Propiedades físicas dos fertilizantes

Las propiedades físicas de un fertilizante se determinan de su composición física y como se produce.

As propriedades físicas de um fertilizante são determinadas pela sua composição química e a forma como é produzido. As propriedades mais importantes do produto para manuseio, armazenamento e aplicação são: 

  • Higroscopicidade
  • Empedramento 
  • Formato e distribuição do tamanho da partícula 
  • Força da partícula e resistência mecânica 
  • Tendência a gerar poeira e partículas finas 
  • Densidade aparente 
  • Compatibilidade (química e física)

Higroscopicidade

O ar contém umidade em forma de vapor d'água e, portanto, exerce uma pressão de vapor d'água (p H2O) que é determinada pela umidade e pela temperatura. O ar quente pode conter mais água do que ar frio. O teor de água é expresso pela umidade relativa (UR).

Absorção de agua

Quando o ar está saturado de vapor d'água, a umidade relativa é de 100%, e 50 % se a metade estiver saturada. O vapor d'água irá se mover da pressão de alta para baixa. 

A 30°C, o ar pode conter 30,4 g de água por m3 (UR 100 %). A pressão do vapor d'água do ar varia com a umidade e a temperatura do ar.

Humedad relativa crítica

Todos os fertilizantes são mais ou menos higroscópicos, o que significa que começam a absorver umidade a uma umidade específica ou a uma certa pressão de vapor d'água. Alguns fertilizantes muito higroscópicos atraem umidade com mais facilidade e a uma umidade mais baixa que outros. A absorção de água ocorre se a pressão do vapor d'água do ar exceder a pressão do vapor d'água do fertilizante.

A absorção de umidade durante o armazenamento e o manuseio irá reduzir a qualidade física. Ao conhecer a temperatura e a umidade do ar e a temperatura de superfície do fertilizante, pode-se determinar se a absorção de água irá ocorrer ou não. 

Normalmente, a curva de absorção de água sobe lentamente a uma baixa umidade (conforme ilustrado), mas a um certo patamar ou uma faixa de umidade, ela começa a aumentar vertiginosamente. Essa umidade é chamada de umidade crítica do fertilizante. A umidade crítica cai quando a temperatura aumenta. 

Absorção de água em misturas

 

Uma absorção significativa de água possui consequências indesejáveis para produtos fertilizantes:

  • As partículas ficam, aos poucos, moles e pegajosas 
  • O volume das partículas aumenta 
  • As partículas começam a rachar 
  • Branqueamento, mudança de cor 
  • Diminuição da dureza da partícula 
  • Aumento da tendência ao empedramento 
  • A formação de poeira e partículas finas aumenta 
  • O piso do depósito fica úmido e escorregadio 
  • O nitrato de amônio estabilizado perde termoestabilidade 
  • A qualidade da distribuição no campo pode ser comprometida 
  • Entupimento de equipamento 
  • Aumento da desconformidade às especificações

Uma combinação de dois componentes pode ser mais higroscópica do que os componentes por si sós, como pode ser visto no gráfico.

 

Apelmazamiento

EmpedramentoLa mayoría de los fertilizantes tienden a asentarse o apelmazarse durante almacenaje. El apelmazamiento ocurre como resultado de formación de puentes cristalinos fuertes y fuerzas adhesivas entre los gránulos. Varios mecanismos pueden estar involucrados pero los más importantes son:

  • Reacciones químicas en el producto terminado 
  • Disolución y re-cristalización de sales de fertilizante en la superficie de la partícula 
  • Fuerzas adhesivas y capilares entres las superficies

Varios factores afectan al apelmazamiento: 

  • Humedad relativa del aire 
  • Temperatura y presión ambiental 
  • Contenido de humedad del producto 
  • Resistencia mecánica y forma de la partícula 
  • Composición química 
Tiempo de almacenaje Si se puede controlar estos parámetros, las tendencias de apelmazamiento se mantendrán a un nivel bajo. Además, muchas veces es necesario aplicar un agente anti-apelmazante. Existen tendencias a apelmazamiento en nitrato de calcio, pero es un fenómeno importante a considerarse en NPKs, AN y urea. El recubrimiento de los fertilizantes (coating), reduce la tasa de absorción de humedad del producto.

 

La forma de las partículas y granulometría

Los prills de fertilizantes tienen una superficie lisa y vidriosa, mientras la superficie de los fertilizantes granulados puede variar mucho, en general son más irregulares que los prills. El color de la superficie de las partículas puede variar dependiendo de las materias primas aplicadas en el proceso, o por pigmentación mineral u orgánica agregada para darles un color deseado. La granulometría es importante para las propiedades de esparcimiento y tendencias a segregación del fertilizante. Sobre todo es importante si el componente está como parte de una mezcla física.

 

Resistencia mecánica

La resistencia a compresión de las partículas de fertilizantes difiere mucho dependiendo de la composición química. La resistencia a la compresión medida en varios fertilizantes se ve en la tabla. Absorción de agua tiene efecto negativo en la mayoría de los fertilizantes. Las partículas se pueden volverse pegajosos y tender a desintegrarse. 

Resistencia a compresión

Resistencia mecánica es la habilidad del fertilizante para resistir los factores impuestos durante la cadena de manejo. La resistencia mecánica depende de la estructura de la superficie y la resistencia a la compresión de las partículas.

 

Formación de polvo

Poeira en excesoGrandes cantidades de polvo de fertilizantes causan molestias en el lugar del trabajo. Por eso en muchos países las emisiones de polvo permitidas durante el manejo están limitadas por ley. Polvo y finos pueden levantarse durante el manejo por: 

  • Absorción de agua 
  • Estructura de la superficie de mala calidad y resistencia a la compresión faltante 
  • Resistencia mecánca baja 
  • Roce mecánico durante la cadena de manejo 
  • Desgaste mecánico del equipo de manejo (pala mecánica, alimentador de tornillo, elevador de granos) 
Lee como prevenir la formación de polvo.

 

Densidad aparente

La densidad aparente o peso por volumen (kg/m3) difiere entre los tipos de fertilizantes. Granulometría dispareja por segregación influenciará en la densidad aparente. Para aplicación mecánica es importante que la variación dentro de un fertilizante específico sea minima.

 

Compatibilidad (química y física)

La compatibilidad refiere principalmente a mezclas físicas de diferentes fertilizantes, contaminación entre tipos de producto y otros problemas en relación con seguridad y/o calidad, debilitamiento, formación de polvo y pérdida de resistencia a termociclado en el caso de nitrato de amonio.

Compatibilidad de mezclas de fertilizantes

 

Uma combinação de dois componentes pode ser mais higroscópica do que os componentes por si sós, como pode ser visto no gráfico.