Evaluación de la eficiencia de encapsulación de urea en alginato de calcio y su tasa de liberación (2024)
El nitrógeno es uno de los principales constituyentes de diversos compuestos vitales de los seres vivos, por ende, es uno de los nutrientes más importantes en la fertilización de los cultivos; más del 50% del total de fertilizantes usados a nivel mundial corresponden a fertilizantes nitrogenados, entre estos, se destaca la urea, debido a la gran proporción de nitrógeno que contiene (46%), adicionalmente, es un producto de fácil acceso por el agricultor por su bajo valor en el mercado. Cuando el fertilizante de nitrógeno uréico se emplea en los cultivos agrícolas y éste entra en contacto con agua, se inicia un ciclo con diferentes fases; primero, la hidrólisis, en donde se producen iones de amonio (NH4+) y segundo, la nitrificación, en donde el amonio se convierten en nitratos (NO3-) por oxidación, estos compuestos y los iones de amonio son las formas nitrogenadas disponibles para las plantas. Sin embargo, cuando existe un exceso de nitratos y amonio dentro del cultivo estos no son aprovechados en su totalidad y se pierden en el ambiente mediante procesos de lixiviación, volatilización y esnitrificación. En la literatura científica se han reportado diversos mecanismos que pretenden mejorar la eficiencia de uso de este nutriente en el suelo, pero no se ha reportado una reducción considerable de los compuestos nitrogenados provenientes de la urea que generan varias problemáticas ambientales como la acidificación del suelo, perdida de los iones como el calcio y el potasio, movilidad de nitrato en agua y volatilización de NOx. Una forma de controlar la liberación de compuestos es por medio de la microencapsulación, esta tecnología ha cobrado gran interés en diferentes áreas de estudio; se utiliza en gran medida en la industria alimenticia, así como en la farmacéutica. De esta manera, se han llegado a utilizar diferentes materiales para este fin; tal es el caso del alginato, polímero polisacárido natural extraído de algas pardas, el cual, mediante un proceso de gelificación externa (iónica) se convierte en un gel en la presencia de un ión divalente de calcio. Este material presenta características óptimas y atractivas para ser utilizado como encapsulante debido a su biocompatibilidad, baja toxicidad, inercia, bajo costo y alta eficiencia de encapsulación. La eficiencia de encapsulación se puede definir como la cantidad final del componente que se quiere encapsular que resulta dentro de la cápsula en comparación a la cantidad inicial utilizada en el proceso de encapsulación. Existen diferentes variables que pueden afectar dicha eficiencia: la fase oleosa, el surfactante, la velocidad de agitación, el contenido de producto, entre otros. En la presente investigación se evaluara la eficiencia con las siguientes variables de interés: el tamaño de la cápsula y la concentración del alginato de calcio.