No âmbito Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (SI I&DT), apoiado pelo Programa Operacional Fatores de Competitividade (COMPETE) na vertente de projetos em co promoção, o Projeto NMC, promovido pela Portucel - Empresa Produtora de Pasta e Papel, foi aprovado com um investimento elegível de 755.140€ e um incentivo no montante de 500.010 €.
Enquadramento
A investigação internacional sobre celulose, o bio polímero mais abundante na natureza, tem revelado possibilidades muito promissoras de criação de novas aplicações de elevado valor acrescentado e consequentemente de valorização da fileira florestal. Acresce que o aumento dos preços do petróleo e uma maior apetência dos consumidores por produtos sustentáveis têm vindo a viabilizar progressivamente a produção com base em materiais de fontes renováveis, alternativos aos de origem petroquímica.
A conjuntura atual e as expectativas de evolução no sector da pasta e papel, levou já a que grupos empresariais do sector formulassem estratégias de diversificação, desenvolvendo novos produtos tais como nanocelulose, como forma de reduzir a exposição aos mercados em determinados segmentos.
O aumento da procura de biomateriais de origem renovável e não alimentar enquadra-se igualmente neste cenário de procura de novos produtos de maior valor acrescentado.
A Portucel, enquanto empresa da fileira florestal com forte vocação exportadora, procura reforçar a sua competitividade acompanhando o desenvolvimento da “bioeconomia” e posicionando-se na rampa de crescimento inicial deste novo mercado.
A celulose micro/nano fibrilada tem vindo a ganhar um enorme interesse em diversos setores produtivos à escala mundial. As razões deste interesse passam pelas excecionais características e as potenciais aplicações da celulose micro/nano fibrilada.
A celulose, devido à sua abundância, elevada resistência, suavidade, baixa densidade e bio degradabilidade, quando reduzida à escala nanométrica tem um enorme potencial de aplicações, salientando-se a produção de bio nano compósitos.
O desenvolvimento de materiais a partir de polímeros naturais tais como o amido e seus derivados para serem utilizados em diferentes aplicações tem sido objeto de estudo nas últimas décadas. No entanto, dado que o amido faz parte da cadeia alimentar é fundamental salvaguardar este recurso natural. Deste modo, os polissacarídeos de base não alimentar mais abundantes como a celulose e as hemiceluloses, apresentam um grande potencial como substituintes dos derivados do petróleo. As hemiceluloses são o segundo polímero natural mais abundante, a seguir à celulose, representando cerca de 25-35% dos materiais vegetais, florestais e resíduos agrícolas.
Portugal é um dos principais produtores de pasta de Eucalyptus globulus, espécie vegetal com um grande teor de hemiceluloses na sua maioria xilanas, pelo que a investigação proposta neste projeto pretende avaliar as potencialidades desta espécie na produção de xilanas.
Tendo em vista a viabilidade técnico económica da destruturação da pasta celulósica kraft branqueada de eucalipto, cuja composição ronda os 80% de celulose e 20% de hemiceluloses, interessa remover numa fase inicial a componente da hemicelulose (xilanas) ficando o material restante então disponível para a produção / transformação em micro/nano celuloses.
Relativamente ao mercado para estes produtos, um estudo de mercado efetuado pela empresa Future Markets, Inc. publicado em Outubro de 2012, estima que em 2020, só na América do Norte, o potencial deste mercado será de $ 250 Milhões.
Objetivos
Os principais objetivos deste projeto são:
- Avaliar a viabilidade de novas áreas de negócio, nomeadamente novos materiais celulósicos obtidos a partir da pasta kraft de Eucalyptus globulus e, nesse contexto,
- Criar novos produtos transacionáveis, nomeadamente micro/nano celuloses e xilanas, bem como,
- Comprovar a viabilidade de uso dos novos materiais celulósicos disponíveis, como materiais de base para novas aplicações avançadas.
Atividades
O programa de atividades do projeto contempla 2 grandes fases:
- A criação de novos produtos destinados ao mercado global, nomeadamente micro/nano celulose e xilana, com base em pasta celulósica de Eucalipto, através da realização de investigação industrial em parceria entre a Portucel e um conjunto de entidades do SCT com elevada competência científica e experiência, nomeadamente o RAIZ, a Universidade de Aveiro, a Universidade de Coimbra, a Universidade da Beira Interior e o Instituto Superior Técnico.
- Uma fase de validação dos novos produtos através de testes de demonstração em aplicações destinadas a mercados de elevado potencial, reunindo no consórcio um conjunto de entidades com conhecimento nas várias áreas tecnológicas e meios de teste, nomeadamente a Universidade Nova Lisboa, o PIEP, a Universidade de Coimbra, a Universidade da Beira Interior e a Biotrend. Os novos produtos serão testados em aplicações tais como ligantes para a superfície e resistência interna do papel, filmes barreira para embalagens, aditivos para aumento da incorporação de cargas inorgânicas no papel, novos compósitos para a indústria automóvel, filmes celulósicos para aplicações de eletrónica e aditivos para revestimentos anti corrosão.
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Investigação Amostras
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Esta estratégia permitirá dotar a Portucel do conhecimento necessário para avaliar este novo negócio e reduzir o time to market dos novos produtos, assegurando o acesso competitivo aos novos mercados e a criação de mais valor para o país.
Consórcio
O projeto foi desenhado por forma a atingirem-se objetivos inovadores e ambiciosos num curto prazo de execução, o que implica o contributo e participação de várias instituições do SCT, em regime de co-promoção, cujas competências e respetivas valências em diferentes áreas de conhecimento concorrem para o desenvolvimento do trabalho de investigação necessário para suportar o desenvolvimento de soluções inovadoras para a produção de micro / nano celulose e xilanas, objetivo maior do Projeto.
A empresa Portucel - Empresa Produtora de Pasta e Papel, é o promotor líder do projeto NMC e assegura a gestão global do projeto.
O RAIZ – Instituto de Investigação da Floresta e Papel assegura a componente da gestão técnica e científica do projeto.
Entidades do SCT participantes no projeto
UA - Universidade de Aveiro através do Laboratório Associado CICECO (Centro de Investigação em Materiais Cerâmicos e Compósitos), e QOPNA (Química Orgânica de Produtos Naturais e Agroalimentares).
UC - Universidade de Coimbra através do CIEPQPF - Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra).
UBI - Universidade da Beira Interior através do Departamento de Química
UNL - Universidade Nova de Lisboa através da Faculdade de Ciências e Tecnologia
ISQ - Instituto de Soldadura e Qualidade através do Núcleo de Ambiente e do Centro de Segurança.
Em regime de sub contratação participam ainda:
IST – Instituto Superior Técnico através do Instituto de Ciências e Engenharia de Materiais e Superfícies (ICEMS) (Separação com membranas) e do Centro de Processos Químicos (CPQ) (Cristalização com anti solventes).
PIEP - Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros
BIOTREND - uma empresa de biotecnologia.
Trabalhos efetuados e em curso
O projeto no final do primeiro semestre apresenta um desenvolvimento de acordo com o planeamento e cronograma definidos, tendo sido realizado o planeamento de detalhe com as entidades participantes no consórcio, foram constituídas as equipas de investigação e contratados os recursos humanos necessários, foi feita a seleção de equipamento específico, recolhas de informação científica bem como a aquisição e caracterização de materiais de referência.