Cientistas usam nanocelulose de pinus e de eucalipto como espessante para fabricação de álcool em gel

Pesquisadores da Embrapa Florestas (PR) demonstraram que a nanocelulose do tipo microfibrilada (conhecida como MFC) de pinus e de eucalipto pode atuar como espessante e emulsificante eficaz no preparo de álcool antisséptico e álcool em gel, produtos utilizados na linha de frente dos cuidados para evitar a contaminação pelo coronavírus e com grande procura pelo mercado consumidor.

Segundo a Associação Brasileira da Indústria de Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos (Abihpec), com a pandemia do coronavírus, a demanda global por álcool em gel cresceu dez vezes em relação ao registrado em 2019. Isso resultou na falta do principal espessante usado na sua fabricação: o carbopol. O problema levou a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) a flexibilizar as normas para a fabricação de álcool em gel e diversas instituições têm atuado na produção e disponibilização do produto.

O Laboratório da Tecnologia da Madeira da Embrapa Florestas tem trabalhado em diferentes formulações para elaboração do álcool 70% usando nanocelulose de pinus e de eucalipto como espessante, em substituição ao carbopol. A celulose branqueada passa por um processo de desfibrilação mecânica, que resulta na suspensão aquosa de nanocelulose, que tem propriedades de um gel e é capaz de substituir o carbopol na emulsificação.

“Começamos com a polpa branqueada de pinus porque ela dá origem a uma suspensão de nanocelulose com maior viscosidade que a de eucalipto. Mas logo em seguida testamos a polpa de eucalipto e adaptamos formulações”, explica o pesquisador da Embrapa Washington Magalhães.

A  MFC foi produzida com a colaboração da área de Pesquisa e Desenvolvimento da empresa Klabin, que conta com uma planta-piloto de produção de MFC capaz de obter um grau de desfibrilação adequado à produção do álcool em gel. “Essa equipe está focada no desenvolvimento de novos produtos e processos”, conta Carlos Augusto Santos, gerente corporativo de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação da Klabin.

Produto usado por fiscais em postos de fronteira

Na primeira fase, 100 litros de álcool antisséptico 70% foram enviados à Vigilância Sanitária do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa), para uso especialmente em postos de fronteira do Paraná e de Santa Catarina.

“Nossa equipe já testou a formulação em relação à efetividade e estamos seguros da qualidade do produto, pois todos os ingredientes fazem parte do Formulário Nacional da Farmacopeia Brasileira”, esclarece Magalhães. O pesquisador ressalta que o álcool usado é o 92,8 GL, proveniente de fabricantes tradicionais, e que o trabalho consistiu em transformá-lo em gel antisséptico 70%.

Em paralelo, o trabalho continua com a definição de outras “formulações” para fabricação de álcool em gel, utilizando diferentes nanoceluloses. “A parceria com a Klabin vai ampliar nossa capacidade de produção e de distribuição neste momento de pandemia, além de fortalecer a contribuição técnica entre os times”, explica o cientista da Embrapa. “Feito em pequena escala, pois nossos laboratórios não estão preparados para grandes produções.”

Aperfeiçoamento coletivo na rede da Embrapa

Para isso, a MFC será distribuída para outras unidades da Embrapa em todo o Brasil, com instruções para a preparação de álcool antisséptico em gel, de forma que cada uma delas possa manipular o produto e usá-lo no seu dia a dia. Uma vantagem é que esse repasse permitirá que outros laboratórios experimentem e sugiram aperfeiçoamentos de formulação.

Como se trata de uso experimental, neste momento os produtos terão distribuição dirigida e controlada, seguindo normas e protocolos de segurança. “Entendemos que a agilidade é imperativa neste momento, mas precisamos fazer com segurança”, pondera o cientista.

A nanocelulose utilizada na pesquisa provém de polpa de celulose branqueada, que também é matéria-prima na fabricação de papel, papelão ondulado e fraldas descartáveis, por exemplo. “Esse é mais um uso para a matéria-prima de plantios florestais”, declara Magalhães. “São produtos presentes no dia a dia que a população em geral nem faz ideia que vêm de árvores plantadas com fins produtivos, de forma renovável e sustentável”.

A MFC

A MFC é um dos produtos que se pode obter dependendo do processo usado de nanoestruturação da celulose.  A celulose nanoestruturada pode ser obtida de diversas maneiras: por meio de processos químicos, como a hidrólise ácida controlada, que produz cristais de nanocelulose (CNC, “cellulose nanocrystals”); ou por processos mecânicos de desfibrilação da celulose. Os processos mecânicos podem ser feitos após ou simultaneamente a tratamentos químicos, que originam a chamada celulose nanofibrilada (NFC, “nanofibrillated cellulose”). Também podem ser realizados sem uso de nenhum reagente, apenas água, que originam a celulose microfibrilada, também chamada de MFC (“microfibrillated cellulose”) e utilizada nesse processo desenvolvido pela Embrapa.

Material versátil para múltiplos usos

A nanocelulose tem potencial de uso em diversos setores: cosméticos, fármacos e alimentos, com a função de controlar a viscosidade e estabilizar a suspensão de óleos. Na área de alimentação é empregada em revestimentos comestíveis e embalagens. Existem canetas japonesas com tintas contendo NFC. Pode-se fazer ainda membranas para curativos ou para ultra e nanofiltração; aditivos em cimentos, entre outros. A maior aplicação em volume, possivelmente, será no reforço em papelão e papel-cartão dentro das próprias indústrias de papel e celulose.

O segundo mercado consumidor da MFC, em volume, poderá ser o agronegócio, com o desenvolvimento de fertilizantes de liberação lenta e agroquímicos, como agente antideriva, e também no revestimento de frutas.