Em muitos países, fazendeiros e jardineiros usam películas de cobertura morta para aumentar o rendimento das colheitas. Os filmes geralmente são feitos de polietileno e podem ser usados para controlar o crescimento de ervas daninhas, a temperatura do solo e o consumo de água. Infelizmente, o material à base de petróleo não é biodegradável. Conseqüentemente, os resíduos do filme devem ser coletados no final da temporada com considerável esforço ou poluirão os campos. Como parte do projeto NewHyPe, os pesquisadores do Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC estão trabalhando com parceiros europeus para desenvolver papéis de cobertura morta biodegradáveis e sustentáveis com um revestimento híbrido protetor.
Por Fraunhofer-Gesellschaft publicado por Phys.
No futuro, os papéis de cobertura vegetal biodegradáveis se decomporão por si próprios após a colheita. Crédito: Espargos, Pixabay
Resíduos de plástico não poluem apenas os oceanos, mas também as terras agrícolas. De acordo com um estudo da Universidade de Bayreuth, partículas grandes e pequenas de plástico podem ser detectadas em terras convencionais. Películas de cobertura morta que cobrem o solo de canteiros ou campos agrícolas na agricultura e jardinagem contribuem para a poluição. Destinam-se a prolongar as estações de cultivo e a reduzir as ervas daninhas, mas também a reduzir a evaporação e a melhorar o equilíbrio hídrico do solo.
Os filmes de polietileno à base de petróleo (PE) devem ser coletados após a colheita. Isso geralmente deixa resíduos. Consequentemente, os resíduos de PE permanecem no solo por décadas e se acumulam ali, pois os microrganismos são incapazes de decompô-los. Os fragmentos de PE podem ter um impacto físico no solo e entrar na cadeia alimentar. Embora os filmes biodegradáveis feitos de ácido polilático já estejam disponíveis, eles são muito caros. Uma equipe de pesquisadores do Fraunhofer ISC em Würzburg está trabalhando com parceiros de pesquisa e industriais da Alemanha, Finlândia e Noruega no projeto NewHyPe para desenvolver alternativas biodegradáveis e sustentáveis. Um substituto ecológico para os grandes filmes deve ser barato e capaz de ser produzido em massa.
Papel biodegradável substitui filmes plásticos
Os parceiros do projeto contam com papel à base de celulose para o desenvolvimento de filmes sustentáveis. “Uma vantagem do papel é que ele pode se decompor muito rapidamente sem deixar resíduos. Mas esse processo atualmente é muito rápido. O material não dura uma safra inteira. Depois que chove algumas vezes, o material amolece e a proteção é não é mais eficaz “, diz o Dr. Klaus Rose, pesquisador do Fraunhofer ISC. Consequentemente, um revestimento funcional é necessário para estabilizar o papel e neutralizar a rápida degradação. O revestimento híbrido de proteção é feito de ORMOCER. A classe de materiais desses polímeros híbridos inorgânicos-orgânicos foi desenvolvida há mais de 30 anos no Fraunhofer ISC. “O revestimento é composto por dois componentes distintos, polímero orgânico e silicato inorgânico, que geralmente não são compatíveis. Mas, combinados, proporcionam estabilidade química e mecânica, mantendo a degradabilidade”, explica a pesquisadora. O material substituto deve durar por uma temporada de cultivo de cerca de três a seis meses e então se decompor completamente. Os primeiros testes demonstraram que o revestimento do papel aumenta sua tenacidade úmida, tornando-o mais estável do que sua contraparte não revestida. Além disso, um teste de compostagem mostrou que o material revestido se decompõe mais lentamente.
Novo papel mulch híbrido
Além do revestimento funcional de estabilização, os parceiros do projeto estão trabalhando no papel ‘mulch’, um papel híbrido completamente novo feito de celulose funcionalizada com ORMOCERs incorporados e nanocelulose funcionalizada, que é caracterizada por alta estabilidade inerente devido à sua relação comprimento-espessura muito alta. Isso envolve a ligação de fibras de celulose com um aglutinante de polímero híbrido, reticulando as fibras individuais como um adesivo. A densidade da malha afeta a estabilidade. Este sistema de aglutinante atua efetivamente como revestimento. Consequentemente, o papel híbrido não requer revestimento adicional. “O papel deve ser hidrofobizado, ou seja, para ser repelente de água. Além disso, deve ser mais resistente ao rasgo que o papel normal. A estabilidade mecânica e também a resistência aos raios ultravioleta são propriedades importantes. Deve ser arado após a colheita,” o químico explica. O ideal do composto é o desafio real. Assim que estiver totalmente desenvolvido, a indústria de embalagens também poderá se beneficiar com o novo material: “Papel biodegradável em vez de filmes plásticos constituiria uma contribuição significativa para a proteção ambiental”, disse Rose.
O papel mulch deve ser produzido usando um processo de rolo a rolo. Mas isso ainda não está pronto. Vários testes são necessários primeiro, por exemplo, como a cobertura com filmes de papel afeta o crescimento do tomate e de outras safras.
