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Cientistas desenvolvem plástico do caroço de manga por meio de nanotecnologia

16/11/2017

 

Aplicação da nanotecnologia para o desenvolvimento de biomateriais de alto valor agregado com a utilização de resíduos industriais de baixo valor comercial. Esse foi o desafio assumido por uma equipe de cerca de 30 pesquisadores de quatro instituições de pesquisa, sob a coordenação da Embrapa Agroindústria de Alimentos(RJ). Os primeiros resultados, após quase três anos de trabalho, mostram um tipo de plástico biodegradável, feito da amêndoa do caroço de manga em mistura com o biopolímero natural, o PHBV, que pode ser aplicado à indústria alimentícia, na composição de embalagens, e até no setor médico para compor matrizes ósseas. Trata-se do primeiro passo para o desenvolvimento de um plástico biodegradável comercial que utiliza como matéria-prima resíduos da indústria alimentícia.

 

O trabalho recebeu homenagem na 5ª Conferência Internacional sobre Polímeros naturais, biopolímeros e biomateriais (ICNP 2017 Rio). A premiação foi destinada à pesquisa de Paulo Henrique Cardoso, doutorando em engenharia de materiais do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ).

 

Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2013), o Brasil é um dos maiores produtores de manga do mundo com uma produção de mais de um milhão de toneladas por ano. O processamento industrial de manga para polpas e sucos resulta no descarte dos caroços, correspondente a valores entre 40% e 60% do seu volume. A equipe de pesquisa da Embrapa Agroindústria de Alimentos (RJ), em parceria com a Embrapa Instrumentação (SP), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) e Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) se reuniram em busca de alternativas para reutilizá-los, visando gerar uma tecnologia que pudesse ser aplicada à indústria.

 

Plásticos de casca e caroço de manga
 

O objetivo do projeto foi dar uso e agregar valor a esse resíduo de grandes volumes e alto impacto ambiental. “O desenvolvimento de novos biocompósitos pode ser um caminho viável para o aproveitamento de coprodutos industriais na fabricação de itens inovadores e sustentáveis”, afirma a pesquisadora da Embrapa Edla Lima, que lidera os estudos. O projeto está dividido em várias frentes de pesquisa para a utilização da casca e da amêndoa do caroço de manga e argilominerais adicionados a uma matriz de polímeros orgânicos: o PHBV — um biopolímero natural produzido por bactérias — e o PLA — outro biopolímero natural, obtido de moléculas de ácido lático.

 

Resultados parciais do desenvolvimento de outro biocomposto à base do biopolímero PLA serão apresentados durante o IX Workshop de Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, que ocorrerá nos dias 21 e 22 de novembro na Embrapa Instrumentação, em São Carlos (SP).

Um dos principais desafios de toda a equipe se concentra na utilização um material que não tem uniformidade, como o caroço de manga, em que a casca e a amêndoa variam em composição e estrutura dentro de uma mesma espécie vegetal, de época e local de origem. Os cientistas têm de driblar essa dificuldade para garantir a reprodutibilidade da composição (formulação). Para isso, já foram realizados mais de uma centena de testes, utilizando técnicas de casting, extrusão, injeção e moldagem por compressão.

 

Foram avaliadas diferentes concentrações da amêndoa e da casca do caroço de manga como carga de reforço em biopolímeros comerciais (PLA e PHBV), adicionados ou não de quatro diferentes tipos de argilominerais, que foram concentrados e organofilizados. Para avaliar resistência, cristalinidade e elasticidade, os materiais resultantes foram analisados por calorimetria de varredura diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) associado à espectrometria de energia dispersiva de Raios-X (EDS), ressonância magnética (NMR1H), Difratometria de Raios-X (DRX), e infravermelho (FTIR).

 

Nova estrutura
 

A equipe do projeto já conta com bons resultados na obtenção de novos biocompósitos, como os trabalhos com PHBV e a amêndoa do caroço de manga, coordenados pela professora Rossana Thiré do Laboratório de Biopolímeros da Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Coppe/UFRJ. Os pesquisadores testaram, em diferentes concentrações, a utilização dos resíduos do processamento da manga como reforço de biocompósitos biodegradáveis usando o PHBV em moldagem por compressão. A adição do pó da amêndoa do caroço de manga promoveu uma nova estrutura no polímero.

 

Os biocompósitos apresentaram maior interação intermolecular, o que promoveu maior dispersão e distribuição do material de enchimento. “As análises demostraram boa adesão, dispersão e distribuição em amostras com PHBV. Os resultados indicam que a fabricação de biocompósitos pode ser uma estratégia para a reutilização desse subproduto agroindustrial", ressalta a professora e pesquisadora Rossana Thiré. Agora, a equipe está voltada para dar continuidade ao projeto e chegar a um produto comercial. “Há diversas possibilidades de uso na área alimentícia, médica e de lazer”, avalia Rossana.

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