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Previous issue date: 2014-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The increase on the price of fertilizers, and the high Brazilian importing
dependency of this material, raise the cost of cultures. Such cost may be
reduced by more efficient and efficiently used fertilizers. From an economical
point of view, urea is one of the most interesting commercial choices available
for nitrogen based fertilizers. However, using it in its pure form is not
appropriate, for the loss of nitrogen through volatilization into the atmosphere
may reach extreme values, diminishing its efficiency when applied on the
ground's surface. In this work, nitrogen losses can be reduced by condensation
polymerization of urea and formaldehyde, and by adding mineral clay to this
nanocomposite to act as a diffusion barrier and to adsorb urea. Extrusion shows
to be an advantageous process to produce in one step a bead with satisfactory
strength and easy handling. A solid precursor of formaldehyde
(paraformaldehyde) was successfully used to facilitate the polymerization
process, and the reaction occurred in the bead due to the formation of
formaldehyde in situ owing to the temperature rise and water addition.
Incubation soil tests showed that the higher content of polymer phase in the
material trended to cause a higher delay in the release of total N applied. It was
also observed an increase in mechanical strength and Young modulus by
flexural bending strength tests to higher content of polymer phase compositions.
Although the final bead fertilizer has a lower N content than pure urea, its use is
potentially interesting owing to extrusion mass production process and the
subsequent polymerization step in moderate temperature. / O aumento do preço dos fertilizantes e a forte dependência brasileira da
importação desses insumos aumentam o custo de produção das culturas. Este
custo pode ser reduzido pelo uso eficiente dos fertilizantes. Do ponto de vista
econômico, a ureia é uma interessante opção comercial disponível para a
adubação com nitrogênio. Porém, utilizá-la na forma pura não é adequada, pois
a perda de nitrogênio por volatilização para a atmosfera pode atingir valores
extremos, diminuindo a sua eficiência quando aplicada sobre a superfície do
solo. Assim, neste trabalho a redução destas perdas pôde ser alcançada pela
polimerização por condensação da ureia com formaldeído e através da
formulação deste polímero como nanocompósito, no qual argilominerais
atuaram como meios de barreira difusional e de adsorção química da ureia.
Para a produção deste material, o processo de extrusão se mostrou vantajoso,
permitindo a formulação do produto como grânulo, em etapa única e com
resistência ao manuseio satisfatória após processo. Para facilitar o processo de
polimerização, um precursor do formaldeído em fase sólida (paraformaldeído)
foi utilizado com sucesso, obtendo-se a reação no grânulo final pela produção
in situ do formaldeído pelo aumento da temperatura e reação com a água de
mistura. Foi verificado em ensaios de incubação em solo que ao aplicar o
fertilizante com maior teor de fase polimérica, o material apresentou tendência
de maior retardo na liberação total de N aplicado. Ainda, foi observada a
tendência de aumento de módulo elástico e resistência mecânica através de
ensaios mecânicos de flexão por três pontos para composições com maior teor
de fase polimérica. Apesar do fertilizante final ter menor teor de N que a ureia
pura, seu uso é potencialmente de interesse devido ao processo de produção
em massa conseguido pela extrusão contínua e posterior polimerização à
temperatura moderada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8272 |
| Date | 27 February 2014 |
| Creators | Yamamoto, Cíntia Fumi |
| Contributors | Mattoso, Luiz Henrique Capparelli, Oliveira, Caue Ribeiro de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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