Entendendo a função dos adjuvantes

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“Entendendo a função dos adjuvantes” é um estudo realizado pela pesquisadora Fernanda de Oliveira B. Costa, juntamente com André Luis Conde, e apresentado no VII Simpósio Internacional de Tecnologia de Aplicação, em 2015. Em um cenário que mostra o crescimento mundial no uso de defensivos agrícolas identifica-se uma nova oportunidade de atuação das substâncias chamadas adjuvantes. O trabalho destaca a atuação destas formulações em três fenômenos distintos: formação da gota e deriva, umectação e espalhamento e mecanismos de ativação.

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Entendendo a função dos adjuvantes

  1. 1. VII – Simpósio Internacional de Tecnologia de Aplicação. De 14 a 16 de setembro de 2015 – Uberlândia – MG Entendendo a função dos adjuvantes Autora: Fernanda de Oliveira B. Costa¹ Coautor: André Luis Conde¹ 1 OXITENO S.A. - AGROCHEMICALS Contato: fernanda.costa@oxiteno.com Introdução Adjuvante pode ser definido como qualquer aditivo que, ao ser utilizado com um defensivo agrícola, assegure ou melhore o seu desempenho e/ou modifique as características físico-químicas da calda de pulverização. O objetivo do adjuvante é, portanto, obter a melhor eficiência da aplicação do produto agroquímico. Comumente associa-se o termo adjuvante aos produtos aplicados diretamente na calda. Entretanto, existem duas categorias quanto à sua incorporação: os adjuvantes podem ser formulados em conjunto com o princípio ativo, fazendo parte da formulação comercial ou podem ser adicionados separadamente na calda, antes da pulverização. Quanto à forma de atuação, podemos classificá-los como adjuvantes de utilidade e ativadores. Os primeiros têm como objetivo a modificação das propriedades da calda, por exemplo: compatibilizantes, modificadores de pH, anti-espumantes, condicionadores de água e redutores de deriva. Já os adjuvantes ativadores buscam potencializar a atividade biológica dos ingredientes ativos, melhorando a deposição, retenção e penetração dos defensivos. Exemplos de produtos dessa categoria são os espalhantes, umectantes, adesivos e óleos emulsionados. A amina graxa etoxilada, tensoativo mais utilizado nas formulações do herbicida glifosato, é o exemplo mais conhecido de adjuvante ativador.
  2. 2. Figura 1: Atuação dos Adjuvantes Esse trabalho focará na atuação dos adjuvantes em três importantes fenômenos:  Formação da gota e Deriva;  Umectação e Espalhamento;  Mecanismos de ativação ou Penetração. Formação da gota e Deriva A deriva é definida como a quantidade de agroquímicos utilizados para proteção das plantas que são desviados para fora do alvo por correntes de ar no momento das aplicações. Trata-se de um fenômeno complexo e pode ser influenciado por diversos fatores, entre eles, destacam-se: as condições climáticas no momento das aplicações, a tecnologia de aplicação utilizada, as características do ambiente e as características físicas e químicas do líquido aplicado. Nesse cenário, a utilização de adjuvantes na formulação agroquímica ou diretamente na calda de pulverização tem conquistado espaço visando proporcionar melhorias na eficiência e no desempenho dos agroquímicos, reduzindo a deriva e, consequentemente causando menor impacto ambiental e à saúde dos aplicadores. A principal variável relacionada à ocorrência de deriva é o tamanho da gota formada no processo de pulverização. É comumente reconhecido na literatura científica que gotas pequenas contribuem significativamente para a deriva. Algumas normas ou associações adotam uma faixa de tamanho de gota chamadas de gotas finas, que variam entre valores inferiores a 100 ou 200 µm.
  3. 3. As principais classes de produtos utilizados como adjuvantes para controle de deriva são os polímeros de alto peso molecular e os óleos emulsionados. Figura 2: Atuação dos Adjuvantes no Espectro de Gotas Os polímeros usados nessa aplicação aumentam a viscosidade extensional e fazem com que o jato resista à deformação, formando gotas maiores. Entretanto, alguns desses produtos são sensíveis ao cisalhamento sofrido durante o processo de aplicação e podem ser sensíveis a variações de pH e presença de sais. Os óleos emulsionados funcionam por um mecanismo diferente. Alguns autores acreditam que a exposição e deformação da superfície hidrofóbica do óleo criam perfurações no filme, que provocam a quebra do mesmo mais cedo e mais próximo à ponta de pulverização. Como a espessura do filme é inversamente proporcional à distância da ponta, as gotas formadas são maiores e mais homogêneas. Esse mecanismo ajudaria a explicar o fato de certos adjuvantes base óleo reduzirem a formação de gotas finas, sem aumento significativo de gotas muito grandes. A adequada seleção do óleo, dos tensoativos e da razão entre eles é essencial para atingir esse efeito. Uma desvantagem de alguns desses produtos é a variação do desempenho de acordo com o tipo de ponta utilizado, podendo ocorrer efeito inverso quando utilizados bicos de indução de ar.
  4. 4. Figura 3: Quebra de filme com adjuvante base óleo (QIN et al, 2010) Umectação e Espalhamento A maneira com que uma gota umecta, espalha e recobre a superfície da folha é um fator relevante no desempenho do produto agroquímico. Esse fator é importante não apenas no caso de produtos que atuam por contato, mas também para ativos sistêmicos onde o rainfastness pode ser uma questão que afeta a aplicação do produto. A superfície de uma folha é hidrofóbica, pois é recoberta por uma camada de cera cristalina de álcoois parafínicos com cadeias de 24 a 35 átomos de carbono. Essa superfície é, portanto muito difícil de molhar e ser recoberta por água. Um produto é chamado de umectante quando, ao ser dissolvido em água, diminui o ângulo de contato entre o líquido e a superfície a ser recoberta. Por essa razão, a medida do ângulo de contato é um importante parâmetro em relação à cobertura ou espalhamento da gota sobre a superfície da folha. Quanto menor o ângulo de contato, melhor essa cobertura ou espalhamento. O nonilfenol etoxilado é um tensoativo muito versátil e bastante usado nessa aplicação. Há diversos tipos de tensoativos que podem ser usados para obtenção desse efeito além do nonilfenol etoxilado.
  5. 5. Figura 4: Ângulo de contato Figura 5: Relação do Fator de Espalhamento com Ângulo de contato (adaptado de TADROS, 2009) Mecanismos de Ativação ou Penetração Quatro principais sítios de ação são considerados para o aumento da penetração do ingrediente ativo em uma folha: na superfície da folha; na cutícula; na parede celular sob a cutícula; na membrana celular dos tecidos internos. O adjuvante ativador é inicialmente depositado junto com o ativo e pode penetrar na cutícula atingindo outros sítios de ação, então o seu papel no processo de ativação pode ser bastante complexo. O efeito principal das interações dos adjuvantes é aumentar a transferência de massa do ativo de uma fase líquida ou sólida fora da cutícula para a fase aquosa dos tecidos internos das folhas. O processo de difusão governa os processos de transferência de massa, mas também a solubilização de um ingrediente ativo dentro da micela formada pelos tensoativos é uma abordagem interessante para ativar a sua penetração. No caso de adjuvantes base óleo, a penetração do ativo pode ser melhorada pelo mecanismo da solubilização micelar, onde os ativos hidrofóbicos são incorporados aos glóbulos de óleo.
  6. 6. Um caso prático bastante comum é a adição de adjuvantes base óleo em mistura de tanques de fungicidas sistêmicos com a formulação do tipo Suspensão Concentrada (SC). Figura 6: Solubilização micelar Além desse efeito, o uso de adjuvantes base óleo apresenta outras vantagens, pois reduzem a taxa de evaporação das gotas e aumentam o espalhamento e adesão das mesmas na superfície da folha. Outros possíveis mecanismos de ativação que são influenciados pelos adjuvantes são propostos na literatura científica: Solubilização da cera cuticular ou Plastificação; formação cristalina dos depósitos; retenção de umidade nos depósitos e infiltração pelos estômatos. Conclusão Apesar do crescimento expressivo do mercado mundial de defensivos agrícolas nos últimos anos, o desenvolvimento e lançamento de novos ingredientes ativos vêm caindo devido a alto custo de desenvolvimento e maiores barreiras regulatórias. Nesse cenário, o desenvolvimento de novas formulações e, portanto o maior e melhor uso de adjuvantes mostra-se uma oportunidade para as empresas e aplicadores que buscam diferenciação e novos atributos. Os adjuvantes tem um papel relevante no desempenho de produtos agroquímicos. A difusão de conhecimento a respeito das diferentes categorias, modos de ação, compreensão de aspectos físico-químicos e interação com sistemas biológicos auxilia na seleção e no desenvolvimento de produtos que atendam a novos e complexos desafios que a indústria agroquímica enfrenta, a saber: deriva de produtos, compatibilidade e estabilidade de misturas complexas, interação com biopesticidas e fertilizantes, pressão regulatória e maior produtividade - com mais produtos atingindo o seu alvo. Óleo Water HidrofílicoHidrofóbico Tensoativos Adjuvantes base óleo: óleo + tensoativos IA suspenso Calda com SC
  7. 7. Referências Bibliográficas ASTM E2798-11, Standard Test Method for Characterization of Performance of Pesticide Spray Drift Reduction Adjuvants for Ground Application, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011, www.astm.org AZEVEDO, L.; CASTELANI, P., “Agricultural Adjuvants for Crop Protection”, Imos Gráfica e Editora (2013) COSTA, F., “Tank mix adjuvants: Balancing performance and drift reduction” Agrochemical Formulations Conference, Raleigh, Informa Life Science. (2014). DALTIN, D. "Tensoativos: Química, propriedades e aplicações", São Paulo: Blucher (2011). HILZ E.; VERMEER, A.W.P., "Spray drift review: the extent to which a formulation can contribute to spray drift reduction." Crop Protection 44: 75-83 (2013) OLIVEIRA, R.B. “Caracterização funcional de adjuvantes em soluções aquosas”. 134 f. Diss. Tese (Doutorado em Agronomia/Energia na Agricultura)-Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu (2011). QIN, K.; CLOETER, M.; TANK, H.; WILSON, S.; LIU, L. “Modeling the Spray Atomization of Emulsion Embedded Agricultural Solutions”. Journal of ASTM International, Vol 7, No.10, , pp. 189-201 (2010) SOUZA, R.; ANTUNES, M., "Agronomical Efficiency of different tank mix adjuvants in soybean fungicide management”, International symposium on adjuvants for agrochemicals. Vol. 10. (2013). SPANOGHE, Pieter, et al. "Influence of agricultural adjuvants on droplet spectra." Pest management science 63.1: 4-16 (2007). TADROS, T., "Basic principles for selection of adjuvants”, International symposium on adjuvants for agrochemicals. Vol. 10. (2013). TADROS, T., “Colloids in Agrochemicals”, Wiley VCH, Germany (2009).

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