Projeto Lightfillers: desenvolvimento de partículas de baixa densidade

Apoiado pelo COMPETE, o projeto visa a produção de partículas de baixa densidade e a sua incorporação em painéis de aglomerado de madeira de baixa densidade para aplicação na indústria automóvel e do mobiliário.

 

1. Síntese

O projeto visa o desenvolvimento de partículas poliméricas com estrutura alveolar, de elevada estabilidade mecânica e térmica, para aplicação como cargas em painéis derivados de madeira de baixa densidade. Pretende-se que a tecnologia de produção destas partículas (designadas de LDP) seja compatível com a infraestrutura tecnológica do promotor. O projeto prevê o fabrico de um protótipo de mobiliário de baixa densidade, que servirá como demonstrador do potencial das LDP para esta aplicação.

Uma outra área de aplicação a explorar será a utilização de LDP como cargas de baixa densidade para a produção de componentes de matriz termoplástica para a indústria automóvel. Também aqui o projeto visa a fabricação de um protótipo demonstrador da qualidade do produto final.

 

2. Enquadramento

Comprar mobiliário mais leve e por isso, mais fácil de transportar e montar é, cada vez mais, uma exigência do consumidor. Por outro lado, o design do mobiliário tem apostado em componentes de maior espessura, pelo que é fundamental uma redução do seu peso. Este é um objetivo comum à indústria automóvel que, com a redução do peso dos seus componentes, pretende diminuir as emissões de CO2. De facto, a questão ambiental é hoje imperativa na indústria automóvel vivendo-se um cenário de pura consciencialização ambiental devido às exigências sociais, legislativas e económicas.

As LDP (low density particles) desenvolvidas no âmbito do projeto Lightfillers são partículas poliméricas leves devido à sua estrutura interna alveolar. Aliando esta característica à sua elevada resistência mecânica e térmica, podem ser utilizadas como cargas de baixa densidade em painéis de aglomerado de madeira ou MDF (medium density fiberboard), bem como em componentes termoplásticos para o interior dos automóveis.

 

3. Mercado

Existem atualmente no mercado algumas soluções de painéis lightweight:

• derivados de madeira convencionais com baixa densidade devido a uma menor compactação do colchão durante a prensagem;
• painéis produzidos com espécies de madeira leves ou com fibras naturais (kenaf, linho, cânhamo, girassol, etc.);
• painéis de partículas de madeira extrudidos com tubos ocos e painéis sandwich com o interior homogéneo (espuma) ou não homogéneo (por exemplo favo de mel em papel). No entanto, tendo como objetivo o mercado do mobiliário, qualquer uma destas alternativas compromete as características mecânicas dos painéis, e torna difícil a aplicação de ferragens e orlagem.

Também no mercado automóvel têm surgido vários tipos de tecnologias e materiais com o objetivo de baixar a densidade: expansores químicos, cargas de baixa densidade, tecnologia Mucell, entre outros. No entanto, a perda de características mecânicas são também uma consequência da incorporação de cargas de baixa densidade em termoplásticos injetados para o ramo automóvel que já são comercializadas.

 

4. Objetivos

O objetivo global deste projeto é ganhar conhecimento na produção de LDP e na sua incorporação em painéis de aglomerado de madeira de baixa densidade e numa matriz termoplástica para a indústria automóvel. A validação à escala laboratorial permitirá a transferência de conhecimento para a indústria e a implementação da tecnologia na produção industrial. Neste sentido, está já a ser feito o scale up da produção.

Um dos grandes desafios iniciais do projeto foi a produção de partículas com intervalos de tamanhos muito específicos. Após otimização do processo de síntese, foram obtidas LDP com tamanhos entre 1-3 mm para os painéis de aglomerado de madeira e abaixo dos 100 mm, para matrizes de polipropileno, o termoplástico mais usado no interior dos automóveis. Após otimização do processo de sínteses das LDP está a ser realizada uma otimização da quantidade de LDP incorporadas nos painéis de aglomerado de madeira e matrizes de polipropileno.

O projeto prevê o fabrico de um protótipo de mobiliário de baixa densidade e de um protótipo de componente automóvel, que demonstrarão o potencial das LDP em cada uma das aplicações.

 

5. Divulgação

O trabalho foi já divulgado em cinco conferências internacionais, sendo de destacar a apresentação dos resultados científicos em 3 continentes diferentes:

- International Panels Products Symposium (Llandudno – Wales, 2013);

- 68^th International Forest Products Society Convention (Québec – Canada, 2014) e 48th International Wood Composites Symposium (Seattle – USA, 2014);

- 12^th Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium and the 3rd Forest Science Forum (Beijing – China, 2014).

Destacam-se os prémios de melhor poster no International Panels Products Symposium (Llandudno – Wales, 2013) e no 68th International Forest Products Society Convention (Québec – Canada, 2014), e uma menção honrosa na Chempor (Porto, 2014).

 

6. Enquadramento no COMPETE

> Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico

O projeto LightFillers teve enquadramento no Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (SI I&DT) na vertente de projeto em co-promoção apoiado pelo COMPETE com um investimento elegível de 733 mil euros, correspondendo a um incentivo FEDER de 465 mil euros.

> Testemunho | Promotor

Conforme refere João Ferra, diretor de R&D da Euroresinas - Industrias Quimicas S.A. "o projeto LightFillers permitiu desenvolver os conhecimentos da empresa numa tecnologia de síntese de partículas de baixa densidade, não só do ponto de vista de produção, como também em termos de incorporação em painéis derivados de madeira e numa matriz polimérica para a indústria automóvel, fruto da parceria com os diversos parceiros do projeto.

Todo este desenvolvimento só foi possível realizar com o apoio do Programa COMPETE, pois de outra forma, teria sido difícil estabelecer parcerias, bem como financiar a realização deste projeto.

O Programa COMPETE foi portanto fundamental para a realização deste projeto, permitindo assim desenvolver conhecimentos num novo produto, que poderá ser utilizado em diversas aplicações, como a indústria dos painéis derivados de madeira e automóvel.”

> Consórcio

A EuroResinas – Indústrias Químicas, S.A, uma unidade do Grupo Sonae Indústria, produtora de resinas termo endurecíveis é o promotor líder do projeto, que conta ainda com a colaboração das seguintes entidades:

- Simoldes Plásticos SA, uma empresa produtora de componentes plásticos para a indústria automóvel;

- Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia, com uma vasta experiência na síntese, formulação e caracterização de materiais poliméricos.

- Instituto Politécnico de Viseu (IPV), com competências científicas que abrangem os vários domínios da Engenharia das madeiras. Disponibiliza também um laboratório destinado em exclusivo ao desenvolvimento de atividades de I&DT na área dos derivados de madeira para a avaliação das propriedades dos painéis de aglomerado de madeira produzidos ao longo do projeto.

- Associação Rede de Competência em Polímeros (ARCP), uma rede de empresas e centros de I&D na área da ciência e tecnologia dos materiais poliméricos e das instituições do ensino superior como a FEUP e o IPV. A ARCP possui, no seu laboratório de investigação, um conjunto de equipamentos imprescindíveis para a síntese e caracterização de materiais poliméricos, nomeadamente partículas.

- PIEP - Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros, entidade do sistema científico e tecnológico nacional, é responsável pelo desenvolvimento dos compósitos de polipropileno com LDP. O PIEP possui nos seus laboratórios, equipamentos de extrusão e injeção de termoplásticos, bem como equipamentos para a caracterização mecânica dos compósitos.

 

7.Links

Site da Sonae Indústria