No início de 1989, a equipe comandada pelo professor Fernando Galembeck, do Instituto de Química da Unicamp, pesquisava novas possibilidades para materiais obtidos a partir de fosfatos. Nos testes em laboratório, os cientistas perceberam que os polifosfatos de alumínio continham partículas que espalhavam a luz por um processo diferente. O polifosfato de alumínio é um pigmento branco que pode ser utilizado nas formulações de tintas à base de látex. Dependendo da formulação a ser preparada, ele pode substituir até 80% do dióxido de titânio (TiO2), produto importado e mais caro. Entre 1990 e 1994 a equipe aprofundou a pesquisa e elaborou procedimento de laboratório em escala piloto. Em 1995 a Serrana Mineração, que mantém uma mina de rocha fosfática e uma fábrica de ácido fosfórico em Cajati (SP) interessou-se pelo assunto e começou a participar do projeto. A empresa queria saber se era possível produzir o pigmento, denominado Polifal, a partir de ácido fosfórico. A intenção era agregar valor à sua produção.
A equipe do Instituto de Química produziu então pequenos lotes de tinta e os entregou para testes aos principais fabricantes de tintas do país. Os resultados da experiência permitiram concluir que o produto era tecnicamente viável, mas que os fabricantes estavam acostumados ao manuseio de formulações com pigmentos tradicionais, como o TiO2. Então o desafio era adequar o Polifal às necessidades dos fabricantes. Um grande salto ocorreu quando entrou no projeto uma terceira empresa, a Albri Tintas, com o objetivo de adequar o pó do Polifal, às necessidades do mercado. Nos testes, com 300 litros de tinta, ela apresentou características de dispersão, cobertura seca e úmida, estabilidade e viscosidade apropriadas, além de custos mais vantajosos. O uso do Polifal por um grande fabricante de tintas pode representar uma economia em matérias-primas superior a 7%. para um pequeno fabricante, essa economia pode chegar a 15%. Outra vantagem é o ganho ambiental, já que o processo produtivo dos fosfatos de alumínio é realizado em condições bem mais brandas que o do TiO2. Suas matérias primas não são tóxicas e os resíduos podem se facilmente reciclados ou reaproveitados.
Outra vantagem está na qualidade: a alvura da tinta é mais elevada e sua resistência à água é significativamente maior que as da elaboradas com dióxido de titânio. Os ensaios do primeiro lote de tinta formulada com Polifal foram um sucesso, não tendo havido problemas na transposição da escala de formulação de laboratório para a planta piloto. Também ficou comprovada a adequação do Polifal ao uso como pigmento branco em substituição ao TiO2. Em alguns itens da avaliação de desempenho, a tinta testada tem resultado superior ao das tintas comerciais. Alguns problemas detectados como a secagem rápida e a craqueamento em algumas áreas e a adequação da formulação às características do pigmento, foram resolvidos com um novo balanceamento de alguns componentes da fórmula “O polifal presta-se à fabricação de tintas látex branca de primeira linha, com importantes reduções de custos. Portanto ele deve também prestar-se à fabricação de tintas de segunda linha e de tintas coloridas”, explica o professor Galembeck.
O Polifal permite novas aplicações como em tintas para proteção térmica e climatização e de sistemas de impermebialização mais baratos que os usados hoje em construção civil “A Serrana está programando para 1999 a divulgação dos resultados obtidos e do produto para as grandes indústrias de tintas do país”, diz João Brito, engenheiro da Serrana. Também estão sendo programados para 199 a construção de uma unidade semi-industrial e o desenvolvimento do projeto básico para a construção de uma planta para a fabricação de fosfato de alumínio. A empresa já aplicou cerca de 200 mil dólares em trabalhos de pesquisa, montagem de plantas e testes de fabricação. para a construção de uma unidade industrial, planejada para meados de 2000, a Serrana estima a necessidade de um investimento de 5 milhões de dólares.
Fernando Galembeck nasceu em São Paulo, na Bela Vista, em 1943. Menino urbano, criado dentro das limitações e vantagens da cidade grande mas com direito à liberdade do mato e da praia nas férias, estudou (muito) no Colégio Santo Alberto e no Liceu Pasteur. Teve excelentes professores de Ciências. Este fato e o trabalho desde os onze anos no laboratório farmacêutico do pai determinaram o seu interesse pela Química. Ingressou na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP, em 1960. Formado em 1964, obteve o doutorado em 1970. Teve o privilégio de estudar e trabalhar em um ambiente de grande seriedade, que refletia o que a Química brasileira foi, até o início dos anos 80: muito pequena, mas muito boa.
Iniciou o seu doutorado sob a orientação de Simão Mathias, mas a sua tese foi orientada por Pawel Krumholz. O tema era a dissociação de ligação metal-metal, estudada através dos equilíbrios de compostos de coordenação do pentacarbonífero, em meio aquoso. Após o doutorado, resolveu trabalhar em Físico-Química de sistemas biológicos, fazendo pós-doutorado nas Universidades do Colorado e da Califórnia, em Davis. Trabalhou então em interações protease-inibidor e em proteólise de proteínas quimicamente modificadas. O tema o interessou muito e ao voltar ao Brasil pode continuar nele, trabalhando junto ao grupo de Química de Proteínas da Escola Paulista de Medicina, em 1975. Teve então uma grande oportunidade, que moldou a sua carreira: o Instituto de Química da USP, com apoio da Academia Brasileira de Ciências, da Royal Society e da Unilever decidiu instalar um grupo de química coloidal e de superfícies e ele foi convidado a organizar esse grupo. Depois de três meses na Inglaterra e Holanda iniciou projetos nessa área. Inicialmente, trabalhou na modificação de superfícies de polímeros, introduzindo métodos de sorção e reação in situ e utilizando o pentacarbonilferro, o que teve uma certa repercussão. No período de 1977 a 1979 descobriu a osmosedimentação, que talvez tenha sido o seu trabalho mais original e deu origem a uma linha de pesquisa sobre membranas, que se estendeu até os anos 90, com vários resultados interessantes. Destaca aí a descoberta da ultrafiltração centrífuga, da pervaporação pressurizada e da despolarização eletroforética tangencial. Hoje, estão à venda ultrafiltros centrífugos para laboratório, no mercado internacional.
Nos anos 80 e 90 manteve o trabalho em membranas e em superfícies de polímeros, iniciando projetos sobre partículas e sistemas sol-gel. Neste último caso, evitou o caminho usual, dos sistemas de alcóxidos, concentrando-se em acetatos e fosfatos. Este caminho mostrou-se compensador, porque apesar de ser muito original permitiu-lhe obter resultados que não tinham sido conseguidos pelas rotas mais exploradas. Os resultados mais promissores, neste momento, parecem ser os pigmentos brancos à base de fosfatos, que são atualmente o tema de um projeto de pesquisa e desenvolvimento de que participa uma empresa de porte, e que poderá levar a uma atividade industrial significativa. Olhando para trás, vê que foi muito afortunado, em vários aspectos: primeiro, porque optou por uma carreira de pesquisa quando poucos jovens brasileiros se interessavam por este tipo de atividade, e viu a importância da pesquisa crescer muito durante o seu tempo de vida. Em segundo lugar, teve um bom começo e uma boa formação, em uma área cuja importância cresceu continuamente.
Galembeck viu a Química crescer e diversificar-se, no Brasil e no mundo, tornando-se uma ciência central. Pode contribuir para um grande surto de crescimento da Química brasileira trabalhando na elaboração e implementação do PADCT. Finalmente, percebe que uma parte significativa dos cientistas brasileiros, na qual se inclui, cultivou no seu dia-a-dia práticas que hoje são essenciais à sobrevivência das pessoas, organizações e nações: o exercício da identificação de oportunidades, a resolução de complexidades, e a polivalência, tudo isto em um contexto globalizado. Do lado das frustrações, a maior é a de ter pouco contribuído para uma mudança no ensino elementar deste país. Entretanto, há hoje para isto um novo clima, e iniciou trabalho nesta direção, em 1996.
Fernando Galembeck, professor titular do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), é o ganhador do Prêmio Almirante Álvaro Alberto de Ciência e Tecnologia 2006, concedido pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pela Fundação Conrado Wessel. A premiação distingue brasileiros que tenham se destacado pela realização de obras científicas ou tecnológicas de reconhecido valor. Instituído em 1981, desativado em 2000 e relançado em 2006, o prêmio é concedido anualmente, em sistema de rodízio, entre três grandes áreas do conhecimento: Ciências da Vida; Ciências Humanas e Sociais; e Ciências Exatas, da Terra e Engenharias, esta última a área selecionada este ano. O vencedor recebe um diploma, uma medalha e R$ 150 mil. O Prêmio Almirante Álvaro Alberto, homenagem ao idealizador e primeiro presidente do CNPq, de 1951 a 1955, não aceita inscrições. O vencedor é escolhido entre os indicados por uma comissão nomeada pelo ministro da Ciência e Tecnologia. A escolha final cabe ao Conselho Deliberativo do CNPq.
Fernando Galembeck é reconhecido pelas aplicações da físico-química à tecnologia industrial. Desenvolveu diversas atividades de pesquisa sobre grande variedade de materiais, como polímeros, membranas, pigmentos, adesivos, filmes, vidros e géis. Membro titular da Academia Brasileira de Ciências, Galembeck formou 28 doutores e 34 mestres e publicou mais de 180 trabalhos em revistas especializadas. Sua produção tecnológica compreende seis produtos e 15 processos e técnicas, sendo vários deles desenvolvidos em cooperação com indústrias. Depositou ainda 18 patentes, das quais sete foram licenciadas. Galembeck também foi condecorado com a Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico em 2000, recebeu o Prêmio Fritz Feigl em 1997, o Prêmio Abiquim de Tecnologia em 2005 e o Prêmio José Pelúcio Ferreira, da Finep, em 2006.
O pigmento BIPHOR™ é fabricado pela Bunge Fertilizantes, o maior fabricante de fertilizantes da América do Sul e o quarto maior fabricante mundial de fertilizante agrícola. O compromisso com a qualidade do produto e a satisfação do cliente, que distinguem a Bunge Fertilizantes na mineração de rocha fosfática, para uso no mercado de nutrição animal e produção de matérias-primas para componentes de fertilizantes, em mais de 40 localidades no Brasil e na Argentina, podem ser vistos em todos os aspectos de sua produção de pigmento BIPHOR™, o qual é manufaturado no complexo de produção e mineração da empresa em Cajati, Brasil, próximo de São Paulo.
Introduzindo o pigmento BIPHOR™, um fosfato de alumínio amorfo que apresenta propriedades de opacificação excepcionais nas aplicações-chave de revestimento. O produto e processo patenteados, desenvolvidos em conjunto pela Bunge, uma empresa global com ações negociadas em multi bilhões de dólares na bolsa de valores e a notável instituição acadêmica, Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Brasil, pigmento BIPHOR™ é um triunfo na nanotecnologia de ponta. As propriedades emergentes descobertas em relação ao comportamento das nanopartículas de fosfato de alumínio culminaram com a preparação de películas opacas de qualidade superior. Opacidade e melhor desempenho da película – dois motivos importantes para considerar o pigmento BIPHOR™ ao buscar uma alternativa para o TiO2 em suas tintas, revestimentos e produtos afins.
Depois de nove anos de intenso trabalho e investimento conjuntos, a empresa multinacional Bunge e o Instituto de Química (IQ) da Unicamp lançaram o produto que criaram e desenvolveram em parceria: o Biphor, pigmento branco para tintas à base de água, fabricado a partir de nanopartículas de fosfato de alumínio. O anúncio foi feito durante a exposição e congresso da Associação Brasileira dos Fabricantes de Tintas (Abrafati), a Abrafati 2005, realizada de 14 a 16 de setembro em São Paulo. Para tintas à base de água, o Biphor poderá substituir o dióxido de titânio, atualmente o único pigmento branco utilizado pela indústria para todos os tipos de tintas, e que apresenta o inconveniente da toxicidade. A empresa estima o mercado potencial do novo produto em pouco mais de US$ 5 bilhões. Em cinco anos, a Bunge pretende que o Biphor substitua o dióxido de titânio em 10% do mercado.
A patente do produto e de seu processo de fabricação é de ambos os parceiros. O lançamento do Biphor, no entanto, não encerra a colaboração empresa-universidade, que vai continuar para aperfeiçoá-lo e ampliar o leque de sua utilização. Embora o novo pigmento esteja fora da área principal de interesse da Bunge — o agronegócio —, a empresa mantém uma equipe de 12 a 15 profissionais dedicada exclusivamente ao Biphor. No mês de julho, estabeleceu novo acordo com o laboratório coordenado pelo professor Fernando Galembeck no Departamento de Físico-Química do IQ, com repasse mensal de R$ 20 mil para a continuidade da pesquisa. No convênio com a universidade, investiu cerca de R$ 1 milhão ao longo do tempo.
O Biphor é composto por nanopartículas ocas de fosfato de alumínio. A estrutura externa das nanopartículas é rígida, como uma casca, e tem propriedades químicas diferentes das do seu interior, vazio e plástico. São esses espaços vazios dentro das nanopartículas que dão opacidade ao pigmento. O truque do novo produto é a tecnologia do processo de fabricação. As nanopartículas ocas do Biphor formam-se espontaneamente, por automontagem (self-assembly). “Essa é a nanotecnologia”, diz o professor Galembeck, responsável pela condução das pesquisas na universidade. Ele apresentou o produto em uma palestra técnica no segundo dia do congresso da Abrafati.
Galembeck usa o exemplo do pão, descrito como “uma espuma com paredes e vazios”, para explicar o processo. A massa do pão, densa, é colocada no forno e primeiro forma-se a crosta. “A crosta, que é rígida, mantém o volume externo do pão constante”, explica. Por causa do aquecimento, a água da massa continua a evaporar. “Se a água evapora e a superfície não pode encolher, o volume tem de diminuir lá dentro — e formam-se os vazios. Os vazios ficam fechados no interior do pão porque a crosta endureceu antes”, acrescenta. No caso do pão, costuma-se pincelar a massa com gema de ovo, por exemplo, para facilitar o endurecimento da crosta — o que é impossível com as nanopartículas. “O processo de fabricação foi desenhado para que o fosfato de alumínio, sozinho, produza a casca e os vazios”, esclarece.
De acordo com o professor, o Biphor oferece ganhos em relação ao dióxido de titânio: seu uso permite a fabricação de tintas mais duráveis, com melhor desempenho e a custos mais baixos. Outra vantagem é o fato de ele não ser tóxico. Uma empresa norte-americana de certificação, ABC Laboratories, testou a toxicidade através da exposição de peixes ao pigmento, seguindo normas da Environmental Protection Agency (EPA), a agência de proteção ambiental dos Estados Unidos. O processo de fabricação do Biphor é também um ponto a favor do novo produto na comparação com o dióxido de titânio, pois, ao contrário do pigmento tradicional, não deixa resíduos. “É um processo de efluente zero”, diz Galembeck. “A indústria química, hoje, não tem a menor chance de crescer se criar problemas para o ambiente”, avalia. Segundo o consultor Carl Mondoro, da Bunge, o processo de produção do novo pigmento facilita a adequação da empresa às leis ambientais.
Os laboratórios norte-americanos DL Labs e Stonebridge Technical Services fizeram testes comparativos entre tintas com 100% de dióxido de titânio, comumente usadas no Brasil e nos Estados Unidos, e tintas em que a substância foi substituída em 50% pelo Biphor. Os resultados mostraram que a substituição mantém as propriedades das tintas e até melhora algumas delas — diminui, por exemplo, a tendência ao escorrimento. Galembeck conta que a substituição total do dióxido de titânio por fosfato de alumínio já foi testada e obteve bons resultados. Ele vê isso “com otimismo”, mas ressalta que se trata de uma meta para o futuro. O motivo é simples: no momento, a Bunge não tem como atender a toda a demanda. Mesmo assim, ele observa que, tecnicamente, é interessante usar 100% de Biphor quando a tinta fica todo o tempo exposta ao sol — como em telhas de galpões pintadas e em sinalizações no asfalto. “O dióxido de titânio catalisa a agressão do oxigênio à tinta”, explica. Catalisar significa, aqui, apressar. Outra possível meta é o desenvolvimento de uma variedade do pigmento adequada ao uso em tintas à base de óleo.
No Brasil, a Bunge está dividida em Bunge Alimentos e Bunge Fertilizantes. Uma planta piloto da Bunge Fertilizantes com capacidade para mil toneladas anuais, localizada em Cajati (SP), fará a produção inicial do Biphor. Essa produção será destinada aos fabricantes de tintas na forma de amostras, para que possam testar o pigmento. Segundo Gilmar de Oliveira Pinheiro, gerente global do produto, a planta piloto deve entrar em funcionamento dentro de um mês. “Talvez o mercado nos leve a outra decisão, mas, até agora, a primeira planta comercial será no Brasil”, revela Marc Samson, diretor de desenvolvimento de negócios e tecnologia da Bunge. Se tudo correr bem, a construção da unidade começará no ano que vem. A expectativa da Bunge, acrescenta, é alcançar uma produção de 100 mil a 200 mil toneladas em um período de quatro a oito anos — e ter a planta comercial funcionando já em 2007. Samson não divulga o valor do investimento feito pela empresa até agora, mas diz que está na casa dos milhões de dólares.
Segundo Carl Mondoro, o início das vendas dependerá do tempo que os fabricantes levarem para testar o Biphor, disponível nas formas líquida (slurry) e em pó. O produto deve ser comercializado primeiro no Brasil e na América Latina e depois no resto do mundo. A Bunge tem um planejamento de dez anos para o Biphor, mas ainda está definindo quando ele será lançado no exterior. O preço também não foi fechado, porém a empresa já sabe que será um pouco inferior ao do dióxido de titânio, vendido a cerca de US$ 3 mil a tonelada. Para Mondoro, a combinação do custo atraente com as diferentes opções de formulação e as propriedades do pigmento “criarão uma demanda de mercado” para o produto.
Assim como a Bunge, Galembeck está animado com o lançamento do Biphor. “Minha expectativa é muito boa, porque já existe um cronograma para que o produto chegue ao mercado; isso incentiva a continuidade da linha de pesquisa”, diz. “Por outro lado, significa um aporte de recursos expressivo para a Unicamp, para o Instituto de Química e para o laboratório” — que ele coordena no Departamento de Físico-Química. No ano passado, a empresa e a universidade depositaram no Brasil a patente cobrindo o Biphor e seu processo de produção. Neste ano, estão estendendo o pedido aos países signatários do Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes (PCT), que inclui, entre outros, Estados Unidos, Canadá, Japão, nações européias e latino-americanas. A autoria dessas duas patentes é da Unicamp e da Bunge, mas só esta poderá explorá-las — ou seja, produzir e comercializar o Biphor. Pela licença de exploração, a empresa pagará R$ 100 mil à universidade e mais royalties de 1,5% sobre o faturamento do produto durante os 15 anos de validade da patente.
Quem cuidou da redação das patentes e da confecção dos documentos jurídicos ligados ao projeto do Biphor foi a Agência de Inovação da Unicamp (Inova). Na opinião de seu diretor-executivo, Roberto de Alencar Lotufo, a cooperação Bunge-Unicamp é um “caso de sucesso”, que “deve ser bastante divulgado para servir de estímulo e exemplo a empresários e pesquisadores”. Segundo ele, o projeto mostra as vantagens de uma parceria entre duas partes que se complementam: “A universidade ganha alavancando recursos, enfrentando novos desafios e desenvolvendo novas linhas de pesquisa”, afirma. “A empresa ganha desenvolvendo novas áreas de negócios e expandindo suas competências.”
De acordo com Lotufo, a Inova teve um papel importante na parceria, “principalmente quando a empresa estava para tomar a decisão crucial de investir pesadamente no projeto ou não”. Para a Bunge, explica, o risco já alto desse tipo de projeto seria ainda maior, visto que os negócios da empresa não englobam pigmentos para tintas. “Esse risco não poderia ser somado ao de se fazer uma parceria com uma universidade em que a parte da propriedade intelectual não fosse bem desenvolvida”, avalia. Ele diz que a Bunge “sentiu segurança na competência e experiência” da equipe da Inova durante as negociações, e também destaca a confiança recebida do professor Galembeck. “É um projeto exemplar nas relações universidade-empresa e também nas relações pesquisador-Inova.”
Galembeck começou a pesquisar fosfatos em 1989; desde então, nove alunos de pós-graduação e pós-doutorado trabalharam nessa linha sob sua orientação. Além de teses e artigos em publicações especializadas, as pesquisas renderam à Unicamp quatro patentes depositadas nos anos 1990. Em meados dessa década, o laboratório já fazia experiências piloto usando o fosfato de alumínio no lugar do dióxido de titânio. Foi quando a empresa Serrana — na época, pertencente ao Grupo Bunge — tomou conhecimento do trabalho e se interessou por ele. Em 1995, após meses de conversas preliminares e negociações, a empresa firmou um convênio de parceria com a Unicamp. De março do ano seguinte a agosto de 1997 as duas participaram do Programa Parceria para Inovação Tecnológica (Pite), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), com o projeto “Novos Pigmentos Inorgânicos e Híbridos, à Base de Fosfatos”. Hoje, a Serrana é uma das marcas da Bunge Fertilizantes.
Segundo Galembeck, de 1996 até hoje a Bunge destinou cerca de R$ 1 milhão à universidade dentro do convênio de parceria. Os recursos, recebidos pela Fundação de Desenvolvimento da Unicamp (Funcamp), cobriram despesas de operação e também foram usados para remunerar um doutor, o principal microscopista eletrônico do laboratório. No mês de julho, a empresa liberou mais R$ 20 mil mensais, que incluem o pagamento de outro doutor. A contração do terceiro em outubro já foi autorizada. Na parceria, a Unicamp fez o trabalho de pesquisa em laboratório, enquanto a Bunge encarregou-se de todo o desenvolvimento do produto e do processo. A empresa tem entre 12 e 15 pessoas trabalhando diretamente no projeto do Biphor — número que aumentará agora, após o lançamento. Donald Miller, consultor da empresa, ressaltou o caráter global da equipe envolvida no projeto: há pessoas no Brasil e no exterior, da empresa e da universidade, das áreas técnica e de negócios — que têm um cronograma e se comunicam diariamente por e-mail.
Fundada na Holanda em 1818, a Bunge chegou ao Brasil em 1905. Aqui, emprega 11 mil pessoas e faturou R$ 23,2 bilhões em 2004. No mundo, são 25 mil funcionários em 32 países e um faturamento de US$ 25,2 bilhões no ano passado. De acordo com Marc Samson, não é incomum a empresa trabalhar com universidades e existem outras boas colaborações em andamento. Carl Mondoro acrescenta que, no caso do Biphor, a universidade terá um papel muito importante. Como o produto está fora do agronegócio, o foco da Bunge Fertilizantes, a Unicamp funcionará como um “braço” da empresa para pesquisa, desenvolvimento e tecnologia aplicada. “Os ombros do professor Galembeck terão de ser muito grandes, pois contaremos muito com ele”, prevê.
Fonte:
http://planeta.terra.com.br/educacao/fernagal/
Tecnologia & Inovação para a indústria, Sebrae, 1999, página 128
acesso em julho de 2003
http://www.abc.org.br/org/aca.asp?codigo=fernagal
acesso em julho de 2005
http://www.agencia.fapesp.br/boletim_dentro.php?id=6915
acesso em março de 2007
http://www.biphorpigments.com/home.html
http://www.inova.unicamp.br/bancodepatentes/?pag=9&id_patente=17
http://www.inovacao.unicamp.br/report/news-biphor.shtml
http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/outubro2005/ju304pag09.html
acesso em outubro de 2007
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