Agentes umectantes em formulações de pesticidas – função e importância

A eficácia da pulverização depende de muitos fatores. Um dos principais é a capacidade da solução pesticida de permanecer nas plantas. A hidrofobicidade natural das folhas reduz significativamente a eficácia dos produtos fitossanitários , pois as gotas ricocheteiam e escorrem. A adição de agentes umectantes à formulação altera as propriedades dos pesticidas líquidos. Geralmente, são moléculas tensoativas, especialmente projetadas para reduzir a tensão superficial da água. Seu alto valor pode representar um sério desafio em diversos setores, incluindo a agricultura [ 1, 2].

Como funcionam os agentes umectantes?

A baixa eficiência de pulverização é um desafio crucial na agricultura. O primeiro passo para otimizar o desempenho dos pesticidas é compreender o impacto dos componentes individuais da formulação em suas propriedades. Nesse contexto, os agentes umectantes têm funções estritamente definidas ^{[ 1, 2]} :

– Reduzir a tensão superficial dos líquidos – a tensão superficial da água é naturalmente alta. Sua superfície oferece forte resistência a forças externas, pois as moléculas próximas à interface são atraídas para dentro pelas moléculas vizinhas. Os agentes umectantes são projetados para reduzir a tensão superficial. Isso é possível graças à sua estrutura característica. As moléculas de agentes umectantes são compostas por duas partes: hidrofílica e hidrofóbica. Adsorvidas na interface entre as fases, graças ao seu arranjo específico, elas rompem a rede de ligações de hidrogênio responsáveis ​​pelas forças coesivas entre as moléculas individuais.

– Aumentando a área de contato – quando uma gota de líquido atinge uma superfície sólida, ela inicialmente se espalha devido à inércia, mas seu comportamento subsequente depende de muitos parâmetros, sendo os mais importantes o tamanho da gota, sua velocidade, a molhabilidade da superfície e a tensão superficial. Reduzir o ângulo de contato facilita a dispersão do líquido – ele pode cobrir uma área maior, incluindo folhas e caules inteiros, à medida que gotas esféricas e convexas se achatam para formar uma camada uniforme. Por sua vez, a redução da tensão superficial diminui a energia necessária para espalhar as gotas sobre a superfície, enfraquecendo assim as propriedades coesivas do líquido e fortalecendo suas propriedades adesivas.

– Favorecendo a infiltração estomática – uma distribuição mais eficaz da pulverização líquida significa que as substâncias ativas atingem até mesmo as partes de difícil acesso da planta. A redução da tensão superficial e do ângulo de molhamento por agentes umectantes em pesticidas promove a penetração do líquido de pulverização pelos estômatos, permitindo uma penetração mais profunda e absorção nos tecidos vegetais. Esse mecanismo aumenta a eficácia do tratamento, permitindo uma redução na dose da substância utilizada, minimizando o risco de fitotoxicidade.

– Redução da viscosidade das suspensões e suporte à ação dos dispersantes – formulações de suspensão requerem homogeneização prévia utilizando um misturador de alta velocidade e moagem em um moinho de esferas. Graças às suas pequenas moléculas, os agentes umectantes são móveis, alcançam rapidamente as superfícies recém-formadas durante a moagem, adsorvem-se, reduzindo o atrito entre os grãos e diminuindo a viscosidade da suspensão. Isso é importante durante a moagem, pois evita a geração excessiva de calor e reduz a energia necessária. Os agentes umectantes também ajudam as moléculas do dispersante a se adsorverem aos grãos e preencherem os espaços entre eles, tornando as suspensões mais estáveis.

Agentes umectantes na agricultura – a chave para uma pulverização eficaz

Embora a agricultura moderna esteja constantemente buscando novas soluções para apoiar a produção agrícola, ela continua a tomar iniciativas para aumentar a eficácia das já existentes. Os aditivos às formulações de pesticidas afetam significativamente a eficácia da pulverização, resolvendo problemas resultantes da presença de uma camada cuticular hidrofóbica e pelos que cobrem as folhas das plantas ^. Uma das principais vantagens do uso de agentes umectantes na agricultura é o aumento significativo da área coberta pela pulverização . O fluido de trabalho é distribuído uniformemente por toda a planta, mesmo em áreas de difícil acesso. A substância pesticida, que atinge a planta sem interrupções, age melhor e, como resultado, permite a seleção da dose ideal. Normalmente, uma maior eficiência de pulverização significa que doses menores são necessárias. Além de proteger o meio ambiente, essa é uma oportunidade para reduzir os custos gerais e obter economias reais ^.

A PCC Exol é fabricante de agentes umectantes profissionais para a formulação de produtos fitossanitários?

A escolha do agente umectante adequado baseia-se em diversos critérios importantes. A questão fundamental é a compatibilidade com os demais ingredientes da formulação, bem como a ausência de qualquer impacto negativo nas plantas em que o pesticida é utilizado. Igualmente importantes são as propriedades físico-químicas, como a solubilidade em água e a resistência às condições ambientais. Substâncias denominadas surfactantes são utilizadas para melhorar as propriedades umectantes das formulações de pesticidas. Trata-se de um grupo bastante diverso de compostos com propriedades tensoativas. Sua característica principal é a estrutura anfifílica da molécula, constituída por uma chamada "cabeça" (uma parte hidrofílica com alta afinidade por compostos polares) e uma "cauda" (que interage fortemente com compostos apolares). Contudo, na maioria dos casos, os surfactantes apresentam uma estrutura mais complexa, com longas cadeias lineares como grupos hidrofílicos, cadeias ramificadas como grupos hidrofóbicos, podendo também conter diversos grupos hidrofílicos ou liófilos em diferentes posições. Essa estrutura única permite que os surfactantes reduzam a tensão superficial entre diferentes fases, facilitando o espalhamento de líquidos e a molhagem de superfícies. Deve-se notar que a cinética dos surfactantes na redução da tensão superficial em uma solução de pesticida depende das partes funcionais hidrofílicas e hidrofóbicas da estrutura molecular ^{[ 4, 5]} .

Dependendo da presença de grupos e de sua carga, os surfactantes são divididos em aniônicos , catiônicos , não iônicos e anfotéricos , que possuem grupos tanto catiônicos quanto aniônicos.

Escolher o surfactante certo não é fácil. Surfactantes aniônicos têm boas propriedades espumantes, enquanto surfactantes catiônicos (como o ROKAmin K15K ) geram significativamente menos espuma, mas são tóxicos para as plantas por se ligarem a fosfolipídios carregados negativamente e danificarem as membranas celulares, portanto, não são recomendados para pulverização. Na mesma concentração e com estrutura semelhante, os surfactantes iônicos apresentam maior tensão superficial e menor capacidade de se organizarem na interface entre as fases do que os surfactantes não iônicos, devido à interação repulsiva causada por grupos de mesmo nome. Soma-se a isso a presença de cargas que podem ser acumuladas pelas folhas. As folhas geralmente adquirem cargas negativas devido à presença de grupos carboxílicos e fenólicos e à melhor adsorção de ânions pela superfície foliar. Por outro lado, as folhas adquirem cargas positivas com muito menos frequência, e estas só podem ocorrer sob certas condições ^{[ 4, 5]} .

Portanto, os surfactantes mais comumente usados ​​são os não iônicos, e sua concentração é frequentemente determinada com base na relação entre a redução da tensão superficial, a geração de espuma e a eficiência do crescimento da planta em função da concentração. Não é aconselhável exceder as concentrações recomendadas de agentes umectantes, pois foi observado que ultrapassar a concentração micelar crítica para um determinado surfactante não produz melhores resultados; pelo contrário, pode reduzir a eficácia da pulverização e até mesmo inibir o crescimento da cultura. Em geral, o uso de diferentes quantidades de surfactantes leva a diferentes propriedades de molhabilidade ^{[ 4, 5]} .

Entre os surfactantes, os compostos organossilícios , conhecidos como polissiloxanos, merecem atenção especial. São polímeros cuja estrutura contém átomos de silício e oxigênio ligados em cadeias ou redes. Podem também ser modificados pela adição de polietilenoglicóis (PEG) para melhor emulsificação em água. Os aditivos em formulações à base de polissiloxanos são altamente eficazes. Esses surfactantes garantem rápida absorção e alta retenção de agroquímicos nas plantas. Também são resistentes à lixiviação por chuva ou irrigação, em comparação com outros agentes umectantes. São atóxicos, mas biodegradáveis ​​em certa medida devido às suas ligações estáveis ​​de silício-carbono ^{. Outro} grupo de surfactantes amplamente utilizado são os compostos à base de álcool – principalmente álcoois graxos alcoxilados ( grupo de produtos ROKanol ). Eles tipicamente apresentam um HLB na faixa de 8 a 14. Este valor é suficiente para que os surfactantes se dissolvam em água e não tão alto a ponto de as gotículas do spray se tornarem muito hidrofílicas. O valor HLB adequado permite que se espalhem melhor sobre a camada cuticular das folhas. As séries ROKAnol L, D, DB, GA, ID, IT e NL merecem atenção especial aqui. Os álcoois graxos sofrem não apenas etoxilação, mas também propoxilação, o que lhes confere propriedades de baixa formação de espuma. Um exemplo disso é a série ROKAnol LP , que não gera espuma. Sua grande vantagem é que podem ser obtidos a partir de matérias-primas naturais, como o óleo de coco (ROKAnol L e O ⁾ . Copolímeros em bloco EO/PO ( grupo de produtos ROKAmer ) , que também possuem estrutura anfifílica, podem ser usados ​​como agentes umectantes. A parte hidrofílica consiste em unidades de óxido de etileno e a parte hidrofóbica consiste em unidades de óxido de propileno. Por vezes, podem também apresentar um fragmento aleatório de EO/PO (ROKAmer B4000), o que reduz o seu ponto de fusão e lhes confere propriedades de baixa formação de espuma. Após a pulverização, retêm a humidade por um período de tempo mais longo, o que permite que a substância ativa tenha mais tempo para ser absorvida pela planta. Os copolímeros de EO/PO também exibem propriedades dispersantes e estabilizadoras de suspensão ( ROKAmer 6500 , 6500W , 6500BW e ROKAmer 1010 ), especialmente em pesos moleculares médios, razão pela qual são valorizados em formulações SC e FS ^{[ 4, 5]} .

Os agentes umectantes com um grupo aniónico são utilizados com menor frequência em formulações de produtos fitofarmacêuticos. Estes são geralmente sulfatos (grupos de produtos SULFOROKAnol e SULFOBURSZTYNIAN ) ou ésteres fosfóricos ( grupo de produtos EXOfos ). Outro grupo, desta vez de surfactantes anfotéricos, são as betaínas (grupo de produtos ROKAmina), sendo a ROKAmina K30B particularmente popular. Vale mencionar também que elas são frequentemente escolhidas para formulações SL com glifosato devido ao seu efeito sinérgico adicional. Esses surfactantes são menos frequentemente escolhidos devido às suas propriedades espumantes, mas também são utilizados, especialmente em algumas formulações SL ^{[ 4, 5]} .

Em resumo: A escolha de agentes umectantes utilizados em formulações de produtos fitossanitários é muito ampla, e novos produtos são constantemente desenvolvidos para atender às necessidades dos fabricantes. Recentemente, surfactantes de origem natural, facilmente biodegradáveis, ambientalmente neutros e que não representam ameaça aos consumidores, têm ganhado importância. Essa tendência está ganhando força e está ligada à crescente conscientização ambiental da sociedade.

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