Desenvolvimento e Caracterização de Filmes Biopoliméricos de Alginato de
Sódio Reforçados com Fibras de Coroa de Abacaxi (Ananas comosus (L)
Merr.) e Sistemas Emulsionados de Óleo de Coco: Uma Abordagem de
Economia Circular e Escalonamento Industrial
Biopolímeros; Alginato de sódio; Coroa de abacaxi; economia
circular; escalonamento industrial.
O crescimento acelerado da produção e descarte de polímeros sintéticos derivados do
petróleo tem intensificado os impactos ambientais associados à geração de resíduos
plásticos e à contaminação por microplásticos, impulsionando a busca por materiais
biodegradáveis obtidos a partir de fontes renováveis. Nesse contexto, esta tese teve
como objetivo desenvolver e caracterizar filmes biopoliméricos à base de alginato de
sódio reforçados com resíduos lignocelulósicos da coroa de abacaxi (Ananas comosus
(L.) Merr.) e modificados por sistemas emulsionados de óleo de coco estabilizados com
Tween 20, integrando conceitos de economia circular, valorização de resíduos
agroindustriais e escalonamento industrial. Inicialmente, foi determinada a concentração
micelar crítica (CMC) do surfactante Tween 20 por tensiometria, seguida da obtenção
de emulsões óleo em água pelo método de inversão de fases de baixa energia. Os filmes
foram produzidos pelo método casting e otimizados por meio de Delineamento
Composto Central Rotacional (DCCR) associado à Metodologia de Superfície de
Resposta (MSR), avaliando-se os efeitos do alginato, glicerol e fibras da coroa de
abacaxi sobre as propriedades físico-químicas, estruturais e de barreira. As formulações
otimizadas foram caracterizadas quanto à umidade, solubilidade em água, espessura,
permeabilidade ao vapor de água, estabilidade térmica (TGA), morfologia (MEV) e
interações químicas (FTIR). Os resultados demonstraram que a formulação P1,
contendo emulsão de óleo de coco e menor teor de glicerol, apresentou desempenho
superior, com redução significativa da solubilidade em água, menor retenção de
umidade e elevada resistência à permeabilidade ao vapor de água, atribuídas à formação
de uma microestrutura mais compacta e homogênea. As análises térmicas evidenciaram
maior estabilidade térmica e resistência à degradação, enquanto as micrografias
revelaram melhor dispersão das fibras e ausência de defeitos estruturais significativos.
Além disso, o estudo avançou para a modelagem de escalonamento industrial da
formulação otimizada, contemplando simulação de processo, dimensionamento de
equipamentos, análise tecnoeconômica (TEA) e avaliação de ciclo de vida (ACV). A
planta piloto simulada, com capacidade de 500 toneladas por ano, apresentou
viabilidade econômica e redução de aproximadamente 58% na pegada de carbono em
comparação ao polietileno de baixa densidade (PEBD). Dessa forma, os resultados
confirmam o potencial tecnológico, ambiental e econômico dos biocompósitos
desenvolvidos como alternativa sustentável aos plásticos convencionais, contribuindo
para o fortalecimento da bioeconomia circular e para o desenvolvimento de embalagens
biodegradáveis de alto desempenho.