Materiais naturais, incluindo resíduos agrícolas, podem tornar os automóveis e outras indústrias mais sustentáveis ??e menos tóxicos.

Pense na indústria automobilística ou de construção e dificilmente vem à mente casca de limão, amido de milho e casca de amêndoa. No entanto, os fabricantes podem depender cada vez mais dessas matérias-primas, pois a Europa busca reduzir o desperdício - tanto da agricultura quanto dos plásticos.

Novos materiais industriais de alto desempenho a partir de resíduos agrícolas surgiram do projeto BARBARA , apontando o caminho para uma inovação intensificada na bioeconomia europeia.

Financiado por uma parceria entre a UE e o setor privado , o projeto utilizou resíduos agrícolas, incluindo casca de limão, amido de milho , casca de amêndoa e casca de romã como aditivos para biopolímeros, que ocorrem em organismos vivos, como plantas, e podem ser usados ??na fabricação.

O resultado: protótipos de peças de automóveis e moldes de construção feitos com a experiência de impressão 3D do Centro de Tecnologia Aitiip, com sede na Espanha.

“O mais empolgante do nosso ponto de vista é que não há resíduos, apenas recursos”, disse Berta Gonzalvo, diretora de pesquisa da Aitiip, que coordenou o projeto de três anos e meio. 'Peças automotivas e de construção foram validadas com sucesso, demonstrando que uma economia circular é possível e contribuindo para a redução do impacto ambiental.'

A UE está estimulando o desenvolvimento de produtos derivados de materiais de origem biológica, parte de um esforço não apenas para reduzir o desperdício, mas também para reduzir as emissões de dióxido de carbono e tornar os produtos industriais mais seguros.

A bioeconomia da UE está em expansão há uma década, atingindo € 2,4 trilhões em 2019 , e tem perspectivas de crescimento, de acordo com um estudo de outubro de 2022.

Em um sinal das altas expectativas para as bioindústrias, a UE em 2014 estabeleceu um compromisso conjunto de € 3,7 bilhões com eles para estimular a pesquisa no campo. Isso foi seguido em 2022 por uma iniciativa de € 2 bilhões com participantes que vão de agricultores a cientistas para superar barreiras técnicas, regulatórias e de mercado para produtos de base biológica.

A UE produz cerca de 60 milhões de toneladas de resíduos alimentares e 26 milhões de toneladas de resíduos plásticos por ano.

A produção de materiais industriais a partir de fontes renováveis, incluindo resíduos, deve se tornar cada vez mais importante e projetos como o BARBARA são apenas o começo, de acordo com Gonzalvo.

Quando a BARBARA começou em 2017, apenas um biopolímero estava disponível para impressão 3D. O projeto aumentou o número de materiais de base biológica usando uma combinação de biotecnologia industrial, nanotecnologia e tecnologias avançadas de fabricação.

Surgiu com novos processos de extração e utilização de compostos como corantes naturais, biomordantes fixadores de corantes, antimicrobianos e óleos essenciais de romã, limão, casca de amêndoa e milho.

BARBARA criou oito materiais contendo pigmentos de romã e limão, biomordantes de romã, fragrância de limão e casca de amêndoa que poderiam ser usados ??no lugar dos plásticos existentes. Os novos materiais levaram a diferentes cores, aromas, texturas e propriedades antimicrobianas.

Os 11 parceiros também imprimiram protótipos de guarnições de portas e um painel frontal para a indústria automobilística, bem como um molde para juntas de treliça para o setor de construção.

Os novos materiais apresentam melhores propriedades mecânicas, térmicas e até estéticas.

Como resultado, eles podem ser usados ??para melhorar a qualidade do material final, adicionando até mesmo uma cor ou fragrância.

Embora o projeto tenha terminado, os participantes esperam que a tecnologia possa avançar para a fase de demonstração nos próximos quatro a cinco anos. Isso mostraria as possibilidades de produção em grande volume.

Com a indústria global de biopolímeros crescendo 6% ao ano e o setor europeu expandindo 30% ao ano, Gonzalvo disse que a UE está em uma posição privilegiada para liderar o caminho.

“Estamos um passo mais perto de uma economia circular real”, disse ela. 'Os resíduos podem ser um recurso e não apenas resíduos.'

Na frente dos plásticos, as perspectivas de pesquisa também parecem promissoras.

Na Europa , apenas 14% dos resíduos plásticos foram reciclados internamente em 2020, segundo a Comissão Europeia. Os 86% restantes foram incinerados, aterrados, descartados ou exportados, destacando a necessidade de estabelecer um sistema mais sustentável.

Com a produção de plásticos a aumentar a médio prazo, reduzir a sua pegada ambiental é ainda mais importante.

O projeto ECOXY , financiado pela mesma parceria público-privada da BARBARA, procurou alternativas de base biológica aos plásticos conhecidos como "compósitos termofixos reforçados com fibra", ou FRTCs.

Embora os FRTCs sejam leves e fortes, faltam suas credenciais ecológicas. Além de serem derivados de combustíveis fósseis, eles não podem ser reciclados e muitas vezes são feitos de materiais tóxicos, incluindo um composto químico desregulador endócrino chamado bisfenol A.

“Os compósitos reforçados com fibras estão sendo usados ??cada vez mais, então esses compósitos de base biológica devem ser capazes de substituí-los em todos os campos onde são usados”, disse Aratz Genua, pesquisador do CIDETEC, instituto espanhol que coordenou o ECOXY.

O projeto, que decorreu em paralelo com o BARBARA, incluiu um consórcio de 12 parceiros de investigação e indústria de toda a Europa.

Partiram de materiais considerados conformes com os três Rs: reciclável, reformável e reparável. Embora esses materiais 3R já tivessem sido patenteados pelo CIDETEC, eles tinham uma desvantagem.

“Nós o tornamos mais sustentável, mas ainda trabalhamos com produtos derivados do petróleo e o mais usado é o derivado do bisfenol A”, disse Genua. 'Tivemos a oportunidade de dar um passo adiante e torná-lo mais sustentável usando bio-resíduos para criar FRTCs de base biológica.'

O consórcio procurou lignina, derivada de madeira e fibras vegetais. Ela usou resina de base biológica de lignina com fibras de linho como reforço para fabricar um demonstrador, no caso o painel do banco traseiro de um carro.

'Ser capaz de melhorar e fabricar um demonstrador foi muito bom', disse Genua. 'Começamos com pequenas quantidades de materiais e mostramos que são utilizáveis ??em uma escala intermediária.'

O verdadeiro desafio era garantir que o novo material tivesse propriedades comparáveis ??às atualmente em uso.

As resinas de base biológica demonstraram propriedades muito boas, equivalentes às derivadas de combustíveis fósseis, de acordo com Genua. Mas há espaço para melhorar a resistência das fibras de linho.

Pesquisas futuras podem incluir a exploração do uso de fibras de carbono de base biológica, também extraídas da lignina.

'Continuaremos trabalhando no desenvolvimento e otimização de resinas 3R de base biológica para diferentes aplicações', disse Genua.

Por exemplo, o projeto BIO-UPTAKE financiado pela UE está trabalhando em painéis de teto para a indústria da construção.

“Nesses casos, não apenas a fibra de linho, mas também a fibra de carbono de base biológica serão usadas”, disse Genua.

A curto prazo, os novos materiais são melhores para a saúde dos trabalhadores que os manuseiam durante a fabricação.

A longo prazo, o meio ambiente se beneficiará graças em grande parte à redução de resíduos resultante.