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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18605
Tipo: Tese
Título: Desenvolvimento, caracterização e aplicação de sistemas de liberacão controlada de NPK à base de polímeros de glicerol usados no cultivo da alface
Autor(es): Pimenta, Igor Fernandes
Primeiro Orientador: Medeiros, Eliton Souto de
Primeiro Coorientador: Figueiredo, Lucas Ricardo Fernandes
Resumo: A confecção de sistemas de liberação controlada utilizando polímeros de glicerol como matrizes encapsuladoras surge como uma alternativa para o uso do excedente de glicerol, principal subproduto do biodiesel. Isto também ajuda a minimizar as perdas causadas por lixiviação e por volatilização de nutrientes, reduzindo custos de produção agrícolas. Este trabalho reporta o estudo, caracterização e aplicação dos polímeros de glicerol para os usos em sistemas de liberação controlada como matrizes encapsuladoras de NPK (Nitrogênio, Fósforo, Potássio) para testes em solo no cultivo da alface tipo Regina (Lactuca sativa L.). Foram produzidos o poli(adipato de glicerol)-PGA, poli(citrato de glicerol)-PGC, poli(succinato de glicerol)-PGSu e o poli(adipato-co-succianto de glicerol)-PGASu por policondensação do glicerol e diácidos, seguida da incorporação do fertilizante NPK em teor de 20% em relação à massa dos polímeros. Os polímeros/copolímeros foram caracterizados por termogravimetria (TG), espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersa (EDS), ângulo de contato, biodegradação em solo, análises químicas: H + Al+3, Ca+2, + Mg+2 , (S-SO4 -2 ), P, K, SB (soma de bases), Carbono e Matéria Orgânica, através da espectrofotometria de absorção atômica e de chama, por titulação e análises físicas (Temperatura e umidade) do (solo e ar) através do termômetro digital, e características agronômicas da alface altura das plantas (AP), número de folhas (NF), massa fresca (MFPA) e massa seca da parte aérea (MSPA), massa fresca das raízes (MFR), massa seca das raízes (MSR) e diâmetro médio dos caules (DC). As análises por FTIR mostraram que todos os polímeros/copolímeros são poliésteres, evidenciados através da formação de grupos ésteres, e a TG comprovou estabilidade térmica de até 200°C. Foram observados dois tipos de superfícies de fratura, características de polímeros borrachosos (rugoso) e rígidos (lisa e frágil), relacionados às estruturas dos polímeros/copolímeros. A incorporação do NPK favoreceu o desenvolvimento de superfícies hidrofílicas. A biodegradação em solo simulado foi observada através da mudança de coloração e da perda de massa durante 120 dias. A perda de massa foi de 80% e independe do tipo de polímero e teor de NPK. Os ensaios de EDS colaboraram para a verificação dos componentes elementares dos fertilizantes nos polímeros e nas folhas da alface. A concentração de fertilizante (NPK) nas folhas da alface e as características agronômicas revelaram um ótimo desempenho de cada polímero/copolímero e que os resultados de liberação dos nutrientes foram superiores comparando aos resultados encontrados nas referências (branco). Dentre os polímeros, o PGC+20% NPK, obteve um desempenho superior comparados aos outros com o fertilizante (PGA, PGSu e PGASu), nas características agronômicas. Além disso, foi possível demonstrar que sistemas de liberação controlada utilizando o polímero de glicerol como encapsuladores dos fertilizantes NPK, são viáveis para o uso na agricultura de forma a agregar valor final ao glicerol e que podem ser modulados para um determinado tipo de cultura.
Abstract: The manufacture of controlled release systems using glycerol polymers as encapsulating matrices appears as an alternative to the use of excess glycerol, the main by-product of biodiesel. This also helps to minimize losses caused by leaching and volatilization of nutrients, reducing agricultural production costs. This work reports the study, characterization and application of glycerol polymers for uses in controlled release systems as NPK (Nitrogen, Phosphorus, Potassium) encapsulating matrices for soil tests in the cultivation of Regina lettuce (Lactuca sativa L.). Poly (glycerol adipate)-PGA, poly (glycerol citrate)-PGC, poly (glycerol succinate)-PGSu and poly (glycerol adipate-cosuccinate)-PGASu were produced by polycondensation of glycerol and diacids, followed by the incorporation of the NPK fertilizer in a content of 20% in relation to the mass of the polymers. The polymers/copolymers were characterized by thermogravimetry (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), dispersed energy spectroscopy (EDS), contact angle, soil biodegradation, chemical analysis: H + Al + 3, Ca + 2, + Mg + 2, (S-SO4-2), P, K, SB (sum of bases), Carbon and Organic Matter, through atomic and flame absorption spectrophotometry, by titration and physical analysis (Temperature and humidity) of (soil and air) using a digital thermometer, and agronomic characteristics of lettuce plant height (AP), number of leaves (NF), fresh weight (MFPA) and dry mass of the aerial part (MSPA), fresh root weight (MFR), dry root weight (MSR) and average stem diameter (DC). FTIR analyzes showed that all polymers / copolymers are polyesters, evidenced by the formation of ester groups, and TG proved thermal stability of up to 200 ° C. Two types of fracture surfaces were observed, characteristic of rubbery (rough) and rigid (smooth and brittle) polymers, related to the structures of the polymers/copolymers. The incorporation of NPK favored the development of hydrophilic surfaces. Biodegradation in simulated soil was observed through a change in color and loss of mass during 120 days. The mass loss was 80% and does not depend on the type of polymer and NPK content. The EDS tests collaborated to verify the elemental components of the fertilizers in the polymers and in the leaves of the lettuce. The concentration of fertilizer (NPK) in the lettuce leaves and the agronomic characteristics revealed an excellent performance of each polymer/copolymer and that the results of nutrient release were superior compared to the results found in the references (white). Among the polymers, PGC + 20% NPK, obtained a superior performance compared to the others with the fertilizer (PGA, PGSu and PGASu), in agronomic characteristics. In addition, it was possible to demonstrate that controlled release systems using the glycerol polymer as encapsulators for NPK fertilizers, are feasible for use in agriculture in order to add final value to glycerol and that they can be modulated for a given type of crop.
Palavras-chave: Polímeros de glicerol
Liberação controlada
Fertilizantes NPK
Glycerol polymers
Controlled release
NPK fertilizers
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Materiais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso embargado
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18605
Data do documento: 28-Fev-2020
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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