Colheita de abacaxis, uma fruta tropical amplamente cultivada, deixa para trás toneladas de resíduos agrícolas que geralmente são queimados ou deixados para apodrecer, criando gases de efeito estufa indesejáveis ​​e outros poluentes. Mas um novo processo promete converter os resíduos em aerogéis de alto valor, barato e limpo.

Os aerogéis estão entre os materiais sólidos mais leves conhecidos e são criados pela combinação de um polímero com um solvente para formar um gel, e, em seguida, remover o líquido do gel e substituí-lo por ar. São extremamente porosos e têm baixa densidade, mas permanecem firmes ao toque.

Duong Hai Minh, professor do departamento de engenharia mecânica da National University of Singapore (NUS), estima que a cada ano sejam geradas 76,4 milhões de toneladas de resíduos da folha de abacaxi. Ele acredita, isso pode liberar produtos químicos nocivos e gases de efeito estufa que podem causar sérios problemas ambientais.

“Para cada quilo da fruta produzida, quase três vezes mais resíduos de folhas de abacaxi são gerados. Os agricultores sobrecarregados com este subproduto volumoso e fibroso geralmente queimam, composto, ou reaproveitá-lo como ração animal, "diz Duong.

Ele e outros engenheiros da NUS publicaram seu estudo sobre a fabricação de aerogéis a partir de resíduos de abacaxi na próxima edição de dezembro do Journal of Environmental Chemical Engineering.

Aerogéis comerciais, usado principalmente para isolamento térmico e acústico, são caros e o processo de fabricação normalmente envolve a liberação de níveis tóxicos de carbono, disse Duong. Seu processo usa fibras de folhas de abacaxi para criar ultraleves, aerogéis biodegradáveis. Eles são eficazes como absorventes de óleo e para isolamento térmico e acústico.

"Também demonstramos suas aplicações potenciais na preservação de alimentos e tratamento de águas residuais - este é um grande passo em direção à agricultura sustentável e gestão de resíduos, " ele diz.

Duong vem trabalhando na reciclagem de diferentes materiais em aerogéis há mais de uma década. Ele já havia desenvolvido e patenteado técnicas para a criação de aerogéis a partir de pneus de borracha antigos, borra de café e garrafas de plástico.

"Nosso último trabalho, para fazer eco-aerogéis usando resíduos agrícolas e alimentares, começou em agosto de 2016 e levou três anos para alcançar resultados promissores, "diz Duong." Também produzimos eco-aerogéis com sucesso a partir do bagaço da cana-de-açúcar, borra de café e quiabo. "

No novo processo, As fibras de abacaxi são extraídas das folhas em uma máquina de decorticação e depois misturadas com álcool polivinílico (PVA) reticulante e curadas a 80 graus Celsius para promover a reticulação entre as fibras e o PVA. Na média, leva de 10 a 12 horas para produzir aerogéis a partir das matérias-primas, que é muito mais rápido do que processos comparáveis.

"Uma folha de aerogel ecológico de um metro quadrado, medindo um centímetro de espessura, custa menos de US $ 7 para produzir, e pode ser vendido por US $ 22 a US $ 37. Uma folha de isolamento térmico fabricada comercialmente com aerogéis convencionais de aproximadamente o mesmo tamanho pode custar mais de US $ 220. "

A equipe da NUS está trabalhando com parceiros para testar a produção em grande escala desses eco-aerogéis para aplicações de alto valor, como preservação de alimentos, isolamento térmico, redução de ruído, limpeza de derramamento de óleo e máscaras reutilizáveis ​​para filtrar gases tóxicos, partículas de poeira e bactérias.

O abacaxi é uma das frutas mais apreciadas do mundo. Os três maiores produtores globais são a Costa Rica, Brasil e Filipinas.

"A tecnologia avançada para converter resíduos de abacaxi de baixo valor em aerogéis de engenharia de alto valor para preservação de alimentos e tratamento de águas residuais aumentará a consciência das pessoas sobre a proteção ambiental, transformando resíduos em materiais úteis com novidades, aplicações interessantes, "diz Phung Le, diretor de Refinaria e Petroquímica e do Centro de Pesquisa de Tecnologia da Universidade de Tecnologia da Cidade de Ho Chi Minh, Vietnã.

"Embora um procedimento completo de reciclagem de resíduos não tenha sido desenvolvido completamente, este é um passo importante em direção ao desenvolvimento sustentável para construir o pensamento criativo e inovador de nossa jovem geração sobre ajudar o meio ambiente e preservar a natureza, " ele adiciona.

Stephen Steiner, presidente da Airgel Technologies, Boston, Massa., afirma que os eco-aerogéis derivados de resíduos de abacaxi descritos no estudo mostram como "materiais arquitetados por poros sólidos que fornecem muitos dos comportamentos funcionais de valor agregado dos aerogéis tradicionais podem ser criados por uma fração do custo."

"Um aspecto especialmente atraente do presente trabalho é que não apenas as matérias-primas são baratas, eles podem ser potencialmente obtidos a um custo negativo para o fabricante, "diz Steiner." Com vantagens auxiliares, como potencial de biocompatibilidade e biodegradabilidade, Os aerogéis ecológicos da Duong oferecem potencial para aplicações que variam de isolamento a embalagens e tecnologias médicas. "