Pesquisadores desenvolvem novas aplicações tecnológicas para minerais usados como fertilizantes e corretores de solos
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Título para divulgação do texto
Pesquisadores desenvolvem novas aplicações tecnológicas para minerais usados como fertilizantes e corretores de solos
Título original da pesquisa
Inovação tecnológica no uso de minerais industriais na agricultura
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Revisão de texto
Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
O estudo mostra a criação de um projeto que visa desenvolver processos com Inovação Tecnológica para o Uso de Minerais Industriais na Agricultura.
Tipo
Projeto de pesquisa
O que é a pesquisa?
O Brasil tem apresentado nos últimos anos um crescimento sensível no agronegócio, o que tem afetado, de forma positiva a economia do país nessa área. O aumento da produtividade agrícola, devido às super safras de grãos e outros alimentos, a substituição das importações e a independência do conhecimento na área agrícola servem como impulsionadores para que o Brasil perceba a necessidade do desenvolvimento de tecnologias próprias para obtenção de matérias-primas e novos fertilizantes melhor adaptados para as condições geoclimáticas e físico-químicas de nossos solos.
É com base nesses cenários econômico e tecnológico que o Centro de Tecnologia Mineral (CETEM), em parceria com o Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro (IF/UFRJ) e com a EMBRAPA Solos está desenvolvendo um projeto que visa o desenvolvimento de processos com Inovação Tecnológica para o Uso de Minerais Industriais na Agricultura. Esse projeto é financiado pela FINEP e faz parte do CTMineral, chamada 2002.
Várias rochas e minerais podem ser utilizados na agricultura, como condicionadores de solos, alterando as condições físico-químicas dos solos a favor do agricultor, ou como carreador de nutrientes, promovendo a geração de condições favoráveis ao plantio, em termos de quantidade de nutrientes e umidade. Nesse contexto, destacam-se os minerais industriais.
O termo minerais industriais engloba um grupo de rochas e minerais predominantemente não metálicos, que, devido às suas propriedades químicas e físicas, podem ser utilizados com diversas funções nos processos industriais. Esses minerais podem ser utilizados na sua forma natural ou após beneficiamento.
Dois tipos de minerais industriais se destacam para estas funções: as zeólitas naturais e a vermiculita. As zeólitas englobam um grande número de minerais naturais que apresentam características comuns. São aluminosilicatos hidratados de metais alcalinos ou alcalinos terrosos, principalmente sódio, potássio, magnésio e cálcio (Figura 1). Por possuírem propriedades de adsorção, podem ser usadas na agricultura como condicionador de solos ou carreador de nutrientes.
A vermiculita é uma mica e tem a estrutura composta por superfícies lamelares de silicatos, intercaladas com camadas de água. Quando aquecida entre 650 e 1.000oC apresenta uma curiosa propriedade de expansão, devido à brusca transformação da água em vapor; a pressão exercida pelo vapor promove o afastamento das lamelas e uma deformação do mineral (Figura 2). Este fenômeno é chamado de esfoliação e promove um aumento no volume inicial do mineral bruto, que varia entre 10 e 20 vezes. Esse material apresenta elevados volume de poros e área superficial, conferindo-lhe propriedades para também ser utilizado como material adsorvente.
Os minerais utilizados nesse projeto são procedentes de depósitos localizados na região nordeste do Brasil. A zeólita é proveniente da Bacia do Parnaíba, no Maranhão, que representa o principal depósito de zeólita natural do País com potencial de aproveitamento econômico. A vermiculita é proveniente de depósitos na Paraíba.
É com base nesses cenários econômico e tecnológico que o Centro de Tecnologia Mineral (CETEM), em parceria com o Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro (IF/UFRJ) e com a EMBRAPA Solos está desenvolvendo um projeto que visa o desenvolvimento de processos com Inovação Tecnológica para o Uso de Minerais Industriais na Agricultura. Esse projeto é financiado pela FINEP e faz parte do CTMineral, chamada 2002.
Várias rochas e minerais podem ser utilizados na agricultura, como condicionadores de solos, alterando as condições físico-químicas dos solos a favor do agricultor, ou como carreador de nutrientes, promovendo a geração de condições favoráveis ao plantio, em termos de quantidade de nutrientes e umidade. Nesse contexto, destacam-se os minerais industriais.
O termo minerais industriais engloba um grupo de rochas e minerais predominantemente não metálicos, que, devido às suas propriedades químicas e físicas, podem ser utilizados com diversas funções nos processos industriais. Esses minerais podem ser utilizados na sua forma natural ou após beneficiamento.
Dois tipos de minerais industriais se destacam para estas funções: as zeólitas naturais e a vermiculita. As zeólitas englobam um grande número de minerais naturais que apresentam características comuns. São aluminosilicatos hidratados de metais alcalinos ou alcalinos terrosos, principalmente sódio, potássio, magnésio e cálcio (Figura 1). Por possuírem propriedades de adsorção, podem ser usadas na agricultura como condicionador de solos ou carreador de nutrientes.
A vermiculita é uma mica e tem a estrutura composta por superfícies lamelares de silicatos, intercaladas com camadas de água. Quando aquecida entre 650 e 1.000oC apresenta uma curiosa propriedade de expansão, devido à brusca transformação da água em vapor; a pressão exercida pelo vapor promove o afastamento das lamelas e uma deformação do mineral (Figura 2). Este fenômeno é chamado de esfoliação e promove um aumento no volume inicial do mineral bruto, que varia entre 10 e 20 vezes. Esse material apresenta elevados volume de poros e área superficial, conferindo-lhe propriedades para também ser utilizado como material adsorvente.
Os minerais utilizados nesse projeto são procedentes de depósitos localizados na região nordeste do Brasil. A zeólita é proveniente da Bacia do Parnaíba, no Maranhão, que representa o principal depósito de zeólita natural do País com potencial de aproveitamento econômico. A vermiculita é proveniente de depósitos na Paraíba.
Como é feita a pesquisa?
A pesquisa fundamenta-se em estudar processos de modificação química e/ou física da zeólita e da vermiculita e, posteriormente, avaliar a qualidade dos produtos obtidos, por meio da aplicação desses minerais modificados no cultivo de plantas (área teste).
Modificar um mineral, química ou fisicamente, significa melhorar as propriedades existentes ou adicionar novas propriedades ao material, proporcionando a obtenção de um produto com maior eficiência na sua aplicação. Por exemplo, uma zeólita natural pode trocar com o meio uma determinada quantidade de íons; se ela for tratada quimicamente, essa propriedade de troca iônica poderá ser incrementada em 20, 50 ou até 100%, dependendo do processo de modificação mineral utilizado.
A pesquisa pretende:
testar a aplicação desses insumos minerais (zeólita e vermiculita) na obtenção de fertilizantes de liberação lenta de nutrientes. Esse processo de liberação visa atender à carência de nutrientes no solo, porém em dosagens menores e a longo prazo;
testar a utilização dos minerais como substratos (em substituição ao solo) para o crescimento de plantas zeopônicas. Esse tipo de planta tem a característica de não precisar de solo para se desenvolver; nesse caso o solo seria substituído por um substrato composto por zeólitas.
testar a utilização da zeólita e da vermiculita como agentes que propiciem as condições necessárias para que ocorram as reações físico-químicas dos solos. Tais condições seriam concentração de nutrientes, umidade, pH, etc.
Com estes testes é possível desenvolver novas tecnologias para o uso dos insumos minerais e obter novos tipos de fertilizantes ou matérias primas para fertilizantes, mais adequados às condições e necessidades brasileiras.
Modificar um mineral, química ou fisicamente, significa melhorar as propriedades existentes ou adicionar novas propriedades ao material, proporcionando a obtenção de um produto com maior eficiência na sua aplicação. Por exemplo, uma zeólita natural pode trocar com o meio uma determinada quantidade de íons; se ela for tratada quimicamente, essa propriedade de troca iônica poderá ser incrementada em 20, 50 ou até 100%, dependendo do processo de modificação mineral utilizado.
A pesquisa pretende:
testar a aplicação desses insumos minerais (zeólita e vermiculita) na obtenção de fertilizantes de liberação lenta de nutrientes. Esse processo de liberação visa atender à carência de nutrientes no solo, porém em dosagens menores e a longo prazo;
testar a utilização dos minerais como substratos (em substituição ao solo) para o crescimento de plantas zeopônicas. Esse tipo de planta tem a característica de não precisar de solo para se desenvolver; nesse caso o solo seria substituído por um substrato composto por zeólitas.
testar a utilização da zeólita e da vermiculita como agentes que propiciem as condições necessárias para que ocorram as reações físico-químicas dos solos. Tais condições seriam concentração de nutrientes, umidade, pH, etc.
Com estes testes é possível desenvolver novas tecnologias para o uso dos insumos minerais e obter novos tipos de fertilizantes ou matérias primas para fertilizantes, mais adequados às condições e necessidades brasileiras.
Qual a importância da pesquisa?
Os produtos obtidos na pesquisa serão avaliados tecnicamente pela EMBRAPA Solos. Os resultados serão de grande interesse para as pequenas e médias empresas que exploram as jazidas e produzem zeólitas e vermiculita, pois trarão a possibilidade de abertura de novos mercados para a comercialização desses produtos.
Embora os produtos que estão sendo desenvolvidos nessa pesquisa já tenham demanda comprovada na agricultura, vale ressaltar o caráter inovador do projeto, que busca revelar novas aplicações para esses minerais. Dessa forma, essa pesquisa torna-se importante, não apenas no campo científico e tecnológico, mas também no econômico e social.
Embora os produtos que estão sendo desenvolvidos nessa pesquisa já tenham demanda comprovada na agricultura, vale ressaltar o caráter inovador do projeto, que busca revelar novas aplicações para esses minerais. Dessa forma, essa pesquisa torna-se importante, não apenas no campo científico e tecnológico, mas também no econômico e social.
Área do Conhecimento
Ciências Agrárias
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Portuguesa
Produção agrícola
Portuguesa
Fertilizante
Portuguesa
Mineral
ODS
ODS 9: Indústria, Inovação e Infraestrutura
ODS 2: Fome Zero e Agricultura Sustentável
Referência da Pesquisa Original
Inovação tecnológica no uso de minerais industriais na agricultura. 2003.
Material Complementar
www.embrapa.br
Data da publicação do texto de divulgação
July 11, 2003