Nanocompósitos aplicados à tecnologia de fertilizantes nitrogenados e fosfatados

dc.contributor.advisor-co1Teixeira, Ivo Freitas
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9782517948999001
dc.contributor.advisor1Bortoletto-Santos, Ricardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7182475545956341
dc.contributor.authorMartins Junior, Alexandre Antonio Fidelis
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/2073287738046962
dc.date.accessioned2026-07-20T13:32:21Z
dc.date.issued2026-06-26
dc.description.abstractThe growing demand for food, driven by population growth, has required modern agriculture to achieve higher levels of productivity. Fertilizers play a fundamental role in this context; however, conventional products exhibit low agronomic efficiency, with significant nutrient losses due to volatilization, leaching, and fixation in the soil. In response to these challenges, nanotechnology has emerged as a promising strategy for developing controlled-release fertilizers capable of synchronizing nutrient availability with plant demand. Among the various nanotechnological approaches, two complementary strategies have attracted particular attention: the production of extruded urea–montmorillonite nanocomposites and the development of thin polyurethane coatings incorporating lamellar materials for urea granules. Among these lamellar materials, montmorillonite exhibits a high cation exchange capacity, effectively retaining ammonium ions and reducing ammonia volatilization, whereas hydrotalcite, owing to its anion exchange properties, can regulate phosphate diffusion and delay its immobilization in the soil. Extruded urea–montmorillonite nanocomposites exhibited sustained nutrient release for up to 120 hours in water, with urea intercalation between the clay layers confirmed by X-ray diffraction. Polyurethane coatings containing less than 5 wt.% lamellar materials effectively controlled nitrogen and phosphorus release, reducing nutrient losses through volatilization and soil fixation while achieving performance comparable to or better than that of thicker commercial coatings. Overall, nanotechnology applied to fertilizers, particularly through the incorporation of lamellar materials into polymer matrices or extruded composites, represents a viable, cost-effective approach with significant environmental benefits for improving fertilization efficiency and mitigating the impacts associated with intensive agriculture.eng
dc.description.resumoA crescente demanda por alimentos, impulsionada pelo aumento populacional, tem exigido da agricultura moderna maiores índices de produtividade. Os fertilizantes desempenham papel fundamental nesse cenário; contudo, os produtos convencionais apresentam baixa eficiência agronômica, com perdas significativas de nutrientes por volatilização, lixiviação e fixação no solo. Diante desse problema, a nanotecnologia tem se consolidado como uma estratégia promissora para o desenvolvimento de fertilizantes de liberação controlada, capazes de sincronizar a disponibilidade de nutrientes com a demanda das plantas. Dentre as diversas rotas nanotecnológicas, destacam-se duas abordagens complementares: a produção de nanocompósitos extrudados de ureia e montmorilonita e o desenvolvimento de revestimentos finos de poliuretana contendo materiais lamelares para grânulos de ureia. Entre os materiais lamelares, a montmorilonita apresenta elevada capacidade de troca catiônica, atuando eficazmente na retenção de íons amônio e na redução da volatilização de amônia, enquanto a hidrotalcita, devido às suas propriedades de troca aniônica, é capaz de controlar a difusão de fosfatos, retardando sua imobilização no solo. Os nanocompósitos extrudados de ureia e montmorilonita apresentaram liberação lenta do nutriente por até 120 horas em água, sendo a intercalação da ureia entre as lamelas da argila confirmada por difração de raios X. Já os revestimentos de poliuretano contendo menos de 5% de materiais lamelares demonstraram controle efetivo da liberação de nitrogênio e fósforo, reduzindo perdas por volatilização e fixação no solo, com desempenho comparável ou superior ao de revestimentos comerciais mais espessos. Dessa forma, a nanotecnologia aplicada a fertilizantes, especialmente por meio do uso de materiais lamelares em matrizes poliméricas ou em compósitos extrudados, representa uma alternativa viável e com potencial ambiental positivo para aumentar a eficiência da adubação e reduzir os impactos associados à agricultura intensiva.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationMARTINS JUNIOR, Alexandre Antonio Fidelis. Nanocompósitos aplicados à tecnologia de fertilizantes nitrogenados e fosfatados. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24378.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24378
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseQuímica - Q
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectNanotecnologiapor
dc.subjectFertilizantespor
dc.subjectLiberação controladapor
dc.subjectMontmorilonitapor
dc.subjectHidrotalcitapor
dc.subjectNanocompósitospor
dc.subjectRevestimentos poliméricospor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL
dc.subject.ods2. Fome Zero e Agricultura Sustentável
dc.subject.ods6. Água Potável e Saneamento
dc.titleNanocompósitos aplicados à tecnologia de fertilizantes nitrogenados e fosfatadospor
dc.title.alternativeNanocomposites applied to nitrogen and phosphate fertilizer technologyeng
dc.typeTCC

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