Atualmente, a maioria das embalagens é “para uso único” e fabricada a partir de plásticos, provenientes de fontes não renováveis como o petróleo bruto, que leva centenas de anos para se decompor no ambiente. Além disso, apenas 9% do plástico é reciclado. Isso resultou na formação de imensas massas de lixo plástico nos oceanos, conhecidas como “Grande Manchão de Lixo do Pacífico.”

Mas, talvez, o que seja ainda mais preocupante é a descoberta de micro- e nanopartículas de plástico no ambiente. Pesquisas mostraram que o plástico se degrada em partículas minúsculas, que estão sendo ingeridas ou inaladas tanto por humanos quanto por animais, e são encontradas em praticamente todos os lugares, inclusive dentro do corpo humano, segundo estudos recentes. Para piorar, pouco se sabe sobre os efeitos a longo prazo da exposição a microplásticos para a saúde.

Srinivas Janaswamy, professor associado no Departamento de Laticínios e Ciência dos Alimentos da South Dakota State University, tem se concentrado em desenvolver produtos de valor agregado a partir de resíduos biológicos e subprodutos agrícolas. Uma das metas principais da pesquisa de Janaswamy é enfrentar a crise do desperdício de plástico.

Um dos maiores responsáveis pelo desperdício de plástico, pelo menos nos Estados Unidos, são as sacolas plásticas encontradas na maioria das lojas de varejo. Embora essas sacolas sejam às vezes recicladas, muitas vezes são usadas apenas uma vez e podem ser vistas como lixo espalhado pelo meio ambiente.

Para abordar essa questão, Janaswamy está trabalhando na criação de uma sacola semelhante ao plástico que se decomponha no meio ambiente.

“Esse é meu sonho,” disse Janaswamy.

O ingrediente chave no trabalho de Janaswamy? Celulose. Este biopolímero é a substância orgânica mais abundante na Terra e é encontrado, principalmente, nas paredes celulares das plantas. A celulose, devido às fortes ligações de hidrogênio e a uma cadeia de moléculas de glicose, confere às plantas força e rigidez estrutural, juntamente com outros biopolímeros como manano, xilose, hemicelulose e lignina.

Os seres humanos utilizam a celulose há muito tempo para criar produtos. O algodão, material que compõe a maior parte das roupas do mundo, é principalmente composto de celulose. A madeira também é rica em celulose.

Em pesquisas anteriores, Janaswamy extraiu celulose de produtos agrícolas como cascas de abacate, cascas de soja, alfafa, capim-switch, resíduos de café, espigas de milho e cascas de banana. Ele utiliza a celulose extraída para desenvolver filmes — materiais que se assemelham em aparência e sensação ao plástico tradicional de embalagem.

“Ao extrair celulose de produtos agrícolas, podem ser criados produtos de valor agregado,” afirmou Janaswamy.

Cada um dos filmes de Janaswamy possui características e propriedades distintas. Alguns são mais transparentes do que outros, enquanto alguns são mais resistentes. Contudo, graças a uma colaboração única com um colega da SDSU, Janaswamy pode ter criado seu melhor produto de valor agregado até o momento.

Canas de videiras

Janaswamy havia acabado de apresentar “Ag Biomassa – O Santo Graal para Limpar o Caos do Plástico” durante a Celebração de Excelência da Faculdade da SDSU, quando foi abordado por Anne Fennell, uma Professora Distinta no Departamento de Agronomia, Horticultura e Ciência das Plantas, também membro da Faculdade de Agricultura, Alimentos e Ciências Ambientais.

Após ouvir a apresentação de Janaswamy, Fennell ficou interessada na pesquisa e teve uma ideia. Sendo uma pesquisadora proeminente no estudo de videiras, ela sabia que as canas das videiras — o material lenhoso ao qual as uvas crescem — são ricas em celulose. Ela também sabia que as canas eram abundantes e tinham pouca utilização após a colheita.

“Todos os anos, podarmos a maioria da biomassa anual da videira,” comentou Fennell. “As canas podadas são frequentemente cortadas, compostadas e reaplicadas ao solo, ou queimadas em algumas regiões. Pesquisas realizadas na Austrália demonstraram que as podas poderiam ser removidas do campo em anos alternados sem impactar a saúde do solo. Meu pensamento foi: por que não usar isso para filmes de valor agregado? Vários dos materiais que Janaswamy usava anteriormente tinham um alto teor de água, em contraste com a poda de inverno, que resulta em um material rico em celulose e com baixo teor de água, tornando-se uma fonte ideal para se trabalhar.”

A ideia de Fennell resultou em uma colaboração, e logo Janaswamy estava extraindo celulose — que se parece quase com algodão — das canas das videiras. Os filmes resultantes foram surpreendentes.

De acordo com um estudo recente publicado na revista acadêmica Sustainable Food Technology, os filmes feitos a partir de canas de videira por Janaswamy são transparentes, fortes e se decompõem em 17 dias no solo — não deixando resíduos prejudiciais.

“A alta transmitância dos filmes de embalagem melhora a visibilidade do produto, tornando-o mais atraente para os consumidores e facilitando a inspeção de qualidade sem a necessidade de abrir o pacote,” disse Janaswamy. “Esses filmes demonstram um potencial excepcional para aplicações em embalagem de alimentos.”

As canas de videira foram colhidas do vinhedo de pesquisa da SDSU. A equipe de pesquisa, que inclui os candidatos a doutorado Sandeep Paudel e Sumi Regmi, e Sajal Bhattarai, que se formou na SDSU e é candidato a doutorado na Purdue University, seguiu um protocolo publicado no desenvolvimento dos filmes, que inclui secar e triturar as canas e extrair o resíduo celulósico. O resíduo foi então solubilizado e moldado em placas de vidro para criar os filmes.

Os testes revelaram que os filmes derivados das canas de videira eram, na verdade, mais fortes do que sacolas plásticas tradicionais, em termos de resistência à tração.

“Utilizar as podas subutilizadas de videira como fonte de celulose para filmes de embalagem melhora a gestão de resíduos no campo e enfrenta a questão global da poluição por plásticos,” afirmou Janaswamy. “Desenvolver filmes ecológicos a partir da celulose de videiras representa uma abordagem prática para a sustentabilidade, ajudando a preservar o meio ambiente e seus recursos, além de contribuir para a bioeconomia circular.”

Os resultados deste trabalho aproximam ainda mais Janaswamy de seu sonho de desenvolver uma sacola feita de um material semelhante ao plástico que se decomponha rapidamente no meio ambiente.

O financiamento para esta pesquisa foi fornecido pelo Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do Departamento de Agricultura dos EUA e pela Fundação Nacional de Ciência. Esta história original foi escrita por Addison DeHaven, da South Dakota State University.