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ORCID:  http://orcid.org/0009-0005-3278-2910
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Determinação de amônia volatilizada de solos fertilizados com fotômetro uv-vis portátil e de baixo custo
Título (s) alternativo (s): Determination of volatilized ammonia from fertilized soils using a low-cost, portable UV-Vis photometer
Autor: Marcassa, Felipe Cerqueira
Primer orientador: Petruci, João Flávio da Silveira
Primer miembro de la banca: Sequinel, Rodrigo
Segundo miembro de la banca: Silva, Sidnei Goncalves da
Resumen: O crescimento contínuo da população mundial tem ampliado a demanda por sistemas de produção de alimentos mais eficientes. No Brasil, o setor agrícola enfrenta desafios relevantes para atender aos mercados interno e externo, especialmente em função da limitação de áreas disponíveis para cultivo. Nesse contexto, a utilização de fertilizantes nitrogenados se destaca como uma estratégia amplamente adotada para elevar a produtividade, uma vez que fornece nutrientes essenciais ao desenvolvimento vegetal. Entre esses insumos, a ureia (CH₄N₂O) figura como uma das principais fontes de nitrogênio empregadas na agricultura. Após sua aplicação ao solo, a ureia é rapidamente hidrolisada pela ação da enzima urease, resultando na formação de amônia gasosa e bicarbonato. Esse processo reduz a eficiência do fertilizante, aumenta os custos de produção e pode ocasionar impactos ambientais negativos, sobretudo em razão da volatilização da amônia. Diante desse cenário, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um método analítico portátil capaz de quantificar a amônia volatilizada em solos fertilizados, por meio de amostragem ativa e medições fotométricas realizadas diretamente em campo. O procedimento experimental consistiu na coleta do ar contendo NH₃ por borbulhamento em uma solução de ácido sulfúrico com alaranjado de metila, utilizando-se um fluxo de 50 mL·min⁻¹. As medidas de absorbância foram realizadas com um fotômetro portátil produzido por impressão 3D, equipado com um LED de comprimento de onda de 490 nm, um sensor de luz digital e uma bomba de ar, integrados a um microcontrolador Arduino. O método apresentou comportamento linear na faixa de 0 a 3,0 × 10⁻⁶ mol de NH₃, considerando um tempo de coleta de 20 minutos. Além disso, sua aplicação permitiu a quantificação da amônia volatilizada ao longo de quatro dias, com coletas realizadas a cada 24 horas após a incorporação do fertilizante ao solo. Como forma de validação do procedimento de amostragem, foi conduzido um ensaio paralelo no laboratório de Assistência Técnica da Adfert. Nesse ensaio, a quantificação da amônia proveniente da volatilização da ureia no solo foi realizada por titulação da solução obtida a partir de papéis filtro empregados na captura do analito.
Abstract: The continuous growth of the world population has increased the demand for more efficient food production systems. In Brazil, the agricultural sector faces significant challenges in meeting both domestic and international markets, especially due to the limitation of available land for cultivation. In this context, the use of nitrogen fertilizers stands out as a widely adopted strategy to increase productivity, as it provides essential nutrients for plant development. Among these inputs, urea (CH₄N₂O) is one of the main sources of nitrogen used in agriculture. After its application to the soil, urea is rapidly hydrolyzed by the action of the enzyme urease, resulting in the formation of gaseous ammonia and bicarbonate. This process reduces fertilizer efficiency, increases production costs, and may cause negative environmental impacts, mainly due to ammonia volatilization. Given this scenario, the present work proposes the development of a portable analytical method capable of quantifying volatilized ammonia in fertilized soils through active sampling and measurements carried out directly in the field. The experimental procedure consisted of collecting air containing NH₃ by bubbling it through a sulfuric acid solution with methyl orange, using a flow rate of 50 mL·min⁻¹. Absorbance readings were performed using a portable photometer produced by 3D printing, equipped with a 490 nm wavelength LED, a digital optical sensor, and an air pump, all integrated into an Arduino microcontroller. The method showed linear behavior in the range of 0 to 3.0 × 10⁻⁶ mol of NH₃, considering a collection time of 20 minutes. In addition, its application allowed the quantification of volatilized ammonia over four days, with collections carried out every 24 hours after fertilizer incorporation into the soil. As a form of validation of the sampling procedure, a parallel test was conducted in the Technical Assistance laboratory of Adfert. In this test, the quantification of ammonia resulting from urea volatilization in the soil was performed by titration of the solution obtained from filter papers used to capture the analyte.
Palabras clave: Espectrofotômetro UV-Vis
Amônia
Volatilização
Ureia
UV-Vis Spectrophotometer
Urea
Volatilization
Ammonia
Área (s) del CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICA
Tema: Química
Solos - Fertilizantes nitrogenados
Amônia como fertilizante
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Cita: MARCASSA, Felipe Cerqueira. Determinação de amônia volatilizada de solos fertilizados com fotômetro uv-vis portátil e de baixo custo. 2026. 60 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.615.
Identificador del documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.615
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49392
Fecha de defensa: 31-jul-2026
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS): ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Química

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