Laboratório de Química do Estado Sólido
 LQES NEWS  portfólio  em pauta | pontos de vista | vivência lqes | lqes cultural | lqes responde 
 o laboratório | projetos e pesquisa | bibliotecas lqes | publicações e teses | serviços técno-científicos | alunos e alumni 

LQES
pontos de vista
artigos de revisão

artigos de opinião

editoriais

entrevistas

divulgação geral

divulgação LQES

 
ARTIGOS DE OPINIÃO

Os lucros da Nanotecnologia.


A Braskem é uma empresa brasileira, é uma petroquímica brasileira. No Rio Grande do Sul, mais especificamente em Triunfo, ficam as áreas de inovação e tecnologia. Todo o desenvolvimento de nanocompostos é feito aqui no Rio Grande do Sul. Nos últimos dez anos, investimos R$ 320 milhões em inovação, em equipamentos e em pessoas. Nos últimos tempos, estamos investindo R$ 50 milhões por ano em inovação. Nós temos 170 pessoas, sendo que 120 pessoas ficam aqui no Rio Grande do Sul. Aliás, todo esse desenvolvimento nós temos que agradecer à UFRGS, uma parceria belíssima que deu certo. E foi um trabalho conjunto que permitiu, em tempo recorde, no prazo de um ano, desenvolver uma metodologia de incorporação de argila que é inédita mundialmente. Ainda sobre inovação, só para dar uma idéia do quanto isso importa, 16% dos produtos que lançamos no ano passado foram desenvolvidos nos últimos dois anos.

Vou concentrar toda a minha apresentação na parte de nanocompósitos com base de polímeros. Basicamente, a Braskem produz PVC, polietilenos e polipropileno. O foco do nosso estudo hoje é, apesar de existirem outros polímeros, está em cima desses materiais. A resina que vamos lançar esse ano é em cima de polipropileno e polietileno. Os nanocompósitos são uma nova classe de materiais que conferem propriedades diferenciadas aos polímeros. E você coloca 5% só de carga e faz uma grande diferença. Algumas propriedades podem variar até 400%.

Temos o cristal polimérico, só para dar a noção de como as coisas se relacionam. Um cristal de polímero, uma coisa muito pequena, que não dá para ver a olho nu, sem ampliação, é muito maior do que uma nanopartícula. Partículas esféricas, que vem de sílica, óxido de titânio, alumínio. Aplicações práticas disso? Um avião feito totalmente de produto sintético tem uma durabilidade maior do que os aviões convencionais feitos de alumínio. Além disso, pesa 30% a menos. Essa é uma aplicação da nanopartícula.

Existem duas maneiras de se trabalhar com nanocompostos. Uma delas é usando diretamente o reator. Quem conhece o processo petroquímico sabe que a junção de alguns líquidos ou gases em algumas condições específicas gera um. Alguns polímeros permitem que a incorporação do nanocomposto seja feita diretamente no reator. Isso facilita muito as coisas. Porque facilita a dispersão daquela partícula pequena uniformemente dentro da massa do polímero. Aí, esse produto é costurado em um reator. Esses grãos se transformam em diversos produtos. Aquele material que embala a salsicha ou as peças de plástico. Aqui, as resinas. Porque a gente consegue as mesmas propriedades dos produtos nanocompostos só que com perda de algumas propriedades, entre elas a transparência. Por exemplo, o pára-choque. Ninguém vai fazer um pára-choque de automóvel transparente. Mas ele é daquela cor porque tem 30% de carga dentro do plástico. Então, é impossível fazer uma peça daquele tamanho com certa quantidade de carga que seja transparente. Essa é uma das vantagens do nanocomposto. O processo de fabricação de nanocompostos é um pouco mais complicado, a dispersão já não é tão fácil, e ainda, por azar, o valor agregado do produto lá na ponta nem sempre compensa todos os custos que se incorporam na fabricação da resina. Nós temos aplicações muito especiais para isso. Depois que o polímero e o plástico são formados, são misturados e aí vai dar origem ao composto de uso diverso.

O importante é o tratamento que se dá para a argila. Se você não dá tratamento nenhum a um produto cerâmico, ele fica empacotado. Isso é o composto que é usado pela indústria automobilística. Quando você faz a esfoliação, num processo que se chama de separar essas lapelas, ele fica como a figura de baixo. E aí que se conseguem as melhores propriedades. O grande segredo da tecnologia de incorporação é você transformar o aglomerado de lapelas em peças bastante esfoliadas. Quem usa produtos de beleza sabe que esfoliar é tirar a pele, tirar a primeira camada.

Quais são as grandes vantagens dos polímeros? A primeira é a rigidez. O plástico, como todo mundo sabe, é flexível. Quanto maior a rigidez do plástico, mais leve você pode fazer a peça, porque ele tem estrutura. A rigidez é uma propriedade muito importante para melhorar a competitividade dos materiais. Outra coisa é que, quando você aumenta a rigidez, normalmente diminui o impacto. Então, uma peça rígida é frágil. No caso do nanocomposto, acontece ao contrário. Quando você aumenta a rigidez, você consegue assim mesmo aumentar o impacto. Isso é uma vantagem muito importante para esse tipo de aplicação. A outra coisa é leveza, baixa densidade. Tem duas boas propriedades mecânicas, você consegue manter o peso baixo, isso também torna a peça mais competitiva. Por exemplo: quando você pega um plástico de automóvel, se coloca 30% do carbonato de cálcio, tem densidade em torno de dois. E o polímero tem de 0,9. Quanto mais carbonato de cálcio coloca, mais pesado fica esse pára-choque. Isso representa mais consumo, peças que têm uma redução de impacto significativo. Outra coisa é a baixa permeação de gás. Vamos ver lá as aplicações em embalagem. Uma cerveja numa garrafa plástica. Hoje é complicado falar em cerveja em garrafa plástica por causa da durabilidade. Com nanocompostos, tanto com tratamento superficial como incorporado diretamente no PET, vai permitir que a embalagem de cerveja tenha alguma coisa já. Pode permitir a embalagem de cerveja em garrafas plásticas. Estabilidade térmica. Isto é, não deformar a altas temperaturas. O nanocomposto também permite isso. É lógico que o produto plástico nanocomposto não vai substituir um aço. É claro que não dá para cozinhar, fazer uma panela com plástico, mas ele vai ter uma estabilidade térmica muito maior. Alguém já deve ter experimentado aqui colocar uma peça em um microondas. A peça deforma por causa da estabilidade térmica.

Propriedades superficiais se referem, principalmente, a brilho. Nós já percebemos que aumenta em 40% o brilho das peças com nanocompósitos. Serão eletroeletrônicos com aparência muito mais bonita. Vocês já viram um eletroeletrônico depois de alguns anos? Ele fica com uma superfície toda riscada. O nanocomposto pode permitir a manutenção da aparência por mais tempo. Condutividade elétrica já foi falada, impressão e pintura, dureza e resistência à luz ultravioleta.

Os principais mercados automobilísticos estão sempre em busca de novas tecnologias. No caso do nanocomposto, a indústria automobilística tem levado vantagem. Hoje, a tecnologia com argila permite a obtenção de produtos transparentes. Com algumas aplicações, isso não é aceitável. Quando a indústria automobilística bota cor em tudo o que faz, ela foi o alvo fácil da limitação de cor. Dá para fazer tecidos inteligentes que se comportam de acordo com a temperatura do ambiente. Dá para manter crocante um produto por mais tempo... As vantagens, no caso da indústria automobilística, são o menor consumo de combustível e a possibilidade de reciclagem. Pela utilização de um único material fica mais fácil reciclar. Maior vida útil, principalmente na indústria de eletroeletrônicos e embalagens. Algumas aplicações: o modelo da GM. Tem uma borracha termoplástica e, para evitar uma abrasão, foi utilizado um nanocomposto.

Os frisos de um Chevrolet Hummer que vão para o Iraque. São peças de polipropileno mais resistentes à compressão e ao impacto do que o produto tradicional. Só comparando a rigidez dos vários materiais. O composto triplo da indústria automobilística. Nós temos que colocar muito mais para conseguir a ordem próxima de 30% para se conseguir que se conserve com argila em torno de oito.

Algumas aplicações da poliamida, onde tem uma redução de 20% do peso das partes em nylon. Tem ainda todas as partes estruturais, semiestruturais, painéis, pilares, parte inferior das portas, partes mecânicas (como tubos de entrada de ar), toda aquela capa de acabamento do motor é possível fazer com polipropileno ou nylon aditivado com poliamida. No Brasil, uma grande parte dos automóveis é fabricada com tanques de combustíveis de polietileno de alta densidade. Quem teve a curiosidade de ir a um posto de gasolina e olhar embaixo do carro, viu que provavelmente o carro teve o tanque de polietileno, aquele preto com características de plástico. No Brasil, os requisitos de emissão não são ainda rígidos o suficiente para impedir que os tanques utilizem produtos multicamadas. Na Europa e nos Estados Unidos, não passa mais porque a evaporação da gasolina é maior do que o permitido pela legislação. A maneira de se fazer um tanque de combustível com uma única camada, como é feito no Brasil, utilizando só os equipamentos existentes, é feita com produtos nanocompostos.

No setor de embalagens, em todo o universo, pode se utilizar nanocompósitos. Desde potes de iogurte, onde se pode aumentar a rigidez, até garrafas de cerveja, aumenta a durabilidade da bebida, ou filmes plásticos onde você reduz a permeabilidade ao vapor de água e com isso aumenta o tempo de vida e a manutenção da crocância do produto que vai dentro da embalagem. As embalagens vão ter mais resistência ao impacto. O aspecto visual, o brilho e até o tempo de validade pode ser maior. Temos uma linha de trabalho para melhorar o aquecimento no microondas. Proteção ultravioleta. O plástico é suscetível à luz solar, então o nanocompósito aumenta a vida média do produto. Todo mundo já viu uma cadeira que perde o brilho. Embalagens inteligentes é uma coisa que está aparecendo agora e que conseguem manter o alimento vivo por muito mais tempo. Então, você pode ter através da aditivação dos nanocompósitos permeabilidade seletiva. Uma verdura, uma fruta respira de forma diferente. Essa permeabilidade seletiva vai permitir que a vida desse produto seja maior. No Brasil, um país tropical, onde a perda de alimentos é grande em função de temperatura e condições armazenadas, é um aspecto interessante até mesmo para redução do custo do alimento.

Como funciona o efeito? O nanocompósito se deposita de forma alternada e o gás para poder sair tem que caminhar muito mais para poder se escapar da embalagem. Isso aumenta a dificuldade da saída ou da entrada que pode ser umidade, permitindo a conservação dos alimentos. Para ilustrar a poliamida. A Bayer já está oferecendo a poliamida. Como eu falei, a poliamida é uma coisa que já está muito bem desenvolvida. Já existem diversos produtos comerciais sendo ofertados no mercado. Há filmes multicamadas. As principais aplicações. Embalagens flexíveis que param em pé. Esse aumento de rigidez é extremamente positivo para esse tipo de aplicação. Também tem filmes multicamadas para "pet food". A ração no Brasil é uma das embalagens mais sofisticadas que existem. Vocês olhando para a embalagem imaginam que têm quatro camadas? Isso é para evitar que o produto tenha alteração de odor ou sabor. Cachorro é extremamente exigente com relação ao sabor dos alimentos. A embalagem brasileira, por incrível que pareça, é uma das mais sofisticadas do mundo. Ela tem uma camada de selagem de fechamento para permitir o fechamento perfeito da embalagem, uma camada que não permite a gordura do alimento, porque a ração é à base de carne, vir para a superfície, uma camada da ancoragem da tinta e depois uma laminação em cima para não permitir que a tinta seja riscada. Os nossos cachorros são melhores do que os cachorros importados.

Uma garrafa de cerveja multicamada, onde a camada que tem poliamida recebe um nanocompósito para aumentar a barreira de CO2. Na Rússia, boa parte das cervejas comercializadas vem em PET, com uma camada de poliamida. As garrafas são maiores para compensar o custo da embalagem. São garrafas de 1,5 litros. A bolinha de tênis, além de pular mais, vai durar mais. A utilização da borracha. Nos pneus, dá para reduzir o peso. Luvas de segurança militares, mais finas e confortáveis, melhor proteção química.


Dados de mercado:
Há um crescimento de US$ 70 milhões por ano, em 2003, para US$ 180 milhões em 2008.


Patentes
Os grandes produtores mundiais têm poucas patentes. Os Estados Unidos têm 376 patentes. É muito pouco para um negócio dessa ordem de grandeza e potencial no mercado. Na Europa, 127. No Brasil, 17. A Braskem foi a primeira empresa no Brasil, em conjunto com a UFRGS, a depositar uma patente de nanocompósitos. A patente está ligada ao processo de esfoliação da argila. Nós desenvolvemos um processo bastante competitivo que permite a incorporação direta nas nossas unidades. A patente foi objetivo de estudo de uma tese de mestrado.


Nota do Managing Editor: a revista Amanhã (http://amanha.terra.com.br), em sua edição 217, publicou esta matéria pela primeira vez. O periódico é uma das mais influentes publicações brasileiras na área de economia e negócios.

 © 2001-2017 LQES - lqes@iqm.unicamp.br sobre o lqes | políticas | link o lqes | divulgação | fale conosco