En Alemania, se han superado repetidamente los valores límite de contaminación por nitratos, en parte debido a los fertilizantes en el suelo. Los biopolímeros podrían ayudar.

Los ingenieros han ideado un método para una aplicación más específica de fertilizantes a los suelos agrícolas. En este proceso, el fertilizante está encapsulado en una espuma de biopolímero, del cual se puede liberar continuamente. Esta técnica fue descrita en un artículo publicado en Rubin, la revista de ciencia de la RUB. El proyecto fue realizado por el grupo de investigación Virtualización de Tecnología de Procesos encabezado por el profesor Sulamith Frerich, e integrado en actividades de investigación centradas en el uso responsable de polímeros a través de la economía circular llevadas a cabo por el equipo del profesor Eckhard Weidner, Cátedra de Tecnología de Procesos en Ruhr-Universität Bochum y Responsable de Fraunhofer Umsicht.

Doctor. La estudiante Diana Keddi probó dos métodos que le permitieron incrustar una sustancia nitrogenada —en estas pruebas urea— en una espuma de biopolímero. "Para controlar el patrón de liberación, tenemos que construir específicamente una matriz portadora para el fertilizante, ", explica." Dado que queremos evitar la contaminación del suelo con el material de la cápsula, idealmente, el material debería ser biodegradable. "Por lo tanto, ella usa una espuma de biopolímero hecha de ácido poliláctico, PLA para abreviar, que se puede extraer del maíz o de la caña de azúcar. El fertilizante encapsulado finalmente estuvo presente en forma de astillas, similar a los chips de empaque que han reemplazado a la espuma de poliestireno en muchas cajas de envío en la actualidad.

Asegurar baja temperatura

"El mayor desafío en la producción de un compuesto poroso de PLA y urea es:debemos procesar el biopolímero sin descomponer térmicamente la urea, "describe Diana Keddi. La urea se derrite a unos 130 grados Celsius, Considerando que el ácido poliláctico se derrite entre 140 y 170 grados Celsius bajo presión normal, dependiendo del tipo. Sin embargo, si la presión del gas aumenta, la temperatura de fusión disminuye.

Los experimentos de Diana Keddi demostraron que, dependiendo del tipo de PLA, una presión entre 200 y 350 bar en un CO ₂ Se requiere atmósfera para procesar el biopolímero. El ácido poliláctico luego se derrite por debajo de 130 grados Celsius y, como consecuencia, por debajo de la temperatura de fusión de la urea. Además, el investigador utilizó un segundo método, el llamado proceso antidisolvente de gas, donde la temperatura requerida era simplemente de 40 grados Celsius y la presión estaba entre 100 y 180 bar.

La urea se libera gradualmente

Combinando ambos procesos, Diana Keddi produjo compuestos de PLA y urea. Luego demostró que la sustancia nitrogenada se libera de la espuma de PLA en dos horas cuando se lava continuamente. "Sin encapsulación, toda la urea en esta configuración de prueba se liberaría en dos minutos, ", explica el investigador." Por lo tanto, podemos extender el tiempo de liberación considerablemente con la encapsulación ".