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PIEP cria biopolímero ecológico e resistente

29-01-2015 | Pedro Costa

No projecto Valorcel foi possível desenvolver biocompósitos de PP e PLA com 30% de celulose

Através de moldação por injecção, obteve-se uma consola automóvel mais ecológica e resistente do que as soluções atuais

O PIEP - Polo de Inovação em Engenharia de Polímeros situa-se no campus de Azurém, em Guimarães

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Fibra de celulose de eucalipto gera mais-valia na indústria automóvel, mobiliário e de outros bens de consumo.




Surgido de uma parceria entre o Polo de Inovação em Engenharia de Polímeros (PIEP) da Universidade do Minho, o Grupo Portucel Soporcel e o Instituto de Investigação da Floresta e Papel (RAIZ), o projeto Valorcel permitiu desenvolver sistemas poliméricos reforçados com fibra de celulose, valorizando a aplicação em produtos ecossustentáveis. 

“Estudámos a incorporação de fibra natural de eucalipto, proveniente do processo de produção de pasta de papel, para o reforço de sistemas poliméricos, melhorando de forma muito significativa o seu desempenho mecânico e ambiental”, revela Bruno Pereira da Silva, investigador do PIEP e diretor do projeto. Através do processo de moldação por injeção, foi possível obter uma consola, utilizando os biocompósitos de PP e PLA (com 30% de celulose), mais ecológicos e resistentes do que as soluções existentes.
 
O objetivo fundamental deste consórcio foi desenvolver compósitos poliméricos cuja integração de fibra natural, nomeadamente a celulose de eucalipto, e a respetiva melhoria do comportamento mecânico, se adequem às aplicações finais de maior exigência a nível de sustentabilidade dos materiais aplicados. O responsável explica que “a fibra de celulose, que deriva da produção de pasta de papel, é combinada com diferentes polímeros sintéticos e biodegradáveis, sendo depois o seu comportamento otimizado, sobretudo para aplicações específicas como em componentes para a indústria automóvel, mobiliário e bens de consumo, por exemplo”.
 
A pertinência desta linha de investigação e desenvolvimento sustenta-se nas normas de certificação ambientais implementadas em determinados setores industriais e também na constante procura da performance aliada à sustentabilidade. Estas ideias-chave têm levado à introdução de materiais mais ecossustentáveis em componentes plásticos, reduzindo o mais possível o seu impacto ambiental. "Por isso, a substituição de componentes por equivalentes de compósitos de fibras de celulose torna-se uma alavanca para a competitividade, quando baseada no custo e desempenho das matérias-primas”, avança Bruno Pereira da Silva.

Além de apresentarem propriedades estruturais interessantes, os compósitos de fibras de celulose possuem outras características que lhes conferem uma aplicabilidade multifacetada. O responsável declara que “para o setor de produção de fibra de celulose, por exemplo, trata-se de criar novas oportunidades de gerar valor e de escoar produtos e subprodutos, numa atividade estruturada no panorama industrial português”.
 
Da árvore até ao automóvel
 
Esta solução amiga do ambiente, económica e de elevada performance mecânica começa na natureza, nomeadamente nas fibras naturais de eucalipto. Com uma posição preponderante nesta fileira, o Grupo Portucel Soporcel gere um património de 120 mil hectares de floresta de eucalipto, desenvolvendo a atividade em toda a cadeia de valor desde a floresta até à produção de pasta de celulose, energia renovável e papel.
 
Na fábrica de Cacia, em Aveiro, o material lenhoso do eucalipto descascado é destroçado e transformado em aparas de madeira, seguindo-se o cozimento, a lavagem e o branqueamento, resultando daí uma pasta. Esta pasta é então submetida a uma série de testes físicos, químicos e mecânicos no RAIZ, que permitem otimizar a compatibilidade entre a fibra e o polímero. Posteriormente, a pasta de papel é enviada para o PIEP que, após a secagem, efetua a mistura da fibra e do polímero num processo de extrusão de materiais, dando origem a um biopolímero mais resistente e ecológico. De seguida, procede-se a testes de caracterização do biopolímero, essencialmente, de resistência mecânica.
 
A validação final do biopolímero é verificada através da produção por moldação por injeção de componentes reais como, por exemplo, consolas e painéis de veículos. Os novos produtos comprovam aqui a sua valia ao nível do custo ambiental, incorporando materiais naturais e diminuindo a utilização de matérias-primas fósseis. Numa outra linha, o Valorcel trabalhou ainda alguns subprodutos da produção de fibra de celulose que são menos valorizados.
 

Parceiros numa aposta promissora
 
Após a conclusão do projeto, que teve financiamento comunitário do QREN, os resultados alcançados através de dois biopolímeros que podem ser valorizados e com reais possibilidades de serem aplicados permitiram uma aposta segura. Nesta altura, o Grupo Portucel Soporcel procede à avaliação do desenvolvimento industrial dos produtos, com o suporte técnico do PIEP.
 
Desde a primeira hora, o desafio lançado colocou nos processos de investigação e desenvolvimento três parceiros de referência:
- O PIEP foi criado em 2001 por iniciativa do setor industrial, em estreita colaboração com a UMinho e o IAPMEI, e pretende dar resposta às necessidades de I&DT das empresas de diversos setores de atividade, desenvolvendo novos materiais e apoiando a criação de produtos inovadores, tecnologias de processamento e ferramentas produtivas. Por outro lado, procura também dar um contributo significativo na formação, apoiando o desenvolvimento de recursos humanos com capacidade e experiência em inovação industrial na área da engenharia de polímeros.
- O Grupo Portucel Soporcel assume grande relevo no mercado internacional de papel e de pasta de papel, sendo líder na Europa na produção de papéis de escritório de elevada qualidade. É uma das mais fortes presenças de Portugal no mundo, representando mais de 3% das exportações nacionais de bens. O Grupo ocupa também uma posição de destaque no setor da energia, como primeiro produtor nacional de "energia verde" a partir de biomassa, uma fonte renovável de energia.
- O RAIZ é um organismo privado, sem fins lucrativos, que tem como objetivo reforçar a competitividade dos setores florestal e papeleiro, através da investigação, do apoio tecnológico e da formação especializada. A sua atividade desenvolve-se numa perspetiva de transformar conhecimentos em tecnologia, incrementar a produtividade florestal, aumentar a qualidade da fibra produzida e implementar uma gestão florestal sustentada.