ES2324851A1 - Composicion acuosa crioprotectora y metodos para su aplicacion. - Google Patents
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Abstract
La presente invención proporciona una composición acuosa crioprotectora para la eliminación de escarcha en céspedes y para la prevención de su aparición caracterizada porque comprende dos o más alcoholes y al menos un compuesto mojante. Asimismo, la invención proporciona un método para eliminar la escarcha en céspedes que consiste en aplicar directamente sobre la superficie cespitosa la composición acuosa crioprotectora en forma diluida mediante pulverización.
Description
Composición acuosa crioprotectora y métodos para
su aplicación.
La presente invención se refiere al campo de los
tratamientos crioprotectores para la eliminación de hielo sobre las
especies vegetales, más concretamente, la invención se refiere a
composiciones crioprotectoras útiles para la eliminación de la
escarcha en céspedes, especialmente deportivos.
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Es un hecho de que las temperaturas por debajo
de 0ºC producen periódicamente importantes daños, ya sean
temporales o permanentes, en un gran número de especies
vegetales.
La formación de escarcha asociada a las bajas
temperaturas puede provocar daños en ciertos vegetales. En las
especies cespitosas la escarcha no suele provocar daños directos a
las plantas, aunque si esta se prolonga durante mucho tiempo si es
posible que la especie vegetal presente algún síntoma o incluso
muera.
Sí es cierto, sin embargo, que mientras la
escarcha se encuentra sobre la superficie del césped no es
recomendable transitar por él, ya que las pisadas pueden provocar
un daño irreversible sobre el vegetal debido a los cortes y heridas
causadas por la fricción de los cristales de hielo en el tejido
vegetal. Además, con independencia del daño descrito anteriormente,
un césped que se encuentre bajo la escarcha hace que el deporte que
se pretende practicar sobre él no se pueda realizar
correctamente.
La formación de la escarcha depende de muchos
factores aunque los más destacables son la baja temperatura y la
humedad relativa del aire. Esto provoca que la escarcha sea un
fenómeno complejo y de difícil prevención.
Normalmente la escarcha de los céspedes
deportivos se elimina de forma natural, es decir, esperando a que
la temperatura ambiente vaya subiendo según avanza la mañana y el
sol calienta el césped.
No obstante, esto puede durar muchas horas o
incluso toda la mañana lo que hace que muchas de las actividades
deportivas realizadas sobre esta superficie no se puedan llevar a
cabo o bien se realicen en horarios muy reducidos y no deseados.
Este problema es especialmente importante en los campos de golf ya
que jugar 18 hoyos conlleva bastantes horas con lo que es bastante
habitual empezar a jugar a horas tempranas de la mañana cuando la
escarcha tiende a estar presente. Asimismo, la superficie de césped
de un campo de golf es muy amplia y hasta que los responsables del
campo de golf no garantizan que toda la superficie del campo esta
completamente descongelada no se puede abrir al público lo que
supone en ocasiones importantes pérdidas económicas para los clubs
de golf.
En algunos casos se puede tratar la superficie
cespitosa con algún mojante es decir, un compuesto que reduce la
tensión superficial del agua (tensioactivo) permitiendo su drenaje
y evacuación en la zonas donde se acumula el agua con la finalidad
de no acumular agua sobre la misma y evitar en la medida de lo
posible la formación de parte de la escarcha. Estos tratamientos no
suelen ser normales y se utilizan de forma indirecta ya que su
aplicación no está dirigida a la prevención de la aparición de
escarcha. Además, no proporcionan resultados homogéneos en el
césped lo que resulta en que coexisten zonas congeladas y no
congeladas. Esto por tanto no soluciona el problema en los campos
de golf.
Por tanto, existe la necesidad de desarrollar
composiciones crioprotectoras capaces de eliminar la escarcha en
céspedes de una manera rápida y homogénea. Asimismo es importante
que la composición no sea dañina o fitotóxica y no afecte al ciclo
vital de la planta.
Algunas, composiciones crioprotectoras de
plantas ya han sido descritas en el estado de la técnica, aunque
ninguna de ella este específicamente destinada al cuidado y
eliminación de escarcha de céspedes deportivos.
Por ejemplo, US 5124061 describe un método para
aumentar la resistencia de las plantas al daño por heladas que
comprende aplicar una composición acuosa de una sal de colina con
un ácido monocarboxílico o policarboxílico. Dicha composición puede
contener, además, glicerina, propilenglicol y tensioactivos a base
de condensados de óxido de etileno y óxido de propileno.
La patente US 5252118 se refiere a un método
para producir un crioprotector para plantas a base de pectinas
despolimerizadas en presencia de ácido fosfórico como base de dicho
crioprotector que incluye, además, una solución nutriente a base de
sales de sodio, potasio, hierro, magnesio, manganeso, zinc, cobre y
bórax.
La patente US 4735737 se refiere también al uso
de pectinas, concretamente, a la utilización de una espuma
protectora formada por tres partes de clara de huevo y una de
pectina extraída de manzanas para aplicaciones a escala reducida,
tal como en jardinería.
La patente US 4618442, por su parte, proporciona
una composición de tensioactivos no iónicos a base de óxido de
etileno y óxido de propileno combinados con urea para la
crioprotección.
En la patente US 5133891 se describe un producto
a base de aluminio (tri-O-etil
sulfonato) que se emplea para atacar las bacterias que inducen la
formación de cristales de hielo, mientras que en la patente US
4161084 la protección de las plantas se consigue aplicando una
familia de bacterias que actúan de forma antagónica a las que
inducen la formación de hielo manteniendo un equilibrio entre
ambas.
En la patente US 5223015 se utilizan como
sustancias crioprotectoras el alcohol tetrahidrofurfurílico y la
tetrahidrofurfurilamina, solos o en combinación.
La presente invención presenta una composición
crioprotectora alternativa a las ya citadas que presenta grandes
ventajas con respecto a las composiciones anteriores en cuanto a la
reducción de la escarcha en plantas. La composición es fácilmente
dispersable por pulverización por lo cual se puede usar para tratar
grandes superficies de césped. La composición de la invención está
especialmente adaptada para la eliminación de la escarcha en
céspedes deportivos y sirve tanto para eliminar la escarcha como
para prevenir la aparición de la misma.
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Figura 1: muestra los ensayos para la
determinación composición más adecuada para la eliminación de
escarcha.
Figura 2: representa los ensayos de
fitotoxicidad llevados a cabo para determinar la concentración
adecuada para la aplicación de la composición crioprotectora.
Figura 3: representa los ensayos fitotoxicidad
para determinar las dosis de aplicación necesarias para evitar la
fitotoxicidad.
Figura 4: representa el tiempo de actuación de
la composición a diferentes dosis.
\vskip1.000000\baselineskip
Un primer aspecto de la invención se refiere a
una composición acuosa crioprotectora que comprende dos o más
alcoholes y al menos un compuesto tensioactivo.
En el contexto de la invención, se entiendo por
crioprotector aquel compuesto o composición que aplicados por medio
de una pulverización, son capaces o bien de eliminar el hielo ya
formado o de prevenir su formación.
En una realización particular de la invención la
composición acuosa crioprotectora de la invención comprende:
- (i)
- entre un 20-99% (p/p) de alcoholes
- (ii)
- entre un 0,001-0,1 (p/p) de tensiactivos.
En una realización preferida de la invención,
dicha composición acuosa crioprotectora comprende entre:
- (i)
- Un 98% (p/p) de alcoholes.
- (ii)
- Un 0,01% (p/p) de tensioactivo.
Aunque la composición crioprotectora debe ser
diluida de cara a su aplicación como se explicara más adelante se
prefiere que este en forma concentrada por motivos de distribución
y de transporte.
En el contexto de la invención el término
genérico "alcohol" se refiere a compuestos químicos con uno o
más grupos hidroxilos y con un número de carbonos entre 1 y 6 como,
por ejemplo, compuestos de cadena corta con un grupo hidroxilo como
el metanol, etanol, propanol o butanol o con dos o tres grupos
hidroxilos como el 1,2-propanodiol o la
glicerina.
En una realización preferida de la invención, se
utiliza una combinación de etanol con otros alcoholes de cadena
corta como metanol, propanol, butanol o
1,2-propanodiol o glicerina. Es especialmente
preferida la combinación de etanol con glicerina o mezclas de
etanol con otros alcoholes de cadena corta como metanol, propanol,
butanol o 1,2-propanodiol y con glicerina.
Los alcoholes de la composición crioprotectora
de la invención son capaces de combinarse con las moléculas de agua
de la escarcha y bajar su punto de congelación provocando la fusión
del hielo. Los alcoholes de la composición crioprotectora de la
invención actúan directamente sobre el hielo depositado en la
superficie del césped y no dañan ni la parte aérea de la planta ni
el sistema radicular ya que no se acumulan en el suelo.
Por otro lado, si la composición crioprotectora
es pulverizada antes de producirse la escarcha puede prevenirse la
formación de la misma gracias a que los alcoholes se mantienen en
cierta medida adheridos a las cutículas vegetales por un tiempo tras
la pulverización. Este efecto de adhesión se favorece
principalmente gracias a la glicerina por que para esta aplicación,
es decir, para la prevención de la aparición de escarcha es
preferible que uno de los alcoholes presentes en la composición sea
glicerina. La composición proporciona protección contra la helada
por lo que la composición puede ser pulverizada con cierta
antelación antes de la aparición de la escar-
cha.
cha.
Otro de los elementos de la composición son los
tensioactivos. Si la composición es pulverizada antes de la
formación de la escarcha, los tensioactivos favorecen que el agua
en estado líquido no se acumule en la superficie de las plantas
ayudando por tanto a evitar la aparición de escarcha. Si la
composición crioprotectora es pulverizada cuando ya se ha formado
la escarcha, los tensioactivos favorecen que el agua que se va
licuificando por acción de los alcoholes se escurra de la
superficie de la plantas a medida que se va descongelando lo que
sirve para acelerar el proceso de descongelación.
Los tensioactivos aplicables en la composición
crioprotectora de la invención se seleccionan entre un grupo muy
heterogéneo como por ejemplo alcoholes grasos oxietilenados y
oxipropilenados, ésteres de sorbitol oxietilenados, alquil -aril
sulfonatos de sodio, amonio y etanolaminas, ácidos grasos
oxietilenados, poliglicoles etoxilados y propoxilados, aquilaminas
etoxiladas y propoxiladas, dioctilsulfosuccinato de sodio y
poliéteres.
En una realización preferida se utiliza como
agente surfactante el Trisiloxano poliéter. Este tensioactivo unido
a los alcoholes muestra un efecto sinérgico que potencia el efecto
individual de cada uno, obteniéndose una composición eficaz para la
eliminación de la escarcha.
Además de los elementos ya mencionados, la
composición acuosa crioprotectora puede comprender también
compuestos odorantes y colorantes. Los primeros tienen la función
de proporcionar un olor agradable a la composición y los segundos
proporcionar un color a la composición que permitan no solo calibrar
el grado de dilución de la misma al diluirla en agua para su
aplicación, sino también distinguir que zonas han sido rociadas y
cuales
no.
no.
La composición crioprotectora de la invención
posee muchas ventajas en cuanto a su aplicación a céspedes ya que
se ha comprobado que es efectiva en la eliminación de la escarcha
en un tiempo que, dependiendo de la cantidad de escarcha, la
intensidad de la helada y la temperatura ambiental, puede fluctuar
entre 15 min. y 1 hora desde su pulverización. Al utilizarse
preferiblemente alcoholes de cadena corta estos no se acumulan en
el suelo ya que mayoritariamente se volatilizan tras hacer efecto lo
que también hace que no sean tóxicos para las plantas a las dosis
recomendadas.
Además, la solución crioprotectora de la
invención garantiza que los resultados sean homogéneos en toda la
superficie del campo, ya sea en zona de sombra o en zona
soleada.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
método para eliminar la escarcha en plantas que comprende dispersar
la composición crioprotectora anteriormente descrita en forma de
solución diluida con un 70-90% de agua,
preferiblemente 80% sobre las plantas con escarcha.
Es decir, partiendo de la composición
concentrada que como se mencionaba más arriba tiene una
concentración de alcoholes entre 20-99%,
preferiblemente 98% se debe diluir lo necesario en agua hasta
obtener una concentración de alcoholes de aproximadamente entre 10
y 30%, preferiblemente 20%. Bajo estos parámetros de dilución, la
composición crioprotectora de la invención muestra una alta
capacidad de eliminación de la escarcha no teniendo además efectos
fitotóxicos sobre el césped.
Por otro lado, la composición de la invención se
puede usar también en un método para prevenir la aparición de
escarcha en plantas que comprende pulverizar la composición
crioprotectora de la invención en forma diluida en con una un
70-90% de agua, preferiblemente 80% sobre las
plantas antes de la aparición de la escarcha.
Es decir, como en el caso de la eliminación de
la escarcha, la composición crioprotectora de la invención debe ser
diluida hasta una concentración de alcoholes de aproximadamente de
10-30%, preferiblemente 20%. Cuando, la aplicación
de la composición crioprotectora es para su uso en un método para la
prevención de la aparición de la escarcha es preferible que entre
los alcoholes de la invención se incluya la glicerina que como se
mencionaba anteriormente favorece el efecto de adhesión de la
composición a las cutículas de las plantas.
Como ya se ha mencionado anteriormente esta
composición esta especialmente adaptada para su aplicación en
céspedes deportivos.
Un último aspecto de la invención se refiere al
uso de la composición de la invención composición crioprotectora de
la invención para la descongelación y/o crioprotección de
plantas.
Ejemplo
1
Se realizaron una serie de ensayos con
diferentes materias activas o combinación de materias activas con
el fin de determinar cual de ellas podía ser más adecuada para
eliminar la escarcha en céspedes deportivos. En la figura 1A se
presenta esquemáticamente los ensayos realizados gracias a los
cuales se pudo determinar las materias activas que configurarían la
composición definitiva.
Se ensayo como compuesto tensioactivo el
trisiloxano poliéter en un porcentaje en volumen que nunca superaba
el 0,4%. Este tensiactivo se ensayo tanto como único ingrediente
activo (cuadrantes 4 y 8) como en combinación con otros agentes
(cuadrantes 1-2, 5-6 y
9-10). Se ensayaron resinas derivadas del ácido
acrílico en un porcentaje en volumen nunca superior al 10% tanto
como único ingrediente activo (cuadrante 11 y 12) como en
combinación con trisiloxano polieter (cuadrante 5 y 6). También se
ensayó como crioprotector la bacteria Pseudomonas fluerescens
en concentración variables del caldo de cultivo diluido en agua
(cuadrantes 3 y 7). Se ensayó asimismo la combinación de vitamina E
(nunca por encima del 1% en disolución) con trisiloxano polieter
(cuadrante 1 y 2). Por último, se ensayaron una mezcla de alcoholes
(glicerina y etanol) en las que las concentraciones no superaron el
1% en volumen en combinación con trisiloxano polieter a distintas
concentraciones.
La valoración de los resultados del ensayo que
se exponen en la figura 1B se realizó de forma visual. Los mejores
resultados se obtuvieron de la combinación de alcoholes y
tensioactivos por lo que se hicieron sucesivos ensayos con esta
combinación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se usó siempre la composición crioprotectora
seleccionada en el ejemplo 1 aunque a distintas concentraciones y
diluciones, con el fin de averiguar qué tratamiento podía ser
óptimo para utilizar en el césped deportivo.
La especie sobre la que se ensayaron los
crioprotectores, fue Agrostis stolonifera var. "A4",
especie y variedad utilizada para los greens de, los campos
de golf. Se caracteriza por ser muy fina y corta, por lo que se
utiliza con mucha frecuencia en campos de golf. Esta variedad se
adapta bien al clima continental, al ambiente seco y soleado, y
además es más resistente al picado que otras variedades de la misma
especie. El green en los campos de golf debe tener una altura
de 3 mm, por lo que se corta una vez al día en verano, y cada dos
días el resto del año. No obstante una vez que comenzaron los
ensayos, el green tratado no se segó hasta la finalización de los
mismos para comprobar que los tratamientos no afectaban al ciclo
vital y crecimiento de la planta.
La unidad muestral ensayada suponía una
superficie de 1 m^{2}. En total se utilizaron 6 m^{2} y sobre
cada uno de ellos se aplicó, mediante pulverización en abanico, un
tratamiento diferente. Cada cuadrado de muestra, estaba separado del
siguiente por un pasillo de 20 cm, que sirvió de testigo y facilitó
la comparación visual entre los distintos
tratamientos.
tratamientos.
El crioprotector utilizado para los ensayos
resulta de una mezcla de glicerina y etanol con una proporción de
relación en volumen de 1 a 4 respectivamente. Se estimó que las
soluciones óptimas se debían encontrar en un intervalo comprendido
entre el 10 y el 30% (p/p) de los alcoholes en dilución acuosa. Era
previsible que cuanto más concentrado estuviera el producto más
eficiencia tendría, pero era necesario valorar la fitotoxicidad. La
finalidad de los ensayos consistió en ajustar las dosis y
concentraciones del producto para evitar estos problemas de
fitotoxicidad consiguiendo al mismo tiempo que la escarcha se
eliminara rápidamente de la superficie del césped.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
1
Se hicieron tratamientos diarios, durante 10
días consecutivos, en las seis unidades muestrales, utilizando la
composición a concentraciones del 20, 25 y 30%, en una dosificación
de 0,1 L (dosis considerada como normal) o en 0,2 L (dosis doble de
la normal). En la figura 2A se esquematiza las seis muestras y las
soluciones que se aplican a cada una de ellas.
Todos los días se observó minuciosamente el
green antes y después de realizar los tratamientos, y pasada media
hora de la aplicación se hacía un análisis macroscópico y se
palpaba la superficie para ver si había desaparecido la escarcha, o
si había menos escarcha que en el testigo. La pérdida de color del
green o amarilleamiento, determinaba la existencia de
fitotoxicidad.
Los resultados después de 10 días (ver figura
2B) solo mostraron cierto grado de amarilleamiento y por tanto de
fitotoxicidad para la muestra al 30% y en la cantidad 0,2
L/m^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
2
En segundo ensayo de fitotoxicidad consistió en
hacer tratamientos en las seis unidades muestrales (6 m^{2}),
utilizando el crioprotector (mezcla de etanol y glicerina) a una
concentración que se encontraba en torno al 20% aunque en dosis de 1
L ó en 2 L, (10 y 20 veces la dosis normal de tratamiento). En este
caso se descartó la posibilidad de utilizar concentraciones
superiores al 25% porque podían ocasionar problemas de
fitotoxicidad. No obstante el aumento de volumen de las dosis,
también podía ser perjudicial para el césped. Lo que se pretendía
averiguar era la tolerancia de la planta a esta mezcla de
crioprotectores.
En la figura 3A se detallan las seis muestras y
las soluciones que se aplicaron a cada una de ellas.
En los resultados mostrados en la figura 3B se
observa como la dosis también influye en la toxicidad en la planta.
Con dosis de 2 L/m^{2} existieron problemas aún espaciando los
tratamientos (unidades muestrales 4 y 6). Con dosis de 1 L/m^{2}
se vieron síntomas de toxicidad con tratamientos diarios pero no
con tratamientos espaciados (unidades muestrales 3 y 5).
La dosis de aplicación nunca puede exceder, por
tanto, la cantidad de 1 L/m^{2} y se recomienda que no se repitan
tratamientos sucesivos en esas dosis, convenientemente tratamientos
a días alternos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Para la valoración de la efectividad del
crioprotector seleccionado se realizó de una forma muy intuitiva y
visual, es decir, si al aplicar el crioprotector sobre la escarcha
este a su vez es capaz de eliminarla trascurrido un tiempo inferior
de 30 min. el tratamiento es considerado como eficaz. En la tabla 1
se muestra los diferentes tratamientos realizados para la prueba de
la efectividad.
En la figura 4 se observa el efecto de la
efectividad del crioprotector seleccionado con dos dosis de
aplicación 0,1 L/m^{2} y 0,25 L/m^{2} tras diferentes tiempos
después de la aplicación. Se observa como los mejores tratamientos
el 5 y el 1 se obtienen después de 30 minutos tras la
aplicación.
Claims (16)
1. Composición acuosa crioprotectora que
comprende dos o más alcoholes y al menos un tensioactivo.
2. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo
con la reivindicación 1 que comprende entre 20% y 99% (p/p) de
alcoholes y entre un 0,001 y un 0,1% (p/p) de tensioactivo.
3. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo
con la reivindicación 2 que comprende 98% de alcoholes y un 0,01%
de tensioactivo.
4. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 donde
los alcoholes se seleccionan entre alcoholes con un número de
carbonos comprendidos entre 1 y 6 y uno o más grupos hidroxilos.
5. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 donde
los alcoholes son glicerol y etanol.
6. Composición acuosa crioprotectora de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el
tensioactivo es el Trisiloxano poliéter.
7. Composición acuosa crioprotectora según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende
adicionalmente algún aditivo como odorantes o colorantes.
8. Método para eliminar la escarcha en plantas
que comprende pulverizar una composición acuosa crioprotectora de
acuerdo con las reivindicaciones 1-7 sobre las
plantas con escarcha.
9. Método de acuerdo con la reivindicación 8
donde la composición acuosa crioprotectora se pulveriza con un
contenido de alcoholes de aproximadamente entre
10-30%.
10. Método de acuerdo con las reivindicaciones 8
o 9 donde la composición acuosa crioprotectora es pulverizada en un
césped.
11. Método para prevenir la aparición de
escarcha en plantas que comprende pulverizar una composición
crioprotectora de acuerdo con las reivindicaciones
1-7 en sobre las plantas antes de la aparición de
la escarcha.
12. Método de acuerdo con la reivindicación 11
donde la composición acuosa crioprotectora se pulveriza con un
contenido de alcoholes de aproximadamente
10-30%.
13. Método de acuerdo con las reivindicaciones
11 o 12 donde al menos uno de los alcoholes de la composición es
glicerina.
14. Método de acuerdo con las reivindicaciones
11-13 donde la composición acuosa es pulverizada en
un césped.
15. Uso de la composición crioprotectora según
las reivindicaciones 1-7 para la descongelación y/o
crioprotección de plantas.
16. Uso de acuerdo con la reivindicación 15
donde la planta es un césped.
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