SENAI CETIQT: cases de inovação na área têxtil e a tecnologia possibilitando a aplicação em uma pluralidade de setores

Bem-vindo ao maravilhoso mundo high tech de desenvolvimento de funcionalização de têxteis. E o SENAI CETIQT, maior centro latino-americano de produção de conhecimento aplicado à cadeia produtiva têxtil e de confecção e Química tem feito História pelas mais diversas ações para a inovação firmando, inclusive, acordos de colaboração para projetos internacionais. E hoje vamos abordar algumas as atuações do Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras (ISI), integrante do Centro de Tecnologia da Indústria Química e Têxtil – SENAI CETIQT, e estruturado em plataformas tecnológicas de pesquisa e uma área de inteligência competitiva, modernos laboratórios de Biotecnologia, Engenharia de Processos, Transformação Química e Fibras, em um investimento em equipamentos de última geração e únicos na América Latina. A partir da live, que está disponível no Youtube, o coordenador da plataforma de Inovação em Fibras do Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras (ISI), Adriano Passos, nos proporciona um mergulho em áreas, pesquisas e implementações em alta potência hoje e rumo ao futuro em prol das cadeias industriais.

Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras

De acordo com Passos, “internet das coisas, inteligência artificial, biotecnologia, nanotecnologia, materiais avançados, armazenamento de energia, redes, produção inteligente e conectada são inovações que vão impactar cada vez mais a indústria e a sociedade. E setores da economia serão afetados como os de alimentos processados, siderurgia, química verde, máquinas e implementos agrícolas, veículos leves, aeronáutica, telecom, biofármacos, E&P em águas profundas e têxtil & vestuário”.

“Quando falamos de têxteis, a maioria das pessoas pensa apenas em roupa, mas eles podem ser aplicados em diversos segmentos. No agrotech; na construção civil; roupas propriamente ditas; nos geotêxteis (materiais que formam, por exemplo, proteção contra geadas, raios solares, pragas e insetos); no hometech; nos têxteis voltados para a indústria; em medtech; mobilidade; meio ambiente; embalagens; proteção; e a parte de sporttech (vemos cada vez mais empresas trazendo novos tipos de calçados considerando ergonomia, peso, performance). Isso tudo são opções de entender a fibra e ver como vai trabalhar com ela”, pontua Adriano Passos.

Durante o Ciclo de Encontros com a Indústria, promovido pelo SENAI CETIQT em 2020, reunindo em ambiente virtual players das indústrias têxteis e de confecção, automotiva, além de representantes de uma pluralidade de empresas do país para uma imersão sobre a tecnologia e inovação, o diretor-executivo do SENAI CETIQT, Sergio Motta, fez questão de ressaltar  “uma grande demanda na implementação da Indústria 4.0 no Brasil e por profissionais com novos perfis, com conhecimento na área de tecnologia da informação e comunicação, digitalização, automação industrial, impressão 3D, sustentabilidade e economia circular. Ou seja, um novo mundo no qual a indústria tem o SENAI CETIQT como parceiro para dar esse novo passo. Não posso deixar de mencionar a transversalidade do setor têxtil por meio dessa inovação dos materiais. Como exemplo, na agricultura temos têxteis para adubação controlada e geotêxteis para barragens subterrâneas. Na área de mobilidade, a incorporação de fibras condutoras para comunicação com dispositivos eletrônicos. Na área da saúde, têxteis antivirais, têxteis com liberação controlada de fármacos. Na construção civil, têxteis para isolamento térmico e acústico e tecidos fotovoltaicos. Tudo isso já em pleno desenvolvimento”. Acrescentou que para tantos projetos já realidades, o SENAI CETIQT tem uma sistemática na realização de seu planejamento estratégico para internalizar esses conceitos e repassá-los para a indústria”.

No cenário global, 24% dos têxteis técnicos são aplicados em mobilidade. Esse mercado é de cerca de 30 bilhões de dólares. Uma realidade: 45% do interior dos automóveis são têxteis. Os têxteis técnicos também são usados em aeronaves, trens, embarcações e motocicletas. A indústria automotiva demanda cada vez mais demanda têxteis técnicos inovadores. As diferentes tipologias de tecidos e não tecidos possibilitam oportunidades de negócios. São estofamentos de bancos, porta-malas, lateral de portas, airbags, isoladores acústicos, tapetes, cintos de segurança… E a tecnologia de ponta seguindo padrões globais trabalha para que sejam capazes de suportar movimentos bruscos, altas temperaturas e durabilidade.

“Temos aplicações dessas fibras que não entram na indústria de vestuário, mas fazem parte da indústria automobilística, por exemplo. O painel de instrumentos da BMW I3, por exemplo, é feito com fibras de kenaf; o assento do Lotus Eco Elise, com fibras de cânhamo; e o painel e o console central de carros com biofores, fibras de madeira. Observem que há um mercado de compósitos de fibras naturais que vem numa crescente muito grande, como pontuei.

“Quando se tem uma geração de materiais, têm-se, na verdade, as cidades do futuro. O mundo que está mudando rapidamente; a população que está aumentando; a necessidade de transporte de pessoas e bens que também está crescendo; problemas como congestionamentos, poluição, acidentes e alterações climáticas que precisam ser resolvidos com mais mobilidade inteligente”, observa Passos.

Vemos a importante mudança na fabricação de têxteis aliada à nanotecnologia. Em síntese, o uso da nanotecnologia permite potencializar o desenvolvimento de têxteis multifuncionais e com alto desempenho. Já contei aqui que os tecidos beneficiados com a tecnologia nano permitem a fabricação de roupas inteligentes. O leque é grande de produtos têxteis com propriedades antiestática, retardante a chamas, repelentes de água e/ou óleo, ação antimicrobiana, repelente a insetos… No mercado da moda já são comercializados os wearables com aplicações de nanomateriais que possibilitam o monitoramento dos batimentos cardíacos, a produção de roupas com aquecimento e resfriamento personalizados, que encapsulam cosméticos, promovem a bioestimulação (melhora na circulação, produção de colágeno e redução de dores musculares) e contêm ações auto-limpantes e anti-transpirantes, além de proteger contra a radiação UV+. As pesquisas chegaram a sensores de temperatura, umidade e pressão incorporados em matrizes têxteis; nova moda com cores e texturas obtidas com nanomateriais; vestuário conectado em sistemas de internet das coisas.

Adriano Passos frisa que os materiais avançados representam hoje “fibras carregadas com nanopartículas, tecidos com propriedades especiais obtidas via adição de nanomateriais, tecidos fabricados com nanocelulose, tecidos sintéticos funcionais combinados com biopolímeros (nanocelulose/quitosana). São muitas oportunidades para pesquisas e desenvolvimento de novos materiais e levá-los de fato para as empresas produzirem”.

E se chegamos a este cenário da mais alta tecnologia, vejam este vídeo sobre o que seria a nossa vida sem o têxtil:

O SENAI CETIQT colabora intensamente com o processo de aceleração das pesquisas para o desenvolvimento de novas propriedades em tecidos. Assim que fomos afetados pela pandemia do coronavírus, a instituição, por meio do Instituto Senai de Inovação em Biossintéticos e Fibras, foi pioneira ao uniu-se a Bio-Manguinhos (Fiocruz) e à empresa Diklatex para desenvolver um têxtil capaz de neutralizar o coronavírus. Os testes demonstraram que amostras do tecido foram capazes de inativar mais de 99,9% das partículas virais respiratórias do sarampo e da caxumba. Após testar positivamente para os dois vírus, os pesquisadores confirmaram que o tecido, desenvolvido para ser utilizado em máscaras cirúrgicas, jalecos, aventais etc, tinha a mesma eficácia para a Covid-19.

Quando falamos de fibras têxteis, elas são classificadas como naturais, que podem ser de origem animal (pelo ou secreção), mineral (rocha) ou vegetal (semente, folha, caule, fruto); e químicas, que são artificiais (regeneradas) ou sintéticas (orgânicas).

MODIFICAÇÕES DE MATERIAIS TÊXTEIS

Termorregulação

Micro ou nanocápsulas contendo determinados ativos que absorvem o calor, por exemplo, são incorporadas ao tecido. “Por isso vemos pessoas usando casacos super finos em lugares muito frios: é porque têm esse ativo na roupa. Pessoas que trabalham em frigoríficos ou em alto mar têm a mobilidade comprometida se usarem casacos muito grossos. A partir do momento em que aplico esses ativos em determinada superfície, eles cumprem o papel de isolar o corpo da pessoa do frio, bem como o de facilitar a mobilidade desse profissional em um lugar com frio extremo ou com muito calor”, ressalta Adriano Passos.

Efeito bacteriostático

É o mesmo que propriedade antimicrobiana: nanopartículas de prata inibem o metabolismo celular, sendo capazes de interromper o crescimento de agentes biológicos.

Incorporação de cosméticos em têxteis

Uma das técnicas para se incorporar cosméticos em tecidos é a grafitização da ciclodextrina. Um exemplo do uso dessa técnica é em uniformes de garçons: “Quando está próximo da cozinha para retirar um prato e levar à mesa do cliente, se o garçom não estiver usando uma roupa funcionalizada vai ficar cada hora com um cheiro diferente. Peixe, carne… Esse processo sequestra essas grandes moléculas e é utilizado, também, em ambientes onde há fumantes”.

Microcápsulas

Já é possível colocar nas roupas fragrâncias para serem liberadas no ambiente. Elas são capturadas em bolhas de polímero microscópicas que são adicionadas ao têxtil. Quando o tecido é esfregado ou entra em contato com a pele, as bolhas estouram lentamente para liberar seu conteúdo. “Temos como ativar a microcápsula por fricção, por PH – por exemplo, pelo suor – ou por outros sistemas que vão fazer com que cumpram o papel delas”, revela o palestrante.

Conforto térmico (multilayer poroso)

Temos camadas em que conseguimos estruturar determinados materiais para proteção contra frio e calor. Usamos o ar como isolante, é uma roupa multicamadas para aprisionar o máximo de ar. O revestimento é microporoso.

Proteção UV

A proteção contra radiação ultravioleta (UV) pode ocorrer por meio da incorporação de nanopartículas (exemplo: óxido de titânio – TiO2) à fibra, auxiliando não só na proteção da pele do usuário como também na proteção do tecido.

Têxtil emissor de IV (radiação infravermelha emitida pelo corpo)

Fio têxtil de poliamida incorpora em seu DNA cristais bioativos que melhoram a circulação sanguínea. O efeito é permanente, dura enquanto a roupa existir. Estudos científicos comprovam benefícios sobre o processo de fadiga muscular.

GRAFENO

Atualmente, com o avanço da ciência, em especial na área da nanotecnologia, o uso do grafeno vem ganhando espaço devido às propriedades elétricas, químicas, mecânicas, térmicas e suas aplicações tecnológicas como baterias, células fotovoltaicas, supercapacitores, sensores e outras aplicações futuras. O grafeno é o nome dado para uma monocamada de átomos de carbono hermeticamente empacotada em posição de retículo bidimensional (2D). O grafeno tem características muito interessantes para vários setores técnicos.

Quando se aplica o grafeno em fibras ou tecidos, obtem-se uma troca de calor rápida. Isso é bom para tecidos esportivos. Quando você faz exercício, forma gradientes de temperaturas no seu corpo. Uma parte fica mais quente, outra mais fria. Se um esquiador, por exemplo, usa um uniforme com grafeno, distribui equilibradamente o calor e gerencia melhor o conforto térmico. Além disso, como a troca de calor é rápida, o suor evapora mais rapidamente.

“As propriedades elétricas do grafeno mudam de acordo com o número de camadas. Temos os grafenos monocamada, bicamadas, multicamadas e o grafite, que tem um comportamento completamente diferente. O grafeno é um excelente condutor elétrico, o que traz incríveis possibilidades para o setor têxtil, inclusive a de deixar o vestuário mais vivo. A condutividade térmica, por sua vez, faz com que seja perfeito para a confecção de roupas esportivas”, explica Adriano Passos. 

Aplicações promissoras das fibras têxteis condutoras

Há várias: sensores, absorção de ondas a faixa de micro-ondas, dispositivos foltovoltaicos, baterias recarregáveis flexíveis, têxteis não detectáveis por radar, transferência de dados no vestuário, energy harvesting (coleta de energia).

O Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras (ISI), instalado em um prédio de última geração no Parque Tecnológico da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), na Ilha do Fundão, no Rio de Janeiro, é considerado um hub de inovação, onde pesquisadores e empresas de todos os portes podem trabalhar oportunidades de negócios. Foi criado para ações na identificação e no desenvolvimento de novos produtos e processos químicos, bioquímicos e têxteis, atuando de forma transversal em áreas e temas identificados como portadores de futuro para as cadeias industriais química e têxtil. O Instituto apoia as empresas no desenho da sua estratégia de P&D, no desenvolvimento de produtos e processos nos laboratórios de forma a viabilizar a inovação.

Projetos finalizados e já em implementação

. Aditivação de grafeno em filamentos e fibras

. Têxteis de resíduos de tosa de pets

. Filmes para tratameto contra queimaduras

. Fibras anti-chamas

. Tecnologia de não-tecido anti-covid

. Valorização dos corantes naturais (baru). Além de tingir lã, seda, algodão e poliamida, ele dá um fator de proteção 50+. Ou seja, estamos usando corante natural para tingir e para proteger dos raios solares.

. Materiais têxteis de aplicação marinha

. Novas fibras celulósicas

. Máscara anti-covid livre de metais

Desde o segundo semestre de 2020, o SENAI CETIQT incluiu a criação do Portal de Bioeconomia no seu pacto de gestão. A plataforma está no ar e tem como propósitos ser o ponto de encontro dos stakeholders e disseminar conhecimento e identificação de oportunidades, sempre com vista à geração de novos negócios dentro da Bioeconomia. A plataforma digital sem fins lucrativos e de abrangência nacional foi desenvolvida com o intuito dar visibilidade e conectar os diferentes atores da bioeconomia no Brasil, públicos ou privados. O portal é um espaço colaborativo para empresas, startups, grupos de pesquisa de universidades, institutos de pesquisa, associações, aceleradoras/incubadoras, entidades do governo, órgãos de fomento, investidores, entidades de certificação, cooperativas/comunidades tradicionais e outros atores envolvidos com esse tema.