Hidrogéis biodegradáveis como materiais funcionais para aplicações em ambientes agrícolas e naturais
Data
2026-08-07
Autores
Hernandes Filho, Nilton Sérgio
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Resumo
Os hidrogéis biodegradáveis representam uma alternativa promissora para a promoção da agricultura regenerativa, pois são capazes de absorver, armazenar e liberar água e nutrientes de forma controlada e reversível, contribuindo para a manutenção da umidade do solo, a estimulação da atividade microbiológica e o equilíbrio dos serviços ecossistêmicos, com efeitos diretos no desenvolvimento vegetal. Nesse contexto, este estudo investigou a síntese e a caracterização de hidrogéis formulados a partir de biopolímeros e biomateriais naturais, incluindo amido, celulose, gelatina, casca de aveia, grafite, carboximetilcelulose (CMC), tanino, ácido cítrico, glicerol e meio de cultura MCA-4 contendo a bactéria promotora do crescimento vegetal Azospirillum brasilense Ab-V5. Quatro formulações distintas de hidrogéis foram desenvolvidas variando-se as proporções dos componentes da matriz sólida, com o objetivo de integrar sustentabilidade, desempenho funcional e viabilidade tecnológica em um material com potencial para aplicações agrícolas. As misturas foram previamente homogeneizadas e processadas por extrusão reativa utilizando uma extrusora de rosca simples em escala laboratorial, seguida de secagem e peletização dos materiais obtidos, utilizando glicerol como plastificante e ácido cítrico como agente reticulante. A caracterização físico-química e estrutural foi realizada por meio da avaliação da porosidade, análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV), identificação de grupos funcionais e interações químicas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), além da determinação da capacidade de intumescimento, retenção de água e isotermas de sorção de água. Entre as quatro formulações desenvolvidas, o hidrogel H1 apresentou desempenho superior de intumescimento, atingindo grau de intumescimento de 244% após 24 horas de imersão em água, e promoveu maior crescimento radicular nos ensaios biológicos, com comprimento médio de raiz de 2,79 cm no quinto dia de avaliação, significativamente superior ao observado para a amostra controle (0,91 cm). Os resultados indicam que o desempenho dos hidrogéis é influenciado pela interação entre a capacidade de absorção de água, a composição da formulação e as características estruturais da rede polimérica. Além disso, o processo de produção dos hidrogéis por extrusão reativa demonstrou eficiência tecnológica, capacidade de processamento contínuo, baixa geração de efluentes e potencial de escalabilidade para produção em larga escala, reforçando a viabilidade desses materiais para aplicações agrícolas
Descrição
Palavras-chave
Agricultura regenerativa, Extrusão reativa, Fibra natural, Grafite, Hidratação do solo, Hidrogéis agrícolas, Hidrogéis biodegradáveis, Biopolímeros, Agricultura