ES2619580T3

ES2619580T3 - Granulado de suelo para el almacenamiento reversible de agua y procedimiento para su fabricación

Info

Publication number: ES2619580T3
Application number: ES14710801.3T
Authority: ES
Inventors: Helmut Schmid; Ida-Bagus Kesawa Narayana; Monika Braun
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2017-06-26
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: WO2014131504A2; EP2961719A2; WO2014131504A3; DE102013003323A1; EP2961719B1

Abstract

Granulado poroso de suelo que es adecuado para el almacenamiento reversible de agua y contiene al menos un material esponjado de poros abiertos del grupo de la arcilla esponjada hecha a base de minerales arcillosos naturales, caracterizado por el hecho de que la arcilla esponjada contiene minerales arcillosos aminados modificados orgánicamente del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos.

Description

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DESCRIPCION

Granulado de suelo para el almacenamiento reversible de agua y procedimiento para su fabricacion

[0001] La invencion se refiere a un granulado poroso de suelo que es adecuado para el almacenamiento reversible de agua y contiene al menos un material esponjado de poros abiertos de entre los miembros del grupo de la arcilla esponjada hecha a base de materiales arcillosos naturales. La invencion se refiere ademas a un procedimiento para la fabricacion de un granulado poroso de suelo de este tipo, en donde para la produccion de partfculas de granulado hechas a base de arcilla esponjada dado el caso se premezclan y se extrusionan minerales arcillosos naturales, despues de lo cual el material extrusionado es granulado y calcinado a temperatura elevada, para evaporar el agua ocluida y esponjar el granulado.

[0002] Para la rentable explotacion de plantfos, por ejemplo en forma de plantaciones, constituye un requisito basico la seleccion de suelos cultivables ricos en nutrientes, los cuales con respecto a la demanda de las plantas respectivamente cultivadas deben encontrarse en zonas climaticas con un adecuado perfil de temperatura y de precipitacion. Puesto que debido a la creciente poblacion humana por un lado hay una creciente demanda de productos agrarios, los cuales se usan tanto para la produccion de comestibles como tambien cada vez mas para la obtencion de energfa con una reduccion del CO2, asf como de materias primas del sector de la qmmica, pero por otro lado estan tan solo condicionalmente disponibles adecuadas superficies agrarias, desempena un importante papel la cuestion de las posibilidades de ampliacion de las superficies de cultivo disponibles. En la agricultura se intenta actualmente hacer frente al problema usando plantas cultivadas menos por el rendimiento, las cuales toleran mejor las limitaciones climaticas, tal como en particular los prolongados periodos de seqma. A cambio hay que admitir perdidas de rendimiento. En zonas climaticas desfavorables hay ciertamente suficientes suelos absolutamente ricos en nutrientes y con ello potencialmente adecuados para la agricultura, si bien ah las precipitaciones se producen habitualmente de manera muy irregular, con lo cual no puede cubrirse la demanda de agua de las plantas. El motivo para ello consiste no principalmente en una cantidad de precipitacion en total escasa, sino en particular en su distribucion muy irregular, escurriendose el agua de precipitacion rapidamente y estando la misma por consiguiente a disposicion de las plantas tan solo en muy cortos intervalos de tiempo.

[0003] Otro problema es el que recientemente ha surgido debido a la elevacion del nivel del mar. Este fenomeno conduce a una creciente salinizacion del agua subterranea en las zonas costeras, la cual dificulta o bien incluso imposibilita la agricultura.

[0004] Ademas hay necesidad de mejorar la rentable explotacion de fertilizantes y otras sustancias activas. Hay que senalar a este respecto que ya en zonas con adecuada aportacion de agua, tal como en zonas de clima moderado, esta biodisponible para las plantas tan solo aproximadamente el 30% de las sustancias activas, mientras que el resto al producirse las precipitaciones es barrido a capas mas profundas del subsuelo, lo cual hay que evitar en la medida de lo posible tanto desde el punto de vista de la rentabilidad como por razones de proteccion del medio ambiente, en particular con respecto a una creciente contaminacion del agua subterranea con fertilizantes y productos pesticidas.

[0005] Para el almacenamiento de agua en los suelos es conocida la tecnica de anadir a los suelos superabsorbedores, tales como por ejemplo los hechos a base de acrilato sodico, los cuales estan en condiciones de formar centros de carga negativa y absorben agua, preponderantemente con formacion de enlaces puente de hidrogeno. Aqu es por un lado desventajoso el relativamente bajo grado de liberacion reversible de agua; y por otro lado los superabsorbedores de este tipo se hinchan en particularmente gran medida al absorber agua o humedad, lo cual trae consigo una considerable variacion de volumen, la cual es perjudicial para las rafces de las plantas que se cultivan.

[0006] Ademas son conocidos sustratos para plantas los cuales contienen partfculas porosas de lava o piedra natural. La capacidad de almacenamiento de agua de tales sustratos es no obstante escasa, y los sustratos de este tipo sirven principalmente por el contrario concretamente para un esponjamiento de los suelos barroso relativamente compactos, para permitir un mejor drenaje del agua de precipitacion.

[0007] La EP 0 427 704 A1 describe un granulado ceramico poroso hecho a base de arcilla esponjada segun el preambulo de la reivindicacion 1, asf como un sustrato para plantas hecho a base del mismo en forma de una mezcla del mismo con tierra para plantas, el cual esta en condiciones de permitir el almacenamiento reversible de agua. Ademas esta prevista una precipitacion de sustancias activas que son liberadas de manera retardada desde los poros del granulado. Para la fabricacion de un granulado de este tipo esta previsto un esponjamiento de una mezcla de distintos minerales arcillosos (arcilla para ladrillos) mediante aire comprimido y una subsiguiente calcinacion, asf como un secado y una trituracion. Ademas pueden serle anadidos a la arcilla esponjada agentes modificadores inorganicos en forma de dodecilsulfonato sodico y polifosfato sodico.

[0008] En la EP 0 279 056 A1 se trata de un similar sustrato para plantas hecho a base de arcillas esponjadas, el cual supuestamente sirve de igual manera para el almacenamiento reversible de agua, asf como dado el caso para la liberacion retardada de nutrientes anadidos al granulado. Al proceder a la fabricacion del granulado mediante

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calcinacion de arcilla para ladrillos pueden ser tambien en este caso anadidos los agentes modificadores inorganicos anteriormente mencionados as^ como otros aditivos minerales, tales como en particular greda o dolomita, los cuales forman silicatos en el granulado acabado.

[0009] De la EP 0 476 433 A1 se desprende un sustrato poroso de suelo fabricado artificialmente que esta formado por partfculas de cera termoplastica con partfculas finas unidas a las mismas mediante calor. En cuanto a estas ultimas, puede tratarse en particular de sustancias organicas o tambien inorganicas estables al calor, tales como, entre otros, algunos minerales naturales. Para las partfculas de cera estan previstas partfculas de poliestireno y polietileno, en particular de desperdicios. Por la EP 0 726 305 A1 es ademas conocido un aglomerado que almacena lfquido, el cual contiene partfcuias esponjadas minerales, tales como, entre otras, arcilla esquistosa, en combinacion con un polimerizado. En cuanto a este ultimo, se trata en particular de esponjas de poliuretano y poliestireno de poros abiertos.

[0010] La invencion persigue la finalidad de proponer un sencillo y economico granulado poroso de suelo de la clase mencionada al comienzo, el cual este en condiciones de almacenar agua de manera reversible y durante un prolongado espacio de tiempo y tanto al absorber como al liberar agua posea en particular un volumen practicamente constante, para no danar las rafces de las plantas cultivadas. La invencion esta ademas dirigida a un procedimiento de fabricacion de un granulado de suelo de este tipo.

[0011] Segun la invencion, en un granulado de suelo de la clase mencionada al comienzo esta finalidad es alcanzada gracias al hecho de que la arcilla esponjada contiene minerales arcillosos aminados modificados organicamente de entre los miembros del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos.

[0012] Desde el punto de vista del procedimiento, en un procedimiento de la clase mencionada al comienzo para la fabricacion de un granulado poroso de suelo de este tipo la invencion preve para alcanzar esta finalidad que sea modificada organicamente y aminada al menos una fraccion de algunos de los materiales arcillosos naturales usados para la produccion de las partfculas de granulado de arcilla esponjada de entre los miembros del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos, despues de lo cual la misma es dado el caso premezclada y extrusionada junto con los materiales arcillosos.

[0013] El granulado de suelo segun la invencion posee una estructura de poros abiertos que puede ser usada para el almacenamiento reversible de grandes cantidades de agua de en particular mas de un 30% masico referido a la masa del granulado seco. La estructura de poros abiertos del material granulado asegura ademas una reversible y retardada liberacion del agua a lo largo de un relativamente prolongado espacio de tiempo, basandose la reversibilidad preponderantemente en el principio del potencial qmmico. El granulado de suelo puede ser en consecuencia usado en particular en zonas climaticas desfavorables para el cultivo de plantas utiles con lluvias infrecuentes y con tendencia a ser copiosas. El granulado de suelo segun la invencion es ademas qmmicamente inerte al maximo y en consecuencia conservable durante mucho tiempo, no modificando su volumen en particular al absorber agua y al liberarla, con lo cual puede excluirse la posibilidad de que dicha variacion de volumen pueda danar las rafces de las plantas que se cultiven. Ademas el granulado de suelo segun la invencion contiene minerales arcillosos aminados modificados organicamente de entre los miembros del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos, cuyo porcentaje puede ser preferiblemente de hasta un 20% masico, y en particular de hasta aproximadamente un 10% masico, referido a la masa de la arcilla esponjada. Mediante la modificacion organica, tal como en particular la introduccion de iones alquilamonio de aminas organicas preferiblemente primarias o bien tambien secundarias con preferiblemente entre 1 y 10 atomos de carbono, puede ajustarse el comportamiento natural en materia de hinchamiento de los materiales arcillosos usados, y gracias a ello puede reducirse a un mmimo de practicamente 0 en particular una eventual variacion de volumen al tener lugar la absorcion y/o la liberacion de agua. Tales aditivos pueden ademas contribuir al adicional incremento de la capacidad de absorcion reversible de agua.

[0014] Para la produccion de las partfculas de granulado a base de arcilla esponjada el procedimiento segun la invencion preve que sean dado el caso premezclados minerales arcillosos naturales, lo cual puede hacerse por ejemplo mediante adecuadas mezcladoras o amasadoras. Los minerales arcillosos dado el caso premezclados son entonces extrusionados y homogeneizados por ejemplo mediante convencionales extrusionadoras de un husillo o de varios husillos. El material extrusionado obtenido de esta manera es luego granulado por ejemplo mediante un dispositivo de corte dispuesto a continuacion de la extrusionadora, y es calcinado a elevada temperatura por ejemplo de mas de 1000°C, en particular de mas de 1100°C, y preferiblemente de mas de 1200°C. Con ello es evaporada el agua que esta ocluida en los minerales arcillosos y sirve de agente esponjante, debido a lo cual el granulado es esponjado y forma la estructura de poros abiertos. Por consiguiente el proceso de secado debena convenientemente realizarse por espacio del periodo de tiempo necesario para que haya sido evaporado el mayor porcentaje posible del agua ocluida. Desde el punto de vista del procedimiento la invencion preve ademas que sea modificada organicamente y aminada una fraccion de algunos minerales arcillosos naturales usados para la produccion de partfculas de granulado a base de arcilla esponjada de entre los miembros del grupo que consta de los silicatos estratificados y los tectosilicatos, a continuacion de lo cual dicha fraccion es dado el caso premezclada y extrusionada junto con los materiales arcillosos. Luego el granulado puede ser granulado y calcinado a elevada temperatura, como se ha descrito anteriormente. La modificacion organica o aminacion puede por ejemplo hacerse mediante reaccion de las partfculas de silicato en bruto o pretrituradas

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con aminas organicas preferiblemente primarias o bien tambien secundarias con preferiblemente entre 1 y 10 atomos de carbono.

[0015] Constituyen representantes de silicatos estratificados (filosilicatos) aminados modificados organicamente preferidos por ejemplo los del grupo que consta de talco o esteatita (Mg3Si4O1o(OH)2), moscovita o mica blanca (KAl2[(OH,F)2|AlSi3O-io]), caolinita (Al4[(oH)8|Si4O-io]) y montmorillonita (Al1,67Mgo,33)[(OH)2|Si4O1o]), pudiendo en particular la mencionada en ultimo lugar ser modificada organicamente mediante reaccion con las aminas organicas anteriormente mencionadas, intercambiando los cationes intercapas por iones alquilamonio cuaternario de adicional accion antimicrobiana, los cuales permiten ajustar la capacidad de hinchamiento, como se ha mencionado anteriormente. Representantes de los silicatos tridimensionales (tectosilicatos) aminados modificados organicamente preferidos, los cuales estan capacitados para la formacion de hidratos y pueden almacenar agua en su red cristalina, comprenden en particular a zeolitas, preferiblemente del grupo de los silicatos de aluminio y potasio, como por ejemplo los hechos a base del mineral llamado clinoptilolita (K6(Si3oAl6) * 2o H2O).

[0016] Segun un ventajoso perfeccionamiento del granulado de suelo segun la invencion puede estar previsto que la arcilla esponjada contenga nanopartfculas de minerales arcillosos del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos. El diametro de partfcula de tales nanopartfculas es preferiblemente de entre poco mas o menos 1 nm y poco mas o menos 5oo nm, y preferiblemente de entre poco mas o menos 1 nm y poco mas o menos 1oo nm. El porcentaje de los mencionados minerales arcillosos nanometricos y/o modificados organicamente puede ser preferiblemente de hasta poco mas o menos un 2o% masico, y en particular de hasta poco mas o menos un 1o% masico, referido a la masa de la arcilla esponjada. La accion de tales aditivos consiste en que, como se aclara mediante ejemplos a continuacion, los mismos pueden contribuir al adicional incremento de la capacidad de absorcion reversible de agua, dando lugar a una estructura de poros abiertos muy finos y permitiendo que pueda ser absorbida agua adicional a la manera de los compuestos de intercalacion.

[0017] Para la fabricacion de la arcilla esponjada de poros abiertos con los silicatos estratificados y/o tectosilicatos nanometricos el procedimiento segun la invencion preve en una ventajosa configuracion que sea triturada al menos una fraccion de algunos de los minerales arcillosos naturales que se usan para la produccion de las partfculas de granulado a base de arcilla esponjada de los del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos siendo asf formadas partfculas nanometricas, a continuacion de lo cual dicha fraccion es dado el caso premezclada y extrusionada junto con los materiales arcillosos. Luego el extrusionado puede ser granulado y calcinado a elevada temperatura, como se ha descrito anteriormente. La trituracion de los minerales arcillosos puede hacerse en particular mecanicamente mediante conocidos dispositivos de trituracion adecuados para ello, tales como molinos especiales o dispositivos similares.

[0018] Con respecto a los representantes de tales silicatos estratificados y tectosilicatos nanomodificados preferiblemente usados se hace referencia a las anteriores realizaciones para la modificacion organica.

[0019] Ademas puede ser ventajoso que la arcilla esponjada del granulado de suelo contenga aditivos del grupo de los hidratos salinos, y en particular del grupo de los carbonatos. Representantes de hidratos salinos preferidos que en particular a temperaturas moderadas como las que reinan en el cultivo de plantas presentan una deshidratacion (parcial) comprenden a carbonatos, preferiblemente con cationes bivalentes, tales como por ejemplo carbonato magnesico y/o calcico, los cuales pueden estar asimismo, aunque no necesariamente, en forma de partfculas nanometricas.

[0020] Para la produccion de las partfculas de granulado a base de arcilla esponjada con hidratos salinos aqrn contenidos puede estar en particular previsto que a los minerales arcillosos naturales usados les sean anadidos aditivos del grupo de los hidratos salinos, y en particular del grupo de los carbonatos, a continuacion de lo cual la mezcla puede ser extrusionada de nuevo y el material extrusionado puede ser finalmente granulado y calcinado a elevada temperatura, como se ha descrito anteriormente.

[0021] Segun un perfeccionamiento del granulado de suelo segun la invencion puede estar previsto que el mismo contenga ademas un material esponjado de poros abiertos del grupo de un producto de policondensacion esponjado a base de al menos un alcohol fenilpropanoide policondensado o de al menos un polihidroxifenol policondensado.

[0022] Segun ello, desde el punto de vista del procedimiento puede estar con esta finalidad previsto que ademas para la produccion de partfculas a base de un producto de policondensacion esponjado sea policondensado al menos un alcohol fenilpropanoide o al menos un polihidroxifenol policondensado en presencia de al menos un agente esponjante, siendo el agente esponjante activado, a continuacion de lo cual el producto de policondensacion es secado y granulado. Para la produccion de las partfculas de granulado a base del producto de policondensacion esponjado hecho a base de alcoholes fenilpropanoides policondensados o de polihidroxifenoles policondensados los eductos son a continuacion policondensados en presencia de un adecuado agente esponjante qmmico o ffsico, siendo el agente esponjante activado, con lo cual el gas esponjante que se desprende puede encargarse de formar la estructura de poros abiertos. Luego el producto de policondensacion puede ser secado y granulado. La reaccion de policondensacion puede realizarse con adicion de aditivos habituales, tales como por ejemplo agentes reticulantes (como p. ej. formaldehido o agentes similares), siempre que se desee un elevado grado de reticulacion del producto de policondensacion, y/o de

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adicionales aditivos, en particular de entre los miembros del grupo que consta de agentes mojantes, emulsionantes, agentes formadores de celdas, plastificantes y agentes similares.

[0023] Con respecto al producto de policondensacion esponjado una variante de realizacion preferida preve que el alcohol fenilpropanoide policondensado contenga unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina o este hecho del todo a base de las mismas, las cuales contienen como sustituyentes del anillo de benzol ademas de una cadena de propano en particular al menos un grupo funcional de entre los miembros del grupo que consta de grupo hidroxi, grupo metoxi y dado el caso grupo alcoxi y grupo ariloxi. Las cadenas de propano al menos de algunas unidades fenilpropanoides pueden por su parte en lugar de uno o varios atomos de hidrogeno estar sustituidas con grupos hidroxi, grupos cetona o restos organicos, como sucede asimismo en el caso de la lignina natural. El producto de policondensacion se asemeja en su estructura en consecuencia a la de la lignina, entendiendose por “lignina” en el sentido de la presente invencion tanto la lignina como tambien sus derivados. Las ligninas y sus derivados pueden presentar un caracter (desde) termoplastico hasta mas bien duroplastico, distinguiendose en comparacion con otros polfmeros naturales por una resistencia, rigidez y estabilidad de forma relativamente alta. La propia lignina es una macromolecula polifenolica de alto peso molecular que en las plantas lignificantes llena los espacios entre las membranas celulares y los convierte en madera, formandose un cuerpo mixto de lignina resistente a la presion y celulosa resistente a la traccion. La lignina se da en grandes cantidades como subproducto en la obtencion de celulosa y esta con ello disponible en grandes cantidades. Aqu se producen en la digestion de la madera acidos ligninsulfonicos como componente de las lejfas sulffticas de desecho, en las cuales estan disueltos los acidos ligninsulfonicos como fenolatos (“lignina alcalina”). Mediante tratamiento con acido sulfurico y dioxido de carbono puede precipitarse el acido lignmico.

[0024] Desde el punto de vista del procedimiento, en una variante de realizacion de este tipo en consecuencia para la produccion del producto de policondensacion se usa al menos un alcohol fenilpropanoide que contiene unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina o bien esta hecho por completo a base de las mismas, las cuales como sustituyentes del anillo de benzol ademas de una cadena de propano contienen en particular al menos un grupo funcional de entre los miembros del grupo que consta de grupo hidroxi, grupo metoxi, grupo alcoxi y grupo ariloxi y/o en sus cadenas de propano de uno o varios atomos de hidrogeno estan sustituidas de la manera descrita anteriormente. Los alcoholes fenilpropanoides pueden convenientemente contener entre 1 y 50 de tales unidades fenilpropanoides, en particular entre 2 y 40 de tales unidades fenilpropanoides, y preferiblemente entre 3 y 30 de tales unidades fenilpropanoides, tal como por ejemplo entre 4 y 20 de tales unidades fenilpropanoides, estando grupos fenilo de las unidades fenilpropanoides enlazados con las cadenas propanoides de otras unidades fenilpropanoides ya sea directamente y/o de manera covalente por medio de grupos oxfgeno (-O-), como tambien sucede en el caso de la lignina.

[0025] En una configuracion ventajosa puede estar en esta variante de realizacion previsto que el producto de policondensacion esponjado sea un co-policondensado hecho a base de alcoholes fenilpropanoides policondensados con lignina. La fabricacion de un co-policondensado de este tipo puede hacerse preferiblemente a base de co- policondensar el alcohol fenilpropanoide con lignina para la fabricacion del producto de policondensacion esponjado, siendo la lignina convenientemente anadida en forma de polvo, por ejemplo en un porcentaje de entre poco mas o menos un 1 y poco mas o menos 300% masico, y preferiblemente de entre poco mas o menos un 2 y poco mas o menos un 200% masico, referido al porcentaje de alcoholes fenilpropanoides.

[0026] Con respecto al producto de policondensacion esponjado, otra forma de realizacion preferida preve que en cuanto al polihidroxifenol policondensado se trate de tanino policondensado. Los taninos son curtientes vegetales que pueden ser obtenidos de distintas plantas, tal como por ejemplo de la madera y de la corteza de robles, abedules y castanos, de las cascaras de las nueces y de las partes de otras plantas preponderantemente aclimatadas en los tropicos y subtropicos.

[0027] Desde el punto de vista del procedimiento, en una variante de realizacion de este tipo en consecuencia para la produccion del producto de policondensacion se usa al menos un tanino, el cual es a su vez policondensado en presencia de un adecuado agente esponjante.

[0028] Siempre que el granulado de suelo segun la invencion contenga un producto de policondensacion esponjado de este tipo, segun un perfeccionamiento ventajoso puede estar previsto que el producto de policondensacion esponjado este sulfonado y/o aminado. Esto proporciona la posibilidad de darle al granulado de suelo en particular las propiedades de un absorbedor de iones o un intercambiador de iones, gracias a lo cual ademas de un almacenamiento reversible de agua a largo plazo puede hacerse frente a la problematica que acompana a la salinizacion del suelo como la que por ejemplo se observa a menudo en las zonas de cultivo cercanas a la costa. Asf, un granulado de suelo segun la invencion tras una sulfonacion del producto de policondensacion puede usarse por ejemplo como intercambiador de cationes cargado de protones o de H+, mientras que un granulado de suelo aminado puede usarse como intercambiador de aniones cargado de OH-.

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[0029] Desde el punto de vista del procedimiento esta en este caso previsto que el producto de policondensacion esponjado sea sulfonado y/o aminado. La sulfonacion puede hacerse de manera en s^ conocida, por ejemplo introduciendo en los grupos fenilo del producto de policondensacion esponjado mediante reaccion de sustitucion aromatica electrofflica con trioxido de azufre, piridina o similares grupos-SO3H-, y/o introduciendo en los grupos propanoides del producto de policondensacion esponjado mediante reaccion de sustitucion radical dentro del marco de una sulfocloracion grupos sulfonilcloruro, los cuales mediante hidrolisis pueden ser convertidos en grupos de acido sulfonico. Lo mismo es de aplicacion para la aminacion, la cual por ejemplo puede hacerse mediante sustitucion nucleofflica de atomos de oxfgeno contenidos en el producto de policondensacion por aminocompuestos, transformando el producto de policondensacion con amomaco o aminas.

[0030] Segun otro ventajoso perfeccionamiento del granulado de suelo segun la invencion puede estar previsto que en sus poros esten precipitadas sustancias activas, en particular de entre los miembros del grupo que consta de fertilizantes, pesticidas y tampones. De esta manera es posible usar el granulado de suelo ademas de para el almacenamiento reversible de agua a lo largo de un prolongado espacio de tiempo tambien como matriz de soporte para por ejemplo fertilizantes y pesticidas, sirviendo el sistema de poros abiertos de la arcilla esponjada y dado el caso del producto de policondensacion esponjado de deposito de sustancias activas con liberacion retardada de las sustancias activas, con lo cual puede ajustarse un definido perfil de descarga y las sustancias activas no son en caso de precipitacion barridas espontaneamente ni se escurren en altos porcentajes. La reduccion de la cantidad de sustancias activas que puede lograrse gracias a ello conduce directamente a una reduccion de costes y a una descarga del medio ambiente. Para contrarrestar una eventual sobreacidificacion de las superficies de cultivo, en los poros del granulado de suelo pueden estar precipitados en particular tambien tampones, tales como por ejemplo carbonato calcico (CaCO3), el cual puede desprenderse al igual como las sustancias activas anteriormente mencionadas a lo largo de un relativamente prolongado espacio de tiempo, en cuanto el sistema de poros abiertos haya absorbido agua y la haya desprendido de nuevo con los tampones/las sustancias activas disueltas.

[0031] Para introducir tales sustancias activas incluyendo los tampones en los poros del granulado de suelo, el granulado de suelo puede ser sumergido en particular en una solucion de la sustancia activa o de las respectivas sustancias activas y puede ser a continuacion secado, para eliminar el solvente, como p. ej. agua.

[0032] Como ya se ha indicado, en el granulado de suelo segun la invencion en particular, si bien no necesariamente, la arcilla esponjada puede estar combinada con un producto de policondensacion esponjado de la clase anteriormente mencionada, presentando preferiblemente una matriz de poros abiertos hecha a base del producto de policondensacion esponjado hecho a base de al menos un alcohol fenilpropanoide policondensado o de al menos un polihidroxifenol policondensado con partfculas de la arcilla esponjada embebidas aquf

[0033] Para la produccion de un granulado de suelo de este tipo con una matriz de poros abiertos hecha a base del producto de policondensacion esponjado con partfculas de arcilla esponjada aquf embebidas puede estar previsto que las partfculas de arcilla esponjada sean prefabricadas por ejemplo de la manera anteriormente descrita y sean anadidas al alcohol fenilpropanoide que es al menos uno o al polihidroxifenol policondensado que es al menos uno antes de su policondensacion.

[0034] A continuacion se describe mas en detalle la invencion a base de un ejemplo de realizacion haciendo referencia a los dibujos. Las distintas figuras muestran lo siguiente:

La Fig. 1, la formula estructural de un alcohol fenilpropanoide usado para la policondensacion, el cual contiene unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina natural;

la Fig. 2, una fotograffa microscopica de un granulado de arcilla esponjada de poros abiertos; y

la Fig. 3, una fotograffa microscopica de la superficie de corte de un granulado de suelo de poros abiertos con una matriz hecha a base de un alcohol fenilpropanoide segun la Fig. 1 en presencia de producto de policondensacion copolicondensado con lignina, estando embebidas en la matriz partfculas de arcilla esponjada segun la Fig. 2.

Ejemplo de realizacion:

[0035] Para la fabricacion de la parte de arcilla esponjada de una forma de realizacion de un granulado de suelo segun la invencion fueron premezclados en una adecuada mezcladora o amasadora minerales arcillosos naturales con aproximadamente un 10% masico de una fraccion pretriturada mecanicamente de los minerales arcillosos aminados con un tamano de partfculas de entre poco mas o menos 1 nm y poco mas o menos 100 nm. Luego la mezcla fue extrusionada y homogeneizada mediante una extrusionadora de dos husillos. El material extrusionado asf obtenido fue luego granulado mediante un granulador dispuesto a continuacion de la extrusionadora y fue calcinado a una temperatura de aproximadamente 1250°C por espacio de 45 minutos en un horno tubular giratorio, para evaporar practicamente por completo el agua ocluida en los minerales arcillosos y para asf lograr una muy fina estructura de poros abiertos. Una fotograffa microscopica de las partfculas de granulado de arcilla esponjada se desprende de la fotograffa microscopica segun la Fig. 2.

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[0036] Para la fabricacion de una matriz de soporte de poros abiertos que aloje las partfculas de granulado de arcilla esponjada segun la Fig. 2 de la forma de realizacion de un granulado de suelo segun la invencion, 100 g de un alcohol fenilpropanoide Kquido-viscoso que esta a la venta en el mercado como prepoKmero y sirve para una reaccion de policondensacion, con la formula estructural representada en la Fig. 1, el cual contiene en total 7 unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina que se da de manera natural y en tal medida se ajusta a un “fragmento” de lignina natural son premezclados a temperatura ambiente y bajo agitacion continua a 1000 rpm sucesivamente con lignina en polvo, hasta haber sido alcanzada una proporcion masica del alcohol fenilpropanoide a la lignina de por ejemplo aproximadamente 0,5 a 1 hasta aproximadamente 1 a 0,5. A la mezcla le fueron anadidos bajo agitacion continua 6,2 g de un agente mojante, 1 g de un emulsionante, 2,3 g de una premezcla de un 50% masico de un emulsionante con un 50% masico del alcohol fenilpropanoide segun la Fig. 1, asf como 0,9 g de un plastificante hecho a base de propilenglicol. Luego fueron anadidos bajo agitacion continua 8 g de un agente esponjante que sirve de generador de gas en forma de eter de petroleo, asf como 12 g de un endurecedor hecho por ejemplo a base de formaldehudo, a continuacion de lo cual se anadieron finalmente las partfculas de arcilla esponjada prefabricada y se homogeneizaron y se mantuvieron en suspension en la mezcla de reaccion viscosa. Esta mezcla de reaccion fue tras adicional agitacion vertida al interior de un molde precalentado a aproximadamente 70°C y fue endurecida y secada por espacio de en total aproximadamente 3 h. Tras un tiempo de enfriamiento de aproximadamente 1 hora el producto de policondensacion solido hecho a base del alcohol fenilpropanoide copolicondensado con lignina fue desmoldeado y granulado para ser asf transformado en el granulado de suelo de poros abiertos.

[0037] La Fig. 3 muestra una fotograffa microscopica de un corte del granulado poroso de suelo en la cual son por un lado (en oscuro, en total 4) visibles partfculas de arcilla esponjada de poros abiertos que estan asimismo embebidas en la matriz asimismo de poros abiertos del producto de copolicondensacion.

[0038] El granulado de suelo acabado segun la Fig. 3 puede ser finalmente sumergido en soluciones de tampon y sustancias activas y puede ser a continuacion secado, para poder liberar de manera retardada a lo largo de un prolongado espacio de tiempo las sustancias activas o el tampon, para que asf las sustancias activas pueden ser absorbidas por las plantas que se cultiven y no se pierdan debido al escurrimiento.

[0039] El granulado de suelo puede ser por ultimo aplicado proporcionalmente a los suelos de cultivo, o puede ser incorporado a los mismos por ejemplo al proceder a ararlos.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Granulado poroso de suelo que es adecuado para el almacenamiento reversible de agua y contiene al menos un material esponjado de poros abiertos del grupo de la arcilla esponjada hecha a base de minerales arcillosos naturales, caracterizado por el hecho de que la arcilla esponjada contiene minerales arcillosos aminados modificados organicamente del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos.
2. Granulado de suelo segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que para la modificacion organica de la arcilla esponjada han sido introducidos iones alquilamonio de aminas organicas, en donde los iones alquilamonio de aminas organicas han sido introducidos en particular de

- aminas organicas primarias o secundarias; y/o

- aminas organicas con entre 1 y 10 atomos de carbono.
3. Granulado de suelo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que silicatos estratificados y/o tectosilicatos aminados modificados organicamente se seleccionan de entre los miembros del grupo que consta de esteatita (Mg3Si4O1o(OH)2), moscovita (KAy(OH,F)2|AlSi3O-io]), caolinita (Al4[(OH)8|Si4O1o]), montmorillonita (Ah,67Mgo,33)[(OH)2|Si4O1o]) y silicatos de aluminio y potasio, como (K6(Si3oAl6) * 20 H2O).
4. Granulado de suelo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la arcilla esponjada contiene nanopartfculas de minerales arcillosos del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos, y en particular de entre los miembros del grupo que consta de esteatita (Mg3Si4O-io(OH)2), moscovita (KAh[(OH,F)2|AlSi3O-io]), caolinita (AU[(OH)8|Si4O-io]), montmorillonita (Ah,67Mgo,33)[(OH)2|Si4O-io]) y silicatos de aluminio y potasio, como (K6(Si3oAl6) * 2o H2O).
5. Granulado de suelo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la arcilla esponjada contiene aditivos del grupo de los hidratos salinos, y en particular del grupo de los carbonatos.
6. Granulado de suelo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que contiene ademas un material esponjado de poros abiertos de entre los miembros del grupo que consta de producto de policondensacion esponjado hecho a base de al menos un alcohol fenilpropanoide policondensado o bien a base de al menos un polihidroxifenol policondensado, en donde en particular

- el alcohol fenilpropanoide policondensado contiene unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina o bien esta hecho por completo a base de las mismas, las cuales contienen como sustituyentes del anillo del benzol ademas de una cadena de propano en particular al menos un grupo funcional seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de grupo hidroxi, grupo metoxi, grupo alcoxi y grupo ariloxi;

- el producto de policondensacion esponjado es un co-policondensado hecho a base de alcoholes fenilpropanoides policondensados con lignina; y/o

- en cuanto al polihidroxifenol policondensado, se trata de tanino policondensado.
7. Granulado de suelo segun la reivindicacion 6, caracterizado por el hecho de que el producto de policondensacion esponjado esta sulfonado y/o aminado.
8. Granulado de suelo segun una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por el hecho de que presenta una matriz de poros abiertos hecha a base del producto de policondensacion esponjado hecho a base de al menos un alcohol fenilpropanoide policondensado o bien a base de al menos un polihidroxifenol policondensado con partfculas de la arcilla esponjada aqrn embebidas.
9. Granulado de suelo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que en sus poros estan precipitadas sustancias activas, en particular del grupo de los fertilizantes, los pesticidas y los tampones.
10. Procedimiento para la fabricacion de un granulado poroso de suelo segun una de las reivindicaciones precedentes, el cual es adecuado para el almacenamiento reversible de agua, en donde para la produccion de partfculas de granulado hechas a base de arcilla esponjada dado el caso se premezclan y se extrusionan minerales arcillosos naturales, despues de lo cual el material extrusionado es granulado y calcinado a elevada temperatura, para evaporar el agua ocluida y esponjar el granulado, caracterizado por el hecho de que al menos una fraccion de algunos minerales arcillosos naturales usados para la produccion de las partfculas de granulado de arcilla esponjada que como tales minerales arcillosos son miembros del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos es modificada organicamente y aminada, despues de lo cual es dado el caso premezclada y extrusionada junto con los materiales arcillosos.
11. Procedimiento segun la reivindicacion 1o, caracterizado por el hecho de que para la modificacion organica de los minerales arcillosos se introducen iones alquilamonio de aminas organicas, en donde en particular se introducen iones alquilamonio de

- aminas organicas primarias o secundarias; y/o

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- aminas organicas con entre 1 y 10 atomos de carbono.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por el hecho de que los silicatos estratificados y/o tectosilicatos de entre los miembros del grupo que consta de esteatita (Mg3Si4O1o(OH)2), moscovita (KAl2[(OH,F)2|AlSi3O1o]), caolinita (Al4[(OH)8|Si4O1o]), montmorillonita (Ah,67Mgo,33)[(OH)2|Si4O-io]) y silicatos de aluminio y potasio, como (K6(Si3oAl6) * 2o H2O) son modificados organicamente y aminados, en donde en particular al menos una fraccion de algunos de estos minerales arcillosos naturales usados para la produccion de las partfculas de granulado de arcilla esponjada que como tales minerales arcillosos son miembros del grupo de los silicatos estratificados y los tectosilicatos es triturada siendo asf transformada en partfculas nanometricas, a continuacion de lo cual la misma es dado el caso premezclada y extrusionada juntamente con los materiales arcillosos.
13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1o a 12, caracterizado por el hecho de que a los minerales arcillosos naturales que se usan para la produccion de las partfculas de granulado de arcilla esponjada les son anadidos aditivos del grupo de los hidratos salinos, y en particular del grupo de los carbonatos.
14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1o a 13, caracterizado por el hecho de que ademas para la produccion de partfculas de un producto de policondensacion esponjado al menos un alcohol fenilpropanoide o al menos un polihidroxifenol policondensado es policondensado en presencia de al menos un agente esponjante, en donde el agente esponjante es activado, a continuacion de lo cual el producto de policondensacion es secado y granulado, en donde en particular

- para la produccion del producto de policondensacion se usa al menos un alcohol fenilpropanoide que contiene unidades fenilpropanoides de las que estan contenidas en la lignina o bien esta hecho por completo a base de las mismas, las cuales contienen como sustituyentes del anillo de benzol ademas de una cadena de propano en particular al menos un grupo funcional seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de grupo hidroxi, grupo metoxi, grupo alcoxi y grupo ariloxi;

- para la produccion del producto de policondensacion esponjado el alcohol fenilpropanoide es co- policondensado con lignina; y/o

- para la produccion del producto de policondensacion se usa al menos un tanino.
15. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1o a 14, caracterizado por el hecho de que para la produccion de una matriz de poros abiertos hecha a base del producto de policondensacion esponjado con partfculas de arcilla esponjada aqm embebidas las partfculas de arcilla esponjada son prefabricadas y anadidas al alcohol fenilpropanoide que es al menos uno o al polihidroxifenol policondensado que es al menos 1 antes de su policondensacion.
16. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1o a 15, caracterizado por el hecho de que en los poros del granulado de suelo se introducen sustancias activas, en particular del grupo de los fertilizantes, los pesticidas y los tampones, sumergiendo el granulado de suelo en una solucion de la sustancia activa y procediendo a continuacion a su secado.