Pesquisa da UFSCar aponta potencial do resíduo para substituir espumas plásticas em embalagens

O bagaço de cana-de-açúcar pode ganhar uma nova aplicação fora das usinas. Uma pesquisa desenvolvida na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) utilizou o resíduo da produção de açúcar e etanol na fabricação de uma espuma biodegradável com potencial para substituir materiais plásticos rígidos usados em embalagens.

O material combina partículas de biomassa com biopolímeros, como amido e pectina. Nos testes, a formulação feita com bagaço de cana e amido apresentou a maior resistência à compressão entre as combinações avaliadas, de 0,27 MPa, além do maior índice de biodegradação observado no estudo.

A pesquisa foi conduzida por Victória B. P. Silva, egressa do curso de Ciências Biológicas da UFSCar, a partir de um projeto de Iniciação Científica que posteriormente avançou para seu Trabalho de Conclusão de Curso. A etapa experimental ocorreu no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas – SP.

Biomassa é utilizada sem etapa de refinamento

Um dos diferenciais do trabalho está no aproveitamento das partículas vegetais sem a necessidade de refinamento para obtenção de fibras de celulose. Além do bagaço de cana-de-açúcar, os pesquisadores avaliaram resíduos industriais de eucalipto provenientes da cadeia de papel e celulose.

Na fabricação, a biomassa e os biopolímeros foram dispersos em água. A agitação mecânica introduziu bolhas de ar na mistura, que depois foi colocada em moldes e seca em estufa. O processo resultou em estruturas sólidas e porosas, com densidade entre 0,13 e 0,19 grama por centímetro cúbico.

A matéria-prima também interferiu na estrutura final. As espumas produzidas com bagaço de cana apresentaram poros menores, enquanto aquelas feitas com resíduos de eucalipto tiveram poros maiores. A composição permitiu, portanto, modificar características físicas e mecânicas de acordo com a aplicação pretendida.

O desenvolvimento busca uma alternativa às espumas produzidas a partir de matérias-primas não renováveis, como poliuretano, poliestireno e polietileno. Esses materiais são amplamente utilizados em embalagens pela leveza, resistência e capacidade de absorção de impactos, mas contribuem para o acúmulo de resíduos plásticos quando descartados de forma inadequada.

Bagaço com amido alcança maior biodegradação

Além da resistência mecânica, os pesquisadores acompanharam durante quatro meses a decomposição das diferentes formulações no solo. A avaliação considerou a produção de dióxido de carbono como indicador do consumo do material pelos microrganismos.

Após 119 dias, a espuma de bagaço de cana-de-açúcar com amido alcançou 21% de biodegradação, maior resultado entre as formulações. A combinação de eucalipto e amido atingiu 19%, seguida por bagaço com pectina, com 17%, e eucalipto com pectina, com 15,6%.

Os resultados mostram ainda que a composição pode ser ajustada conforme o tempo de utilização esperado. Formulações com amido apresentaram decomposição mais rápida, enquanto as produzidas com eucalipto demoraram mais para avançar no processo de biodegradação.

Essa diferença abre espaço para aplicações distintas. A espuma de bagaço de cana e amido, por exemplo, pode ser destinada a embalagens de vida útil curta, como bandejas para produtos perecíveis. Materiais de degradação mais lenta podem ser utilizados no armazenamento e transporte de produtos por períodos maiores.

O estudo foi publicado em setembro na revista ACS Sustainable Resource Management, da American Chemical Society. Os pesquisadores apontam que o uso de partículas vegetais não refinadas associado a biopolímeros também pode abrir caminho para o aproveitamento de outros resíduos agrícolas e florestais na produção de materiais renováveis para embalagens.