Investigação biotecnológica para têxteis biodegradáveis

O projeto iECOBiOTEX atingiu um resultado que era considerado improvável há apenas cinco anos: a produção de misturas têxteis algodão-poliéster com taxas de biodegradabilidade superiores a 90% em condições de compostagem controlada. Este marco representa não apenas um avanço científico, mas uma prova de conceito com potencial de aplicação industrial imediata.

O problema das misturas têxteis

A indústria têxtil global produz anualmente mais de 92 milhões de toneladas de resíduos. Uma parte significativa deste volume resulta de misturas de fibras - algodão e poliéster combinados para melhorar o desempenho e reduzir custos - que são praticamente impossíveis de reciclar pelos métodos convencionais. O algodão degrada-se em condições naturais, mas o poliéster persiste centenas de anos no ambiente.

O iECOBiOTEX abordou este problema de forma disruptiva: em vez de separar as fibras para reciclagem mecânica, a equipa integrou aditivos biológicos diretamente na produção dos fios, criando um têxtil que, no final da sua vida útil, pode ser biodegradado num processo único e eficiente.

A abordagem dos aditivos biológicos

Os aditivos desenvolvidos são baseados em estirpes selecionadas de fungos celulósicos e enzimas estabilizadas, encapsuladas em micropartículas que permanecem inativas durante o uso normal da peça. A exposição às condições de humidade e temperatura características da compostagem ativa estes agentes biológicos, que iniciam a degradação seletiva das fibras celulósicas.

Os ensaios realizados em colaboração com o CIIMAR demonstraram que, ao fim de 12 semanas em compostagem controlada (55 °C, humidade relativa de 55–65%), as amostras tratadas apresentavam perda de massa de 89–93% na fração celulósica, mantendo as propriedades mecânicas esperadas durante o tempo de vida útil normal da peça.

Resultados e próximos passos

Os resultados foram validados segundo a norma EN 13432 para materiais compostáveis e encontram-se em processo de submissão de patente. A Cunha & Ribeiro (CR) está a preparar uma linha-piloto de produção para 2026, com o objetivo de colocar no mercado as primeiras peças de vestuário com este perfil de biodegradabilidade certificado.

Uma das descobertas mais relevantes do projeto iECOBiOTEX foi a identificação de estirpes fúngicas com capacidade de degradação altamente seletiva da celulose em misturas têxteis algodão-poliéster. Esta seletividade permite separar biologicamente os dois tipos de fibra, abrindo caminho para uma nova geração de processos de reciclagem têxtil.

Seleção e caracterização das estirpes

A equipa do CIIMAR realizou um screening alargado de fungos filamentosos com actividade celulolítica, testando mais de 80 estirpes provenientes de substratos lignocelulósicos, solos florestais e resíduos agroindustriais. O critério de seleção baseou-se na capacidade de secretar complexos enzimáticos funcionais a temperaturas moderadas (35–42 °C) e em meio com pH neutro a ligeiramente ácido.

Foram selecionadas quatro estirpes promissoras, pertencentes aos géneros Trichoderma, Aspergillus e Penicillium, todas com atividade celulolítica documentada mas com diferentes perfis de seletividade. Nos testes comparativos em amostras de mistura 50/50 algodão-poliéster, a estirpe T-17 demonstrou a mais elevada seletividade: degradação de 87% da fração algodão com perda inferior a 2% do poliéster, ao fim de 21 dias de incubação.

O mecanismo de separação biológica

A degradação celulolítica processa-se através da secreção coordenada de três classes enzimáticas - endoglucanases, exoglucanases e β-glucosidases - que atuam sinergicamente na despolimerização da celulose cristalina presente nas fibras de algodão. O poliéster, por não ter grupos hidrolisáveis acessíveis nestas condições, permanece praticamente intacto.

Este mecanismo permite, em princípio, recuperar a fração poliéster de misturas têxteis pós-consumo com elevada pureza, tornando-a diretamente utilizável em processos de reciclagem mecânica convencional. Os primeiros ensaios de recuperação realizados no IPP indicam purezas de 94–97% na fibra poliéster recuperada.

Da bancada para a aplicação industrial

O principal desafio para a escala industrial reside na produção de preparações enzimáticas estáveis e economicamente viáveis. O projeto está a avaliar a fermentação em estado sólido como via de produção de baixo custo, utilizando resíduos agroindustriais como substrato. Os resultados preliminares são promissores e serão publicados em revista científica indexada no primeiro semestre de 2026.

O processo de biodegradação enzimática das fibras celulósicas não gera apenas resíduos - gera também compostos de elevado valor comercial. O iECOBiOTEX demonstrou que, ao integrar a fase de valorização no processo de degradação têxtil, é possível transformar o problema do desperdício numa oportunidade económica concreta, alinhada com os princípios da economia circular.

Da celulose aos açúcares fermentáveis

A degradação enzimática da celulose presente nas fibras de algodão produz, em primeiro lugar, glucose - um açúcar simples com múltiplas aplicações industriais. O projeto otimizou as condições de sacarificação para maximizar o rendimento em glucose a partir de resíduos têxteis pré-tratados, atingindo conversões de 78–85% da celulose disponível em condições suaves (50 °C, pH 5,0, 48h).

Esta glucose pode ser diretamente fermentada por leveduras para produção de bioetanol, um biocombustível com mercado estabelecido e crescente procura, ou ser convertida por via biocatalítica em ácido glucónico, um produto de elevado valor com aplicações na indústria alimentar, farmacêutica e de construção.

Produção de ácido glucónico

O ácido glucónico é produzido através da oxidação enzimática da glucose pela glucose oxidase, uma enzima amplamente disponível. O IPP otimizou um processo integrado que combina a sacarificação do algodão com a oxidação enzimática in situ, eliminando a necessidade de separar a glucose antes da conversão e reduzindo significativamente os custos de processamento.

Os ensaios realizados em reator de bancada (1 L) produziram ácido glucónico com pureza de 92% e rendimento global de 71% a partir da celulose de partida, valores comparáveis aos processos industriais baseados em glucose de milho, mas com a vantagem de utilizar um resíduo como matéria-prima.

Um modelo de biorrefinaria têxtil

A visão de longo prazo do iECOBiOTEX é a de uma biorrefinaria têxtil integrada: os resíduos de algodão alimentam a produção de bioetanol e ácido glucónico, enquanto o poliéster recuperado regressa ao circuito de reciclagem mecânica. Os estudos preliminares de análise de ciclo de vida (ACV) indicam uma redução de 60–70% nas emissões de CO₂ equivalente face ao tratamento convencional em aterro, e uma criação de valor acrescentado de 3–5× por tonelada de resíduo processado.

A equipa iECOBiOTEX esteve presente no Fórum de Stakeholders da Circular Bio-based Europe Joint Undertaking (CBE JU) 2026, realizado em Bruxelas, sob o mote "Bio-based. Built to scale."

O evento reuniu decisores políticos, líderes da indústria e investigadores que trabalham na vanguarda da bioeconomia europeia, proporcionando um espaço privilegiado de partilha de perspetivas e de debate sobre os principais desafios do setor.

As discussões ao longo do fórum evidenciaram um desafio central: como fazer a ponte entre a investigação e a implementação real de soluções bio-based. A inovação avança rapidamente, mas o escalonamento continua a ser um ponto crítico — especialmente na transição da validação em escala piloto para a implementação industrial.

Entre as questões mais debatidas ao longo do evento, destacaram-se:

• O que continua a limitar a transição de resultados laboratoriais promissores para soluções prontas para o mercado?
• Como apoiar melhor o investimento em infraestruturas de primeira geração (first-of-a-kind)?
• Como garantir que alternativas sustentáveis — como materiais bio-based e biodegradáveis — consigam competir nos mercados existentes?

Para o iECOBiOTEX, estas discussões são particularmente relevantes. Avançar na circularidade têxtil exige não só inovação tecnológica, mas também alinhamento entre investigação, indústria e enquadramentos políticos.

A participação neste fórum reforça o compromisso do projeto com uma abordagem integrada — onde os resultados científicos se traduzem em soluções escaláveis e sustentáveis para o setor têxtil.

Comprometemo-nos a integrar estas perspetivas no trabalho em curso e a contribuir para o desenvolvimento de soluções que respondam às exigências reais do mercado e da transição ecológica.