Cientistas Brasileiros desenvolvem espuma que pode limpar agrotóxico de alimentos

 

Macromoléculas formadas de unidades estruturais menores (os meros), os polímeros têm no plástico a sua face mais conhecida, pois está presente, há mais de um século, nas embalagens de alimentos, produtos automotivos, eletroeletrônicos, vestuário, utensílios domésticos, brinquedos e tantos outros. Apesar de suas mil e uma utilidades, o plástico é um dos mais temíveis vilões ambientais por causa de alguns fatores, como a energia gasta em seu processo de produção e o longo período de degradação na natureza. 

Para conciliar sustentabilidade ambiental e os benefícios práticos dos polímeros, o Laboratório de Engenharia de Polímeros e Compósitos da Escola de Engenharia da UFMG (LEPCom) vem desenvolvendo pesquisas e artigos sobre seu processo produtivo, resultando, inclusive, em depósitos de patentes. Um panorama dessa produção é abordado na reportagem de capa da edição 2.022 do Boletim UFMG.

Estudo. Material foi desenvolvido pela pesquisadora Marys Braga.
Foto: Uarlen Valerio

“Os polímeros têm suas vantagens, mas precisam de todo controle e bom senso na sua produção e utilização”, observa o professor e chefe do LEPCom, Rodrigo Oréfice. Ele conta que, até o século passado, os polímeros eram retirados da natureza, como borracha, celulose e marfim, até se tornarem raros e caros, por causa do extrativismo descontrolado. Na tentativa de baratear os custos de produção, as indústrias passaram a sintetizar polímeros, hoje presentes em inúmeros produtos, como o náilon, polietileno, borracha sintética, teflon, PVC (policloreto de vinila) e PET (polietileno tereftalato). 

“Boa parte dos polímeros sintéticos, originários dos processos químicos de polimerização, são mais estáveis em sua constituição e produzidos com o objetivo de garantir estabilidade mecânica e química, o que acaba dificultando sua degradação natural, permanecendo por mais tempo no meio ambiente. Essa característica exige produção e uso conscientes”, analisa Oréfice.

O plástico é um dos materiais que pertence à família dos polímeros e, provavelmente, o mais popular. O seu uso, no entanto, vem sendo questionado em relação aos malefícios gerados ao meio ambiente. Mas, após estudar alternativas sustentáveis para esse material, pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) conseguiram desenvolver uma espuma de poliuretano capaz de detectar e absorver herbicidas da água e dos alimentos.

A espuma

A saúde humana pode ser beneficiada pelo uso inteligente dos polímeros. O LEPCom desenvolveu a espuma polimérica – usando como matéria-prima o resíduo da indústria de refino de petróleo – que gera embalagem capaz de absorver herbicidas dos alimentos, sem comprometer suas propriedades nutricionais. O trabalho foi publicado no Journal of Hazardous Materials, em março de 2018.

Esquema ilustrado do funcionamento do uso da espuma de poliuretano composto.

O material foi produzido pelos próprios pesquisadores, usando como matéria-prima resíduos da indústria petroquímica (catalisador de petróleo) e componentes naturais, como o óleo de mamona, conforme explica a engenheira química e pesquisadora pós-doutoranda da UFMG Marys Lene Braga.

Essa composição inédita deu origem a um material com “grupos químicos que facilitam essa interação com o pesticida”, ou seja, com propriedades para que a espuma identifique apenas agrotóxicos. 

A reciclagem de polímeros é corroborado por dissertação de mestrado que propõe a transformação das garrafas PET em um particulado muito fino – o pó de PET. Esse composto foi utilizado na produção de borracha sintética, substituindo em 50% os componentes químicos, como partículas de carbono (negro-de-fumo), utilizados nesse processo. Misturadas e aquecidas, as pequenas partículas de PET sofreram alteração em sua estrutura, tornando a borracha mais resistente. O processo desenvolvido deu origem a um pedido de patente.

Foram feitos testes com quatro pesticidas mais frequentes (organoclorados, clorobenzeno, atrazina e trifluralin). Exames complementares também foram aplicados para investigar se a espuma não extraía também os nutrientes dos alimentos, e ambos os resultados foram satisfatórios. Ou seja, a espuma conseguiu retirar os agrotóxicos dos alimentos sem comprometer suas propriedades nutricionais. “A eficiência é em torno de 70% da espuma com resíduo, e com o resíduo puro chega a 95% de remoção do pesticida”, explica Marys.

Em outra etapa, foi analisada a capacidade de recuperação da espuma, de acordo com o professor do laboratório de engenharia de polímeros e compósitos (Lepcom/UFMG), Rodrigo Oréfice. “Fizemos a imersão dela em meio aquoso (água com ácido e o pH mais baixo) e conseguimos extrair o contaminante e recuperar a espuma para nova utilização. Dessa forma, o contaminante fica contido, podendo gerar outros produtos ou ser destinado mais corretamente”, explica Oréfice. A espuma resistiu a cinco ciclos de reutilização sem chegar a saturar.

Com aditivos

Em uma de suas frentes de pesquisa, sustentada na reciclagem, o laboratório propõe a geração de produtos que consomem menos energia e fazem uso de aditivos baseados em matéria-prima ­extraída da natureza. Apesar dos processos já consolidados na área de polímeros, ainda há espaço para avanços tecnológicos, na avaliação do pesquisador. “Os processos de reciclagem esbarram na perda de qualidade contínua dos produtos a cada ciclo. Cada vez que é reciclado, o material tende a perder propriedades originais, ficando mais quebradiço, opaco, com qualidade inferior à inicial, o que dificulta sua reciclagem por várias vezes”, informa o professor.

Tese de doutorado, defendida no Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas, propôs uso de nanotecnologia em polímeros reciclados, a fim de recuperar suas propriedades iniciais. “Utilizamos nanocristais de quitina, uma pequena partícula natural, extraída de carapaças de insetos e crustáceos. Esse nanocomponente foi acrescentado aos polímeros reciclados e conseguiu recuperar suas propriedades”, conta Rodrigo Oréfice. A pesquisa gerou dois artigos publicados em periódicos internacionais. 

As garrafas PET e as sacolas plásticas já apresentam alguma mistura de polímeros sintéticos e naturais. No LEPCom foi desenvolvida uma sacola plástica utilizando polímeros originários da quitosana (derivada da quitina), pectina e amido. A expectativa é de que o pedido de patente, depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) em 2014, seja aprovado. “É uma sacola de polietileno, incorporada com esses polímeros naturais, que serve como estímulo para a indústria, tendo em vista a comprovada elevada processabilidade desses polímeros”, comenta.  A pesquisa foi desenvolvida em parceria com a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), com apoio da Petrobras.

Com informações da UFMG e do Journal of Hazardous Materials

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