecuentemente de substancias que son difícilmente biodegradables, o no lo son en absoluto, o se concentran en la cadena de vegetación. El empleo de tales agentes químicos de destrucción de malas de hierbas (herbicidas), está limitado en gran medida, y requiere cualificaciones especiales por parte del personal de servicio. Además de los métodos químicos para la destrucción de malas hierbas, también existen procedimientos mecánicos. En este caso es especialmente eficiente el empleo de aire caliente y/o agua caliente. En tales procedimientos se pulveriza sobre las plantas aire caliente y/o agua caliente, fundiéndose la capa de crecimiento (la denominada cutícula) sobre las superficies de plantas, y llegando a las plantas debido a esta lesión. Las ventajas de este procedimiento en comparación con los agentes químicos son evidentes. No existe el peligro de contaminación del ambiente; además, no es necesario un personal de servicio formado especialmente.

Además del empleo de vapor de agua caliente, también es estado de la técnica el empleo de espumas calientes para la destrucción del crecimiento vegetal indeseable. De este modo, la AU-A 39335/97 describe un procedimiento para el control de vegetación, aplicándose agua caliente bajo presión sobre la superficie de las plantas, para destruir las plantas de este modo. En este caso, según la manifestación de este documento se puede emplear tanto agua caliente por sí misma, como también vapor caliente, o mezclas. La US 5,575,111 describe igualmente un procedimiento para la destrucción y control de vegetación indeseable, combinándose una mezcla de agua caliente y vapor caliente bajo presión para dar una espuma caliente, que se aplica sobre las plantas, y consigue la acción deseada en las mismas mediante destrucción de la cutícula. El documento da a conocer además que el empleo de espumas en el sentido de la enseñanza de este documento es especialmente ventajoso, ya que el tiempo de contacto entre espuma caliente y la superficie de plantas es más largo que en la aplicación de vapor de agua caliente. Esto conduce a una eliminación más minuciosa y eficiente de malas hierbas. Para la generación de la espuma, la US 5,575,111 enseña el empleo de agentes tensioactivos, pero no da una información concreta sobre su estructura, o bien la cantidad de agente tensioactivo.

A pesar del empleo de espuma, a modo de ejemplo en el sentido de la US 5,575,111 citada anteriormente, para una destrucción, o bien control más eficiente del crecimiento vegetal indeseable, también este procedimiento muestra aún inconvenientes en la práctica. De este modo, es necesario que la espuma permanezca estable durante un cierto tiempo mínimo, preferentemente 20 a 200 segundos, siendo significativa también la estructura de la espuma, esto es, siendo lo más finamente porosa posible. Por otro lado, la espuma no debe permanecer estable demasiado tiempo, sino que se debe descomponer en un intervalo de tiempo estimable. El problema que soluciona la presente invención es, por lo tanto, la puesta a disposición de un procedimiento mejorado para la destrucción del crecimiento vegetal indeseable mediante espuma caliente. Los inconvenientes mostrados anteriormente se pueden solucionar, según la invención, mediante selección de determinados agentes tensioactivos.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención un procedimiento para la eliminación de plantas indeseables por medio de espuma caliente, en el que se mezcla agua caliente con aire caliente bajo presión, y de este modo se forma una espuma que se aplica sobre la superficie de plantas, conteniendo el agua agentes tensioactivos aniónicos, en caso dado en combinación con otras substancias auxiliares y aditivos. La obtención de espuma caliente se puede efectuar según todos los métodos conocidos a tal efecto por el especialista. La US-A-3 463 231 y la US-A- 3637021 describen en el empleo de espuma caliente con adición de agentes tensioactivos aniónicos para la depuración de plataformas de extracción. Los agentes tensioactivos aniónicos preferentes son sulfonatos de alfa-olefina y sulfonatos de alquilbenceno. En este caso, remítase sólo de manera ejemplar a la enseñanza de la US 5,575,111, o la ya citada AU-A-39335/97. Las correspondientes instalaciones para la generación de tales espumas calientes se dan a conocer, a modo de ejemplo, en la WO 99/02033. Por regla general, para la generación de una espuma caliente se mezcla agua caliente y aire caliente bajo presión, y se aplica sobre las plantas la espuma que se forma entonces, mediante un dispositivo correspondiente. La temperatura de la espuma caliente se debe situar en un intervalo que sea suficiente para fundir la capa de cera sobre la superficie de las plantas. Preferentemente la temperatura de la espuma caliente en el procedimiento según la invención se sitúa en el intervalo de 70 a 120ºC, en especial en el intervalo de 75 a 110ºC, y muy especialmente en el intervalo de 80 a 100ºC. Según el procedimiento de generación de espuma empleados se mezcla un 80 a un 85% en volumen de aire caliente con un 5 a un 20% en volumen de agua caliente, para generar correspondientes espumas calientes. El agua, o bien el aire, se calienta antes de la generación de espuma, y precisamente, de modo preferente, a temperaturas de 60 a 100ºC, pudiéndose calentar el aire también a temperaturas más elevadas, a modo de ejemplo hasta 150ºC. El vapor caliente se genera mediante mezclado de agua con aire a presión, siendo preferente una presión de aire en el intervalo de 1.000 a 10.000 kPa.

En este punto obsérvese que, con las espumas calientes, se pueden eliminar no sólo plantas indeseables, sino también insectos, hongos, bacterias, virus, etc.

Es esencial para la invención el empleo de agentes tensioactivos aniónicos en agua para la generación del vapor caliente. Se ha mostrado que, conforme a la enseñanza según la invención, se obtienen espumas calientes que consiguen condiciones óptimas para la destrucción de la vegetación en su tiempo de espumado, y en la consistencia de espuma. Como agentes tensioactivos aniónicos, que se pueden emplear en el ámbito de la presente enseñanza técnica, se han mostrado ventajosos preferentemente sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono. La obtención de tales sulfatos de alquilo es conocida por el especialista, esterificándose, a modo de ejemplo, un alcohol graso con ácido sulfúrico, y neutralizándose a continuación. Los procedimientos más modernos emplean ácido clorosulfónico en exceso reducido como agente de sulfatado. Actualmente, el sulfatado con trióxido de azufre diluido en gas natural es elemento seleccionado en instalaciones técnicas. Los sulfatos de alquilo según la presente invención se derivan de alcoholes grasos primarios con 8 a 22, preferentemente 12 a 18 átomos de carbono. Preferentemente se emplean alcoholes grasos primarios no ramificados, a modo de ejemplo alcohol caprílico, alcohol pelargónico, alcohol caprínico, alcohol laurico, alcohol mirístico, alcohol palmítico, alcohol esteárico, alcohol araquidílico y alcohol behénico. También estos se hacen reaccionar para dar los correspondientes sulfatos de alquilo según métodos conocidos por el especialista.

Además de los sulfatos de alquilo, se pueden emplear también etersulfatos de alquilo graso como agentes tensioactivos aniónicos en el ámbito de la presente enseñanza técnica. También los etersulfatos de alquilo graso, abreviados etersulfatos, son compuestos conocidos por el especialista, que se obtienen mediante reacción de los correspondientes oxetilatos con ácido aminosulfónico, ácido clorosulfónico, pero preferentemente por medio de trióxido de azufre gaseoso, en reactores de sulfatado breve. Preferentemente se emplean etersulfatos con 8 a 18 átomos de carbono. Se pueden emplear también etersulfatos, partiendo de etoxilatos de alcohol graso con 12 a 15 átomos de carbono con 2 a 3 moles de alcohol graso como substancias de partida. Como también los sulfatos de alquilo graso descritos anteriormente, se emplean los etersulfatos de alquilo graso preferentemente en forma de sus sales, preferentemente sales alcalinas o alcalinotérreas, y en especial las sales sódicas, en el procedimiento según la invención. Como clase adicional de agentes tensioactivos aniónicos especialmente preferentes se han mostrado sulfosuccinatos. En este caso, se trata de compuestos conocidos por el especialista, haciéndose reaccionar, por ejemplo, maleinatos con bisulfito sódico. Se pueden emplear tanto mono-, como también diésteres de ácido sulfosuccínico. Además de sulfosuccinatos como tales, se emplean también sus derivados, y en este caso, preferentemente los sulfosuccinatos de alcanolamidas de ácido graso, en el ámbito de la presente enseñanza técnica. Son igualmente preferentes las amidas de ácido sulfosuccínico, convenientemente hidrosolubles, los denominados sulfosuccinamatos, que se obtienen mediante reacción de aminas grasas con 8 a 22 átomos de carbono con anhídrido de ácido maleico, y subsiguiente adición de bisulfito sódico. Las cadenas de alquilo de amidas de ácido sulfosuccínico contienen preferentemente 8 a 22 átomos de carbono en cada caso. Los sulfosuccinatos obedecen a la fórmula general (I)

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representando R un resto alquilo con 8 a 22 átomos de carbono, y X un anión, preferentemente un ion sodio.

Como substancias especialmente preferentes se han mostrado, por una parte, la sal sódica de laurilsulfato, y por otra parte la sal disódica de sulfosuccinamatos de alquilo con 16 a 18 átomos de carbono. Por lo tanto, su empleo en el presente procedimiento es especialmente preferente. Según la invención, se emplean los agentes tensioactivos aniónicos en agua en cantidades de un 0,1 a un 25% en peso, preferentemente de un 0,1 a un 15% en peso, y en especial de un 0,25 a un 8% en peso. Los datos cuantitativos en la presente solicitud se refieren, en tanto no se indique lo contrario, siempre a % en peso de substancia activa, referido al agua requerida para la obtención de espuma caliente.

Además, se ha mostrado ventajoso configurar el procedimiento según la invención en el sentido de que, además de los agentes tensioactivos aniónicos, estén contenidos otros aditivos, preferentemente aquellos del grupo de polihidroxicompuestos orgánicos, y sus derivados en agua. Como polihidroxicompuestos apropiados, o bien sus derivados, han dado buen resultado especialmente (oligo)glicósidos de alquilo. Los oligoglicósidos de alquilo y/o alquenilo constituyen agentes tensioactivos no iónicos conocidos, que siguen la fórmula (II)

(II),R^{1}O-[G]_{p}

en la que R^{1} representa un resto alquilo y/o alquenilo con 4 a 22 átomos de carbono, G representa un resto sacárico con 5 ó 6 átomos de carbono, y p representa los números 1 a 10. Se pueden obtener según los procedimientos pertinentes de química orgánica preparativa. De manera representativa para la extensa literatura, remítase en este caso al trabajo de recopilación de Biermann et al. en Starch/Stärke 45, 281 (1993), B. Salka en Cosm. Toil. 108, 89 (1993), así como J. Kahre et al. en SÖFW-Journal, número 8, 598 (1995).

Los oligoglicósidos de alquilo y/o alquenilo se pueden derivar de aldosas, o bien cetosas, con 5 ó 6 átomos de carbono, preferentemente de glucosa. Los oligoglicósidos de alquilo y/o alquenilo preferentes son, por consiguiente, oligoglucósidos de alquilo y/o alquenilo. El índice p en la fórmula general (II), indica el grado de oligomerizado (DP), es decir, la distribución de mono- y oligoglicósidos, y representa un número entre 1 y 10. Mientras que p en un compuesto dado debe ser siempre un valor numérico entero, y en este caso debe adoptar, sobre todo, los valores p = 1 a 6, el valor p para un oligoglicósido de alquilo determinado es una magnitud matemática determinada por vía analítica, que constituye casi siempre un número fraccionario. Preferentemente se emplean oligoglicósidos de alquilo y/o alquenilo con un grado de oligomerizado medio p de 1,1 a 3,0. Desde el punto de vista técnico de aplicación son preferentes aquellos oligoglicósidos de alquilo y/o alquenilo cuyo grado de oligomerizado es menor que 1,7, y se sitúa especialmente entre 1,2 y 1,4. El resto alquilo, o bien alquenilo R^{1}, se puede derivar de alcoholes primarios con 4 a 18, preferentemente 8 a 12 átomos de carbono. Son ejemplos típicos butanol, alcohol caprónico, alcohol caprílico, alcohol caprínico y alcohol undecílico, así como sus mezclas técnicas, como se obtienen, a modo de ejemplo, en el hidrogenado de ésteres metílicos de ácidos grasos, o en el desarrollo de hidrogenado de aldehídos a partir de la oxosíntesis de Roelen. Son preferentes oligoglucósidos de alquilo de longitud de cadena C_{8}-C_{10} (DP = 1 a 3), como cabeza en la separación por destilación de alcohol graso de coco técnico con 8 a 18 átomos de carbono, y que pueden estar impurificados con una fracción de menos de un 6% en peso de alcohol con 12 átomos de carbono, así como oligoglucósidos de alquilo a base de oxoalcoholes técnicos con 9 a 11 átomos de carbono (DP = 1 a 3). Además, el resto alquilo, o bien alquenilo R^{1}, se puede derivar también de alcoholes primarios con 12 a 22, preferentemente 12 a 14 átomos de carbono. Son ejemplos típicos alcohol laurico, alcohol mirístico, alcohol cetílico, alcohol palmoleico, alcohol esteárico, alcohol isoesteárico, alcohol oleico, alcohol elaídico, alcohol petrosélico, alcohol aráquico, alcohol gadoléico, alcohol behénico, alcohol erúcico, alcohol brasídico, así como sus mezclas técnicas, que se pueden obtener como se describe anteriormente. Son preferentes oligoglucósidos de alquilo a base de alcohol de coco endurecido con 12 a 14 átomos de carbono, con un DP de 1 a 3.

Además, es preferente el empleo concomitante de glicerina en agua, que se mezcla con aire para la generación de vapor caliente. No obstante, también son empleables otros polihidroxicompuestos en el sentido de la enseñanza técnica reivindicada, a modo de ejemplo mono- y diésteres de sorbitanos con ácidos grasos, por ejemplo mono-(di)-laurato, -oleato, -palmitato, -estearato de sorbitano. Además son apropiadas glucosa, fructosa, melaza, caña de azúcar, sorbita, dextrina y oligoglicerinas.

En el ámbito de la enseñanza según la invención, también se pueden emplear los aditivos combinados entre sí. En principio, se emplean los aditivos en agua en cantidades (referidas a substancia activa) de un 0,1 a un 25% en peso, preferentemente un 0,1 a un 20% en peso, y en especial de un 0,1 a un 15% en peso. Los preparados acuosos tensioactivos, que se emplean para la generación de vapor caliente en el procedimiento según la invención, presentan preferentemente valores de pH alcalinos, y en especial en el intervalo de 8 a 12.

Otra forma de acondicionamiento ventajoso de la enseñanza inventiva consiste en añadir al agua diversos agentes tensioactivos aniónicos para la preparación de vapor caliente. En este contexto es especialmente preferente la combinación de sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono, y de sulfosuccinatos, o bien sus derivados, con 8 a 22 átomos de carbono. En este caso, es especialmente preferente emplear ambos agentes tensioactivos en proporciones cuantitativas (referidas respectivamente a substancia activa) de sulfato de alquilo respecto a sulfosuccinato en el intervalo de 1 : 1 a 100 : 1, y preferentemente en el intervalo de 50 : 1 a 30 : 1.

Para el estabilizado adicional de espumas en el procedimiento según la invención se ha mostrado ventajoso añadir al agua, antes de la adición de aire, pero tras la adición de agentes tensioactivos, seleccionados a partir del grupo de poliacrilatos o de heterosacáridos polímeros modificados con aniones. Del último grupo se ha mostrado especialmente ventajoso la goma de xantano. En el caso de goma de xantano se trata de un heteropolisacárido aniónico microbiano. Se produce por Xanthomonas campestris y algunas otras especies bajo condiciones aerobias. Se forma goma de xantano a partir de una cadena con glucosa \beta-1,4-enlazada (celulosa) con cadenas laterales. La estructura de los subgrupos ("repeated units") está constituida por glucosa, manosa, ácido glucurónico, acetato y piruvato. El número de unidades piruvato determina la viscosidad de la goma de xantano. Otros polímeros apropiados son almidón y derivados de celulosa polímeros, así como guar, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilguar, alginatos, ácidos poliacrílicos.

La cantidad de polímero que se debe añadir en el procedimiento según la invención se sitúa preferentemente en el intervalo de un 0,01 a un 1% en peso (referido a substancia activa). Los vapores calientes obtenidos según el presente procedimiento son finamente porosos, y estables durante un intervalo de tiempo suficiente. Otro aspecto de la presente invención se refiere a la formulación de las disoluciones acuosas según la invención para la generación de vapor caliente. Se puede emplear tanto una disolución combinada con agentes tensioactivos aniónicos, y en caso dado activos, como también una disolución acuosa que contiene agentes tensioactivos por separado, junto con una segunda disolución o dispersión que contiene aditivos adicionales. El mezclado de ambas formulaciones líquidas se efectúa inmediatamente en el empleo, es decir, la generación de vapor caliente. Esto puede ser ventajoso si la combinación de agentes tensioactivos aditivos no presenta, por ejemplo, estabilidad al almacenaje suficiente. De este modo, se ha mostrado ventajoso formular poliacrilatos o goma de xantano independientemente del componente tensioactivo.

En el caso de empleo para la destrucción de malas hierbas, se llega a una transferencia de calor eficiente entre espuma y planta, que conduce a una rápida y completa destrucción del crecimiento vegetal indeseable.

El procedimiento según la invención se puede emplear muy generalmente en calles y superficies, a modo de ejemplo en el sector comunal, en especial es particularmente apropiado para una eliminación de malas hierbas en aceras. También es apropiado para liberar de malas hierbas sistemas de vías o aeropuertos, e instalaciones similares. También es posible el empleo de tal procedimiento en horticultura.

Otro objeto de la presente invención se refiere, por lo tanto, al empleo de agentes tensioactivos aniónicos en espumas calientes para la eliminación de plantas indeseables.

Ejemplos

Para la demostración de la eficacia del procedimiento según la invención se llevaron a cabo ensayos de espumado como sigue:

se calentaron previamente a 90ºC 200 ml de agua industrial, después se añadió el agente tensioactivo, y se cargó la mezcla en una probeta con escala en mm. Mediante agitación intensiva se espumó la mezcla, y a continuación se midió el semiperiodo de vida hasta que habían sedimentado 100 ml de agua. Se repitió dos veces respectivamente tanto la medida de la altura de espuma, como también del semiperiodo de vida. Se requerían altura de espuma de un mínimo de 800 ml, y semiperiodos de vida por encima de 230 segundos. Además se procesó visualmente la densidad de espuma.

En la tabla 1 se indican diferentes agentes tensioactivos correspondientemente, también en mezclas, y en caso dado, con substancias auxiliares, y además se cita a la altura de espuma, o bien el semiperiodo de vida. Se emplearon como agentes tensioactivos aniónicos

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Texapon LS 35 (30% en peso), sal sódica de sulfato de laurilalquilo (firma Henkel),

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OMC 853 B (disolución al 30% en peso), poliglicósido de alquilo con 8 a 10 átomos de carbono, p = 1,5 (firma Henkel),

\bullet

Geladon 35 (disolución al 5% en peso), sulfosuccinamida de alquilo con 16 a 18 átomos de carbono, sal disódica (firma Gela).

Se identifica que el empleo de agentes tensioactivos aniónicos según la invención conduce a espumas estables, aumentando la estabilidad de espuma especialmente la combinación con glicerina.

TABLA 1

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Claims (15)

1. Procedimiento para la eliminación de plantas indeseables por medio de espuma caliente, mezclándose agua caliente con aire caliente bajo presión, formándose de este modo una espuma, que se aplica sobre las plantas, conteniendo el agua agentes tensioactivos aniónicos, en caso dado en combinación con otros agentes auxiliares y aditivos, caracterizado porque los agentes tensioactivos aniónicos son seleccionados a partir de los grupos de sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono y/o de mono- y disuccinatos, y sus derivados con 8 a 22 átomos de carbono por cadena de alquilo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma caliente presenta una temperatura en el intervalo de 70 a 120ºC, preferentemente 75 a 110ºC, y en especial 80 a 100ºC.

3. Procedimiento según la reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque en el agua está contenida una sal sódica de laurilsulfato como agente tensioactivo aniónico.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el agua están contenidas sales disódicas de sulfosuccinamatos de alquilo con 16 a 18 átomos de carbono como agentes tensioactivos aniónicos.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los agentes tensioactivos aniónicos están contenidos en agua en cantidades (referidas a substancia activa) de un 0,1 a un 25% en peso, preferentemente un 0,1 a un 15% en peso, y en especial un 0,25 a un 8% en peso.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el agua están contenidos los aditivos del grupo polihidroxicompuestos orgánicos, y sus derivados.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el agua están contenidos (oligo)glicósidos de alquilo como aditivos.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el agua está contenida glicerina como aditivo.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los aditivos en agua están contenidos en cantidades (referidas a substancia activa) de un 1 a un 25% en peso, preferentemente un 0,1 a un 20% en peso, y en especial de un 0,1 a un 15% en peso.

10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el agua contiene sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono en combinación con mono- y disulfosuccinatos, y sus derivados con 8 a 22 átomos de carbono por resto alquilo.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la proporción cuantitativa (referida a substancia activa) de sulfato de alquilo respecto a sulfosuccinato se sitúa en el intervalo de 1 : 1 a 100 : 1, y preferentemente en el intervalo de 50 : 1 a 30 : 1.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se añaden al agua, antes de la adición de aire, polímeros seleccionados a partir del grupo de poliacrilatos o heterosacáridos polímeros modificados con aniones.

13. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se añade al agua goma de xantano.

14. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se añade al agua, antes de la adición de aire, el polímero en cantidades de un 0,01 a un 1% en peso (referido a substancia activa).

15. Empleo de agentes tensioactivos aniónicos, seleccionados a partir del grupo de sulfatos de alquilo con 8 a 22 átomos de carbono y/o de mono- y disulfosuccinatos, y sus derivados, con 8 a 22 átomos de carbono por cadena de alquilo, en espumas calientes para la eliminación de plantas indeseables.