Uma vez descartados, itens descartáveis ​​como fraldas e absorventes higiênicos podem levar centenas de anos para se decompor, porque suas partes absorventes e camadas impermeáveis ​​contêm plásticos e outros polímeros sintéticos. Mas agora, os investigadores estão a substituir estes materiais por componentes porosos feitos de biomassa proteica que é frequentemente descartada pelas indústrias alimentar e agrícola. Esses componentes são sustentáveis ​​e biodegradáveis ​​e podem potencialmente permitir que futuras fraldas e absorventes higiênicos sejam jogados no vaso sanitário ou usados ​​como fertilizante.



Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de primavera da American Chemical Society (ACS).

Antonio Capezza, que apresentará a pesquisa no encontro, afirma que na Europa as regulamentações desencorajam o uso de certos plásticos à base de petróleo em bens descartáveis. No entanto, não existem directrizes ou regulamentos claros para proibir estes plásticos em fraldas, pensos higiénicos e outros artigos sanitários descartáveis, observa ele, porque não está disponível um bom substituto.

“Mas esperamos mudar isso com nossos materiais à base de proteínas”, diz ele.

É claro que as fraldas laváveis ​​evitam completamente a questão dos plásticos, mas ele diz que poucos cuidadores querem usá-las. Seu objetivo é fornecer um tipo diferente de solução sustentável e não poluente para pessoas que desejam continuar usando produtos sanitários descartáveis.

“A taxa de aceitação será muito maior do que se você chegasse a um cliente e dissesse:‘Ok, agora você tem que lavar suas fraldas'”, explica Capezza, pesquisador da divisão de materiais poliméricos do KTH Royal Institute of Technology, na Suécia.

Ironicamente, o projeto teve origem em uma demonstração destinada a ensinar aos alunos o que pode dar errado no laboratório. Capezza estava mostrando a eles como fazer filamentos bioplásticos usando proteínas. Para imitar o impacto da umidade indesejada, ele adicionou algodão úmido, o que fez a mistura espumar. Depois que o produto secou, ​​ele percebeu, o material se tornou super poroso, o que significa que poderia absorver líquidos como uma esponja.

“Então foi uma espécie de acidente, mas um acidente bom, porque nos levou a uma linha de pesquisa totalmente nova”, diz ele. Capezza está colaborando com pesquisadores da KTH, a Universidade Sueca de Ciências Agrícolas, e outras instituições, incluindo a Universidade Simón Bolívar na Venezuela, a Universidade de Tóquio no Japão e a Universidade de Sevilha na Espanha.

Algumas alternativas à base de algodão aos produtos sanitários de plástico já estão no mercado, mas dependem de algodão virgem e podem necessitar de branqueamento ou outro tratamento químico para a sua produção. Procurando uma fonte de material mais sustentável, a equipa de Capezza identificou proteínas e outras moléculas naturais que sobraram da produção alimentar e agrícola que, de outra forma, poderiam ser depositadas em aterros ou incineradas; por exemplo, zeína de milho, glúten de trigo e extratos antioxidantes naturais.

Os pesquisadores misturaram as proteínas em diferentes proporções e adicionaram água e bicarbonatos, como bicarbonato de sódio, como agentes espumantes; o adoçante glicerol como plastificante; e extratos naturais como conservantes.

A equipe então utilizou equipamentos e técnicas de processamento da indústria de plásticos, incluindo extrusão, para fabricar vários componentes comumente encontrados em absorventes e fraldas. Semelhante a uma máquina de fazer macarrão, a extrusora permitiu à equipe produzir filamentos e folhas planas e, ao mesmo tempo, permitir a formação de espuma nos materiais. Com essas técnicas, os pesquisadores produziram uma camada plana “não tecida” que permaneceu seca ao toque, permitindo a passagem rápida do líquido; um material poroso e fofo com propriedades superabsorventes que captura líquido; e filmes impermeáveis ​​para proteger o vestuário exterior.

Como prova de conceito, os pesquisadores montaram esses componentes para fazer protótipos absorventes à base de proteínas que lembravam produtos sanitários descartáveis. Uma vez expostos à água ou ao solo, os materiais se biodegradam completamente em poucas semanas. Pela origem proteica dos materiais, essa degradação liberou carbono, nitrogênio, fósforo, aminoácidos e outros compostos que a natureza pode reaproveitar como nutrientes.

Com um maior desenvolvimento, diz Capezza, isto poderá levar a produtos sanitários de utilização única que podem ser descarregados. Alternativamente, após a utilização, estes produtos (ou quaisquer resíduos produzidos na fase de fabrico) poderiam ser compostados para fertilizar culturas, como o milho e o trigo, o que, por sua vez, forneceria as matérias-primas para a produção de novos produtos sanitários.

“Portanto, é um design totalmente circular”, acrescenta Capezza. Os pesquisadores já demonstraram que as plantas crescem folhas e raízes mais longas quando expostas a esse composto. “E os nossos testes mostraram que, por serem à base de proteínas, não há risco algum de que estes produtos poluam o solo com microplásticos ou outros produtos químicos indesejados quando se decompõem”, observa Capezza.

Os produtos sanitários à base de proteínas seriam cerca de 10% a 20% mais caros do que as fraldas e absorventes de plástico tradicionais, estima Capezza. O desempenho dos absorventes proteicos é semelhante ao dos absorventes convencionais. Por outro lado, as fraldas proteicas não são tão absorventes quanto as de plástico. Isso significa que as fraldas proteicas precisariam ser mais espessas ou sua formulação precisaria ser ajustada para melhorar a absorção.

Para aumentar a absorção de líquidos e a resistência mecânica, os investigadores estão agora a explorar a adição de lignocelulose, uma mistura de lignina e celulose encontrada nas plantas. Este material é um subproduto de baixo valor dos setores agrícola e florestal. Os resultados até o momento mostram que sua adição está aproximando o desempenho das fraldas convencionais.

A equipa está agora a preparar estudos piloto para testar a viabilidade de aumentar a produção. Avaliações adicionais, incluindo testes de irritação da pele humana, terão de ser feitas antes que qualquer um destes produtos possa ser colocado no mercado, diz Capezza.

Fornecido pela American Chemical Society