Biocompósitos: é possível generalizar os aditivos e as cargas vegetais?

De acordo com a Future Market Insights, espera-se que o mercado mundial de biocompósitos aumente para uma CAGR (taxa de crescimento anual composta) sólida de 16%, de 25 mil milhões de dólares em 2021 para 128 mil milhões de dólares em 2032. Um fator chave que impulsiona este crescimento é a sustentabilidade dos materiais relativamente ao ambiente. Fabricados a partir de recursos renováveis como as fibras naturais, os biocompósitos têm um impacto menor no ambiente do que os compósitos tradicionais derivados de matérias-primas fósseis ou não recicláveis.

Uma matéria-prima que ultimamente tem atraído as atenções é o caroço de azeitona, um subproduto obtido no lagar. O fabrico do azeite implica a compressão da azeitona (inteira), produzindo um resíduo sólido de polpa, pele e caroços fragmentados. No passado, os caroços de azeitona crus eram utilizados principalmente para a combustão.

Segundo o Conselho Oleícola Internacional, estima-se que na campanha 2021/22 tenham sido produzidas 3,1 milhões de toneladas métricas de azeite, 2,9% mais do que no ano anterior. Esta produção traduz-se numa enorme quantidade de bagaço de azeitona sobrante, cuja eliminação representa um desafio, devido ao teor de gordura e sal contidos neste material. Felizmente, têm surgido inovações e novas tecnologias para valorizar este fluxo de resíduos: os caroços de azeitona podem ser convertidos em pós funcionais de alto desempenho, aditivos totalmente circulares com as propriedades pretendidas para as fórmulas compostas modernas.

Entre as novas tecnologias encontramos máquinas especializadas utilizadas para processar a pasta de azeitona fresca em estado húmido, separando os fragmentos do caroço de azeitona da polpa e da casca através de um processo de centrifugação. Em seguida, os fragmentos passam por um processo de limpeza de forma mecânica, bem como pela secagem, peneiração e micronização em frações de partículas bem definidas. Através deste processo de tratamento complexo, a BioPowder recupera pós de cor bege claro, com odor e sabor neutros. Estes aditivos naturais, que a BioPowder comercializa como Olea FP (Pós funcionais), podem ser ainda mais funcionais, o que os converte em componentes valiosos para uma enorme variedade de aplicações.

O material base do Olea FP, caroços de azeitona refinados, é composto essencialmente de celulose, hemicelulose e lignina. Trata-se de um material orgânico que se destaca entre as outras biomassas pelas suas propriedades únicas. Como resultado, os pós micronizados de caroço de azeitona são potentes cargas funcionais, fibras de reforço e partículas de textura para materiais compósitos. A sua incorporação em formulações de materiais oferece possibilidades infinitas.

Nos compósitos termoplásticos (por exemplo, PP, PE, PLA, PHA, entre outros), os pós de caroço de azeitona funcionais são melhor incorporados na fase de pré-mistura ou pré-aquecimento do processo de composição. A dispersão suave e a estabilidade das partículas garantem uma funcionalidade fiável tanto em compósitos convencionais como biodegradáveis, e é possível obter resultados semelhantes em filamentos para impressão 3D.

Em compósitos de resina termoestáveis, o Olea FP pode adicionar propriedades de reforço, bem como efeitos de textura únicos. Os tamanhos de grão à medida e as partículas com cor abrem novas portas para a bioinovação, como no campo dos compósitos de metacrilato de metilo (MMA) ou os revestimentos epoxídicos.

A borracha é uma das principais fontes de microplásticos, sobretudo devido à abrasão dos pneus dos veículos ou das solas dos sapatos. Encher os compósitos de borracha sintética com pós naturais de caroço de azeitona pode ajudar a reduzir o impacto ambiental e, ao mesmo tempo, melhorar a vida útil e as propriedades mecânicas.

Nos compósitos cimentosos, como o betão armado, o pó de caroço de azeitona pode potenciar a aderência e o acabamento superficial do material, enquanto adiciona resistência e durabilidade. O mesmo ocorre nos compósitos cerâmicos, em que as partículas são também potenciadores eficazes da porosidade.

Fonte da imagem: Valvez, S.;Maceiras, A.; Santos, P.; Reis, P.N.B. Caroços de azeitona como enchimento para compósitos à base de polímeros: A Review. Materials 2021, 14, 845. https://doi.org/10.3390/ma14040845

Descobriu-se que os pós funcionais de caroço de azeitona possuem propriedades mecânicas desejáveis que o tornam num candidato potencial para utilização na indústria dos compósitos.

Vantagens dos pós funcionais de caroço de azeitona para aplicações de compósitos:

• Alta resistência à compressão e à abrasão. Com uma dureza de, aproximadamente, 3,5 na escala de Mohs, as partículas fabricadas a partir de caroços de azeitona pulverizados conseguem suportar o desgaste. Este fator torna-as especialmente adequadas para compósitos para transporte com uma longa vida útil.
• Peso leve. A densidade dos pós de caroço de azeitona é apenas uma fração da densidade das cargas inorgânicas, como os pós minerais ou metálicos. Por este motivo, tornam-se uma solução bastante solicitada para peças compostas leves que são muito requisitadas no setor automóvel, naval ou aeroespacial.
• Estabilidade térmica e isolamento. As partículas Olea FP foram concebidas para compósitos fabricados a elevadas temperaturas de processamento ou que devem ter resistência térmica. Além disso, apresentam propriedades de retenção do calor superiores à média que podem ser aproveitadas nos compósitos para construção.
• Funcionalização versátil da superfície. As partículas de caroço de azeitona têm uma superfície reativa, formada principalmente por grupos hidroxila. Nas aplicações de compósitos, este efeito pode ser aproveitado ou suprimido de acordo com a funcionalização da superfície. A BioPowder disponibiliza tratamentos de superfície à medida para garantir uma excelente compatibilidade do Olea FP com diferentes produtos químicos diferentes.
• Otimização da pegada de carbono. As partículas do caroço de azeitona são fabricadas de forma 100% mecânica, ou seja, apenas é necessário utilizar a eletricidade. A utilização de água é mínima e a produção não gera resíduos. O mais notável é que a oliveira é uma das plantas que absorve maiores quantidades de CO₂. Está comprovado que se produz, aproximadamente, 1,5 kg de CO₂ por litro de azeite virgem extra. Contudo, um olival pode absorver até 10 kg de CO₂ durante o cultivo da quantidade equivalente de azeitonas.

Embora ainda haja trabalho por fazer para que os biocompósitos se convertam na norma e não na exceção, existem indícios que sugerem que o setor avança na direção certa. A avaliação do ciclo de vida converteu-se numa norma do setor. A pegada de carbono das matérias-primas é um critério central nas decisões de compra. No meio da diversidade de fórmulas de biocompostos, os fabricantes e os utilizadores finais valorizam cada vez mais a compostabilidade em relação à degradabilidade industrial e a base vegetal em relação à fóssil. Com isto em mente, a BioPowder espera associar-se às empresas para criar um mundo melhor para as gerações futuras.