Inovação para uma indústria mais flexível e sustentável

A versatilidade, leveza e resistência do plástico tornaram-no um material essencial em setores tão diversos como o automóvel, a construção, a energia ou a saúde. Graças a ele, podemos fabricar peças leves, resistentes e precisas que não seriam possíveis com outros materiais. No entanto, o contexto atual coloca novos desafios. O mercado exige produtos mais personalizados, séries mais curtas e materiais mais sustentáveis.

A inovação em plásticos não se limita ao desenvolvimento de novos materiais. Tão importante quanto a química é a forma como transformamos esses materiais em peças úteis, adaptando os processos tradicionais a modelos mais flexíveis, híbridos e adaptáveis. Esta estratégia não consiste em substituir um processo por outro, mas em aprender a hibridizá-los de forma inteligente, integrando técnicas diferentes para obter peças com melhor desempenho, otimizando recursos e satisfazendo as necessidades de materiais emergentes de base biológica, biodegradáveis, compostáveis ou reciclados.

Um exemplo disso é a injeção combinada com impressão 3D. A injeção proporciona velocidade e precisão em série, enquanto a fabricação aditiva permite geometrias complexas e a personalização de cada peça. A combinação de ambas as tecnologias oferece peças mais funcionais e leves, produzidas com menos material e, portanto, com menor impacto ambiental. Insertos solúveis ou metálicos impressos em 3D permitem criar cavidades com canais de refrigeração conformados, reduzindo os tempos de ciclo e melhorando a eficiência energética e a qualidade da peça final.

Um exemplo da aplicação desta hibridização é a colaboração do centro tecnológico espanhol Aitiip e da empresa Liebher no design e produção de peças (rodas de flange) do sistema de refrigeração de aviões, reduzindo em 30% os custos de fabrico, produzindo peças 40% mais leves e diminuindo também os tempos nos ciclos de produção, melhorando assim a eficiência energética. A hibridização da injeção e da tecnologia 3D também já é aplicada no setor da construção, onde o fabrico aditivo é usado para produzir blocos de construção a partir de materiais de base biológica, oferecendo uma maior flexibilidade de design.

Algo semelhante ocorre com a sobreinjeção de camadas técnicas, onde a moldagem por injeção é combinada com ‘organosheets’. Um ‘organosheet’ é um reforço de fibras naturais ou um biopolímero que é colocado no molde antes de injetar o polímero, resultando num produto com propriedades mecânicas, térmicas ou estéticas otimizadas. Este processo é usado na fabricação de tampas de embalagens. Neste caso, uma folha de ácido polilático (bioPLA) é aquecida, colocada no molde e posteriormente sobreinjetada com biopoliamida reforçada com fibras de lignina. O resultado é uma peça mais leve e resistente, com mais de 75% de conteúdo de base biológica e propriedades mecânicas otimizadas. Uma tecnologia semelhante foi aplicada para fabricar assentos de automóveis a partir de folhas autorreforçadas de poliamida de base biológica (bioPA) e precursores de poliamida líquida através de um processo de moldagem por transferência de resina termoplástica (T-RTM Thermoplastic Resin Transfer Moulding).

A extrusão, por sua vez, evolui para a circularidade com técnicas como a coextrusão e a espumação. Esse processo, que foi adaptado a materiais de base biológica em setores como a construção, permite a criação de peças leves e robustas numa única operação. A principal inovação reside na combinação de um núcleo espumado, que reduz os custos, com uma camada exterior que pode apresentar diferentes tipos de funcionalidades e acabamentos. Um exemplo é a produção de perfis de revestimento para pavimentos exteriores a partir de biopolietileno (bioPE) reforçado com fibras orgânicas recicladas. O núcleo espumado desses perfis é feito com um agente químico espumante, enquanto a camada exterior protege o material das intempéries. Esta abordagem não só melhora o desempenho dos perfis, como também contribui para os objetivos de sustentabilidade, reduzindo o consumo de material (entre 20% e 30%).

Em suma, estas inovações mostram como a indústria de plásticos está a passar de um catálogo de processos isolados para um ecossistema híbrido, flexível e circular.

“O segredo não está em renunciar aos processos que já dominamos, mas sim em potenciá-los através da sua combinação estratégica. Cada tecnologia de transformação do plástico oferece propriedades diferenciadas em termos de desempenho, eficiência energética e qualidade do produto final. A sua integração inteligente permite alcançar maiores níveis de produtividade e sustentabilidade, bem como a adaptação a novos materiais emergentes”, afirma Berta Gonzalvo, diretora de investigação do Aitiip. Em suma, estas inovações mostram como a indústria de plásticos está a passar de um catálogo de processos isolados para um ecossistema híbrido, flexível e circular.

Além da hibridização de tecnologias de transformação para a fabricação de produtos plásticos complexos, a Aitiip desenvolve uma linha de investigação centrada em novos materiais e produtos plásticos sustentáveis através do design (SSbD safe and sustainable by design). Esta linha inclui estratégias avançadas, como a modificação de superfícies e camadas intermediárias por meio de ligações covalentes dinâmicas e tecnologias de modificação supramoleculares, que permitem controlar e otimizar as propriedades funcionais dos materiais. Essas abordagens não apenas melhoram o desempenho durante o uso, mas também afetam diretamente a gestão do fim da vida útil de produtos híbridos e politécnicos, facilitando a sua desmontagem, reciclabilidade ou valorização. A abordagem integral do design molecular e estrutural contribui assim para fechar o ciclo de vida dos materiais, alinhando-se com os princípios da bioeconomia circular.

Avançar na hibridização dos processos de transformação de plásticos implica superar desafios técnicos e organizacionais: desde a adaptação de maquinaria e formação especializada até ao investimento em inovação. No entanto, esta evolução abre novas oportunidades para toda a cadeia de valor, desde o design dos materiais até ao fabrico dos moldes para a produção do produto final. O plástico continuará a ser um pilar da indústria, desde que seja transformado através de processos mais flexíveis, híbridos e sustentáveis. Neste caminho, os centros tecnológicos desempenham um papel fundamental como catalisadores da transição para uma indústria mais eficiente, resiliente e alinhada com os objetivos de sustentabilidade.

Links

INNPAEK: https://www.aitiip.com/innpaek.html

ATRIUM: https://atriumproject.eu/

BIO-UPTAKE: https://www.bio-uptake-project.eu/

CUBIC: https://cubicproject.eu/