Quando ela morava na Califórnia, Katrina Cornish viu-se perguntando sobre aqueles caminhões abertos que ela via carregando grandes quantidades de tomates maduros. Por que, pensou ela, os tomates no fundo não eram esmagados em grandes poças vermelhas.
A razão, ela aprenderia mais tarde, é que os tomates foram criados para terem peles duras que lhes permitiram suportar todo o peso de cima.
Esse pouco conhecimento viria para servir Cornish bem depois que ela se mudou para Ohio State University, onde ela é uma pesquisadora de biomateriais. Recentemente, ela e sua equipe de pesquisa descobriram que não apenas os cascas duras de tomate, mas também as cascas de ovos esmagadas, podem ser substitutos eficazes para o enchimento à base de petróleo usado em pneus de carros.
"O que você quer em um enchimento é algo muito duro e forte", diz ela. "Foi por isso que olhamos para as cascas de tomate."
O material de maior escolha em pneus e outros produtos de borracha há muito é chamado de negro de fumo, um produto de carbono em pó que compreende 30% da maioria dos pneus. Na verdade, é por isso que muitos produtos de borracha são pretos. O negro de fumo ajuda a tornar a borracha nos pneus mais durável.
Mas é cada vez mais escasso, já que a demanda por carros está aumentando rapidamente nos países em desenvolvimento. Ao mesmo tempo, a produção de negro de fumo nos EUA diminuiu nos últimos anos, à medida que a EPA reprimia as plantas que emitiam quantidades excessivas de dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio.
Isso tornou os fabricantes de borracha dos EUA mais dependentes de empresas estrangeiras para um produto que sempre foi suscetível a flutuações nos preços mundiais do petróleo.
O potencial do desperdício de comida
Assim, ser capaz de usar resíduos alimentares para reduzir a quantidade de negro de carbono necessário poderia reduzir os custos. Também poderia trazer benefícios ambientais. “Uma razão pela qual estes são um bem tão grande é toda a questão da sustentabilidade”, diz Cornish. “O negro de fumo é produzido com petróleo. Se você pudesse começar a substituir parte desse material não sustentável por material sustentável, então você está ajudando a nos livrar do petróleo. ”
Não há claramente falta de desperdício de alimentos na América. Os americanos consomem mais de 30 quilos de tomates por pessoa por ano, de acordo com o Departamento de Agricultura, a maioria deles enlatados ou processados de alguma forma, como molho em pizzas. Empresas de alimentos descascam e descartam a pele dura. E todo americano consome, em média, cerca de 270 ovos por ano, elevando o total do país para cerca de 86 bilhões. Aproximadamente 40% desses ovos são usados por empresas de alimentos, que acabam enviando toneladas de granadas rachadas para aterros sanitários. Lá eles ficam sentados por um longo tempo porque não quebram muito facilmente.
"Nós pensamos que usar cascas de ovo como carga seria um destino melhor do que acabar no aterro", diz Cornish. "E fiquei agradavelmente surpreso quando descobriram que eles são um enchimento reforçador muito eficaz, e não um preenchedor diluente."
As peles de tomate secas e moídas (em cima) e as cascas de ovos (em baixo) são processadas em pó grosso, médio e fino antes de serem adicionadas à borracha. (Kenneth Chamberlain, cortesia da Ohio State University) Como Cornish explica, um preenchedor de diluente é aquele que pode tornar um composto mais fraco e mais rígido, quanto mais ele é adicionado a um produto. Reduz o custo, mas também diminui a qualidade. Em contraste, uma carga de reforço aumenta a força do produto, embora também possa reduzir sua elasticidade.
“Mas com algumas dessas novas cargas, as cascas de ovos e cascas de tomate, quando usadas em combinação com o negro de fumo, conseguimos um aumento de força, mas não um aumento na dureza ou perda de elasticidade”, diz ela.
Em outras palavras, descobriu-se que os enchimentos de alimentos reforçam a borracha, mantendo-a flexível.
Alternativas sustentáveis
Até agora, a equipe do Estado de Ohio testou cascas de ovos ou cascas de tomate com sucesso em combinação com negro de fumo, reduzindo a quantidade do enchimento tradicional sem substituí-lo. Os pesquisadores ainda não combinaram os dois resíduos alimentares em um enchimento. Eles estão trabalhando na identificação de como combinar os dois - com e sem negro de fumo - pode alterar as propriedades mecânicas únicas que cada uma delas traz separadamente ao desempenho da borracha. O objetivo final seria criar “receitas” para diferentes combinações para obter resultados que melhor correspondam ao que um fabricante precisa.
“Nós já mostramos que você pode obter diferentes combinações de propriedades apenas usando-as com negro de fumo, mais do que o negro de carbono pode fazer por si só. Acreditamos que poderemos levar isso ainda mais adiante, juntando os dois de maneira inteligente e previsível ”, diz Cornish.
Katrina Cornish (à esquerda) e Cindy Barrera (à direita) examinam peles de tomate e cascas de ovos moídas, bem como amostras de borracha. (Kenneth Chamberlain, cortesia da Ohio State University) Ela observa que os pesquisadores receberam uma concessão da Ford para trabalhar em um projeto usando cascas de ovos esmagadas em peças de borracha, e que outro fabricante de borracha manifestou interesse em trabalhar com o preenchedor de casca de tomate.
Os pesquisadores receberam feedback sobre o pedido de patente para os compósitos de borracha de resíduos biológicos do Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos, e a Cornish afirma que ele será reapresentado em breve. A tecnologia foi licenciada para uma empresa que a Cornish possui, chamada EnergyEne.
Encontrar alternativas naturais para serem usadas na fabricação de produtos não é novidade para a Cornualha. Ela também está supervisionando um projeto para determinar se uma variedade de dente-de-leão nativo ao Cazaquistão pode ser usada como fonte de borracha. Cerca de 10 a 15% das raízes da planta são de borracha natural.
Uma chave para ela, ela diz, é manter os olhos abertos para as possibilidades do mundo natural.
“Eu venho de uma formação muito ampla e estou muito interessada em uma economia sustentável. Em Ohio, a agricultura é uma indústria enorme, o processamento de alimentos é uma indústria enorme ”, observa ela. “Eu queria olhar para o que eu poderia fazer como um cientista não alimentar relacionado à indústria de processamento de alimentos. Todos eles têm grandes perdas. O desperdício custa muito dinheiro. O lixo vai para o aterro. Então, avaliamos quais são os resíduos e o que podemos fazer com eles.
“E acabou sendo um projeto de sucesso espetacular. Eu não quero que isso soe paternalista, mas a maioria das pessoas não olha em volta e realmente vê o que está por aí. ”
