Síntese e caracterização de hidrogel de poli (álcool vinílico) para liberação de NPK e retenção de água em solo
| Ano de defesa: | 2023 |
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Universidade Federal de São Carlos
Câmpus Sorocaba |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So
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| Palavras-chave em Inglês: | |
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| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22908 |
Resumo: | In 2050 the world population will be more than 9 billion people and to meet this growing food demand it will be necessary to increase food production by at least 60%. To solve these problems, fertilizers are increasingly being used on plantations, often indiscriminately, resulting in various environmental impacts. As a possible solution to remedy or reduce environmental impacts arising from the incorrect use of fertilizers and waste of water, new technologies have emerged, among them, one of the most promising is the use of hydrogels in the soil, as some have great absorption and release properties. gradual release of water and potential to bind to various substances, enabling the controlled release of fertilizers. Therefore, this work aims at the synthesis and characterization of poly (vinyl alcohol) (PVA) hydrogels for application in rational use of water and release of NPK fertilizers in soil. The hydrogels were called HPVA and synthesized in different proportions considering the stoichiometry in moles of free OH present in PVA per mole of EDTAD, being 10:1, 20:1 and 100:1. They were characterized by Fourier transform infrared absorption spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TG) and swelling capacity. The most stable HPVA was tested for absorption and release of NPK in soil and had its biodegradation and phytotoxicity characteristics evaluated, demonstrating the capacity for controlled release of water and NPK in soil in a bean seedling plantation and not proving to be phytotoxic, in addition to being biodegradable. Therefore, HPVA demonstrated to be a promising material for rational use of water and release of fertilizers into soil. |
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Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22908.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22908In 2050 the world population will be more than 9 billion people and to meet this growing food demand it will be necessary to increase food production by at least 60%. To solve these problems, fertilizers are increasingly being used on plantations, often indiscriminately, resulting in various environmental impacts. As a possible solution to remedy or reduce environmental impacts arising from the incorrect use of fertilizers and waste of water, new technologies have emerged, among them, one of the most promising is the use of hydrogels in the soil, as some have great absorption and release properties. gradual release of water and potential to bind to various substances, enabling the controlled release of fertilizers. Therefore, this work aims at the synthesis and characterization of poly (vinyl alcohol) (PVA) hydrogels for application in rational use of water and release of NPK fertilizers in soil. The hydrogels were called HPVA and synthesized in different proportions considering the stoichiometry in moles of free OH present in PVA per mole of EDTAD, being 10:1, 20:1 and 100:1. They were characterized by Fourier transform infrared absorption spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TG) and swelling capacity. The most stable HPVA was tested for absorption and release of NPK in soil and had its biodegradation and phytotoxicity characteristics evaluated, demonstrating the capacity for controlled release of water and NPK in soil in a bean seedling plantation and not proving to be phytotoxic, in addition to being biodegradable. Therefore, HPVA demonstrated to be a promising material for rational use of water and release of fertilizers into soil.Em 2050 a população mundial será de mais de 9 bilhões de pessoas e para atender a essa crescente demanda alimentícia será necessário aumentar a produção de alimentos em pelo menos 60%. Para sanar tais problemas, cada vez mais têm sido utilizados fertilizantes em plantações, muitas vezes de maneira indiscriminada, resultando em diversos impactos ambientais. Como possível solução para sanar ou reduzir os impactos ambientais oriundos da utilização incorreta de fertilizantes e desperdício de água, tem surgido novas tecnologias, dentre elas, uma das mais promissoras é a utilização de hidrogéis no solo, pois alguns possuem propriedade de grande absorção e liberação gradativa de água e potencial para ligarem-se a diversas substâncias, possibilitando a liberação controlada de fertilizantes. Desta forma, este trabalho visa à síntese e a caracterização de hidrogéis de poli (álcool vinílico) (PVA) para aplicação em uso racional de água e liberação de fertilizantes NPK em solo. Os hidrogéis foram chamados de HPVA e sintetizados em diferentes proporções considerando a estequiometria em mol de OH livre presentes no PVA por mol de EDTAD, sendo 10:1, 20:1 e 100:1. Foram caracterizados por Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TG) e capacidade de intumescimento. O HPVA mais estável foi testado para absorção e liberação de NPK em solo e teve suas características de biodegradação e fitotoxicidade avaliadas, demonstrando capacidade de liberação controlada de água e NPK em solo em plantação de mudas de feijoeiro e não demonstrando ser fitotóxico, além de ser biodegradável. Portanto, o HPVA demonstrou ser um material promissor para uso racional de água e liberação de fertilizantes em solo.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessHidrogelPVAEDTADLiberação de NPKLiberação de ÁguaHydrogelNPK releaseWater ReleaseCIENCIAS EXATAS E DA TERRA13. Ação contra a Mudança Global do ClimaSíntese e caracterização de hidrogel de poli (álcool vinílico) para liberação de NPK e retenção de água em soloSynthesis and characterization of poly hydrogel (vinyl alcohol) for NPK release and water retention in soilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXTTese de Doutorado_Joelen_Osmari_Silva.pdf.txtTese de Doutorado_Joelen_Osmari_Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain103292https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/82abac1f-ff8f-4af1-b9a1-c1d1b6aabdf8/downloadbfb02a2a2cbf304eb4d5146e5b3e2cc1MD56falseAnonymousREADTHUMBNAILTese de Doutorado_Joelen_Osmari_Silva.pdf.jpgTese de Doutorado_Joelen_Osmari_Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4245https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/7395ff2a-55c3-452d-a771-d80efff861b1/downloadbe8389404eac7b921197898da81756beMD57falseAnonymousREADORIGINALTese de Doutorado_Joelen_Osmari_Silva.pdfTese_Joelen_Osmari_Silva_sem_assinaturas_2025.pdfapplication/pdf3639530https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/222c3c1c-9337-4b9f-9192-3902df03c327/download9f4399e6063d546a10b676ef0faf63e2MD55trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8906https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/efd7f982-daa3-4c9d-b62b-259092a6c683/downloadfba754f0467e45ac3862bc2533fb2736MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/229082025-11-06T03:04:28.708769Zhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22908https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-11-06T03:04:28Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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