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  22.03.18

Materiais do futuro


Pesquisadora do IPT realiza treinamento sobre biopolímeros em universidade do País de Gales


Materiais biodegradáveis que auxiliam na confecção de suturas, implantes e fixações ósseas e são absorvidos pelo corpo humano na mesma escala de tempo em que ocorre a regeneração de um tecido, assim como resinas de amido empregadas na fabricação de sacos de lixo e filmes para embalagem de alimentos, são dois exemplos de biopolímeros já presentes no dia a dia das populações de diversos países – e a disseminação de uso destes novos materiais tende a crescer: a primeira-ministra do Reino Unido, Theresa May, apresentou no último dia 11 de janeiro um plano de proteção ao meio ambiente que inclui medidas para eliminar até 2042 todos os chamados ‘resíduos evitáveis’ de plástico, principalmente aqueles derivados do petróleo, abrindo espaço para o uso de novos compostos em sintonia com as preocupações ambientais.

Para atender às atuais e futuras demandas das indústrias, Luciana dos Santos Galvão, pesquisadora do Laboratório de Análises Químicas do IPT, participou do Programa de Desenvolvimento e Capacitação no Exterior (PDCE) do Instituto com o objetivo de auxiliar a estruturar as capacitações do Instituto na caracterização de biopolímeros.
Treinamento da pesquisadora aconteceu entre os meses de março e novembro de 2017 na Glyndwr University Wrexham
 
O treinamento foi feito entre os meses de março e novembro de 2017 na Glyndwr University Wrexham, localizada na cidade de Wrexham no País de Gales, com financiamento da Fundação de Apoio ao IPT (FIPT).

Os biopolímeros podem ser criados por seres vivos, como bactérias, ou obtidos a partir de matérias-primas de fontes naturais renováveis, substituindo assim os plásticos derivados de petróleo. Mestre em Processos Industriais pelo IPT, Luciana buscou o desenvolvimento da nova capacitação por conta do aumento das demandas para caracterização dos últimos anos: “O laboratório trabalha predominantemente com compostos químicos; começaram a surgir solicitações de identificação estrutural de produtos naturais e biopolímeros, que são ensaios difíceis de serem executados porque a extração e a separação destes compostos são mais complexas do que usualmente realizamos”.

O treinamento da pesquisadora foi realizado no Centre for Water Soluble Polymers da universidade, que trabalha principalmente na caracterização e na aplicação de polissacarídeos e proteínas, usualmente conhecidos como hidrocolóides. Eles são amplamente utilizados como espessantes, agentes gelificantes, dispersantes, emulsionantes e agentes espumantes em uma ampla gama de formulações industriais, incluindo alimentos, produtos farmacêuticos, cuidados pessoais e cosméticos.

CASTANHA-DE-CAJU E PINHÃO – O primeiro passo da capacitação foi realizar uma pesquisa bibliográfica e a seleção de alguns produtos brasileiros para serem submetidos aos processos de extração e de separação, explica a pesquisadora. O primeiro objeto de estudo escolhido foi a casca da castanha-de-caju, que é um subproduto no processo de obtenção da noz – descartada no passado, a casca hoje é usada para a obtenção de óleos ricos em compostos fenólicos, conhecidos principalmente por conta da capacidade de combater o envelhecimento celular.

Existem vários trabalhos que exploram a aquisição do óleo e suas aplicações, explica ela, mas a obtenção de polissacarídeos a partir do material processado é algo novo, daí a escolha do material: “Encontrei poucos artigos que estudaram a extração e a obtenção dos polissacarídeos, e acabei trabalhando tanto a casca da castanha-de-caju oriunda de processos industriais quanto aquela in natura”.

A casca da castanha-de-caju, no entanto, não mostrou potencial para aplicações industriais por conta do baixo teor obtido de polissacarídeos, o que não justificaria uma aplicação comercial.
Luciana realizou a caracterização dos materiais por meio de diversas técnicas, entre elas a cromatografia de permeação em gel (GPC)...
 
Os resultados dessa primeira etapa do treinamento foram apresentados no 32nd Young Scientists Symposium, que aconteceu em Wrexham em julho de 2017.

Luciana partiu então para o estudo do segundo produto selecionado, que foi o polissacarídeo oriundo do pinhão, usualmente consumido no Brasil durante as festas juninas: “Foi uma novidade para a equipe do laboratório, porque ninguém conhecia o pinhão. A obtenção de polissacarídeos a partir dele é conhecida, mas na revisão bibliográfica identifiquei a oportunidade de estudar algumas modificações químicas que podem ser feitas para melhorar as propriedades e a aplicação final”.

A pesquisadora optou pela técnica da dextrinização, cujo objetivo é quebrar e rearranjar as moléculas do material proporcionando menor viscosidade e, assim, aumentar a solubilidade e a faixa de transição de líquido para gel. A melhora dessas propriedades amplia o leque de aplicações do produto final, principalmente na indústria alimentícia.

Após a modificação química, Luciana realizou a caracterização do material por meio de diversas técnicas, entre elas a cromatografia de permeação em gel (GPC), que é usada principalmente na determinação da massa molar e na distribuição do peso molecular de polímeros, que são propriedades fundamentais para os materiais poliméricos; a outra técnica foi a reologia, que envolve o estudo dinâmico de materiais fluidos sob o efeito de deformação. Os resultados finais mostraram-se promissores e a pesquisa com o pinhão deve continuar com as amostras modificadas por ela que foram trazidas para o Brasil.

Além do treinamento em técnicas ainda não empregadas no laboratório do IPT, a aproximação entre academia e indústria no País de Gales também se mostrou uma experiência importante durante a permanência na universidade:
...e a reologia, que envolve o estudo dinâmico de materiais fluidos sob o efeito de deformação.
 
“O centro está bem próximo dos clientes da iniciativa privada: eles auxiliam muito as empresas da região no desenvolvimento de produtos. O Laboratório de Análises Químicas oferece suporte às indústrias, mas não é ainda uma interação tão próxima”, afirma Luciana. Um dos objetivos atuais da unidade, segundo ela, é ampliar a atuação em projetos de P&D de maior valor agregado.

Luciana aproveitou ainda o programa para participar de dois congressos realizados na Europa: o primeiro deles foi o European Polymer Federation Congress 2017, que foi realizado na cidade francesa de Lyon no mês de julho; o segundo, a sexta edição da International Conference on Biobased and Biodegradable Polymers (BIOPOL), que aconteceu em Mons, na Bélgica, no mês de setembro, ambos com a apresentação de dois trabalhos. “Nos congressos, tive a oportunidade de conhecer pesquisadores e também profissionais da área de P&D de empresas”, finaliza ela.