Diseño de sistemas basados en materiales porosos para la liberación controlada de agentes naturales contra plagas

Abstract

[ES] La aplicación de productos químicos sintéticos para el control de plagas genera importantes problemas medioambientales y hace que sea necesario el estudio de nuevos sistemas más sostenibles y ecológicos. Una alternativa es el uso de agentes naturales derivado de aceites esenciales, los cuales tienen actividad biocida sobre algunas plagas y no generan problemas en el medio ambiente. El problema de estos agentes naturales es su elevada volatilidad, por ello es necesario, para su aplicación, soportarlos sobre materiales que permitan una liberación controlada y prolongada del agente natural a lo largo del tiempo. En este TFG se han seleccionado el citronelol, el citronelal y el geraniol, todos ellos compuestos presentes en el aceite de citronela, como agentes naturales con actividad biocida que pueden ser utilizados para el control de plagas. Se han utilizado como soportes distintos tipos de materiales porosos: MCM41 y MCM-41 sililado, ambos sintetizados en el laboratorio, carbón activo (Norit 100 MESH), sepiolita y tierra de diatomeas (Celite®545). Se han incorporado a estos materiales los agentes naturales seleccionados y se ha estudiado su liberación durante un periodo de tres meses. Los resultados permiten establecer cuáles serían los sistemas más adecuados según su aplicación agrícola. Así, se ha determinado que, si se quiere utilizar para el control de plagas, previniendo la aparición de estas, lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte MCM-41 sililado pues produce una liberación más lenta y continuada en el tiempo. Por contrario, si se quiere aplicar como tratamiento de choque sobre una plaga ya instalada se necesita sistemas con cantidades de liberación más elevadas. Para este último caso lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte sepiolita, pues se produce una liberación más rápida, proporcionando concentraciones mayores.

[EN] The application of synthetic chemicals for pest control generates significant environmental problems and makes the study of new, more sustainable and ecological systems necessary. An alternative is the use of natural agents derived from essential oils, which have biocidal activity on some pests and do not cause problems in the environment. The problem of these natural agents is their high volatility, so it is necessary, for their application, to support them on materials that allow a controlled and prolonged release of the natural agent over time. In this TFG, citronellol, citronelal and geraniol have been selected, all of them compounds present in citronella oil, as natural agents with biocidal activity that can be used for pest control. Different types of porous materials have been used as supports: MCM-41 and MCM-41 silylated, both synthesized in the laboratory, active carbon (Norit 100 MESH), sepiolite and diatomites (Celite®545). The selected natural agents have been incorporated into these materials and their release has been studied over a period of three months. The results allow to establish which would be the most appropriate systems according to their agricultural application. Thus, it has been determined that, if it is to be used for pest control, preventing the appearance of these, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the silylated MCM-41 support material as it produces a slower and more continuous release in the time. On the contrary, if you want to apply as shock treatment on an already installed pest, systems with higher release amounts are needed. In the latter case, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the sepiolite support material, as a faster release occurs, providing higher concentrations.

[CA] L'aplicació de productes químics sintètics per al control de plagues genera importants problemes mediambientals i fa que siga necessari l'estudi de nous sistemes més sostenibles i ecològics. Una alternativa és l'ús d'agents naturals derivat d'olis essencials, els quals tenen activitat biocida sobre algunes plagues i no generen problemes en el medi ambient. El problema d'aquests agents naturals és la seua elevada volatilitat, per això és necessari, per a la seua aplicació, suportar-los sobre materials que permeten un alliberament controlat i prolongat de l'agent natural al llarg del temps. En aquest TFG s'han seleccionat el citronelol, el citronelal i el geraniol, tots ells compostos presents en l'oli de citronel·la, com a agents naturals amb activitat biocida que poden ser utilitzats per al control de plagues. S'han utilitzat com a suports diferents tipus de materials porosos: MCM-41 i MCM-41 sililat, tots dos sintetitzats en el laboratori, carbó actiu (Norit 100 MESH), sepiolita i terra de diatomees (Celite®545). S'han incorporat a aquests materials els agents naturals seleccionats i s'ha estudiat el seu alliberament durant un període de tres mesos. Els resultats permeten establir quins serien els sistemes més adequats segons la seua aplicació agrícola. Així, s'ha determinat que, si es vol utilitzar per al control de plagues, prevenint l'aparició d'aquestes, el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport MCM-41 sililat perquè produeix un alliberament més lent i continuada en el temps. Per contrari, si es vol aplicar com a tractament de xoc sobre una plaga ja instal·lada es necessita sistemes amb quantitats d'alliberament més elevades. Per a aquest últim cas el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport sepiolita, perquè es produeix un alliberament més ràpid, proporcionant concentracions majors.