Cientistas da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) estão desenvolvendo um método inovador e sustentável para o tratamento da lignina kraft, principal resíduo da indústria de papel e celulose brasileira. Utilizando ácido acético – o principal componente do vinagre – como solvente, a técnica proposta é renovável, biodegradável e oferece uma alternativa ecológica no processamento desse subproduto abundante.
Jessica Rodrigues, engenheira química e pós-doutoranda na Unesp, campus de Sorocaba, explica que a lignina é uma molécula complexa e heterogênea, dificultando sua aplicação em diversas áreas. A ideia do estudo é fracioná-la, separando-a em frações específicas que podem ser usadas em diferentes processos industriais. “A lignina kraft é gerada em grande quantidade no Brasil, especialmente após o tratamento do eucalipto para a extração de celulose. Esse resíduo tem grande potencial para aplicações que vão desde materiais avançados até nanotecnologia”, afirma a pesquisadora.
O uso do ácido acético para fracionar a lignina kraft se baseia em sua eficácia comprovada em outros tipos de lignina, como a organosolv, além de ser um solvente de baixo custo, biodegradável e amplamente disponível. Além disso, o ácido acético pode ser produzido a partir de resíduos, o que torna o processo ainda mais sustentável.
Amostras de lignina kraft (A), lignina kraft fracionada com 30% de ácido acético (B), com 40% (C), com 50% (D) e resíduo final (E) – Fonte: Acervo dos pesquisadores
O grupo de pesquisadores, liderado por Rodrigues, requereu uma patente para esse método de fracionamento da lignina, chamada de “Processo verde para obtenção de frações específicas de lignina kraft e aplicações em nanotecnologia”, no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). O estudo também conta com o apoio da FAPESP, por meio de diversos projetos de pesquisa.
Os cientistas descobriram que ao variar a concentração de ácido acético, é possível obter frações de lignina com diferentes propriedades. “Usando 30%, 40% e 50% de ácido acético, conseguimos produzir frações de lignina mais homogêneas, com características distintas, como grupos fenólicos ou alifáticos”, explica Rodrigues.
Essas frações têm mostrado grande potencial, especialmente a fração rica em grupos fenólicos, que possui propriedades de proteção contra radiação UV. Os pesquisadores desenvolveram nanopartículas a partir dessa lignina e observaram que elas podem formar cápsulas protetoras ao redor de ativos que precisam de proteção solar, com alta eficiência no processo de encapsulamento. Quanto maior a concentração de OH fenólico na lignina, maior o tamanho da nanopartícula e sua capacidade de proteger contra a radiação UV.
Além disso, os cientistas estão estudando a biodegradabilidade dessas nanopartículas. Eles buscam minimizar os impactos ambientais causados pelo acúmulo de microplásticos provenientes de fertilizantes e pesticidas aplicados na agricultura. “Nosso objetivo é garantir que as nanopartículas não liberem microplásticos no ambiente, promovendo soluções mais ecológicas para o uso agrícola”, afirma Rodrigues.
O grupo está investigando também a correlação entre a estrutura da lignina fracionada e seu desempenho em diferentes aplicações. Rodrigues destaca a importância dessa abordagem, pois permite identificar as melhores áreas de aplicação para cada tipo de fração da lignina. “Estamos explorando diferentes vertentes, como o uso das frações de lignina como estabilizantes em nanopartículas já existentes, ou no controle de plantas daninhas”, explica a pesquisadora.
Com os testes de biodegradabilidade em andamento, a equipe está aprimorando protocolos para avaliar como as nanopartículas se comportam no solo e na água, tentando validar se elas são de fato biodegradáveis e não geram microplásticos. A meta é desenvolver métodos que comprovem a biodegradabilidade dessas partículas na nanoescala, o que representa um desafio técnico importante.
Os pesquisadores também planejam expandir a patente para incluir novos produtos derivados das frações de lignina, com potencial para diversas indústrias. Eles estão buscando parcerias com a indústria para aplicar as descobertas em larga escala, promovendo soluções mais sustentáveis tanto para o setor de papel e celulose quanto para outras áreas, como a agricultura e a nanotecnologia.
Com a patente do novo processo verde, os pesquisadores visam transformar um resíduo industrial em um recurso valioso, ao mesmo tempo em que promovem soluções mais sustentáveis e eficientes para diversos setores. A abordagem inovadora e ecológica pode revolucionar o tratamento da lignina e abrir caminho para a produção de novos materiais e tecnologias, alinhados com as demandas por sustentabilidade e redução de impactos ambientais.