As espumas têm inúmeras aplicações potenciais, que são utilizadas em áreas como a indústria automobilística, engenharia mecânica, lazer e desporto. Até hoje, o mais comum é produzir esses materiais a partir de petróleo bruto, o que traz impactos negativos para o meio ambiente.
No projeto BreadCell da União Europeia, um consórcio internacional desenvolveu espumas à base de celulose que são produzidas através de um processo semelhante ao de cozer pão.
Estas espumas são completamente biodegradáveis e recicláveis. Dois institutos da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz), o Instituto de Bioprodutos e Tecnologia do Papel e o Instituto de Segurança Automóvel, desempenharam um papel crucial no desenvolvimento da tecnologia.
Muitas áreas potenciais de aplicação
“É importante implementar esforços de sustentabilidade no maior número possível de áreas”, afirma Stefan Spirk do Instituto de Bioprodutos e Tecnologia do Papel da TU Graz. “A celulose é de origem vegetal e está disponível em grandes quantidades. O objetivo é substituir produtos à base de petróleo por produtos feitos de materiais celulósicos e as espumas desenvolvidas no projeto BreadCell têm uma vasta gama de aplicações potenciais”. Os investigadores identificaram as seguintes áreas de aplicação, entre outras, como altamente adequadas para as espumas amigas do ambiente: o sector automóvel para a gestão da energia do impacto de colisões, o sector da construção como material isolante e a indústria desportiva para o fabrico de equipamento desportivo e solas de sapatos. O material também oferece potenciais benefícios em termos de gestão da humidade e acústica.
Conceção das fibras e modelos de simulação
Um aspeto fundamental do projeto foi o estabelecimento de correlações entre a resistência da espuma e a conceção da fibra, utilizando modelos de simulação avançados. A fim de obter os dados de entrada do material necessários para estas simulações, o material foi caracterizado de forma exaustiva. Isto incluiu ensaios sob uma grande variedade de cargas, para os quais foi utilizado um equipamento de ensaio específico na TU Graz, que caracteriza o comportamento dos materiais sob cargas dinâmicas e rápidas. Com base nos dados e nos modelos desenvolvidos, foram produzidas e aplicadas espumas com diferentes densidades e propriedades mecânicas em vários demonstradores.
Por exemplo, os investigadores produziram e testaram um skate, uma prancha de bodyboard, um capacete de bicicleta e palmilhas de sapatos. “O desenvolvimento da espuma também revelou uma propriedade interessante: foi um desafio manter a densidade perfeitamente homogénea ao longo de toda a espessura da espuma”, afirma Florian Feist, do Instituto de Segurança Automóvel da TU Graz. “Mas esta falta de homogeneidade revelou-se vantajosa numa aplicação específica: capacetes de bicicleta. Uma camada central mais macia permite uma espécie de cisalhamento entre as camadas exterior e interior do capacete. Isto reduz a carga rotacional no cérebro quando há um impacto, semelhante ao princípio dos sistemas de segurança modernos, como o sistema MIPS.”
Primeiro projeto spin-off produz palmilhas para sapatos
Para além da Universidade de Chalmers (coordenadora do projeto) e da TU Graz, três outras instituições estiveram envolvidas no BreadCell: a Universidade de Viena trabalhou em construções em sanduíche para componentes leves, enquanto a Tecnalia, em Espanha, testou a viabilidade da implementação industrial e a BioNanoNet (BNN), em Graz, avaliou a biodegradabilidade e o desempenho do ciclo de vida. O projeto também deu origem a uma empresa derivada, a FOAMO, que fabrica palmilhas leves e amortecedoras com base nas espumas desenvolvidas.
Fonte: ChemEurope
