Economia Circular dos Materiais Compósitos: transformar desperdício em oportunidade

Artigo de João Silva e Rui Mendes, gestores de projeto.

Os compósitos reforçados com fibras têm um importante papel na sustentabilidade e eficiência energética a nível mundial1, 2.  São o material de eleição para produzir estruturas complexas aeroespaciais, automóveis, marítimas, entre outras, pois, fruto do alto desempenho estrutural e baixo peso, permitem que os veículos consumam menos combustível.

Contudo, ironicamente, a sustentabilidade ambiental dos materiais compósitos em si ainda é um desafio, devido à dificuldade de reciclar e reutilizar os seus componentes, quando os produtos chegam ao fim da sua vida útil.

Os resíduos dos materiais compósitos - sendo materiais híbridos constituído por fibras e matriz polimérica - não se enquadram numa categoria específica de resíduo na legislação europeia atual, o que dificulta o tratamento destes resíduos. As soluções para a reciclagem dos resíduos dos materiais compósitos, por consequência, não são uniformes, tornando o processo de reciclabilidade muito mais árduo.

A substituição das matrizes termoendurecíveis por termoplásticas é uma solução emergente que terá um impacto significativo na reciclabilidade destes materiais. Contudo, o setor industrial ainda está numa fase de adaptação dos seus processos para utilizar este tipo de matriz ^{1, 2}.

Reciclagem de materiais compósitos é oportunidade com valor acrescentado

Atualmente existem toneladas de produtos com polímeros reforçados com fibras (FRP) a alcançar o fim da sua vida útil (i.e.: automóveis, aviões, pás eólicas, barcos, etc.), a par de resíduos resultantes da sua produção. Estes materiais devem ser tratados de forma inteligente, não só porque a legislação, cada vez mais restritiva a nível ambiental, o impõe, mas também porque reduzir o seu impacto é importante para alcançar um nível de sustentabilidade viável ^{1, 2}.

Hoje em dia, os compósitos podem ser reciclados de 3 maneiras distintas: por via mecânica (trituração do compósito para depois este ser utilizado como um agregado), química (separação da matriz da fibra, sendo possível recuperar a fibra e por vezes a matriz) e térmica (separação da matriz da fibra, recuperando apenas a fibra) 3,4,5.

As fibras recicladas criam novas oportunidades, nomeadamente para as fibras de carbono, pois os seus preços são mais competitivos quando comparados com fibras virgens, tendo propriedades similares. Torna-se assim possível criar produtos a preços acessíveis, abrindo caminho ao uso destas fibras em produtos destinados a outros mercados, além do setor de luxo ou alto desempenho.

Tornar isto realidade, porém, depende ainda da criação de legislação uniforme, para garantir fluxos de resíduos, triagem e tratamentos eficientes. É também necessário ganhar a confiança dos consumidores. Apesar da apreciação geral pelos méritos ambientais, o uso de matérias-primas recicladas nem sempre é suficiente para convencer o consumidor da qualidade do produto ^{4, 5, 6}. Razão pela qual é importante padronizar propriedades comerciais e criar fichas técnicas, para assim ser possível realizar testes e simulações, aumentando a confiança dos projetistas e dos consumidores.

Para tal a comunidade científica tem um papel fulcral, no que diz respeito à difusão de estudos sobre a combinação otimizada das fibras recicladas com matrizes mais sustentáveis para a produção de compósitos à escala industrial.

Inovação no INEGI está alinhada com prioridades ambientais das empresas

Reduzir a pegada ecológica é uma prioridade para vários setores e, em linha com esta necessidade, também o INEGI tem colaborado no desenvolvimento de soluções em materiais compósitos com fibras recicláveis.

A reutilização e reciclagem de fibras de vidro e de carbono, em particular, já foi foco de vários projetos. Para a indústria aeronáutica, estamos a desenvolver componentes compósitos de matriz termoplástica reforçada com fibra de carbono, através da valorização máxima de "resíduos industriais” e com menor recurso a matérias-primas virgens.

A reciclagem também é central ao desenvolvimento de novos produtos, como comprova a nossa colaboração com a ALTO - Perfis Pultrudidos, no desenvolvimento de um protótipo de um gradil de sarjeta obtido a partir de fibra de vidro reciclada proveniente de desperdícios do processo de pultrusão em operação nesta empresa.

Reaproveitar matéria prima, criar novos produtos a partir do que seria considerado desperdício, e ao mesmo tempo modernizar os modelos industriais, é a nossa visão para criar uma economia circular dos materiais compósitos.