O biopolímero mais abundante na natureza, a celulose, e seus derivados são utilizados nas mais diversas aplicações, por exemplo, nas indústrias têxtil, de alimentos, farmacêutica, na exploração de petróleo e na produção de bioetanol de segunda geração, entre outras. A celulose e seus derivados são o tema do livro Cellulose Derivatives – Synthesis, Structure, and Properties, que acaba de ser lançado pela editora alemã Springer. A obra é destinada não apenas a especialistas e pesquisadores da área, mas também a alunos de graduação e pós-graduação.
O professor Omar El Seoud, do Instituto de Química (IQ) da USP, um dos autores do livro, explica que a celulose é o constituinte principal de todas as árvores e plantas. “As principais fontes comerciais de celulose são o algodão e a madeira, da qual é produzida a pasta de celulose”, diz o professor. Além das fibras viscose e lyocell, que são obtidas à base de celulose de madeira, este biopolímero é industrialmente transformado em uma série de produtos, entre os quais a carboximetil celulose. “Ele é usado nas indústrias farmacêutica (carga em medicamentos), de alimentos (espessante para sucos e molhos), de petróleo (estabilizante para a “lama de perfuração” dos poços) e de tintas, entre outras.”
No IQ, o grupo de pesquisa do professor El Seoud estuda ésteres e éteres da celulose. “As fibras de ésteres de celulose são muito mais biodegradáveis que as de poliamida (nylon) e poliéster, derivadas do petróleo”, conta. O polímero também é pesquisado por outros grupos dentro da USP. “Por exemplo, no Instituto de Química de São Carlos (IQSC), a professora Elisabete Frollini coordena estudos sobre compósitos usando celulose e seus derivados como reforço.”
Impacto socioeconômico
Segundo o professor, a celulose e seus derivados têm importantíssimo impacto socioeconômico mundial. “As fibras naturais, como o algodão, ou modificadas, caso do rayon (produzida a partir da viscose) e lyocell, são procuradas pelos consumidores, em particular em países quentes e relativamente úmidos, por exemplo, da África, Ásia e América Latina”, relata, “devido às suas excelentes propriedades, entre as quais a absorção da umidade e suor do corpo.”
Entretanto, ressalta El Seoud, em 2030 o mundo enfrentará a chamada “lacuna de celulose” devido ao aumento da demanda de fibras à base de celulose, não acompanhada pela produção de algodão. “Não há terra disponível para cultivar o algodão, uma planta que requer muita irrigação. A solução é aumentar a produção das fibras naturais modificadas, como a viscose”, afirma. “Na fabricação desta fibra usa-se celulose à base de madeira, que é transformada em um líquido viscoso, o xantato de celulose (origem da palavra viscose). Depois, o rayon é obtido em um processo industrial, no qual a viscose passa por um banho ácido em um dispositivo que recupera a fibra. Esta é enrolada e depois usada para fazer tecidos.”
Embora o Brasil seja um dos maiores produtores da pasta de celulose, o País deixou de produzir a fibra viscose em 2013. “Ou seja, o Brasil importa toda a fiação para fazer o denim, tecido usado na produção de jeans, uma indústria que gerou R$ 8 bilhões em 2017”, observa o professor. “Outro derivado onde a produção brasileira é muito inferior à demanda é o carboximetil celulose. Em resumo, assim como em outros setores da indústria, o País produz matéria-prima (pasta de celulose), mas não derivados de alto valor agregado”, afirma El Seoud.
Bioetanol e biodiesel
Outra importante aplicação da celulose está na produção de bioetanol e biodiesel, que em 2017 movimentaram, mundialmente, US$ 160 bilhões e US$ 38 bilhões, respectivamente. “A produção de bioetanol de primeira geração, obtido a partir do açúcar, é limitada pela disponibilidade desta commodity”, aponta. “Por isso, é pesquisada a produção do bioetanol de segunda geração a partir da hidrólise da celulose existente em resíduos agrícolas, como o bagaço de cana, uma fonte abundante e economicamente atrativa de matéria-prima.”
O livro trata também de outros derivados de uso especial e de alto custo, em particular na área médica, entre os quais membranas de hemodiálise, com custo de US$ 1,4 bilhão para o total dos atendidos pelo Sistema Único de Saúde (SUS) em 2017, suportes para enzimas usadas em análises clínicas, entre outros. Publicada em inglês, a obra foi escrita pelos professores Thomas Heinze e Andreas Koschella, da Universidade Friedrich Schiller, em Jena (Alemanha), e Omar El Seoud, do IQ.
Mais informações: e-mail elseoud.usp@gmail.com, com o professor Omar El Seoud
