Para evitar que a madeira envelheça prematuramente, é importante protegê-la eficazmente contra a radiação ultravioleta (UV). Ao mesmo tempo, as pessoas querem manter a aparência das superfícies de madeira natural, mas os revestimentos protetores transparentes que estão atualmente amplamente disponíveis comercialmente muitas vezes contêm compostos químicos nocivos.



Para evitar a utilização destas substâncias, o Instituto Fraunhofer de Engenharia de Processos e Embalagem IVV e a Naturhaus Naturfarben GmbH estão a trabalhar em conjunto para desenvolver uma fórmula que forneça proteção UV inofensiva, transparente e 100% orgânica para a madeira.

A arquitetura aberta com fachadas de vidro e grandes janelas que permitem que a luz natural inunde os interiores das casas é muito popular – assim como o desejo de uma vida verde em harmonia com a natureza. No entanto, quando se trata de proteger superfícies de madeira em interiores, estas duas necessidades têm sido difíceis de equilibrar até agora.

Sem revestimento, a luz UV variando de 330 a 380 nanômetros de comprimento de onda pode interagir com as superfícies da madeira, causando descoloração e danos por meio de um processo conhecido como fotooxidação. Mas os revestimentos protetores transparentes atualmente disponíveis no mercado contêm aditivos químicos como benzofenonas, benzotriazóis ou derivados de feniltriazina, todos prejudiciais à saúde das pessoas.

Um ponto especialmente crítico é que estas substâncias voláteis podem entrar no corpo diretamente através do sistema respiratório, por exemplo, durante o processo de secagem. Até agora, todas as alternativas de base biológica para proteger a madeira contra o envelhecimento devido à luz solar foram coloridas, por isso são opacas.

Proteínas para ligação, extratos de plantas para proteção UV

Isto levou Fraunhofer IVV e Naturhaus Naturfarben GmbH à ideia de desenvolver uma solução para o problema. Com a tarefa de encontrar componentes vegetais adequados para um acabamento de madeira natural que protegesse o material contra a radiação UV e ao mesmo tempo deixasse o grão visível, Fraunhofer IVV começou a trabalhar no projeto ProTann em 2021.

Os cientistas decidiram explorar um campo de pesquisa completamente novo:"Para ligação natural em sistemas de revestimento, temos tido grande sucesso com o uso de proteínas no Fraunhofer IVV já há algum tempo", explica Melanie Platzer, cientista pesquisadora no Desenvolvimento de Processos para Departamento de matérias-primas vegetais. “Uma coisa nova para nós foi combinar proteínas com materiais secundários à base de plantas que servem como proteção UV para um acabamento à base de água.”

Um dos objetivos do projeto era trabalhar as ligações cruzadas criadas entre as proteínas e os materiais secundários à base de plantas no acabamento e, em última análise, garantir que as substâncias formassem uma ligação permanente.

Um processo de desenvolvimento desafiador

O processo de desenvolvimento do acabamento ocorreu em várias etapas. No início, os investigadores testaram a sua ideia inicial de formulação, que se baseou num projeto anterior do Fraunhofer IVV que utilizava múltiplas proteínas, como proteína de ervilha e soja.

Platzer comenta:"Tivemos algumas questões cruciais durante esta fase. O revestimento produzido adere à madeira? Ele absorve? E pode ser removido para que o efeito de bloqueio de UV possa ser medido em primeiro lugar?"

Em seguida, a equipe do projeto selecionou duas proteínas e adicionou várias substâncias secundárias de origem vegetal que oferecem boa proteção contra a radiação UV. O pH representa um desafio, pois os acabamentos da madeira precisam estar dentro de uma determinada faixa para não agredir o material.

A adição dos próprios extratos vegetais também foi um ponto crucial para a equipe de pesquisa, pois era difícil prever antecipadamente quão bem os vários extratos se dissolveriam, se interagiriam com as proteínas e como a cor do revestimento criado mudaria ao longo do tempo. o decorrer do processo.

Qual ​​formulação é mais adequada?

Durante o período de aproximadamente dois anos do projeto, os cientistas testaram muitas combinações. Eles também tiveram grande sucesso no trabalho com misturas de diferentes substâncias secundárias de origem vegetal.

"No final, tínhamos muitos bons candidatos para possíveis combinações de proteínas e aditivos para o revestimento protetor UV, por isso fomos capazes de nos concentrar na questão de qual formulação faz mais sentido ao pensar na produção - inclusive com um estamos atentos ao fornecimento local e à disponibilidade das matérias-primas utilizadas", diz Platzer.

“Sempre que possível, incluímos resíduos da agricultura e da indústria alimentar no nosso trabalho de desenvolvimento. Isso inclui coisas como cascas que sobraram da produção de sumo de maçã ou bagaço da produção de vinho.”

As opções identificadas são todas inofensivas, sem efeitos nocivos para a saúde de pessoas ou animais devido ao contacto direto ou à inalação de fumos.

Maior desenvolvimento para proteger a madeira e muito mais

A fórmula do modelo selecionada está agora em desenvolvimento na Naturhaus Naturfarben GmbH. O objetivo é adaptar a composição para que possa ser produzida em larga escala, abrindo espaço para um novo mercado no segmento de preservativos naturais de madeira. A fórmula à base de água poderia então ser aplicada em diversas demãos, com um acabamento natural diferenciado por cima como selante, para proporcionar proteção duradoura a pisos e móveis de madeira.

Para desenvolver ainda mais os muitos resultados da investigação do ProTann e explorar o seu potencial, o Fraunhofer IVV já iniciou um projeto de acompanhamento. As combinações de proteínas e substâncias vegetais bloqueadoras de UV também poderiam ser usadas para revestir embalagens ou em cuidados com a pele, por exemplo.

Fornecido por Fraunhofer-Gesellschaft