Bagaço de cana é matéria-prima para géis usados na limpeza e conservação de obras de art

Limpar uma pintura, um papel antigo ou uma peça de tecido pode exigir um controle rigoroso sobre a quantidade de água ou solvente que entra em contato com a superfície. Um líquido usado para retirar poeira, resíduos ou uma camada de verniz degradado pode penetrar além do desejado e alcançar partes da obra que deveriam permanecer intactas. Também pode evaporar rapidamente e aumentar a exposição do conservador-restaurador a compostos potencialmente tóxicos empregados no procedimento.

Uma alternativa estudada por pesquisadoras da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) consiste em aprisionar o líquido de limpeza em uma rede formada por materiais de origem natural. O resultado são géis feitos com nanocelulose e outros biopolímeros que funcionam como uma rede porosa para reter e liberar água ou outros fluidos de limpeza de forma mais controlada sobre superfícies delicadas.

A tecnologia nasceu da aproximação entre química e conservação de bens culturais. A química Camila Rezende, professora do Instituto de Química (IQ) da Unicamp, já trabalhava com celulose e materiais derivados de biomassa quando passou a orientar o doutorado de Camilla Camargos, formada em conservação e restauração de bens culturais móveis e hoje professora na UFMG. A patente, depositada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) com estratégia da Agência de Inovação Inova Unicamp, é resultado da pesquisa e tem titularidade compartilhada pelas duas universidades.

Os géis não são propriamente os agentes responsáveis pela limpeza. Sua função principal é carregar o fluido usado no procedimento e limitar sua volatilidade e penetração no substrato. “Ele funciona como uma plataforma para a aplicação desse fluido de limpeza. Como o fluido está preso dentro do gel, ele não vai penetrar tanto e afetar camadas que deveriam ser preservadas”, explica Camargos.

Em termos simples, um hidrogel é formado por uma rede sólida tridimensional capaz de reter grandes quantidades de água em seu interior. A estrutura lembra, em alguma medida, uma esponja, mas com uma proporção muito maior de líquido e uma quantidade pequena de material sólido formando a rede que o sustenta.

A capacidade de reter e controlar a liberação dos fluidos de limpeza é uma característica importante para a aplicação em conservação. Se o gel liberar líquido muito facilmente, perde-se parte da vantagem em relação a outras estratégias tradicionais. O objetivo é fazer com que o material mantenha o fluido retido e o libere gradualmente durante a limpeza.

Limpeza sob controle

Conservadores-restauradores utilizam diferentes estratégias para remover materiais depositados sobre uma obra. Uma das mais simples consiste em mergulhar um cotonete em água ou solvente e passá-lo pela superfície.

O método oferece, porém, controle limitado sobre a quantidade de líquido que penetra nas camadas da obra de arte. Em uma pintura, por exemplo, o profissional pode ter como objetivo retirar apenas uma camada mais superficial de sujeira ou de verniz oxidado. Nesse caso, a entrada excessiva do solvente pode atingir a camada da pintura subjacente, prejudicando sua integridade.

Há também uma questão relacionada à evaporação. Quando usado livremente, o solvente pode evaporar rápido demais, reduzindo o tempo de contato com a superfície, comprometendo a eficácia da limpeza e aumentando a possibilidade de inalação por quem executa o procedimento, o que pode representar riscos operacionais.

Os géis surgem como uma estratégia para lidar com parte dessas dificuldades. Já existem formulações de géis que são preparadas pelos próprios restauradores a partir de gomas, agarose ou derivados de celulose. Algumas delas, no entanto, apresentam baixa retenção de água e podem deixar resíduos, especialmente em materiais porosos, como papel e tecidos.

Outro grupo é formado por géis prontos para uso, produzidos com polímeros sintéticos e comercializados principalmente fora do Brasil. Segundo as pesquisadoras, esses materiais ainda têm acesso limitado no país por questões relacionadas ao custo e à importação.

Foi nesse cenário que surgiu a proposta de desenvolver uma alternativa feita com polímeros de origem natural, de fácil acesso no Brasil, renováveis e biodegradáveis.

Nanocelulose do bagaço da cana

A formulação patenteada contém nanocelulose produzida a partir de bagaço de cana-de-açúcar. O material é combinado a outros biopolímeros em dois sistemas principais. Um utiliza gelatina e o outro, alginato, polissacarídeo obtido de algas e ambos disponíveis comercialmente.

A combinação dos componentes exigiu ajustes para que os materiais formassem uma rede resistente, maleável e capaz de liberar água de forma controlada. As pesquisadoras trabalharam com diferentes formas de reticulação, processo que cria ligações ou interações fortes entre as cadeias de polímeros que formam a rede do gel.

Essas ligações e interações ajudam a definir a porosidade do material e quanto líquido fica preso na estrutura e quanto é liberado durante o uso. “O desafio é fazer um material que possa ser manuseado sem quebrar, que tenha flexibilidade suficiente para se ajustar ao relevo da superfície e que controle quanto de água retém e quanto libera”, resume Rezende.

A ideia começou a tomar forma em 2020, durante um período de pesquisa de Camargos na Universidade de Florença, na Itália. O grupo italiano já estudava géis voltados à conservação e restauração.

Na época, a pesquisadora trabalhava com nanocelulose e nanopartículas de lignina em revestimentos protetivos para bens culturais baseados em papel, madeira e tecidos. Durante um experimento, a adição de ácido provocou a formação inesperada de um gel contínuo e rígido de nanocelulose. O resultado levou à pergunta sobre a possibilidade de adaptar aquele tipo de estrutura para a limpeza de obras de arte.

A primeira versão ainda estava longe de ser adequada para uso. O material se partia com facilidade e não podia ser manipulado como necessário. Nos anos seguintes, o grupo modificou a formulação para aumentar a resistência, controlar a retenção de líquidos, evitar a liberação de resíduos e permitir que o gel pudesse ser armazenado já pronto para ser utilizado.

Diferentes superfícies

Embora o trabalho tenha surgido a partir de desafios na área da conservação e restauração de obras de arte, as pesquisadoras consideram que os hidrogéis também podem ser usados em outras superfícies delicadas, principalmente quando é necessário restringir a quantidade de água aplicada ou atuar apenas sobre uma camada superficial.

O grupo procura agora aumentar o controle sobre a retenção e a liberação de água para que diferentes formulações possam ser ajustadas às características de cada superfície. Outra frente envolve tornar o gel mais flexível para que ele acompanhe melhor relevos pronunciados, ondulações e pequenas ranhuras.

Instituições, empresas e outros parceiros interessados em conhecer a tecnologia ou avaliar possibilidades de licenciamento e colaboração podem entrar em contato com a Inova Unicamp, órgão responsável pela conexão entre as tecnologias desenvolvidas na Universidade e potenciais parceiros externos, por meio do formulário de conexão.

Texto: Isabele Scavassa – Inova Unicamp