Diseño de un hidrogel de Carragenina optimizado para el recubrimiento de fertilizantes NPK

Abstract

Existe una creciente demanda de productos agrícolas para el consumo humano y para mejorar el rendimiento de los cultivos, se están aplicando grandes cantidades de fertilizantes que aportan nutrientes para ayudar al crecimiento de las plantas. El problema de estas prácticas es que ocasionan daños ambientales como eutroficación y lixiviación. El objetivo de este trabajo de investigación fue diseñar un hidrogel a base de carragenina para ser utilizado como recubrimiento de gránulos de fertilizante NPK, disminuyendo la velocidad con la que los nutrientes como los nitratos, entran en contacto con el medio. Los resultados mostraron que la concentración al 3% p/v carragenina respecto al agua y el método de síntesis utilizado de entrecruzamiento plastificado (10% p/p glicerol), fue favorable para el diseño del hidrogel. El análisis de espectroscopía de infrarrojo (IR) identificó diferentes grupos funcionales, principalmente las bandas que correspondían a los hidróxidos y las características de los carbohidratos presentes en esta estructura. En cuanto a las propiedades mecánicas el hidrogel presentó buena elasticidad, estabilidad y firmeza, logrando que no se deformará fácilmente. Respecto a la viscosidad presentó un comportamiento tixotrópico-viscoelástico y la capacidad de hinchamiento de los ensayos sintetizados, a partir de las variables empleadas: en diferentes pHs, soluciones salinas y agua destilada, se evidenció que la capacidad de absorción en el hidrogel, presentó un comportamiento que corresponde a una cinética de difusión de segundo orden, se presentó un efecto de interacción entre el pH con la presencia de iones en solución. Finalmente, el hidrogel demostró que puede liberar lentamente los nitratos y podría ser utilizado en la agricultura, reduciendo los costos de inversión porque se necesitan a una menor cantidad de fertilizante.