A fibra de carbono é, sem dúvida, um dos materiais do futuro. Após ter se tornado padrão nos supercarros, ela está cada vez mais presente nos modelos esportivos e deve migrar para modelos mais mundanos em alguns anos. Isso é quase tão certo quanto a eletrificação dos veículos.
Não é para menos: a fibra de carbono é um “supermaterial”. É leve, resistente, não degrada com o tempo e é cinco vezes mais rígida que o aço. É por isso que sua aplicação vai além da indústria automobilística. Ela é usada em aviões, tacos de golfe, capacetes e equipamentos de proteção individual, próteses ortopédicas, raquetes de tênis, turbinas eólicas e praticamente qualquer aplicação onde se precisa de resistência e baixo peso.
Um teste de resistência de materiais – os compósitos de fibra de carbono estão no final
Mas a fibra de carbono tem seus inconvenientes. Primeiro: ela é um derivado de petróleo. O mesmo petróleo que usamos para a gasolina dos carros, para produzir centenas de tipos de polímeros sintéticos e que algumas pessoas juram que irá esgotar antes mesmo que possamos desenvolver uma alternativa a ele. Segundo: a fibra de carbono é difícil de reciclar. Isso porque as fibras de carbono são apenas parte do que convencionamos a chamar de fibra de carbono.
Elas são o material de reforço dos compósitos — que são materiais formados por outros materiais de qualidade inferior. É o caso da fibra de vidro na carroceria de plástico do Corvette, que forma o “plástico reforçado com fibra de vidro”, ou as fibras de algodão da carroceria do Trabant, que formavam o Duroplast, que era apenas “plástico reforçado com fibra de algodão”.
Resina aplicada às fibras de vidro para formar o plástico reforçado
O material que vemos nos supercarros é, geralmente, o “plástico reforçado com fibra de carbono”, ou seja: um polímero plástico leve que se torna mais rígido ao ser misturado às fibras de carbono.
Resina aplicada às fibras de carbono para formar o plástico reforçado
Se você já fez papel machê nas aulas de artes da escola, vai entender a dificuldade de reciclar a fibra de carbono: imagine que a cola diluída em água é o plástico, e o papel picado é a fibra de carbono. Você até consegue separar o papel da cola, mas o procedimento é tão trabalhoso e dispendioso que é mais barato fazer papel novo.
Só que no caso da fibra de carbono, o papel novo não é tão barato. O “papel novo” é uma substância chamada acrilonitrila, que é feita a partir de petróleo, amônia, oxigênio e um catalisador de óxido metálico. É por isso que o “barateamento” da fibra de carbono proposto pela BMW para fazer rodas é baseado no processo de produção, e não na composição do compósito (leia mais neste post).
Blocos de Lego também são feitos de acrilonitrila — um material chamado acrilonitrila butadieno estireno, mais conhecido como “plástico ABS”
Mas isto pode mudar em um futuro não muito distante: um grupo de cientistas do National Renewable Energy Laboratory, nos EUA, descobriu que pode obter acrilonitrila de plantas. Melhor ainda: eles conseguiram obter acrilonitrila de partes que não servem de alimento aos humanos: o caule do milho e a palha de trigo.
Os cientistas quebraram estes materiais em açúcares, e depois os converteram em um ácido que, combinado a um catalisador baseado em dióxido de titânio (que é um material barato), resultou em acrilonitrila. E para completar a história, o processo não gera calor excessivo nem subprodutos tóxicos.
Este foi o reator usado para fazer fibra de carbono de trigo e milho
A descoberta não foi casual: há uma tendência crescente em substituir derivados do petróleo por derivados de plantas, uma vez que o petróleo é formado por material orgânico que foi submetido à pressão e calor intensos ao longo de milhões de anos — e isso inclui plantas pré-históricas.
Com a descoberta, publicada em um artigo na revista Science, eles agora estão trabalhando em parceria com grandes fabricantes para produzir uma quantidade maior de acrilonitrila, que será transformada em fibra de carbono para ser testada em aplicações automobilísticas.
Os pesquisadores acreditam que o processo pode ser perfeitamente reproduzido em larga escala para que a fibra de carbono finalmente possa ter sua aplicação ampliada de forma que ela venha a se tornar um padrão da indústria automobilística.