Neste contexto, a utilização de materiais termoplásticos tem ganho uma força significativa como alternativa aos compostos termoendurecíveis devido às vantagens que oferecem em termos de resistência e leveza, e porque podem ser reprocessados e reciclados de forma mais eficiente, minimizando o impacto ambiental.
Considerando o aumento previsto da utilização de compósitos termoplásticos em aeronaves, o AIMPLAS, Instituto Tecnológico de Plásticos, colaborou com o TEKNINER, um Centro de Tecnologia e Investigação, para desenvolver uma metodologia inovadora que aborda a complexidade atual da gestão do fim de vida destes materiais. Especificamente, através do projeto europeu SPARTA, desenvolveram um processo para reciclagem e posterior fabrico de compósitos termoplásticos de alto desempenho, como o poliéter-éter-cetona (PEKK) reforçado com fibra de carbono contínua, utilizando deposição automatizada e reprocessamento por moldagem por compressão.
Esta solução inovadora, financiada pelo programa europeu ‘Clean Sky 2 (CS2)’, permite, nas palavras de Rocío Ruiz, investigadora do Grupo de Mobilidade Sustentável e Futuro da AIMPLAS, "avançar para a reciclagem sustentável, obtendo novos produtos compósitos termoplásticos de elevada qualidade feitos a partir de materiais reciclados, nos quais são utilizados até 80% dos resíduos em comparação com outros métodos de reciclagem, e com um custo de produção entre 15% e 20% inferior ao dos atuais processos de reciclagem mecânica e reprocessamento de sucata, graças à redução do número de operações e à automatização dos processos de fabrico".
As propriedades mecânicas dos materiais secundários obtidos através de métodos convencionais de reciclagem mecânica, como a trituração, a fragmentação eletrodinâmica, o corte a laser ou a maquinação, são inferiores. Além disso, estes processos de reciclagem requerem um elevado consumo de energia. Este método inovador consegue melhorias significativas nas propriedades mecânicas do material virgem, com uma perda mecânica estimada em menos de 10% na resistência à tracção e no módulo de elasticidade.
Além disso, a metodologia desenvolvida pela AIMPLAS permite uma redução até 50% do tempo de processamento, graças à redução das etapas de recuperação e reprocessamento dos resíduos através de métodos automatizados mais eficientes, bem como uma redução até 30% das emissões de CO2, graças à utilização total dos resíduos e à redução da procura de produção de matéria-prima virgem.
Uma solução para o crescimento económico sustentável da indústria aeronáutica
“É importante evitar as práticas atuais de aterro e incineração de materiais compósitos para incentivar o desenvolvimento de um método de reciclagem economicamente viável e, portanto, prolongar a vida útil dos materiais, promovendo uma economia circular. Os resultados deste projeto estão totalmente alinhados com os ambiciosos desafios de alcançar uma aviação limpa através do ecodesign e da otimização de processos e recursos, promovendo assim a competitividade e o crescimento económico sustentável da indústria aeronáutica. Além disso, os resultados da análise de impacto ambiental e económico utilizando a abordagem ‘do berço ao portão’ permitirão a atualização da base de dados da Atividade Transversal (AT) para ecodesign proposta no CS2”, destaca Ruiz.
A AIMPLAS, coordenadora do projeto, foi também responsável pela análise das propriedades do produto final e pelo desenvolvimento de um guia de recomendações de ecodesign que permitirá o alargamento do processo à escala industrial. O Instituto realizou esta investigação em conjunto com o centro de tecnologia e investigação TEKNIKER e colaborou com o Centro Aeroespacial Real dos Países Baixos (RNL) para o desenvolvimento do SPARTA.
Os resultados deste projeto, concluído com sucesso em outubro deste ano após dois anos de investigação, foram também apresentados em diversos eventos de destaque nas áreas da inovação, tecnologia, materiais e indústria aeroespacial e de defesa, como o ‘MetalMadrid’, ‘Aerospace & Defense Meetings’, ‘20th European Conference on Composite Materials (ECCM20)’, ‘XVI National Congress of Materials CNMAT 2022’ e ‘12th International Congress of Innovation in Aviation and Space-EASN', entre outros.
Este projeto recebeu financiamento do programa europeu de investigação e inovação "Horizonte 2020", no âmbito da Iniciativa Tecnológica Conjunta Clean Sky 2, sob o número de acordo de financiamento 887073. Trata-se de uma iniciativa alinhada com o ODS 12, relativo à produção e ao consumo responsáveis, o ODS 13, sobre ação climática, e o ODS 9, sobre indústria, inovação e infraestruturas.
