A versatilidade das fibras naturais

As fibras naturais estão presentes nos mais variados tecidos e, com certeza, estão presentes na sua casa. Muito provavelmente você está utilizando alguma peça de roupa enquanto lê esse texto, mas você sabe dizer qual origem da fibra utilizada nesse tecido? É uma fibra natural, sintética, artificial ou mista?

As fibras possuem características próprias, mas em geral são materiais longos, finos e flexíveis com capacidade para serem transformadas em fios. A indústria têxtil utiliza dos diferentes tipos de fibras para produção dos mais variados produtos, como: roupas, panos para limpeza, coberturas de bancos de carros e até mesmo em curativos. 

Origem das fibras 

As fibras naturais podem ser de origem vegetal, provenientes de diferentes partes das plantas como por exemplo sementes, caule e até mesmo flores e folhas. De origem animal, obtidas dos pelos de animais ou produzidas por eles. Menos conhecidas, as fibras de origem mineral também são naturais e podem ser obtidas a partir de minérios como basalto e amianto. 

As fibras sintéticas e artificiais são consideradas de origem química, ou por serem derivadas de compostos químicos como é o caso do poliéster produzido a partir do petróleo (fibra sintética) ou por passarem por alguma etapa em que ocorre o tratamento da celulose com reagentes químicos, como é o caso do rayon (fibra artificial).  Na imagem abaixo pode-se observar os tipos de fibras diferentes entre as fibras naturais e químicas.

Fibras naturais

As fibras naturais são as mais antigas e utilizadas há milhares de anos pelo homem. Na última década, a produção de fibras naturais no mundo superou, anualmente, os 30 milhões de toneladas. 

Além de serem utilizadas na confecção de roupas, fibras naturais passam por diferentes processamentos a depender de sua origem. É possível produzir materiais mais resistentes como lona, bolsas, tapetes e insumos para móveis e geotêxteis para indústria de engenharia civil. Além disso, as fibras naturais, devido às propriedades mecânicas e físicas, são aplicadas nos mais variados produtos, como por exemplo: 

• Fibras de cânhamo são utilizadas na vedação de tubos; 
• Fibras de coco no preenchimento de bancos de automóveis e na produção agrícola, servindo de substrato para mudas e plantas maiores;
• Fibra kapok, que é extraída da semente da mafumeira (Ceiba pentandra) é utilizada na produção de coletes salva vidas.

Com exceção das fibras de algodão, que representam cerca de 80% das fibras naturais produzidas no mundo, e do linho que se desenvolve melhor em climas temperados, a maioria dessa matéria prima é produzida por pequenos produtores da América do Sul e do Leste Asiático.

O valor do mercado agrícola, referente à produção mundial de fibra natural, em 2018 foi estimado em 60 bilhões de dólares. Representado principalmente pelo algodão e pela lã, que apresentou preços recordes. Outras fibras bastante conhecidas pelos consumidores são o linho e a seda.

A fibra de algodão

O algodão é o rei das fibras naturais. Extraída a partir da semente da planta de algodão (semente de algodão), é quase inteiramente composta por celulose (cerca de 95%). Esse tipo de fibra é muito utilizado para produção de vestimentas, toalhas de banho e roupas de cama. A fibra de algodão dá origem a um tecido resistente, com ótima absorção da umidade e apresenta longa durabilidade, mantendo-se igual mesmo após muitas lavagens. 

Para extrair a fibra da semente, é preciso colher o algodão, lá na lavoura. Essa colheita pode ser feita de forma mecanizada ou manual. Pela forma mecanizada, a colhedora agiliza o processo, no entanto a colheita pode sujar as fibras e carregar mais resíduos (pedaços da planta), diminuindo sua qualidade. Após colhido, as fibras de algodão passam por uma etapa em que as máquinas separam as fibras das sementes. Na imagem abaixo há o crescimento da produção de fibras de algodão.

O maior concorrente das fibras de algodão são as sintéticas, que tiveram o seu padrão de qualidade melhorado e apresentam preços consideravelmente abaixo do valor do algodão. No entanto, o tecido produzido a partir da fibra de algodão é o único em características como biodegradabilidade, absorção de água, maciez e capacidade termostática.

Nas últimas décadas, a média de produção mundial de fibras de algodão deu um salto de 18 para 26 milhões de toneladas. Quando analisamos a década de 1990 e as estimativas para a safra 2019/2020, observamos que esse aumento de produtividade acontece sem haver um crescimento expressivo na área cultivada de algodão, que tem mantido uma média de 34 milhões de hectares nos últimos 40 anos.

Tal comportamento é reflexo das entregas da ciência no desenvolvimento das melhores sementes, manejo e colheita. Como por exemplo, o algodão transgênico e insumos biológicos como parte essencial do Manejo Integrado de Pragas (MIP) que além de aumentarem a produtividade e a sustentabilidade, ajudam a reduzir o custo da produção.

O primeiro algodão transgênico foi desenvolvido para ter resistência a herbicida glifosato e foi plantado em escala comercial pela primeira vez nos Estados Unidos em 1996. No ano seguinte já havia sido disponibilizado aos produtores uma nova tecnologia com resistência a insetos da ordem lepidóptera (borboletas e mariposas).

Desde então, muitas outras cultivares transgênicas foram desenvolvidas e atualmente são cultivadas em países como Brasil, China, Austrália, Argentina, México, Índia, África do Sul e muitos outros.

No Brasil, 84% da área cultivada de algodão é semeada com sementes transgênicas, tecnologia que auxilia o país a se manter como quinto maior produtor de fibras de algodão no mundo, com um total de aproximadamente 1,6 milhões de toneladas por ano. Os maiores produtores dessa fibra são: China, Índia, Estados Unidos e Paquistão. 

A fibra de linho

O linho é um tipo de fibra longa produzida a partir do caule da planta Linum usitatissimum, em tradução literal “linho mais útil”. É uma das fibras mais antigas já utilizadas pelo homem, e até hoje é uma importante matéria prima, principalmente para produtos têxteis. Na colheita do linho, a planta inteira é retirada do solo, preservando ao máximo o comprimento das fibras.

Fibras originárias de estruturas vegetais mais densas, como o caule, precisam passar por um processo conhecido como retting que é geralmente realizado por microrganismos capazes de colonizar e degradar essas fibras separando-as em frações mais finas. Após essa etapa, as fibras de linho passam por um processo de limpeza e orientação.

Assim como o algodão, a fibra de linho também é constituída principalmente por celulose, chegando a 80%, mas a pectina e hemicelulose ganham espaço nesse material têxtil, promovendo diferentes características. Por exemplo, o tecido originado desse tipo de fibra é mais rígido, de fácil enrugamento e com alta capacidade de absorver e liberar água, sendo ideal para roupas que serão utilizadas em climas quentes.

As plantas de linho são cultivadas em regiões cujas temperaturas não ultrapassem os 30 °C. O que faz dos países da Europa Ocidental, como por exemplo a França e a Bélgica, os seus principais produtores e responsáveis por 85% das 868,3 milhões de toneladas de fibras de linho produzidas em 2018. É uma cultura considerada “eco-friendly” por necessitar de poucos insumos químicos para o seu desenvolvimento.

Fibra de seda

A seda é uma fibra natural de origem animal constituída de um filamento proteico produzido por algumas espécies de animais, como por exemplo, o bicho da seda (Bombyx mori) quando faz o seu casulo. O seu principal constituinte é a fibroína. As fibras de seda merecem destaque por apresentarem alta capacidade de tração, extensibilidade, biocompatibilidade e resistência a produtos químicos, superando a maioria das fibras naturais e sintéticas.

Mais de 140 mil espécies de borboletas e mariposas, e 40 mil espécies de aranhas produzem seda. No entanto, a produção dessa fibra se dá, há mais de 5 000 anos, pela criação das larvas da mariposa que ficou conhecida como bicho da seda. A fibroína da seda é secretada pelas glândulas da larva no momento que produz o seu casulo, chegando a sintetizar cerca de 600 a 2.000 mil metros de fibra contínua. Esta domesticação do bicho de seda ao longo dos anos criou-se uma dependência com o ser humano conforme definição na imagem abaixo.

A criação do bicho da seda ocorre por meio da obtenção de ovos e criação das larvas em condições especiais de temperatura, umidade e sob dieta a base de folhas de amoreira (Morubas alba). A alimentação dos insetos é o principal fator limitante para produção de seda já que são necessárias aproximadamente 10 toneladas de folhas de amoreira para a produção de cerca de 2,5 kg de seda.

A colheita da seda se dá pelo mergulho dos casulos em água fervente, que dissolve o casulo liberando os fios de seda que são então coletados, lavados e penteados. A produção mundial de seda é de 200 mil toneladas por ano, onde os maiores produtores são a China e Índia com cerca de 90% da produção. O Brasil possui mais de 7000 produtores de seda, maioria localizados no estado do Paraná, e juntos produziram 517 toneladas de fibras em 2018.

Fibra de lã

Bastante antiga, a lã faz parte da pele da ovelha, sendo utilizada pelo homem há milhares de anos, inclusive na confecção de tapetes milenares, que podem ser vistos em museus. A fibra já foi chamada de “presente de Deus” devido a sua maciez e conforto.

A fibra de lã é constituída principalmente de alfa-queratina, retirada mais comumente de ovelhas, é a fibra de queratina mais estudada e utilizada no mundo. 

A produção de lã é considerada economicamente rentável e sem resíduos, uma vez que é possível aproveitar quase que inteiramente as ovelhas. No entanto, o processamento do velo (conjunto de lã que cobre o corpo do ovino) para indústria têxtil é bastante trabalhoso e quase que inteiramente manual. 

As fibras de lã são bastante versáteis com ótimas propriedades mecânicas e de conforto, além disso podem ser tingidas com corante de quase todas as cores. É um excelente isolante térmico, “respira” no corpo, é naturalmente elástico e não amassa.

Atualmente o consumo mundial de lã é de 1,2 milhões de toneladas, metade do consumido nas décadas de 1980 e 1990, queda que se deve principalmente ao aumento de fibras sintéticas. Os maiores produtores de fibra de lã são: Austrália, China, Estados Unidos e Nova Zelândia. 

Futuro das fibras naturais

A Iniciativa Discover Natural Fibers (DNFI) estima o envolvimento de pelo menos 60 milhões de famílias com a produção de fibras naturais em todo o mundo, mostrando a importância desse setor para o desenvolvimento social. Para que esse mercado continue crescendo, a busca por novas tecnologias capazes de extrair fibras com diferentes características e que possam ser incorporadas aos mais diversos materiais não para.

Fibras de bagaço de cana, laranja, bambu, piaçava e coco são alguns exemplos do que tem sido explorado e que revelam expectativa de expansão nos próximos anos. O coco já foi considerado um produto de baixa qualidade e valor, sendo utilizado principalmente para a produção de redes, capachos, revestimento de piso e cerdas de vassouras. 

No entanto, o melhor entendimento das propriedades físico químicas dessa fibra permitiu que hoje ele seja utilizado na produção de materiais mais nobres, como os painéis de fibra de vidro, que são polímeros reforçado com filamentos de vidro com característica maleável, é usado como isolante e apresenta boa estética. Atualmente, as fibras de coco representam 3% do mercado de fibras naturais.

Assim como ocorreu com a produção de fibra de coco, outras culturas sofrem com o baixo nível tecnológico, ausência de manejo e pouca mão de obra. Essas fraquezas podem ser revertidas em oportunidades para investimentos e transformação dessas fibras naturais em novos produtos com aplicações em materiais de diferentes áreas, uma vez que o mercado tem demandado cada vez mais produtos biodegradáveis e sustentáveis.  

Principais fontes:

DNFI. Top 10 Cotton Producing Countries in the World. Disponível em: https://dnfi.org/cotton/top-10-cotton-producing-countries-in-the-world_4785/. Acesso em: 15/07/2020. 

ISAAA. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in 2018: Biotech Crops Continue to Help Meet the Challenges of Increased Population and Climate Change. ISAAA Brief No. 54, 2019.

Mussig, J.  Industrial applications of natural fibres: structure, properties and technical applications. 1. ed.  Bremen, Alemanha, 2010.