Microesferas de PCL como sistema de liberação controlada de herbicida glifosato

Abstract

O glifosato é o herbicida mais utilizado no mundo, devido ao seu amplo espectro de ação. Porém existe a necessidade de medidas de redução na sua aplicação, devido aos riscos associados à contaminação da água e do meio ambiente. O desenvolvimento de sistemas de liberação controlada surge como uma alternativa para minimizar a aplicação deste herbicida. Este trabalho teve como objetivo a preparação de microesferas de Poli (ε-caprolactona) (PCL) contendo glifosato. Estas foram caracterizadas quanto a sua morfologia, estrutura, propriedades físicoquímicas, e ainda, realizou-se um bioensaio para a avaliação do seu uso na cultura do arroz, a fim de criar uma possível alternativa para o uso destes herbicidas em plantações. As microesferas de PCL/glifosato produzidas através da técnica de emulsão múltipla e evaporação do solvente apresentaram a forma de esferas sólidas com tamanhos médios de 3 m ± 0,6 m. Foi possível incorporar 9,3% de glifosato em relação à massa de polímero nas partículas formadas, revelando uma eficiência de incorporação (EI) de 30,9%. A partir das técnicas utilizadas para quantificação do glifosato incorporado (UVvis, TGA e CHN), pode-se afirmar que com o aumento da concentração de glifosato na formulação existe um aumento de sua EI. Por outro lado este aumento acarreta na diminuição no tamanho médio das microesferas. A liberação do herbicida das microesferas foi evidenciada através de bioensaios, e na avaliação do perfil de liberação do glifosato das microesferas, pode-se constatar que aproximadamente 17% do herbicida foi liberado para o meio, solução de CaCl2 0,01 M em temperatura ambiente, após transcorridos 360 minutos de ensaio. Este estudo permitiu afirmar que o modelo teórico descrito por Korsmeyer-Peppas é adequado para caracterizar o fenômeno de transporte de liberação do glifosato das microesferas, revelando um transporte anômalo não governado pela difusão de Fick.

Glyphosate is the most widely used herbicide in the world, due to its broad spectrum of action. But there is a need for reduction measures in its application, due to the risks associated with contamination of water and the environment. The development of controlled release systems appears as an alternative to minimize the application of this herbicide. This work aimed at the preparation of glyphosate-containing Poly (ε-caprolactone) (PCL) microspheres. These were characterized as to their morphology, structure, physicochemical properties, and a bioassay was carried out to evaluate their use in rice cultivation, in order to create a possible alternative for the use of these herbicides in plantations. The PCL / glyphosate microspheres produced by the multiple emulsion technique and solvent evaporation were in the form of solid beads with mean sizes of 3 μm ± 0.6 μm. It was possible to incorporate 9.3% glyphosate in relation to the polymer mass in the formed particles, revealing an efficiency of incorporation IE of 30.9%. From the techniques used to quantify the incorporated glyphosate (UVvis, TGA and CHN), it can be stated that with the increase of glyphosate concentration in the formulation there is an increase in its IE. On the other hand, this increase leads to a decrease in the average size of the microspheres. The release of the herbicide from the microspheres was evidenced by bioassays, and in the assessment of the glyphosate release profile of the microspheres, it can be seen that approximately 17% of the herbicide was released into the medium, 0.01 M CaCl2 solution at room temperature, after 360 minutes of testing. This study allowed to affirm that the theoretical model described by Korsmeyer-Peppas is adequate to characterize the phenomenon of transport of glyphosate release from the microspheres, revealing an anomalous transport not governed by Fick diffusion.