Desenvolvimento de revestimentos nanocompósitos à base de poliuretana modificada com argilominerais esfoliados para aplicação no controle da liberação lenta de fertilizantes solúveis

• Processo: 19/18036-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Marcela Pfeifer
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Liberação controlada de fármacos Fertilizantes de liberação controlada Ureia Bentonita Poliuretanos Argilominerais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fertilizante | Liberação Controlada | map | montmorilonita | ureia | Liberação Controlada

Resumo

Apesar do uso indispensável de fertilizantes agrícolas para atingir os níveis atuais de produtividade, os nutrientes químicos têm sua eficácia de uso limitada por problemas como volatilização de amônia, lixiviação e/ou imobilização nos solos. Uma estratégia para racionalização da aplicação é proteger o fertilizante com materiais de barreira para liberação do insumo. Para maximizar a efetividade dessa estratégia, o polímero formado deve apresentar uma linha adesiva homogênea na superfície do grânulo e ser capaz de controlar a difusão das espécies solúveis do insumo através de sua estrutura, permitindo que a barreira assuma um papel ativo e não somente a de um obstáculo físico, no qual a liberação ocorreria pelo comprometimento mecânico (fratura) do polímero. A permeação através de um polímero pode ser significativamente reduzida pela presença de barreiras difusionais internas, como nanoargilas finamente dispersas (na forma de nanocompósitos). Esta estratégia, ainda que investigada para materiais para embalagem (principalmente para reduzir a permeação de gases) foi negligenciada até o momento para filmes de revestimento de fertilizantes, ainda que tenha grande potencial de prover materiais de baixa permeação para esta aplicação. Assim, esse projeto pretende desenvolver estratégias para dispersão de nanoargilas lamelares (principalmente montmorilonita) como modificadores de uma matriz polimérica à base de óleo de mamona no controle da liberação de fertilizantes comerciais, como ureia e monoamônio fosfato (MAP). Os grânulos revestidos serão avaliados para determinar os melhores parâmetros de revestimento, a estabilidade do revestimento, a interface de deposição e o tempo total de liberação em ensaios de imersão em água e incubação em solo. Os materiais revestidos serão analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectrofotometria no Infravermelho (FTIR), entre outras técnicas. Essa proposta será conduzida na Embrapa Instrumentação, focalizando alternativas sustentáveis para a disseminação do uso de revestimentos protetivos em fertilizantes.

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PFEIFER, MARCELA; ANDRADE, FLAVIO A. C.; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; AOUADA, FAUZE A.; RIBEIRO, CAUE. Effect of Different Surface-Charged Lamellar Materials on Swelling Properties of Nanocomposite Hydrogels. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, MAR 2021. (13/03643-0, 20/03259-9, 13/07296-2, 16/10636-8, 19/18036-8)

PFEIFER, MARCELA; ANDRADE, FLAVIO A. C.; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; AOUADA, FAUZE A.; RIBEIRO, CAUE. Effect of Different Surface-Charged Lamellar Materials on Swelling Properties of Nanocomposite Hydrogels. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 29, n. 10, p. 3311-3323, OCT 2021. (19/18036-8, 16/10636-8, 20/03259-9, 13/07296-2, 13/03643-0)

MAJARON, VINICIUS F.; DA SILVA, MARISA G.; PFEIFER, MARCELA; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; VELLOSO, CAMILA C. V.; KLAIC, RODRIGO; POLITO, WAGNER L.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; BERNARDI, ALBERTO C. C.; FARINAS, CRISTIANE S.; et al. Interaction of Aspergillus niger in Double-Coated Urea Granules Reduces Greenhouse Gas Emissions from N Fertilization. JOURNAL OF SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION, v. 23, n. 3, p. 10-pg., 2023-05-25. (18/10448-2, 17/18673-2, 20/03259-9, 19/18036-8, 16/10636-8)

PFEIFER, MARCELA; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; ANDRADE, FLAVIO A. C.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; AOUADA, FAUZE A.; RIBEIRO, CAUE. Hydrotalcite loading boosts the potentially toxic element's retention in hydrogel nanocomposites for environmental treatment. APPLIED CLAY SCIENCE, v. 240, p. 9-pg., 2023-05-11. (19/18036-8, 20/03259-9)