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Caso 7: Seda versus titânio

15 de dezembro de 2012 | 100 Inovações, Outros

O mercado

O mercado global de polímeros biocompatíveis é estimado em US$ 10 bilhões. De acordo com o Instituto Nova da Alemanha, a demanda por plásticos e compósitos bioindustriais está apresentando crescimento de dois dígitos, apesar da crise econômica. Polímeros derivados do petróleo substituíram a maioria dos substitutos naturais e até mesmo metais. A introdução de plásticos de engenharia reduziu o custo e o peso de veículos de transporte e eletrônicos. Polímeros de origem natural mantêm uma base de clientes fiel e estão até mesmo aumentando sua participação de mercado. No entanto, plásticos feitos de amido de milho competem com alimentos, o algodão consome quantidades enormes de água para irrigação e pesticidas, e o celofane de celulose requer ácido sulfúrico em seu processo de produção. Esses exemplos indicam que polímeros derivados de recursos renováveis ​​não são necessariamente sustentáveis.

Historicamente, a seda foi o primeiro polímero industrializado a se tornar um padrão de mercado. A produção global de seda ultrapassou um milhão de toneladas por ano por volta de 1900, mas despencou para 90.000 toneladas um século depois, resultando na perda de aproximadamente 25 milhões de empregos rurais. A criação e o processamento da seda foram afetados pela China, Índia, Pérsia, Turquia e Itália. Apenas alguns produtos de luxo, como as gravatas Hermès, sobreviveram como referências de qualidade. Recentemente, a produção se recuperou, chegando a quase 100.000 toneladas.

Inovação

Quando os chineses começaram a cultivar amoreiras há cerca de 5.000 anos, seu foco era regenerar o solo superficial em terras áridas para desenvolver a agricultura e atender à crescente demanda por alimentos. Foi por acaso que um casulo caiu na xícara de chá da Imperatriz, e ela extraiu 300 metros de fio de seda da água quente. Essa descoberta deu origem a uma indústria global. A seda nunca conseguiu competir com a introdução das fibras sintéticas, e poucos se dedicaram à pesquisa fundamental para identificar o verdadeiro potencial desse polímero renovável.

O professor Fritz Vollrath e o Grupo de Seda da Universidade de Oxford (Reino Unido) estudaram polímeros naturais de abelhas, formigas, mexilhões, aranhas e mariposas. Algumas aranhas produzem seda que supera a do titânio. Esta é a primeira seda com uma alta relação desempenho/peso, além de ser biocompatível. A seda é absorvida pelos tecidos do corpo, enquanto o titânio não é rejeitado. Em segundo lugar, a seda do bicho-da-amoreira, que não é um verme, mas uma lagarta, pode ser transformada em seda de aranha simplesmente controlando a pressão e o teor de umidade. Em terceiro lugar, a seda rica em carbono não só substitui um polímero derivado do petróleo que emite carbono durante sua produção, como também desbloqueia um ciclo positivo de sequestro de carbono, desde o plantio de árvores até a produção de dispositivos biocompatíveis com baixa energia e pressão, criando uma matéria-prima que pode ser reciclada indefinidamente. Se a seda bruta for obtida por métodos tradicionais, como no caso do Butão, a lagarta não é fervida até a morte, o que oferece uma nova perspectiva para a agricultura humana.

O primeiro fluxo de caixa

Embora a seda já tenha sido a matéria-prima padrão para roupas finas, esse mercado evaporou-se ao longo dos anos. Será muito difícil para a seda entrar no mercado de bens de consumo, onde o náilon já substituiu os polímeros naturais há muito tempo. O primeiro portfólio de aplicações diz respeito a dispositivos médicos. Fritz Vollrath fundou a Oxford Biomaterials e criou com sucesso quatro empresas, cada uma focada em nichos claramente definidos onde a seda tem uma vantagem competitiva. As quatro aplicações são: suturas, reparo de nervos, enxerto ósseo e dispositivos ortopédicos. Capital foi captado e parceiros foram confirmados para cada aplicação. As novas empresas derivadas da Oxford Biomaterials são a Neurotex, a Suturox e a Orthrox, esta última cofinanciada pela Fundação Wellcome.

O produto comercial mais simples são os fios de sutura, aqueles que os cirurgiões usam para nos suturar após uma cirurgia. Trançar seda crua em condições estéreis é tudo o que é necessário, seguido da fixação de uma agulha à fibra. A produção em massa de fios de sutura padronizados é controlada por algumas empresas, como a Johnson & Johnson. Embora seja possível obter um lucro modesto com a seda para a indústria têxtil, um mercado de nicho como o de fios de sutura poderia estimular o renascimento de indústrias locais que operam dentro desse nicho, substituindo importações caras por produção local que incorpora o plantio de árvores, empregos rurais e sequestro de carbono, com um fluxo de caixa proveniente do valor agregado que requer apenas um investimento limitado para entrar no mercado.

A oportunidade

As aplicações potenciais da seda vão além dos dispositivos médicos. Certos produtos de consumo também oferecem uma oportunidade extraordinária, embora seja necessário mais desenvolvimento de produto, pois não existem designs prontos para o mercado de massa de bens de consumo, que se move rapidamente. A lâmina de barbear é um alvo claro. Uma lâmina de barbear é feita de titânio e aço inoxidável. Estima-se que 100.000 toneladas de metais de alta qualidade provenientes de lâminas de barbear acabem em aterros sanitários. A quantidade de aço inoxidável e titânio por lâmina foi reduzida em 20 vezes em comparação com as primeiras versões inventadas pelo Sr. Gillette há mais de um século. Ultimamente, a quantidade total de metais altamente processados, incluindo o titânio, está aumentando novamente, à medida que a lâmina única se tornou uma versão com duas, três e agora até cinco lâminas, cada vez prometendo um barbear mais rente.

Pode parecer irrazoável sugerir que uma alternativa à base de seda possa superar a capacidade inventiva dos 500 pesquisadores em tempo integral da Gillette. No entanto, o novo modelo de negócios que poderia surgir seria tão diferente que nenhuma das três líderes de mercado (Gillette, Schick e BIC) conseguiria se comprometer com uma mudança tão fundamental. Em vez de cortar a queratina (o pelo) com uma lâmina, os fios de seda deslizariam sobre a pele, aparando a ponta do pelo como um cortador de cabelo manual tradicional. Uma grande vantagem é que a seda só corta o pelo, nunca a pele.

Se as 100.000 toneladas de metais altamente processados ​​enviadas para aterros sanitários fossem substituídas por seda, seria necessário plantar mais amoreiras, já que a oferta global atual é de apenas 100.000 toneladas. Esse plantio exigiria aproximadamente 1.250.000 hectares de amoreiras em terra, um recurso abundante em todo o mundo. O plantio, a criação de lagartas e o processamento gerariam cerca de 1.500.000 empregos, além de reiniciar o ciclo de sequestro de carbono, superando qualquer solução tecnológica. O potencial para a introdução da seda como um produto competitivo reside em nichos de mercado onde o comportamento atual do consumidor é de desperdício. A possibilidade de substituir o titânio por algo tão suave quanto a seda tem uma clara vantagem comercial que muitos estão prontos para explorar. E você?

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