ES2901715B2 - Irrigation system with complexation capacity - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de riego con capacidad de complejaciónIrrigation system with complexation capacity
Campo técnico de la invenciónTechnical field of the invention
La presente invención corresponde al campo técnico de los sistemas de irrigación, en concreto a aquellos sistemas de riego que comprenden componentes en contacto con el agua de riego y mediante los cuales se hace llegar a los cultivos tanto el agua de riego como determinados compuestos necesarios para un correcto desarrollo de los mismos y funcionamiento del sistema.The present invention corresponds to the technical field of irrigation systems, specifically to those irrigation systems that comprise components in contact with the irrigation water and by means of which both the irrigation water and certain compounds necessary for the irrigation are delivered to the crops. proper development of the same and operation of the system.
Antecedentes de la InvenciónBackground of the Invention
El riego por goteo es un sistema de aporte de agua y nutrientes a los cultivos que utiliza una tubería principalmente de polietileno con emisores que permiten la distribución de un determinado volumen.Drip irrigation is a system for supplying water and nutrients to crops that uses a mainly polyethylene pipe with emitters that allow the distribution of a certain volume.
Una modalidad del riego por goteo es el riego por goteo subterráneo, en el que la tubería de riego no se instala sobre la superficie del suelo, sino que se coloca enterrada a lo largo de la línea de cultivo a una profundidad seleccionada según determinadas variables como el propio cultivo, el tipo de suelo, etc...One modality of drip irrigation is subsurface drip irrigation, in which the irrigation pipe is not installed on the surface of the soil, but is placed buried along the crop line at a depth selected according to certain variables such as the crop itself, the type of soil, etc...
El sistema de riego subterráneo tiene determinadas ventajas frente al superficial, como son entre otras, la localización de la aplicación del agua en una zona restringida en la que se encuentra el sistema radicular, aumentando de ese modo la eficiencia en la absorción de agua y nutrientes por parte de la planta. Igualmente se consigue una reducción del consumo de agua entre 10-20% frente al riego superficial gracias a las menores pérdidas por evaporación, percolación y escorrentía. Así mismo, se consigue una mayor precisión en el riego y una eficiencia máxima, con distribución uniforme, controlada y localizada del agua y la solución nutritiva aportada con ella, con lo que se limita la fitotoxicidad, la contaminación de acuíferos y las pérdidas por lixiviación, retrogradación y volatilización.The underground irrigation system has certain advantages over the surface, such as, among others, the location of the application of water in a restricted area where the root system is located, thus increasing the efficiency in the absorption of water and nutrients. by the plant. Likewise, a reduction in water consumption of between 10-20% is achieved compared to surface irrigation thanks to lower losses due to evaporation, percolation and runoff. Likewise, greater precision is achieved in irrigation and maximum efficiency, with uniform, controlled and localized distribution of water and the nutrient solution provided with it, thereby limiting phytotoxicity, contamination of aquifers and losses due to leaching. , retrogradation and volatilization.
No obstante, el riego subterráneo presenta también algunos problemas derivados de su particular ubicación enterrada. Entre ellos, uno de los más importantes es la intrusión radicular, debido a que las raíces tienden a buscar el agua en el suelo para extraer su alimento, y esta búsqueda, unida a un uso restringido del agua puede provocar que las raíces entren en la tubería a través del emisor provocando su obturación.However, underground irrigation also presents some problems derived from its particular buried location. Among them, one of the most important is root intrusion, because the roots tend to look for water in the soil to extract their food, and this search, together with a restricted use of water, can cause roots to enter the pipe through the emitter, causing it to clog.
Dada la propensión de las raíces a adentrarse en los emisores, y por tanto su capacidad para inutilizarlos, la intrusión radicular se ha convertido en uno de los factores principales que determinan la funcionalidad del sistema de riego localizado subterráneo. Las obturaciones provocan que el emisor deje de aportar agua y solución nutritiva al cultivo, generando su estrés hídrico y finalmente la pérdida de producción, además de conllevar la necesidad de reponer el material de riego, con los costes de inversión que ello supone.Given the propensity of the roots to enter the emitters, and therefore their ability to disable them, root intrusion has become one of the main factors that determine the functionality of the underground localized irrigation system. The blockages cause the emitter to stop providing water and nutrient solution to the crop, generating its water stress and finally the loss of production, in addition to entailing the need to replace the irrigation material, with the investment costs that this entails.
En el estado de la técnica existen diversos intentos de solucionar este problema, basados todos ellos en evitar la aproximación de la raíz a la zona de entrada del emisor mediante una barrera química y/o una mecánica.In the state of the art there are various attempts to solve this problem, all of them based on preventing the approach of the root to the entrance area of the emitter by means of a chemical and/or a mechanical barrier.
La técnica basada en la barrera mecánica consiste en interponer un obstáculo físico que dificulte presuntamente la entrada de la raíz al emisor aunque actualmente se trata de una técnica poco contrastada científicamente.The technique based on the mechanical barrier consists of placing a physical obstacle that presumably makes it difficult for the root to enter the emitter, although it is currently a technique that has not been scientifically proven.
Por su parte, la barrera química se basa en generar un ambiente "incómodo” y hostil para la supervivencia de la raíz en el entorno más próximo al emisor con el objetivo de evitar su aproximación al mismo. Para ello se utilizan determinados productos químicos tradicionalmente usados en la agricultura como compuestos ácidos que alteran el pH del medio y/o herbicidas.For its part, the chemical barrier is based on generating an "uncomfortable" and hostile environment for the survival of the root in the environment closest to the emitter with the aim of avoiding its approach to it. For this, certain traditionally used chemical products are used in agriculture as acid compounds that alter the pH of the medium and/or herbicides.
El aporte de productos químicos al suelo de forma descontrolada es una fuente de contaminación agrícola, siendo el origen de determinados episodios de desequilibrio medioambiental. Adicionalmente, la tendencia actual de la agricultura es la de rechazar productos químicos de origen sintético y dirigirse hacia productos más naturales, incluso desde el punto de vista de la legislación y la normativa ambiental mediante las que se restringe o prohíbe el uso de ciertas materias activas.The uncontrolled contribution of chemical products to the soil is a source of agricultural pollution, being the origin of certain episodes of environmental imbalance. Additionally, the current trend in agriculture is to reject chemical products of synthetic origin and move towards more natural products, even from the point of view of environmental legislation and regulations through which the use of certain active ingredients is restricted or prohibited. .
La movilidad de los productos químicos en el suelo se convierte en un problema desde el punto de vista de la contaminación que éstos provocan. Las características del suelo de cultivo tienen una influencia significativa en la movilidad de los compuestos y los niveles acumulativos de la tierra, y por tanto los rangos de aplicación son difíciles de definir y controlar. Ser preciso a la hora de concretar la cantidad de producto químico que hay que concentrar en un suelo para asegurar la protección de un emisor, a la vez que se garantiza que es una aplicación segura y con el mínimo impacto ambiental, es muy complejo teniendo en cuenta las interacciones del suelo, del cultivo y de los sucesos meteorológicos. Por tanto, a pesar de ser la técnica que se emplea de forma habitual, el problema es que no ofrece pleno control y garantías.The mobility of chemical products in the soil becomes a problem from the point of view of the pollution they cause. The characteristics of the cultivation soil have a significant influence on the mobility of the compounds and the cumulative levels in the soil, and therefore the application rates are difficult to define and control. Be precise when specifying the amount of chemical product to be concentrating on a soil to ensure the protection of an emitter, while ensuring that it is a safe application and with minimal environmental impact, is very complex considering the interactions of the soil, the crop and the meteorological events. Therefore, despite being the technique that is commonly used, the problem is that it does not offer full control and guarantees.
En la actualidad, los métodos más representativos de generar esta barrera química consisten en añadir el o los productos químicos directamente al agua de riego, o bien introducirlos en la fabricación de los propios componentes del material del sistema de riego (tubería, emisor, filtro, etc).Currently, the most representative methods of generating this chemical barrier consist of adding the chemical product(s) directly to the irrigation water, or introducing them in the manufacture of the components of the irrigation system material (pipe, emitter, filter, etc.). etc).
Como ejemplo del estado de la técnica pueden mencionarse los documentos de referencia US10542747, US2008318775, ES2417380, WO8603939, ES2744928, WO0030760 y ES2281310.As an example of the state of the art, reference documents US10542747, US2008318775, ES2417380, WO8603939, ES2744928, WO0030760 and ES2281310 can be mentioned.
El documento de referencia US10542747 define un método de aplicación del compuesto 1-metilciclopropano (regulador sintético del crecimiento de plantas), encapsulado molecularmente en ciclodextrinas y su incorporación en el agua de riego como medio para su aplicación al suelo y difusión con el objetivo de obtener el efecto buscado sobre el cultivo. El sistema puede incluir además otros compuestos agroquímicos, nutrientes de plantas, fertilizantes, pesticidas, fungicidas, herbicidas...Reference document US10542747 defines a method of applying the compound 1-methylcyclopropane (synthetic plant growth regulator), molecularly encapsulated in cyclodextrins and its incorporation into irrigation water as a means for its application to the soil and diffusion with the aim of obtaining the desired effect on the crop. The system can also include other agrochemical compounds, plant nutrients, fertilizers, pesticides, fungicides, herbicides...
Por su parte, el documento de referencia US2008318775 expone un método para reducir los efectos perjudiciales de fertilizantes sobre plantas, que implica tratar a la planta con un derivado de ciclopropano que puede estar encapsulado en una ciclodextrina.For its part, reference document US2008318775 discloses a method for reducing the harmful effects of fertilizers on plants, which involves treating the plant with a cyclopropane derivative that can be encapsulated in a cyclodextrin.
El documento de referencia ES2417380 se refiere a complejos de inclusión de pesticidas mediante la encapsulación con ciclodextrinas naturales o modificadas. Con ello se consigue obtener composiciones de reducida toxicidad e impacto en el medio ambiente, así como de manipulación y almacenamiento seguros, destinados a eliminar, reducir, controlar, impedir la acción o ejercer el control de un organismo nocivo.Reference document ES2417380 refers to pesticide inclusion complexes through encapsulation with natural or modified cyclodextrins. With this it is possible to obtain compositions with reduced toxicity and impact on the environment, as well as safe handling and storage, intended to eliminate, reduce, control, prevent the action or exert control of a harmful organism.
El documento de referencia WO8603939 define una composición fungicida en la que el ingrediente activo fungicida se mezcla con ciclodextrinas en la proporción 1 a 90% en peso y opcionalmente con otros agentes auxiliares. La ventaja es una composición sinérgica que permite disminuir la dosis del antifúngico y por lo tanto el coste y los riesgos de contaminación del medio ambiente.Reference document WO8603939 defines a fungicidal composition in which the fungicidal active ingredient is mixed with cyclodextrins in the proportion of 1 to 90% by weight and optionally with other auxiliary agents. The advantage is a synergistic composition that It allows to reduce the dose of the antifungal and therefore the cost and the risks of contamination of the environment.
En todos estos documentos se plantea la aplicación directa al suelo de materia activa encapsulada en ciclodextrinas a través del agua de riego, es decir, se plantea la aplicación de químicos mediante el agua de riego y, para mejorar el comportamiento de esta materia activa en el suelo se utiliza su encapsulación en ciclodextrinas que resultan un elemento de un único uso, pues una vez se aplica en el cultivo se pierde en el mismo.In all these documents, the direct application to the soil of active matter encapsulated in cyclodextrins through irrigation water is proposed, that is, the application of chemicals through irrigation water is proposed and, in order to improve the behavior of this active matter in the In soil, its encapsulation in cyclodextrins is used, which is an element of a single use, since once it is applied to the crop, it is lost in it.
Este método no persigue una protección del sistema de riego, sino un mejor comportamiento de la materia activa. No obstante, presenta un inconveniente fundamental, dado que con este método existe un descontrol de la concentración existente en el suelo, pues todo el producto, sale por la conducción y aunque esté formado por materia activa encapsulada en ciclodextrinas y éstas van a regular su aplicación, la concentración existente en el suelo no es controlable al aplicarse todo el producto al suelo, pues la materia activa y las ciclodextrinas pueden ser lavadas por el agua de lluvia.This method does not pursue a protection of the irrigation system, but a better behavior of the active matter. However, it has a fundamental drawback, since with this method there is a lack of control of the existing concentration in the soil, since all the product comes out through the conduction and although it is formed by active matter encapsulated in cyclodextrins and these will regulate its application. , the existing concentration in the soil is not controllable when all the product is applied to the soil, since the active matter and the cyclodextrins can be washed by rainwater.
Tampoco es posible controlar la cantidad de materia que queda en el medio ambiente, pues aunque el sistema se basa en una aplicación periódica y puntual de producto, desde el momento en que se libera al suelo, existen otras variables que influyen en el mismo, como la mencionada agua de lluvia. Así mismo, esta aplicación periódica supone un consumo continuado de ciclodextrinas por lo que, además del agroquímico, deben reponerse también dichas ciclodextrinas.Nor is it possible to control the amount of material that remains in the environment, because although the system is based on a periodic and punctual application of the product, from the moment it is released into the soil, there are other variables that influence it, such as the aforementioned rainwater. Likewise, this periodic application supposes a continuous consumption of cyclodextrins, therefore, in addition to the agrochemical, these cyclodextrins must also be replaced.
En ninguno de estos casos se plantea la protección del sistema de riego de la intrusión radicular, sino una modificación de las propiedades de la materia activa, dirigidas a un mejor comportamiento medioambiental.In none of these cases is the protection of the irrigation system from root intrusion proposed, but rather a modification of the properties of the active material, aimed at better environmental performance.
El documento de referencia ES2744928, define un dispositivo de irrigación por goteo en el subsuelo formado por un tubo con una pluralidad de orificios de salida y con un herbicida liberable mezclado en una primera capa del mismo y una segunda capa barrera adyacente a la primera. Presenta además una pluralidad de goteros en la superficie interior del tubo dispuestos en los orificios de salida. Reference document ES2744928 defines a subsoil drip irrigation device formed by a tube with a plurality of outlet holes and with a releasable herbicide mixed in a first layer thereof and a second barrier layer adjacent to the first. It also has a plurality of drippers on the inner surface of the tube arranged in the outlet holes.
En este caso se persigue como objetivo principal impedir la intrusión de raíces en el dispositivo a través de los goteros. Para ello se opta por una impregnación de una capa del plástico del tubo.In this case, the main objective is to prevent the intrusion of roots into the device through the drippers. For this, an impregnation of a layer of the plastic of the tube is chosen.
Por su parte, el documento WO0030730 consiste en una manguera de riego que contiene una cinta impregnada con un herbicida como hidróxido de cobre, para prevenir la intrusión de raíces en el sistema.For its part, document WO0030730 consists of an irrigation hose that contains a tape impregnated with a herbicide such as copper hydroxide, to prevent the intrusion of roots into the system.
Así mismo, el documento ES2281310 determina un procedimiento para la introducción dosificada de aditivos como nutrientes, inhibidores del crecimiento radicular..., en tuberías y emisores de riego, mediante la incorporación de dichos aditivos a las tuberías y emisores de riego tras la fabricación de los mismos, mediante la inmersión o contacto con una solución a base de dichos aditivos, para que éstos sean absorbidos y posteriormente emitidos al terreno de forma dosificada.Likewise, the document ES2281310 determines a procedure for the dosed introduction of additives such as nutrients, root growth inhibitors..., in irrigation pipes and emitters, by incorporating said additives into the irrigation pipes and emitters after the manufacture of the same, by immersion or contact with a solution based on said additives, so that they are absorbed and subsequently emitted to the ground in a dosed manner.
Tanto en el caso de los documentos ES2744928 y WO0030730, en los que se aplica un herbicida, como en el del ES2281310, en el que se aplica un nutriente, se logra a partir de la impregnación de una parte del sistema. Esto presenta ciertos inconvenientes, dado que un plástico impregnado puede suponer problemas en cuanto a su manipulación, al igual que en el caso de la tira o cualquier elemento impregnado adherido a la tubería. Además, la cantidad o la elección del tipo de químico con la que el material es impregnado está fuera de control del usuario, pues debe ajustarse a los valores comercializados y sin posibilidad de variar el producto en función de las necesidades del cultivo en cada momento, pues las cantidades de químico con las que se impregna son las que se comercializan y son fijas, sin posibilidad de variación.Both in the case of documents ES2744928 and WO0030730, in which a herbicide is applied, and in that of ES2281310, in which a nutrient is applied, it is achieved by impregnating part of the system. This has certain drawbacks, since an impregnated plastic can pose problems in terms of handling, as in the case of the strip or any impregnated element adhered to the pipe. In addition, the quantity or the choice of the type of chemical with which the material is impregnated is beyond the control of the user, since it must be adjusted to the marketed values and without the possibility of varying the product depending on the needs of the crop at any given time. because the amounts of chemical with which it is impregnated are those that are marketed and are fixed, with no possibility of variation.
Esto obliga a fabricar material con distintas composiciones si se quiere ofrecer variedades comerciales. Por tanto, serán necesarias distintas líneas de fabricación para evitar contaminaciones o costosos procesos de limpieza de líneas, que impediría una fabricación en continuo.This forces to manufacture material with different compositions if you want to offer commercial varieties. Therefore, different manufacturing lines will be necessary to avoid contamination or costly line cleaning processes, which would prevent continuous manufacturing.
Además, en el caso del tercero de estos documentos, no se especifica en qué lugar del material de riego se añaden los aditivos, siendo este un aspecto importante para obtener un efecto u otro. Así pues, si se sumerge el material de riego en el aditivo, se puede colar dentro de la tubería y pegarse en las paredes de la misma, pero no existe un control de las cantidades que se adhieren y las que escapan, por lo que es muy complicado tener una certeza de las concentraciones de aditivo que se va a estar aplicando con el riego.In addition, in the case of the third of these documents, it is not specified where in the irrigation material the additives are added, this being an important aspect to obtain one effect or another. Thus, if the irrigation material is submerged in the additive, it can slip into the pipe and stick to its walls, but there is no control of the amounts that adhere and those that escape, so it is very difficult to have a certainty of the concentrations of additive that is going to be applied with the irrigation.
Así mismo, el material impregnado se agota y no resulta recargable. En este sentido, en el tercero de estos tres últimos documentos se plantea que, una vez agotados los aditivos que contenía el material de riego, cualquier elemento puede sumergirse en una solución de inhibidor del crecimiento radicular a temperatura ambiente. Se entiende que de este modo, se procedería a una recarga del sistema. Así pues, se requiere el reemplazo de los componentes con diferentes frecuencias según el sistema de producción, dosis o utilización y, adicionalmente, implica estrictos controles para garantizar la seguridad laboral tanto en el proceso de fabricación como durante la manipulación posterior. Esta solución no es válida para sistemas de riego subterráneos, pues no es factible tener que desenterrar las conducciones cada vez que se precise una recarga de los componentes.Likewise, the impregnated material runs out and is not refillable. In this sense, the third of these last three documents states that, once the additives contained in the irrigation material have been exhausted, any element can be immersed in a root growth inhibitor solution at room temperature. It is understood that in this way, the system would be recharged. Thus, component replacement is required at different frequencies depending on the production system, dose or use and, additionally, implies strict controls to guarantee occupational safety both in the manufacturing process and during subsequent handling. This solution is not valid for underground irrigation systems, since it is not feasible to have to dig up the pipes every time a recharge of the components is required.
Otro inconveniente es que el tiempo transcurrido desde que se ha impregnado el tubo y el momento de su adquisición y puesta en funcionamiento por el usuario, puede afectar al rendimiento del producto, ya que algunos químicos tienen fecha de caducidad o de reducción de su actividad o propiedades.Another inconvenience is that the time elapsed since the tube has been impregnated and the moment of its acquisition and commissioning by the user, can affect the performance of the product, since some chemicals have an expiration date or a reduction in their activity or properties.
Por otra parte, los aditivos tienen que ser estables a la temperatura de fabricación de los elementos y presentar bajas presiones de vapor, para evitar pérdidas por volatilización durante el proceso, lo que limita la variedad de agroquímicos que pueden ser adicionados.On the other hand, the additives have to be stable at the manufacturing temperature of the elements and have low vapor pressures, to avoid losses due to volatilization during the process, which limits the variety of agrochemicals that can be added.
Así pues, no se tiene constancia de la existencia de ninguna solución del estado de la técnica que plantee un modo seguro y fiable de aplicación de compuestos activos para control del funcionamiento del sistema y de los cultivos, de manera que sea posible un control de los mismos, tanto en concentración como en el tipo de compuesto a aplicar, con la posibilidad de recargarlo e incluso modificarlo según las necesidades, sin que ello suponga un cambio de los elementos del sistema de riego. Es imprescindible que sea posible controlar tanto la localización como las concentraciones de la materia activa, aportando de este modo seguridad y control al proceso de riego.Thus, there is no evidence of the existence of any state-of-the-art solution that proposes a safe and reliable way of applying active compounds to control the functioning of the system and of the crops, in such a way that it is possible to control the same, both in concentration and in the type of compound to be applied, with the possibility of recharging it and even modifying it according to needs, without this implying a change in the elements of the irrigation system. It is essential that it be possible to control both the location and the concentrations of the active matter, thus providing security and control to the irrigation process.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Sistema de riego con capacidad de complejación de al menos un compuesto activo para su liberación controlada, en el que al menos uno de sus componentes está en contacto con el agua de riego que aquí se presenta, es tal que el material que forma dicho componente comprende una capa superficial apta para el contacto con un fluido de riego, donde al menos, una parte de dicha capa superficial presenta un porcentaje de moléculas de ciclodextrinas integradas en la misma de forma homogénea, siendo dicho porcentaje menor o igual al 12%.Irrigation system with complexation capacity of at least one active compound for its controlled release, in which at least one of its components is in contact with the irrigation water presented here, is such that the material that forms said component comprises a surface layer suitable for contact with an irrigation fluid, where at least part of said surface layer has a percentage of cyclodextrin molecules integrated in the same in a homogeneous way, said percentage being less than or equal to 12%.
Estas moléculas de ciclodextrinas llevan complejado al menos un compuesto activo y la liberación controlada y progresiva de mismo al medio. Esta liberación resulta equilibrada en relación al objetivo perseguido y al entorno en el que se liberan.These cyclodextrin molecules are complexed with at least one active compound and its controlled and progressive release into the medium. This release is balanced in relation to the objective pursued and the environment in which they are released.
Las ciclodextrinas son oligosacáridos cíclicos naturales con una estructura de naturaleza hidrofílica pero con una cavidad interna hidrofóbica, lo que las capacita para formar complejos de inclusión con otras moléculas activas de diversa naturaleza que pueden actuar como herbicidas, fungicidas, antibióticos, acaricidas, etc, al tiempo que las protegen de la degradación y favorecen su solubilidad. Este fenómeno de complejación cumple un equilibrio dinámico, por lo que la molécula complejada sufre una liberación controlada y constante y, con ello, una dosificación paulatina que permite la protección del sistema de riego o, incluso, puede mejorar la productividad o la salud del propio cultivo.Cyclodextrins are natural cyclic oligosaccharides with a hydrophilic structure but with a hydrophobic internal cavity, which enables them to form inclusion complexes with other active molecules of a diverse nature that can act as herbicides, fungicides, antibiotics, acaricides, etc., by while protecting them from degradation and favoring their solubility. This complexation phenomenon fulfills a dynamic balance, so the complexed molecule undergoes a controlled and constant release and, with it, a gradual dosage that allows the protection of the irrigation system or, even, can improve the productivity or the health of the irrigation system itself. crop.
Con el sistema de riego con capacidad de complejación de al menos un compuesto activo que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.With the irrigation system with complexation capacity of at least one active compound that is proposed here, a significant improvement of the state of the art is obtained.
Esto es así pues se consigue un sistema de riego que comprende al menos un componente con moléculas de ciclodextrinas integradas desde su fabricación en una superficie completa del propio componente o en una parte de la misma, apta para el contacto con el agua de riego (emisor, pared interna de la tubería, filtro...), que almacenan al menos un compuesto activo mediante un mecanismo de complejación, que va a permitir la liberación de dichos compuestos activos al suelo a través del riego de forma ajustada controlada en base al equilibrio del propio medio externo.This is so because an irrigation system is achieved that comprises at least one component with integrated cyclodextrin molecules from its manufacture on a complete surface of the component itself or on a part of it, suitable for contact with irrigation water (emitter , internal wall of the pipe, filter...), which store at least one active compound through a complexation mechanism, which will allow the release of said active compounds to the soil through irrigation in an adjusted controlled manner based on the balance of the external environment itself.
Los compuestos activos van a ser cualquiera que permita una actuación beneficiosa sobre el sistema, ya sea para evitar la intrusión radicular en los emisores, prevenir el control de plagas, favorecer un mejor desarrollo del cultivo, prevenir los fenómenos de atrapamiento y estrangulamiento de la tubería por la raíz (cuando éstas se enrollan alrededor de la tubería y la presionan). y va a ser posible controlar cantidades, tiempos, frecuencias e impacto ambiental. The active compounds are going to be any that allow a beneficial action on the system, either to avoid root intrusion in the emitters, prevent pest control, promote better crop development, prevent entrapment and strangulation phenomena of the pipe. by the root (when they wrap around the pipe and press on it). and it will be possible to control quantities, times, frequencies and environmental impact.
Además, presenta la ventaja de que se trata de una solución cuya vida útil no se limita al tiempo de permanencia del compuesto activo en su estructura, ya que las ciclodextrinas tienen la capacidad de poder ser recargadas, por lo que, una vez liberada la cantidad total o parte del compuesto activo complejado, es posible la recarga de las mismas con nueva cantidad de compuesto activo, para iniciar de nuevo la aplicación al cultivo.In addition, it has the advantage that it is a solution whose useful life is not limited to the residence time of the active compound in its structure, since the cyclodextrins have the capacity to be recharged, so that, once the amount total or part of the complexed active compound, it is possible to recharge them with a new amount of active compound, to start the application to the crop again.
Esto permite que sea una solución muy eficaz tanto para riego superficial como para riego subterráneo, pues no es necesario desmontar ninguna parte del sistema de riego para realizar la recarga de las ciclodextrinas y volver a tener compuesto activo complejado preparado para una dosificación controlada del mismo. Especialmente en el caso de riego subterráneo resulta una ventaja significativa, pues la desinstalación periódica de partes del sistema para una recarga de los compuestos activos resulta inviable, por lo que esta solución aquí propuesta supone una solución al problema existente.This allows it to be a very effective solution for both surface irrigation and underground irrigation, since it is not necessary to dismantle any part of the irrigation system to recharge the cyclodextrins and once again have a complexed active compound prepared for its controlled dosage. Especially in the case of underground irrigation, it is a significant advantage, since the periodic uninstallation of parts of the system for a recharge of the active compounds is not feasible, so this solution proposed here is a solution to the existing problem.
Además, la posibilidad de recarga de las ciclodextrinas abre la puerta a la personalización en función de las necesidades del cultivo o incluso, la adaptación en función de las normativas vigentes o limitaciones debidas al tipo de cultivo.In addition, the possibility of recharging cyclodextrins opens the door to customization based on the needs of the crop or even adaptation based on current regulations or limitations due to the type of crop.
Con estos sistemas de riego aquí propuestos, se realiza la complejación de compuestos activos que van a ser liberados de forma controlada a través del agua de riego. En este caso, las ciclodextrinas, encargadas de encapsular los compuestos activos, están integradas en estos componentes, por lo que se mantienen en los mismos y únicamente se libera los compuestos activos.With these irrigation systems proposed here, the complexation of active compounds that are going to be released in a controlled manner through the irrigation water is carried out. In this case, the cyclodextrins, responsible for encapsulating the active compounds, are integrated into these components, so they remain in them and only the active compounds are released.
De este modo, con estos sistemas de riego se está utilizando las propiedades de las cilodextrinas de un modo novedoso, pues el objetivo de las ciclodextrinas en este caso, no es el de transportar los compuestos activos ni mejorar las propiedades de los mismos una vez se han emitido al terreno, sino el de mejorar el proceso de aplicación de los compuestos a través de una fijación de los mismos en los componentes y una posterior liberación controlada de éstos, evitando que se pierdan y vayan directamente al suelo. Así pues, se busca que queden retenidos en el componente del sistema de riego durante un tiempo, para ser liberados poco a poco en función del balance exterior del suelo.In this way, with these irrigation systems, the properties of the cyclodextrins are being used in a novel way, since the objective of the cyclodextrins in this case is not to transport the active compounds or improve their properties once they are have been emitted to the ground, but to improve the process of applying the compounds by fixing them in the components and their subsequent controlled release, preventing them from being lost and going directly to the ground. Thus, it is sought that they remain retained in the component of the irrigation system for a time, to be released little by little depending on the external balance of the soil.
Estos sistemas de riego permiten almacenar compuestos activos en al menos uno de sus componentes y liberarlos de forma controlada, de manera que no todos los compuestos activos salen junto al agua de riego, sino que se emite al suelo un balance determinado de producto, basándose en un equilibro de la concentración entre el entorno exterior de la tubería y el interior del material de riego, consiguiendo de este modo el control absoluto de la emisión de productos al suelo y, por tanto, a los acuíferos, castigados por el efecto de la contaminación de la lixiviación. Con ello, se minimiza el impacto medioambiental de la agricultura reduciendo la contaminación residual del suelo. Además, permite la utilización de productos con función herbicida "naturales no nocivos” y sin impacto ambiental como el carvacrol, eugenol, timol, etc... La complejación en las ciclodextrinas de estos compuestos activos naturales, consigue aumentar su solubilidad en agua y reducir su toxicidad en mamíferos y plantas, a la vez que actuar frente a la intrusión radicular.These irrigation systems allow active compounds to be stored in at least one of their components and released in a controlled manner, so that not all the compounds The active ingredients come out together with the irrigation water, but rather a certain balance of product is emitted into the soil, based on a concentration balance between the outside environment of the pipe and the interior of the irrigation material, thus achieving absolute control of the emission of products to the ground and, therefore, to the aquifers, punished by the effect of contamination from leaching. With this, the environmental impact of agriculture is minimized by reducing residual contamination of the soil. In addition, it allows the use of products with a "natural, non-harmful" herbicide function and without environmental impact, such as carvacrol, eugenol, thymol, etc... The complexation of these natural active compounds in the cyclodextrins manages to increase their solubility in water and reduce its toxicity in mammals and plants, while acting against root intrusion.
Además, al quedar las ciclodextrinas en su lugar y no liberarse hacia el suelo, no se pierden con la emisión de los compuestos y se mantienen integradas en los componentes para una reutilización de las mismas mediante su recarga, no siendo necesario aportar nuevas ciclodextrinas cada vez.In addition, since the cyclodextrins remain in their place and are not released into the soil, they are not lost with the emission of the compounds and remain integrated in the components for their reuse by recharging them, not being necessary to provide new cyclodextrins each time. .
Al actuar por carga y recarga de las ciclodextrinas, la utilización de compuestos se mejora, por lo que la migración o movimiento en el suelo se optimiza al máximo.By acting by charging and recharging the cyclodextrins, the use of compounds is improved, so migration or movement in the soil is optimized to the maximum.
Por otra parte, en el caso particular del riego subterráneo se obtienen ciertas ventajas añadidas, como es un incremento de la seguridad y sostenibilidad.On the other hand, in the particular case of underground irrigation, certain added advantages are obtained, such as an increase in safety and sustainability.
Se consigue cuantificar el impacto ambiental relativo a la producción, utilización y disposición final de los nuevos productos.It is possible to quantify the environmental impact related to the production, use and final disposal of the new products.
Otra ventaja significativa es que estos sistemas de riego no conllevan la introducción de ningún compuesto activo en la fabricación de sus componentes, sólo las ciclodextrinas, por lo que no suponen ningún peligro para la seguridad de las personas que los manipulen, ni existen problemas por el reciclado de subproductos, ni por existencia de mermas.Another significant advantage is that these irrigation systems do not involve the introduction of any active compound in the manufacture of their components, only cyclodextrins, so they do not pose any danger to the safety of the people who handle them, nor are there problems due to the recycling of by-products, nor due to the existence of losses.
Además, como la adición de los compuestos activos se realiza in situ, se permite un aprovechamiento de los mismos más efectivo, pues pueden aplicarse y utilizarse recién producidos, conociendo el tiempo transcurrido entre la adquisición del producto y su utilización, o al menos bajo unas condiciones de antigüedad fácilmente controlables por el usuario. In addition, as the addition of the active compounds is carried out in situ, a more effective use of them is allowed, since they can be applied and used freshly produced, knowing the time elapsed between the acquisition of the product and its use, or at least under certain conditions. age conditions easily controllable by the user.
Resulta por tanto una solución eficaz a problemas como la intrusión radicular o el estrangulamiento de tuberías, o para actuaciones contra plagas, o para la fertilización de cultivos, etc. que permite controlar el impacto ambiental debido a la utilización de compuestos en los sistemas de riego, gracias a que permite una liberación progresiva y controlada de los mismos en el cultivo, basada en el equilibrio químico que se establece entre los productos complejados y el suelo.It is therefore an effective solution to problems such as root intrusion or strangulation of pipes, or for actions against pests, or for crop fertilization, etc. that allows to control the environmental impact due to the use of compounds in the irrigation systems, thanks to the fact that it allows a progressive and controlled release of the same in the crop, based on the chemical balance that is established between the complexed products and the soil.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:In order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of its practical embodiment, a series of drawings is provided as an integral part of said description, where, by way of illustration and not limitation, represented the following:
La Figura 1.- Muestra una vista esquemática de un sistema de riego subterráneo con un componente para sistema de riego con capacidad de complejación de al menos un compuesto activo para su liberación controlada, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 1.- Shows a schematic view of an underground irrigation system with a component for an irrigation system with complexation capacity of at least one active compound for its controlled release, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 2.- Muestra una vista en sección de un componente para sistema de riego capacidad de complejación de al menos un compuesto activo para su liberación controlada, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 2.- Shows a sectional view of a component for an irrigation system with the complexation capacity of at least one active compound for its controlled release, for a preferred embodiment of the invention.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invenciónDetailed description of a preferred embodiment of the invention
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, el sistema de riego con capacidad de complejación de al menos un compuesto activo para su liberación controlada, en el que al menos uno de sus componentes es un elemento o dispositivo en contacto con el agua de riego que aquí se propone, es tal que en este caso, dicho componente está formado por una tubería (1) de riego. En otros modos de realización, dicho al menos un componente puede estar formado por un emisor de riego, un filtro del sistema de riego, discos de filtrado, malla de filtrado o cualquier otro componente o conjunto de componentes que formen parte de la instalación de riego y estén en contacto con el agua de riego. In view of the figures provided, it can be seen how in a preferred embodiment of the invention, the irrigation system with complexation capacity of at least one active compound for its controlled release, in which at least one of its components is An element or device in contact with the irrigation water that is proposed here is such that in this case, said component is formed by an irrigation pipe (1). In other embodiments, said at least one component may be formed by an irrigation emitter, an irrigation system filter, filter discs, filter mesh or any other component or set of components that form part of the irrigation installation. and are in contact with irrigation water.
El material que forma este componente, en este caso la tubería (1) de riego, comprende una capa superficial (2) o parte de la misma apta para el contacto con un fluido de riego, por lo que, en este caso concreto de una conducción, la capa superficial (2) es la correspondiente a la capa superficial interior de la tubería, como se muestra en la Figura 2, que es la que está en contacto con el fluido.The material that forms this component, in this case the irrigation pipe (1), comprises a surface layer (2) or part of it suitable for contact with an irrigation fluid, so that, in this specific case of a pipe, the surface layer (2) is the one corresponding to the inner surface layer of the pipe, as shown in Figure 2, which is the one in contact with the fluid.
Esta capa superficial (2) presenta un porcentaje de moléculas de ciclodextrinas integradas en la misma de forma homogénea, siendo dicho porcentaje menor o igual al 12% y, donde dichas moléculas de ciclodextrinas llevan complejado al menos un compuesto activo para la liberación controlada y progresiva de los mismos al medio.This surface layer (2) has a percentage of cyclodextrin molecules integrated into it homogeneously, said percentage being less than or equal to 12% and, where said cyclodextrin molecules have complexed at least one active compound for controlled and progressive release from them to the middle.
En este modo de realización preferente de la invención, las moléculas de ciclodextrinas son del tipo a-ciclodextrina, pero en otros modos de realización pueden estar formadas por pciclodextrina, Y-ciclodextrina o cualquiera combinación de las mismas.In this preferred embodiment of the invention, the cyclodextrin molecules are of the a-cyclodextrin type, but in other embodiments they may be formed by p-cyclodextrin, Y-cyclodextrin or any combination thereof.
Así mismo, en otros modos de realización, las moléculas de ciclodextrinas pueden ser del tipo HP-a-ciclodextrina, HP-p-ciclodextrina, HP-Y-ciclodextrina, o cualquier combinación de ellas.Likewise, in other embodiments, the cyclodextrin molecules can be of the type HP-a-cyclodextrin, HP-p-cyclodextrin, HP-Y-cyclodextrin, or any combination of them.
O incluso, en otros modos de realización, al menos una parte de dichas moléculas de ciclodextrinas pueden estar en una formulación transformada en nanoesponjas.Or even, in other embodiments, at least part of said cyclodextrin molecules can be in a formulation transformed into nanosponges.
En este modo de realización preferente de la invención, como puede observarse en la Figura 1, el sistema de riego, presenta en este caso la tubería (1) de riego con un porcentaje de moléculas de ciclodextrinas integradas y está orientado a un riego subterráneo. El al menos un compuesto activo complejado en el mismo está formado por un producto químico sintético o natural cuyo objetivo es evitar la intrusión radicular así como el contacto permanente de la raíz con la tubería, para evitar que la rodee hasta el aplastamiento, mediante la liberación constante y controlada del mismo basada en un equilibrio químico con el medio, generando pequeños volúmenes con naturaleza antiraíces únicamente alrededor de los puntos críticos del sistema de riego. De esta manera, las raíces (3) van a mantenerse estratégicamente distanciadas de los puntos de emisión (4) o de las zonas seleccionadas, realizando su función de absorción de agua y nutrientes, pero sin peligro de intrusión en el emisor ni de la acción descontrolada del compuesto. In this preferred embodiment of the invention, as can be seen in Figure 1, the irrigation system, in this case, presents the irrigation pipe (1) with a percentage of integrated cyclodextrin molecules and is oriented towards underground irrigation. The at least one active compound complexed therein is formed by a synthetic or natural chemical product whose objective is to prevent root intrusion as well as permanent contact of the root with the pipe, to prevent it from surrounding it until crushing, by releasing constant and controlled of the same based on a chemical balance with the environment, generating small volumes with an anti-root nature only around the critical points of the irrigation system. In this way, the roots (3) will be kept strategically distanced from the emission points (4) or from the selected areas, carrying out their function of absorbing water and nutrients, but without the danger of intrusion into the emitter or the action uncontrolled of the compound.
En otros modos de realización preferente de la invención, el compuesto activo complejado está formado por otras materias activas con efecto fungicida, antibiótico o similar, o una combinación de éstos, según el efecto que se pretenda lograr en el cultivo.In other preferred embodiments of the invention, the complexed active compound is made up of other active ingredients with a fungicidal, antibiotic or similar effect, or a combination of these, depending on the effect to be achieved on the crop.
Así mismo, en otros modos de realización, el sistema de riego está orientado a un riego superficial.Likewise, in other embodiments, the irrigation system is aimed at surface irrigation.
Por otra parte, en este modo de realización preferida, el sistema de riego es susceptible de, al menos una recarga de las moléculas de ciclodextrinas con el al menos un compuesto activo.On the other hand, in this preferred embodiment, the irrigation system is capable of at least recharging the cyclodextrin molecules with the at least one active compound.
La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible, así como la información suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invención. The described embodiment constitutes only an example of the present invention, therefore, the specific details, terms and phrases used in the present specification are not to be considered as limiting, but are only to be understood as a basis for the claims and as a representative base that provides an understandable description, as well as sufficient information to the person skilled in the art to apply the present invention.
Claims (1)
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Family Applications (1)
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