Embrarad
Projeto de pesquisa que modifica plástico amplia possibilidades
de negócio e capacitação tecnológica de empresa irradiadora

Evanildo da Silveira

Em 1962, enquanto fazia irradiações para esterilização de material cirúrgico no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), então chamado Instituto de Energia Atômica (IEA), o físico Dirceu Martins Vizeu teve a idéia de criar uma empresa para fazer esse tipo de trabalho. Dezesseis anos depois, em 1978, ele fundava a Empresa Brasileira de Radiação (Embrarad), que começou a funcionar de fato em 1980. Pioneira na América do Sul no uso da radiação gama em escala comercial, hoje é uma das maiores empresas do setor no continente, esterilizando 80 mil metros cúbicos por ano dos mais variados materiais.

Com 3.500 metros quadrados, construídos num terreno de cinco hectares ao lado de uma área de preservação ambiental no município de Cotia, a 30 quilômetros da capital paulista, a Embrarad trabalha com raios gama, gerados por dois irradiadores que têm cobalto 60 como fonte. Esse isótopo do cobalto emite raios gama ininterruptamente. Para evitar que eles se espalhem, os irradiadores estão confinados em duas salas, de 200 metros quadrados cada, com paredes de concreto de um metro e meio de espessura: 3 mil toneladas de concreto em cada uma.

É lá dentro delas que o material a ser esterilizado é exposto à radiação do cobalto 60. Cerca de mil clientes usam os serviços da Embrarad, o que rendeu no ano passado um faturamento de R$ 10 milhões. A empresa esteriliza produtos médicos descartáveis — como luvas, agulhas e seringas, material cirúrgico, odontológico, de laboratório, e também frascos, embalagens e fármacos. "Além disso, usamos a radiação para a descontaminação de cosméticos, fitoterápicos, chás, alimentos, especiarias, condimentos e corantes", diz Vizeu. "A coloração de vidros, pedras preciosas, melhoria de fibras sintéticas e de polímeros são outros serviços que fazemos com o uso de raios gama."

PIPE: maior conteúdo tecnológico para a empresa

Mas o uso industrial de raios gama não se limita à esterilização de materiais. Eles também podem ser usados para modificar a estrutura de alguns deles, criando um novo material. Foi o que a Embrarad e o IPEN, em conjunto com a empresa petroquímica Braskem, fizeram entre 2003 e 2005. Com financiamento de R$ 300 mil do Programa Inovação Tecnológica em Pequenas Empresas (PIPE), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), os três parceiros desenvolveram um polipropileno (PP) com alta resistência quando fundido.

O engenheiro químico Ademar Lugão, gerente adjunto do Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN, que coordenou a pesquisa, explica que o polipropileno é um dos plásticos de maior consumo no mundo, por causa de suas propriedades excepcionais e baixo preço de mercado. No entanto, o PP apresenta algumas dificuldades de processamento, pois sua viscosidade na temperatura de processo é muito baixa. "No caso do PP fundido, a viscosidade é muito baixa", explica Lugão. "Dizemos que o PP apresenta baixa resistência do fundido, tornando difícil ou mesmo impossível a fabricação de inúmeros produtos."

Por isso, os pesquisadores usaram a radiação gama para modificar a estrutura das moléculas do polipropileno. Normalmente, elas são lineares e podem ser pensadas como se fossem "espaguetes". Se as forças de adesão entre as moléculas (os "espaguetes") forem fracas — como acontece quando o PP é fundido —, elas escorregam com facilidade uma em relação à outra. É essa característica que traz a baixa viscosidade. "O processamento para a obtenção do produto final é sempre realizado no estado de fusão", explica Lugão. "É nesse estado que ele se transforma de matéria-prima em produto. Portanto as propriedades físicas dessa massa no estado de fusão são fundamentais para o processamento eficiente e livre de defeitos do PP."

Nas máquinas da Embrarad, o polipropileno fornecido pela Braskem foi submetido à radiação — com o objetivo de criar ramificações nos "espaguetes" de PP. "Os raios gama emaranharam as moléculas, tornando as ligações entre elas muito mais fortes e, portanto, aumentando a chamada viscosidade do estado fundido", explica Lugão. Os experimentos foram bem-sucedidos: "Nosso trabalho ampliou as aplicações já enormes do PP. Tornará possível a fabricação de novos produtos, como espumas de baixa densidade para uso na indústria automobilística. Além disso, os produtos que já eram feitos com o PP não modificado poderão ser fabricados agora com muito maior eficiência, número de falhas muito menor e, em muitos casos, maior produtividade."

Para a Embrarad, o projeto de pesquisa criou a possibilidade de um novo negócio. "A nossa intensa participação em todas as fases da pesquisa tornou possível para a Embrarad o domínio do conhecimento de técnicas industriais de manipulação da estrutura molecular do polipropileno por meio da radiação", diz Vizeu. O PIPE teve ainda outra importância para a empresa: "Esse projeto consolidou uma parceria com o grupo de polímeros do IPEN. O conhecimento gerado agregou à Embrarad uma competência útil, que podemos classificar de spin-off do PIPE, haja vista que a maioria dos produtos processados por radiação é constituída de polímeros. Portanto, a Embrarad é hoje uma empresa mais capacitada a prestar um serviço com maior conteúdo tecnológico."

A potência da irradiação

No cotidiano da empresa, os materiais a ser esterilizados entram nas salas onde estão os irradiadores sobre esteiras, em pequenos contêineres, um com capacidade de 720 litros e outro de 250 litros, e dão duas voltas em torno da fonte de raios gama. Não há microorganismo que resista. Na verdade, nenhum ser vivo sobreviveria naquele local. "As doses de radiação podem chegar a 20 mil Gy (grays), que é a unidade de medida que se usa nesse caso", explica Vizeu. "Para se ter uma idéia de quanto isso é alto, basta comparar com a radiação natural encontrada na atmosfera, que é de 0,001 Gy, ou seja, 1 mGy (miligray)." Outra comparação: a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), seguindo normas internacionais, estabelece em 0,05 Gy (50 miligrays) por ano o limite a que uma pessoa pode ficar exposta.

Apesar das altas doses, não sobram vestígios da radiação gama no material esterilizado nem na sala onde ocorre a irradiação. Raios gama nada mais são do que ondas eletromagnéticas, assim como os raios X e a luz. As diferenças são a freqüência e o tamanho das ondas. Os raios gama têm a freqüência mais alta e o menor tamanho de onda de todo o espectro eletromagnético, com exceção dos raios cósmicos. Daí sua capacidade de penetrar fundo na matéria. Mas, uma vez isolada a fonte, a radiação desaparece. "É como a luz", explica Vizeu. "Quando a lâmpada é desligada, não sobram vestígios dela."

No caso da radiação gama, no entanto, não é possível desligar a fonte. O que é feito para que as pessoas possam entrar na sala do irradiador é mergulhar o cobalto 60 num poço de água, com seis metros de profundidade. "A densidade do concreto é 2,35 vezes maior do que a da água", explica Vizeu. "Então, um poço de água de 2,35 metros de profundidade tem a mesma capacidade de isolamento que uma parede de concreto de um metro de espessura."

Outra prova de que a radiação gama não deixa vestígios no material que a recebe é o fato de ela ser usada em alimentos, para reduzir a quantidade de microorganismos e, com isso, aumentar seu tempo de conservação. Em sua mesa na Embrarad, Vizeu sempre tem um pacote de pão de fôrma irradiado, que dura até seis meses sem embolorar. "O tratamento de alimentos por meio da radiação gama é um método conhecido e aprovado pela legislação brasileira desde 1985", diz. "No mundo, esse método vem sendo estudado há mais de 50 anos, inclusive por nós. Dentre os produtos pesquisados, hoje já se pode afirmar a eficiência do processo em diversos alimentos, especiarias e condimentos, ervas e chás, carnes, frangos, peixes e uma vasta variedade de frutas secas e in natura e vegetais."

Cooperação resulta na formação de mestres e doutores

Embora seja uma empresa pequena — tem 50 funcionários — e não tenha um departamento de pesquisa, Vizeu assegura que a Embrarad é inovadora. "Cada produto irradiado é fruto de um projeto específico, desenvolvido em parceria com o cliente", explica. "Se queremos usar a radiação para retardar o amadurecimento de uma determinada fruta, por exemplo, temos de verificar qual a dose ideal. Isto é, aquela que provoca o efeito que procuramos, sem que se altere as características químicas e sensoriais (sabor, odor e consistência) da fruta."

Para analisar os produtos quanto a esses e outros aspectos, a Embrarad tem parcerias com várias universidades, como a de São Paulo (USP), Estadual Paulista (Unesp), Federal de Pernambuco (UFPE) e a Unicamp, além de institutos de pesquisa, como o IPEN. "Essas nossas parcerias já renderam 20 dissertações de mestrado; 15 teses de doutorado desenvolveram projetos com a Embrarad", orgulha-se Vizeu. "Além disso, o desenvolvimento de projetos de irradiação com os clientes sempre agrega um valor incremental elevado aos seus produtos."