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Antiespumantes de silicone – Qual a melhor opção para sua formulação?

João Carlos- Escritor do artigo técnico da Wacker

Dentre os problemas enfrentados pelo agricultor durante o preparo da calda de aplicação, a formação de espuma se destaca como um dos mais desafiadores. A formação de espuma está relacionada à grande concentração de substâncias tensoativas no tanque de mistura, essas substâncias são oriundas das formulações dos defensivos, fertilizantes e alguns adjuvantes.

O silicone tem se mostrado ao longo dos anos um importante componente nas formulações agroquímicas para o controle de espuma, tanto na etapa de produção quanto na etapa de aplicação dos materiais de crop care. No entanto, ainda existem muitas dúvidas sobre o que são os silicones e quais são as suas contribuições em formulações.

Silicone é o termo utilizado para definir um grupo de moléculas que possuem a ligação Si-O na estrutura principal, sendo que a estrutura mais comum e conhecida é o Polidimetilsiloxano (PDMS), que é o ingrediente ativo dos antiespumantes utilizados nas formulações. O silicone é um polímero de origem inorgânica, sendo o seu componente principal o elemento silício. O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, representando 26 %, e na natureza é encontrado na sua forma oxidada SiO2 – comumente conhecido como quartzo.

Figura 1. Disponibilidade de elementos químicos na crosta terrestre

O PDMS é uma macromolécula que apresenta uma tensão superficial extremamente baixa e, devido à essa característica, possui uma eficiência no controle de espuma mesmo quando utilizado em baixas dosagens. Porém, para ser incorporado em formulações aquosas o PDMS precisa estar na forma emulsionada, ou seja, a adição de um composto antiespumante puro, tal qual, em uma formulação base água não é possível devido à imiscibilidade do PDMS em água.

Figura 2. Atuação do PDMS no filme de espuma

As emulsões antiespumantes de PDMS são as opções mais seguras indicadas para as formulações agroquímicas base água, uma vez que o silicone está emulsionado com um conjunto de tensoativos robusto o suficiente para manter a emulsão estável para a utilização. Além disso, uma série de parâmetros físico-químicos tais como viscosidade, tamanho de partícula, pH são rigorosamente controlados durante a produção de uma emulsão antiespumante a fim de se garantir a estabilidade e eficiência do produto.

Em formulações de defensivos, observa-se um controle eficiente da espuma em uma faixa de concentração de 0,1 a 1,0 % de antiespumante na formulação. Já em formulações de fertilizantes líquido foliares e adjuvantes, verifica-se uma eficiência em dosagens que podem variar entre 0,5 a 5,0 % de antiespumante, porém, com o aumento da concentração do antiespumante maior será o desafio para garantir uma compatibilidade e estabilidade da formulação.

Existe um grande equívoco em se relacionar diretamente o aumento da concentração de silicone com o aumento da eficiência antiespumante em uma formulação. Ainda que, inicialmente, se observe essa relação direta entre concentração e eficiência, essa relação não se mantém com o aumento da dosagem de silicone, existe uma faixa de concentração em que se atinge um platô de performance. Acima dessa faixa de concentração, considera-se um excesso de silicone que, além de não melhorar a eficiência antiespumante, pode levar à uma instabilidade da formulação e acarretar sérios problemas tais como separação de fases que podem levar ao entupimento dos bicos dos aplicadores no campo.

Aliás, o silicone é visto, erroneamente, como o vilão nos problemas de entupimento dos bicos de aplicação. Inúmeros relatos de formação de grumos, “uma nata”, em formulações de adjuvantes ou fertilizantes relacionam esse problema ao silicone.

Na verdade, a formação dos grumos é um efeito e não a causa do problema. A presença de ácidos ou de alguns sais podem catalisar o processo de separação de fases, no caso do ácido, ele atua como um catalisador na hidrólise dos tensoativos que estabilizam a emulsão antiespumante de silicone e, como resultado, observa-se a separação de fases da formulação.
A cinética de separação de fases pode, e deve, ser monitorada no momento do desenvolvimento da formulação. Dessa forma, é primordial que se avalie a robustez da formulação com o envelhecimento tanto à temperatura ambiente quanto em temperaturas elevadas (54°C, por exemplo) e em baixas temperaturas (5°C, por exemplo).

Apesar do grande desafio é possível desenvolver formulações em condições adversas, deve-se avaliar qual emulsão antiespumante é mais adequada e compatível com os demais componentes.
Desenvolver uma formulação pode ser analogamente comparado a jogar uma partida de xadrez: cada peça tem a sua importância no jogo e um movimento errado pode levar ao xeque-mate.
Ciente de que não existe uma única emulsão antiespumante para todas as aplicações, a WACKER tem desenvolvido, ao longo dos anos, uma série de emulsões com diferentes concentrações de silicone e diferentes sistemas emulsionantes de forma a oferecer ao mercado uma gama de opções. A marca SILFOAM® é a linha de antiespumantes da WACKER indicada para o mercado agroquímico. Dentro dessa família, podemos destacar as emulsões já consolidadas como SILFOAM® SRE e SILFOAM® SE 39 e também novos produtos tais como as emulsões SILFOAM® SE 1930, SILFOAM® SE 2230 e SILFOAM® SE 4230 e SILFOAM® SE 4231.

Ainda que as formulações aquosas sejam a maioria no mercado agroquímico brasileiro, existe uma importante parcela de formulações sólidas (WG e WP) e formulações base óleo ou solvente (EC) que precisam de um antiespumante. O desafio nessas formulações é a incorporação do antiespumante, pois, as emulsões de silicone não são os materiais mais indicados ou compatíveis com formulações WP, WG e EC.

No Brasil, especificamente, tem-se observado uma crescente em formulações líquidas baseadas em óleos vegetais tais como, ésteres metílicos, d-limoneno e a incorporação do antiespumante nesse tipo de formulação tem se apresentado um desafio pois, emulsões aquosas são incompatíveis com esses sistemas e compostos antiespumantes 100 % silicone, ainda que apolares, também são incompatíveis.

De tal forma, os silicones auto dispersíveis tem se destacado como uma potencial solução para esse tipo de formulação base óleo. Esses antiespumantes consistem na dispersão do composto de silicone em uma mistura de tensoativos e um veículo (solvente) para que seja facilmente incorporado em alguns meios apolares. Quando adicionados em água, os silicones auto dispersíveis forma espontaneamente uma emulsão, porém, essa emulsão formada não atende aos parâmetros de estabilidade cinética das emulsões antiespumantes prontas para uso.
A WACKER possui em seu portfólio muitas opções de silicones auto dispersíveis, dentre essas opções, destacamos os materiais SILFOAM® SD 882 e SILFOAM® SD 670 como indicações para formulações base óleo.

Por fim, as formulações sólidas, principalmente WG, tem ganhado destaque nos últimos anos e o volume desse tipo de formulação tende a aumentar nos próximos anos. Emulsão antiespumantes podem, e são, utilizadas nesse tipo de formulação na etapa de preparação do slurry. A desvantagem da utilização de um antiespumante líquido nesse tipo de formulação é a baixa homogeneidade na mistura, podendo o silicone se concentrar em porções da massa antes do processo de extrusão.

De tal forma, antiespumantes em pó são mais indicados para esse tipo de formulação, pois, são capazes de se distribuir de maneira mais uniforme na massa de extrusão. Além disso, esses antiespumantes são desenvolvidos de forma a suportar a temperatura de extrusão e não degradar o material, fator nem sempre assegurado quando se utiliza emulsões aquosas antiespumantes. Uma das queixas mais comuns quando se utiliza emulsões antiespumantes em formulações WG é uma perda na molhabilidade e na suspensibilidade dos grânulos extrudados. Um dos possíveis fatores que podem levar a esse fenômeno é deposição de silicone na superfície dos grânulos, gerando uma superfície hidrofóbica, que é gerada concentração da emulsão em alguns pontos da massa durante o preparo e, consequentemente, uma concentração de silicone em alguns pontos.
A versatilidade dos polímeros de silicone tem proporcionado ao longo dos anos uma grande variedade de aplicações. Neste artigo, destacamos apenas uma das importantes contribuições de um exemplar de silicone, mas ainda há muito a ser explorado com as suas diferentes estruturas químicas, como os trisiloxanos WACKER L067 e WACKER L099, por exemplo, que atuam como agentes super-espalhantes em formulações.

Com o advento de novas tecnologias como os bio-defensivos e bio-fertilizantes podemos observar um vasto horizonte de crescimento no agronegócio e os silicones podem contribuir ainda mais em diferentes aplicações.

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