Revista Citino Volume 2 - Número 2

Volume 2‫ ׀‬Número 2‫ ׀‬Abril-Junho de 2012

REVISTA CITINO

Periódico da Associação Nacional Hestia de
Ciência, Tecnologia, Inovação e Oportunidade
Abril-Junho de 2012

Volumes publicados
Edição : Volume 2‫ ׀‬Número 2‫ ׀‬Abril-Junho de 2012

Abril – Junho de 2012

Neste lançamento, artigos de revisão e textos originais em
bioengenharia e embalagens. A figura da capa é uma
simulação 3D, desenvolvida no software Solidworks. Referese a uma embalagem biodegradável inspirada nas formas do
ouriço da castanha-do-brasil. Esta imagem foi obtida na
Universidade do Estado de Mato Grosso, UNEMAT, pelos
pesquisadores Tiago de Almeida e Ana Paula Livero
Sampaio.

Abril-Junho de 2012

Revista aberta,
organizada pela
Associação Nacional
Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia


Revista CITINO
Associação Nacional Hestia
Travessa Campo Grande, 138- Bucarein
CEP 89202-202 – Joinville – SC – BRASIL
Fax: 47 4009-9002
e-mail: citino@hestia.org.br

CONSELHO EDITORIAL
CORPO EDITORIAL
Prof. Dr. Etney Neves – HESTIA e UNEMAT
Editor
e-mail citino@hestia.org.br
Profa. Luciana Reginado Dias – UFSC
Revisora da redação em Língua Portuguesa
Profa. Judith Abi Rached Cruz – UNEMAT
Revisora da redação em Língua Inglesa
Prof. Marcelo Franco Leão – IFMT e UNEMAT
Assessor de Arte Final em Textos e Ilustrações
Ana Paula Lívero Sampaio – HESTIA
Assessora de Arte Final em Gráficos e Figuras

CONSULTORES EDITORIAIS
Profa. Dr. Claudia Roberta Gonçalves – UNEMAT
Prof. MSc. Cristiano José de Andrade – UNICAMP
Eng. Eduardo Soares Gonçalves – UNEMAT
Prof. Dr. Fabrício Schwanz da Silva – UNEMAT
Prof. MSc. Luciano Matheus Tamiozzo – UNEMAT
Prof. Dr. Luiz Carlos Ferracin – HESTIA
Profa. Dra. Mariana Beraldo Masutti – CPEA

Prof. Dr. Rodrigo Tognotti Zauberas – UNIMONTE
Esp. Soraia Cristine Lenzi – HESTIA
Profa MSc. Thereza Cristina Utsunomiya Alves – HESTIA


Eng. Osny do Amaral Filho – HESTIA

CARTA DO EDITOR
A Associação Nacional Hestia, ao completar em 2012, seus 4 anos de fundação, lançou
vários serviços, em uma leitura das reais necessidades de um Pesquisador, para o seu
dia a dia. São tantas as demandas, que prioridades foram estabelecidas. Foi um trabalho
realizado por Pesquisadores, para Pesquisadores. São 7 serviços voltados ao conforto,
segurança e projeção, daqueles que trabalham dia e noite pensando a inovação, através
do rigor do método científico. A Revista CITINO faz parte deste conjunto de
ferramentas, possuindo um papel especial na divulgação para a sociedade, do que os
Pesquisadores pensam, escrevem e defendem. Nossa organização, está dando sinais que
a sociedade organizada avança no Brasil. Sejam todos bem-vindos a mais esta Edição da
Revista CITINO!


ETNEY NEVES
Editor

GLOSSÁRIO
SEÇÃO BIOENGENHARIA – subdividida em biomateriais, análises de respostas a
tratamentos inovadores e novos fármacos ou aplicações.


SEÇÃO EMBALAGENS – design e marketing associados à ciência e tecnologia de
materiais para embalagens inovadoras de alimentos, estudo de efeitos protetores da
embalagem ao alimento ou reações químicas do material ou alimento correlacionado
com sua embalagem.
.

SUMÁRIO
Pág.
1-6

EDITORIAL

ARTIGOS
SEÇÃO BIOENGENHARIA

08

Efeitos causados pela Laserterapia de baixa intensidade, sobre o
comportamento osteocondutor do Vitrocerâmico elaborado a partir do
Biovidro genérico 45S5

15

SEÇÃO EMBALAGENS

16

Design e Simulação de uma Embalagem Ouriço da castanha-do-Brasil

25

Uma nova proposta de Embalagem Biodegradável de Poli (Ácido Láctico)
para morangos


07


REVISTA CITINO

SEÇÃO BIOENGENHARIA
BIOENGINEERING SECTION
BIOMATERIAIS
BIOMATERIALS

Abril - Junho de 2012

Pág.
CAUSADOS
PELA
LASERTERAPIA
DE
BAIXA
08. EFEITOS
INTENSIDADE, SOBRE O COMPORTAMENTO OSTEOCONDUTOR
DO VITROCERÂMICO ELABORADO A PARTIR DO BIOVIDRO
GENÉRICO 45S5

Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ORIGINAL ARTICLE

EFFECTS CAUSED BY LOW-INTENSITY LASER THERAPY ON
THE BEHAVIOR OF THE OSTEOCONDUCTIVE GLASS
CERAMICS PREPARED FROM GENERIC 45S5 BIOGLASS
*

Emiliano Rodrigo de Barros Arruda1,
João Manoel Domingos de Almeida Rollo2, Paulo Sergio Pizani3 e Etney Neves 4,5
1

Programa de Pós Graduação Inter unidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC-USP
Professor do Engenharia Mecânica USP São Carlos
3
Professor de Física da UFSCar
4
Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT- Universidade do Estado
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT
5
Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA-Brasil.
2

Abstract
This study evaluated the effects caused by low-intensity laser on the behavior of the
osteoconductive ceramic glass derived from a generic 45S5 bioglass in bone
perforations in the rat tibia. Perforations were made below the tuberosity of the right
tibia of 64 male adult age in Wistar rats (Rattus norvegicus albinos). They were
randomly divided into four groups, nominated: one control and three experimental
procedure to undergo implant or implant and laser irradiation of low intensity. The
values of birefringence showed improved organization of tissue irradiated groups with
or without implantation of glass ceramic. The groups with the glass ceramic showed
more diffuse tissue at 13 days, even in the more central regions of the lesion. The
combination of laser radiation with ceramic glass, stimulated osteoblast proliferation.
The glass ceramic used showed osteoconductive, and that the laser radiation accelerated
the repair process in the presence or absence of the glass ceramic.
Keywords: low intensity laser, glass ceramic, bone repair, rats.

*

emiliano@hestia.org.br

Vol. 2, No. 2, Abril - Junho 2012, Página 8

Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ARTIGO ORIGINAL

EFEITOS CAUSADOS POR LASERTERAPIA DE BAIXA
INTENSIDADE SOBRE O COMPORTAMENTO
OSTEOCONDUTOR DO VITROCERÂMICO ELABORADO A
PARTIR DO BIOVIDRO GENÉRICO 45S5
*

Emiliano Rodrigo de Barros Arruda1,
João Manoel Domingos de Almeida Rollo2, Paulo Sergio Pizani3 e Etney Neves 4,5
1

Programa de Pós Graduação Inter unidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC-USP
Professor do Engenharia Mecânica USP São Carlos
3
Professor de Física da UFSCar
4
Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT- Universidade do Estado
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT
5
Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA-Brasil.
2

Resumo
Este trabalho avaliou os efeitos provocados por laserterapia de baixa intensidade, sobre
o comportamento osteocondutor do vitrocerâmico derivado de um biovidro genérico
45S5, em perfurações ósseas em tíbias de ratos. Foram realizadas perfurações, abaixo da
tuberosidade da tíbia direita de 64 machos, na idade adulta, de ratos da raça Wistar
(Rattus norvegicus albinus). Os mesmos foram divididos aleatoriamente em quatro
grupos, sendo eles: um controle e três submetidos a procedimento experimental de
implante ou implante e irradiação a laser de baixa intensidade. Os valores de
birrefringência demonstraram uma melhor organização tecidual dos grupos irradiados,
com ou sem o implante de vitrocerâmico. Os grupos com o vitrocerâmico apresentaram
o tecido mais difuso aos 13 dias, até mesmo nas regiões mais centrais da lesão. A
associação da radiação laser com o vitrocerâmico, estimulou a proliferação
osteoblástica. O vitrocerâmico utilizado apresentou capacidade osteocondutora, e que a
radiação laser acelerou o processo de reparo na presença ou não do vitrocerâmico.
Palavras-chaves: laser de baixa intensidade, vitrocerâmico, reparo ósseo, ratos.

1. Introdução
A busca por novos materiais sintéticos, para o tratamento de alterações ósseas,
incentiva o estudo de uma técnica apoiada no desenvolvimento tecnológico, ainda
pouco explorado, de implantação de biomateriais. Estes materiais são desenvolvidos
para uso em áreas da saúde, com a finalidade de substituir a matéria viva que teve a
*

emiliano@hestia.org.br


função perdida, neste caso o tecido ósseo. Um biomaterial é então, qualquer substância
sintética ou natural que possa ser utilizada para substituição total ou parcial de qualquer
tecido, ou órgão do organismo. Ficam excluídos os fármacos.1
O Biovidro 45S5 Genérico, é um biomaterial não tóxico, e biocompatível com
características de um material osteocondutor.2 Entretanto, as propriedades dos vidros,
podem ser afetadas devido o surgimento de novas fases derivadas da nucleação e
crescimento de cristais. Este processo envolve o tratamento térmico do vidro, para
formação de um material cristalino.3 O vidro transformado em vitrocerâmico, utilizado
neste estudo, foi obtido a partir do Biovidro 45S5 Genérico. Com a cristalização do
vidro, as propriedades intrínsecas passam a ser de um novo material (cristal). Isso
inviabiliza previsões teóricas com base no vidro, do comportamento osteocondutor.
Uma vez que estes tipos de implantes são utilizados no intuito de viabilizar o
reparo ósseo, é relevante o fato de se tentar combiná-los com outras técnicas
bioestimulantes. Lirani-Galvão e parceiros demonstraram melhor efetividade da LTBI
com λ 780nm e 30mW de potência na fluência de 112,5J/cm², para a estimulação do
reparo ósseo em tíbias de ratos. A melhor interação com implantes, devido à
laserterapia, também foi obtida com sucesso em enxertos ósseos autógenos em ratos.4,5
A literatura discute superficialmente, a interação do biovidro no estado amorfo,
ou mesmo cristalino, sob a influência da radiação laser de baixa intensidade com o
tecido ósseo, porém a presença de cristalinidade tente a trazer benefícios no que diz
respeito à bioatividade e osteocondução do material. Os fatores supracitados são
estimativas teóricas de que a LTBI, pode ser utilizada no reparo ósseo combinada com a
utilização do vitrocerâmico. O material foi elaborado a partir do biovidro genérico. As
regiões estudadas foram perfurações de tíbias de ratos.
2. Materiais e Métodos
2.1. Animais Experimentais
Foram utilizados 64 ratos machos da raça Wistar (Rattus norvegicus albinus), na
idade adulta. Estes permaneceram em gaiolas de polipropileno, agrupados em quatro
indivíduos por gaiola, mantidos em ambiente higienizado a cada dois dias, com
iluminação ciclo claro/escuro de 12 horas, recebendo água e ração balanceada ad
libitum.
2.2. Grupos Experimentais
Os animais, com suas tíbias direitas perfuradas cirurgicamente, foram divididos
aleatoriamente em quatro grupos, dos quais um foi utilizado como controle e três
submetidos a procedimento experimental de implante e irradiação laser de baixa
intensidade. Os grupos utilizaram 16 animais. Posteriormente, os animais de cada grupo
foram subdivididos em dois subgrupos cada, de acordo com o tempo de vida antes da
eutanásia, que ocorreu com 7 e 13 dias P.O.
Grupo experimental 1 (n=16) – Os animais não foram submetidos a nenhum
procedimento após a cirurgia, permanecendo em suas gaiolas durante todo o período
experimental, desta forma o reparo ósseo ocorre sem interferências. Grupo representado
pela sigla GC.
Grupo Experimental 2 (n=16) – Os animais tiveram a lesão submetida à aplicação de
vitrocerâmico. Grupo representado pela sigla GV.
Grupo Experimental 3 (n=16) – Neste grupo os animais receberam desde o primeiro dia
P.O. radiação laser infravermelho λ 780 nm, contínuo, potência 30 mW, e fluência


112,5j/cm², resultando em um tempo de aplicação de 2,5 minutos. Grupo representado
pela sigla GL.
Grupo Experimental 4 (n=16) – Os animais foram submetidos à aplicação de
vitrocerâmico, e também à irradiação laser infravermelho λ 780 nm, contínuo, potência
30 mW, e fluência 112,5j/cm², resultando em um tempo de aplicação de 2,5 minutos.
Grupo representado pela sigla GVL.
2.3. Procedimento Experimental
Esse projeto foi aprovado pelo comitê de ética de experimentação animal da
Universidade Federal de São Carlos – CCEA/UFSCAR, através do parecer CEEA
006/2007. Durante o presente experimento não houve perdas de amostrais.
Antes do procedimento cirúrgico foi realizada a pesagem dos animais e
determinada a dose de anestésicos. Esta foi composta da combinação de cloridrato de
Ketamina 10% e cloridrato de Xilazina 2%, com dose proporcional ao peso do animal, e
utilizada em cada indivíduo de todos os grupos com aplicação intraperitoneal.
A pele circunjacente à tuberosidade da tíbia da pata direita foi previamente
tricotomizada, e limpa com álcool etílico iodado. Foi realizada uma pequena incisão
longitudinal sobre a pele, e realizada uma incisão na musculatura, tornando possível a
perfuração da tíbia.
Para facilitar a colocação do vitrocerâmico na perfuração produzida, foi
necessário utilizar um veículo líquido. No caso, o sangue do animal, o que permitiu a
possibilidade do uso de um porta-amálgama. Ao final do procedimento, a pele e o
músculo foram suturados usando fio poliamida não reabsorvível, e então a pele foi
limpa com solução de álcool iodado, realizando uma higienização local final.
A terapia laser teve seu início 24 horas após a lesão, e foi realizada durante 12
dias consecutivos. Todo o procedimento, foi efetuado em um período do dia
predeterminado, e a pele dos animais permaneceu tricotomizada durante todo o período
de tratamento. Os parâmetros empregados no experimento foram: modo contínuo de
emissão, potência de 30 mW, dose de 112,5 J/cm². Esta prática resultou em um tempo
de aplicação de 150 segundos, com a energia total no ponto de 4,5J.
A irradiação foi executada com técnica de contato, onde a probe ficou
posicionada de forma perpendicular à pele, se irradiando um único ponto, de maneira
transcutânea sobre o foco lesionário, localizado 10 mm abaixo do platô tibial.
Logo após a eutanásia, a tíbia direita de cada animal foi retirada, e submetida
a um procedimento padrão para descalcificação e inclusão em parafina.
A incisão longitudinal foi direcionada à análise das características das fibras
colágenas, utilizando a Picro Sirius sob luz polarizada, averiguando o estado
organizacional do colágeno depositado. Também foi realizada a quantificação da
intensidade de coloração em pixels, em uma escala de 0 a 255, para quantificar a
diferença entre as médias obtidas pelos grupos.
3. Resultados
Na figura 1 pode ser observada a representação das imagens de cada grupo, com
7 dias, submetidas à coloração de Picro Sirius, observado por microscopia de
polarização.
A
imagem
revelou
evidências quantitativas na
aparência da
organização das fibras de colágeno, no tecido ósseo neoformado, evidenciando que os
grupos tratados com laser estão em melhores condições na organização estrutural.


Figura 1. Exemplares de lâminas de animais sacrificados no 7º dia, coradas com Picro Sirius sob
luz polarizada (aumento original de 100X), onde a intensidade do brilho de birrefringência é
proporcional à organização das fibras colágenas. O grupo controle apresenta pouco brilho em
comparação com o grupo irradiado (A); o grupo apenas irradiado apresenta brilho moderado (B);
o grupo com biomaterial tem pouco brilho de birrefringência, quando comparado com os demais
grupos (C); já o grupo com associação do biomaterial com a LTBI, apresenta um brilho superior,
quando comparado com o grupo que apenas recebeu o vitrocerâmico (D).

A figura 2 ilustra o gráfico com as médias da intensidade do brilho de
birrefringência, dado pela coloração Picro Sirius Red.

Min-Máx
25%-75%
Média
Figura 2. Médias (em pixels) da intensidade da coloração: o grupo GC apresenta melhor
organização tecidual, em comparação a GV e GVL, onde em 7 dias do experimento, o grupo
GL apresentou a melhor organização tecidual dentre todos os grupos.


A figura 3 ilustra a representação dos grupos GC e GL, em 13 dias, onde é evidente o
estímulo da organização tecidual pela irradiação a laser.

Figura 3. No Grupo GC, o brilho é moderado e as fibras se localizam às margens da lesão
(A); no grupo GL há um brilho mais intenso e difuso pelo sítio de lesão (B), no grupo GV as
fibras ficam em torno das partículas e apresentam moderado brilho(C), e no grupo GVL é
visível um incremento no brilho e na espessura das fibras colágenas (D). As setas brancas
indicam a localização das partículas do vitrocerâmico.

Na figura 4, o gráfico ilustra as médias em pixels e os desvios dos grupos aos 13
dias após a cirurgia.

Min-Máx
25%-75%
Média
Figura 4. Médias em pixels e os desvios dos grupos aos 13 dias após a cirurgia.


Para a análise quantitativa da anisotropia, a diferença foi estatisticamente
significativa (p < 0,005), na comparação entre todos os grupos.
4. Discussão
O retardo inicial (até 30 dias) era previsto para tratamentos com uso de
biomateriais.6 Contudo, o atraso inicial do processo de reparo pode ser entendido como
uma reação fisiológica natural, porque na presença de partículas de enxerto, a deposição
óssea ao redor do material é mais lenta, e diretamente proporcional à absorção do
mesmo, promovendo uma equivalência reparativa somente nos períodos cronológicos
finais de 30 a 60 dias.1
Em termos de aplicações clínicas, o biovidro mais utilizado é o Biovidro 45S5.8
Neste estudo foi utilizado o Biovidro Genérico 45S5, sintetizado no Brasil por uma
nova via tecnológica de propriedade industrial requerida, e que mostrou promover uma
rápida formação óssea, quando comparado a Hidroxiapatita (HA).
A baixa resistência a fraturas dos materiais cerâmicos convencionais, não
permite sua aplicação em áreas de carga. Assim, bioativos de vitrocerâmico (obtida
por cristalização controlada), foram desenvolvidos de uma forma que, mantendo as
propriedades de osteocondução do biovidro, melhorassem sua força, permitindo que
eles sejam usados de forma mais ampla.
Nos resultados apresentados, existe um estímulo claro, do processo de reparação
tecidual pela radiação laser de baixa intensidade, nos parâmetros utilizados, e
considerando as evidencias da melhoria da interação do osso com o
vitrocerâmico utilizado.
O laser de baixa intensidade tem sido estudado, como estimulante
da cicatrização óssea com resultados positivos, corroborando com os resultados
apresentados.9, 10
Foram realizados estudos mostrando uma
melhor
interação ossoimplante, usando LTBI com diodo de arseniato de gálio aluminizado (Gaal), na tíbia
com implantes de titânio, corroborando com os resultados apresentados.
5. Conclusão
A laserterapia de baixa intensidade se revelou um eficiente meio bioestimulante,
no comprimento de onda 780 nm, com potência de 30 mW, dose de 112,5J/cm², e
energia total de 4,5J.
Quando o tecido é irradiado com laser, na presença do biomaterial em estudo, a
interação é otimizada melhorando a qualidade do tecido ósseo neoformado, e sua
interação com o material.
6. Referências
[1] Guastaldi, A.C. Biomaterial– ponderações sobre as publicações científicas. Rev.
assoc. paul. Cir. Dent, São Paulo, 2004v.58, n.3, p.205-206.
[2] Reyes, L. C. V. Aplicação de um vidro bioativo em tíbias de coelho. Dissertação
de Mestrado UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO- São Carlos – SP200070p.
[3]P.Li,Q.Yang, F. Zhang and Kobuko. The effect of residual glassy phase in a
bioactive glass-cerâmic on the formation of its surface apatite layer in vitro, J.
Mater. Sci. Mater. Med., 1992v.3 n.6, p.452-456.
[4] Lirani-Galvão, A.P.R.; Jorgetti, V.; Silva, O. L. Comparative study of how lowVol. 2, No. 2, Abril - Junho 2012, Página 14

level lasertherapy and low-intensity pulsed ultrasound affect bone repair in rats.
Photomedicine& Laser Surgery, 2006v. 24, n.6 p.735-740.
[5] Da Silva, R.V., Camili, J.A. Repair of bone defects treated with bone graft and
low power laser. The journal of craniofacial surgery. 2006 v.17 n.2 p.297-301.
[6] Becker W, Becker B.E., Caffesse R. A comparison of desmineralized freeze-dried
bone and autologous bone to induce bone formation in human extraction sockets.
J Periodontol; 199465(2):1128-33.
[7] Kokubo T, Ito S, Huang ZT, Hayashi T, Sakka S, Kitsigi T, Yamamuro T. Ca-P Rich Layer formed on high strength bioactive glass ceramics A-W.J Biomed Mater
Res; 1990v.24 n.3 p.31-43.
[8] Pinheiro, A. L., Gerbi, M. E. () Photoengineering of bone repair. Photomedicine
and laser surgery.2006V.24 n.2 p.169-78.
[9] Garavello, I., Baranauskas, V., DA Cruz-Hofling, M. A. The effects of low laser
irradiation on angiogenesis in injuried rat tibiae. Histologyand histopatology.
2004V. 19 n. 1 p.43-8.
[10] Khadra, M., Ronold, H. J, Lyngstradaas, S. P., Ellingsen, J. E., Haanaes, H.
R.Low-level laser therapy stimulates bone-implant interaction: an study in
rabbits.clinical oral implants research, 2004v.15 n.3 p.325-32.



REVISTA CITINO

SEÇÃO EMBALAGEM
PACKAGING SECTION
SIMULAÇÃO
SIMULATION

Pág.
16 DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM OURIÇO DA
CASTANHA-DO-BRASIL
UMA NOVA PROPOSTA DE EMBALAGEM BIODEGRADÁVEL DE
POLI (ÁCIDO LÁCTICO) PARA MORANGOS

Abril - Junho de 2012

25

Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ORIGINAL ARTICLE

DESIGN AND SIMULATION OF THE
BRAZIL NUT HEDGEHOG PACKAGE
Ana

Paula Lívero Sampaío1, Gabriela Souza Alves2, Camila Aparecida Zavolski2,
Thiago Rafael de Almeida3, Etney Neves4,5, Marney Pascoli Cereda6

¹ Acadêmica do Curso de Arquitetura e Urbanismo, Ciências da Computação e Engenharia de
Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres – MT, Brasil.
Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000.
2
Acadêmicos do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
Grosso, Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000.
3
Acadêmico do Curso de Ciência da Computação, UNEMAT – Universidade Estadual de Mato Grosso,
Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua A, s/nº - Cohab São Raimundo, CEP 78390-000.
4
Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres – MT.
5
Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.Brasil.
6
Professora do Departamento de Ciências Agrárias e Ciências Biológicas, UCDB - Universidade
Católica Dom Bosco, Campo Grande – MS.

Abstract
This study aims to analyze data and characteristics of the Brazil nut hedgehog
(Bretholletia excelsa HBK) as part of the evaluation of a package design. This has been
defined in a projectual, sophisticated and complex language, meeting all the technical,
aesthetic and market requirements. Based on this assumption, we have studied the
package simulation process using SolidWorks software. This design tool enabled 3D
modeling, based on the characteristics and properties of the aesthetic element. A
suitable simulation led to the method study for a future prototyping of high definition.
Keywords: packaging, simulation, brazil nut hedgehog.



ana.livero@gmail.com


Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ARTIGO ORIGINAL

DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM
OURIÇO DA CASTANHA-DO-BRASIL
Ana

Paula Lívero Sampaío1, Gabriela Souza Alves2, Camila Aparecida Zavolski2,
Thiago Rafael de Almeida3, Etney Neves4,5, Marney Pascoli Cereda6

¹ Acadêmica do Curso de Arquitetura e Urbanismo, Ciências da Computação e Engenharia de
Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres – MT, Brasil.
Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000.
2
Acadêmicos do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
3
4
5
6
Professora do Departamento de Ciências Agrárias e Ciências Biológicas, UCDB - Universidade
Católica Dom Bosco, Campo Grande – MS.

Resumo
O presente trabalho tem como objetivo analisar dados e características do ouriço da
castanha-do-brasil (Bretholletia excelsa H.B.K), como parte da avaliação do design de
uma embalagem. Esta se definiu em uma linguagem projetual, sofisticada e complexa,
atendendo todas as exigências técnicas, estéticas e mercadológicas. Partindo desse
pressuposto, se estudou o processo de simulação de embalagens através do software
SolidWorks. Esta ferramenta de projeto permitiu a modelação em 3D, fundamentada
nas características e propriedades do elemento estético. Uma simulação adequada levou
ao estudo de métodos, para uma futura prototipagem de elevada definição.
Palavras-chaves: embalagem, simulação, ouriço da castanha-do-brasil.

1. Introdução
Este artigo se refere ao estudo gráfico, estrutural e de design, do ouriço da
castanha-do-brasil, para elaboração de uma embalagem alimentícia, a qual terá como
função a armazenagem de castanhas desidratadas, sem casca, para comercialização. O
estudo indicará processos de simulação através de softwares existentes, para a criação
do protótipo.


ana.livero@gmail.com


A elaboração da embalagem acontece através de uma parceria com o Instituto
Kabu, uma associação civil de direito privado, constituída por membros indígenas da
etnia Kayapó, subgrupo Mekrangnoti, que desenvolvem o projeto de manejo tradicional
Kayapó na Terra Indígena Baú e Mekrangnotire, com intuito da coleta e
comercialização da castanha-do-brasil. Os Kayapó pertencem ao tronco linguístico
macro-Jê, onde ocupam e protegem cerca de onze milhões de hectares da floresta
amazônica.4 Bioma este que a castanheira-do-brasil (Bretholletia excelsa H.B.K) é
originária. Apresentando porte majestoso e frondoso, a árvore adota aspecto
inconfundível pela sua copa larga.1 As dimensões são notáveis, chegando a medir
sessenta metros de altura. O seu fruto, conhecido como ouriço, tem casca lenhosa e
rígida, possui forma esférica e massa variável entre 500 e 1.000 gramas. O seu interior
contém 12 a 30 sementes, recobertas por uma casca lenhosa, mais fina, que cobre a
amêndoa. Esta é bem consistente, branca, oleosa, comestível, deliciosa e nutritiva, de
grande utilidade e alto valor econômico. Os frutos maduros caem inteiros no solo, de
onde são coletados para extração das amêndoas.2

Figura 1. Índia Kayapó coletando os ouriços de
castanha-do- Brasil. Fonte: Instituto Kabu (2010).

2. Design de Embalagem e as Funções Estéticas do Ouriço da Castanha-do-brasil
A embalagem tem como objetivo ser condicionante de proteção do alimento in
natura, da matéria-prima alimentar ou do produto alimentício, temporária, no decorrer
de suas fases de elaboração, armazenamento e consumo.3
Partindo desse pressuposto, o sistema embalagem é o conjunto de operações e
processos organizados por sequência, que exige especificações e controle de
parâmetros, para que resulte em produto final alimentício protegido até o consumo.
Neste estudo multidisciplinar, o design está presente em todas as etapas, quando
é necessário conhecer os objetivos, características e identidade do projeto, para qual será
destinada a embalagem.4
Sendo assim, a pesquisa tem como objetivo analisar as funções estéticas do
ouriço da castanha-do-brasil a serem aplicadas. O ouriço, fruto da castanheira-do-brasil,
apresenta forma arredondada, extremidades de bases irregulares, dimensões de 12 a 18
centímetros de diâmetro, com textura bastante rugosa e rígida.2
Foram analisadas algumas amostras de ouriços, para subtração de propriedades
que poderiam ser aplicadas na embalagem. Com maior riqueza de detalhes,
identificamos divisões naturais na parte interna do fruto, composta de quatro partes
salientadas. Outra característica a ser considerada é a pigmentação, que se apresenta em


sua casca lenhosa externa e interna, com uma coloração marrom claro, com pontos
escuros.
Divisões internas

(A)

Textura rugosa

(B)

Figura 2. Ouriço da Castanha do Brasil, (A) Vista interna, (B) Vista Externa.
Fonte: Arquivo pessoal (2011).

Dentre as metodologias adotadas, os desenhos técnicos de estudos realizados
possuem um importante papel, na definição do corpo da embalagem.

Figura 3. Desenhos técnicos: estudo de medidas para embalagem. Fonte: Arquivo pessoal (2011).

O ouriço da castanha-do-brasil, além de inspirar os princípios dimensionais da
embalagem, influenciou na definição dos parâmetros para os estudos correlatos, como: a
seleção de um material leve e biodegradável, a manufatura, e a pigmentação para o
material sintético industrial.
Considerando as inspirações naturais do projeto, foram selecionadas as
inovações que ajudassem a reduzir o impacto ambiental, e a valorização do trabalho das
comunidades indígenas Kayapó Mekrãgnoti, dentro das desejáveis incorporações de
significados de sustentabilidade na embalagem.
3. Dados técnicos da embalagem
O material escolhido para o desenvolvimento da embalagem foi denominado
neste estudo como “Bioman”, material biodegrável, produto polimerizado da fécula de
mandioca.

A densidade () calculada para o material foi de 0,12 g/cm3. Considerando as
dimensões da embalagem e uma espessura de parede 0,35 cm, e simplificando sua
forma para uma esfera oca, através da equação (1):

(1)
se obtém o volume (V), que o material ocupará. O valor encontrado foi de 655,21 cm3.
Considerando a equação (2), utilizada para o cálculo da densidade dos materiais,
isolando m e aplicando e V, foi obtido 78,63 g como a quantidade de massa por
embalagem primária (unidade do produto).
(2)

Em média, o material Bioman é 4 vezes mais denso que o poliestireno
expandido (EPS) e 7 vezes mais leve que os polímeros PET e PP. Considerando uma
bandeja de Bioman e EPS, ambas com as dimensões de 22,5 x 18,0 x 3,0 cm (volume
ocupado de material = 157,5 cm³), os custos dos materiais são respectivamente R$0,03 e
R$0,01, por bandeja. Estes valores estão diretamente relacionados ao valor comercial da
tonelada de PS9 em comparação com a tonelada da fécula de mandioca. 10
A manufatura de embalagens Bioman, em relação ao EPS tradicionalmente
utilizado para embalagens de alimentos, é favorecida por sua característica sustentável
superior.
A mobilidade da embalagem representa boa parte de sua viabilidade tecnológica.
Este critério deve considerar especialmente a massa, custo material e transporte. Em um
contexto técnico geral, Bioman atende economicamente estes pré-requisitos. Outros
aspectos também podem ser avaliados como positivos como suas características
protetivas por absorção de vibrações e impactos, quando considerado os esforços
aplicados sobre os produtos nas operações de estocagem, transporte e distribuição.
4. Softwares para simulação de embalagem
A partir das características e propriedades do elemento estético definido, foi
aplicado o processo de simulação da embalagem através de softwares. Estas
ferramentas permitem para o projeto a modelação de sólidos em 3D.
O SolidWorks, software de simulação adotado na pesquisa, apresenta
ferramentas de projeto que utiliza a modelação paramétrica de sólidos. Baseada nas
características e propriedades de cada elemento e ação é possível alterar em qualquer
altura do processo, o projeto da modelagem. Adicionalmente, o SolidWorks oferece
ferramentas recursos que proporciona maior agilidade e eficaz.5
A execução do projeto em SolidWorks foi realizada em três etapas distintas, a
primeira (parts), é a concepção das várias peças em ficheiros separados, a segunda
(assembly), é a montagem das mesmas num novo ficheiro e a terceira (drawing), é a
criação das vistas das várias peças e da montagem.5 Com a execução das peças
separadas, o simulador nos concede maior riqueza de detalhes e precisão, fornecendo
parâmetros de qualidade para a futura prototipagem do produto.


4.1. Processos da simulação
A embalagem consiste em duas partes, que se une por um fechamento
rosqueável. Ambas têm como função, armazenar amêndoas de castanha-do-brasil
desidratadas.
Sendo assim são fechadas separadamente por selos, que tem como objetivo dar
maior segurança ao produto em seu manuseio. Os selos vêm exercer também a função
estética, trazendo consigo maior campo para exibição de propaganda e informativos do
produto. Como podemos analisar a primeira parte (parts), que se deu ao
desenvolvimento das peças separadas.

(A)

(C)

(B)

(D)

Figura 4. Etapa parts, peças que compõe a embalagem, (A) e (B) vistas
isométricas, (C) e (D) seções da parte inferior e superior. Fonte: Arquivo
pessoal (2012).

Ao unir as partes, a embalagem se remete esteticamente a forma de um ouriço,
porém com mais simetria. As extremidades chatas da embalagem ganham finalidades de
base de apoio e exibição do rótulo e informações nutricionais.
Na parte superior, denominada tampa, foram incorporados baixos relevos em
suas laterais frontais. Este detalhe tem por objetivo proporcionar uma maior aderência
no manuseio do produto. Já a parte central da embalagem, onde ocorre a união dos
hemisférios e o fechamento, é formado um anel de fases planas, favorecendo o encaixe
dos dedos. Esta segunda parte (assembly), da execução do projeto, demonstra com
maior detalhe os encaixes, relevos, fechamento e suas finalidades.

(A)

(B)


(D)

(C)

Figura 5. Parte superior da embalagem, (A) Vista isométrica, (B) Seção,
(C) Vista lateral, (D) Vista Frontal. Fonte: Arquivo pessoal (2012).

A composição da embalagem se dá na terceira parte, onde toda a estrutura do
projeto se une e se harmoniza. A embalagem recebeu em seu design exterior, desenhos
de grafismos indígenas típicos. Estes aumentam a aderência no manuseio da
embalagem, além de tornar a superfície do material biodegradável mais rígido e menos
frágil. A arte em relevo é composta por linhas simétricas e lineares, que remete ao
grafismo corporal dos indígenas Kayapó Menkrãgnoti.

Figura 6. Vista Isométrica da embalagem de
amêndoas de castanha-do-brasil. Fonte: Arquivo
pessoal (2012).

5. Prototipagem
Prototipagem é uma operação importante e vital, no processo de
desenvolvimento final de homologação de um projeto de embalagem. Seu principal
objetivo é auxiliar na especificação, e validação de requisitos do projeto, permitindo a
verificação de futuros problemas, e reduzindo os riscos da inovação.6
O protótipo pode ter seu desenvolvimento manual, se tornando essencialmente
um trabalho artesanal. De outra forma, pode ser desenvolvido através de softwares,
utilizando o método da prototipagem rápida.7 Um conjunto de tecnologias usadas para
se manufaturar objetos físicos diretamente, partindo de uma base de dados gerados pelo
sistema de projeto (C.A. D), que integra a modelação em 3D.8 Este estudo apresenta os
métodos possíveis, para realização de uma prototipagem de elevada definição.
6. Conclusão


O ouriço, fruto da castanheira-do-brasil (Bretholletia excelsa H.B.K), originária
da floresta amazônica, apresenta forma arredondada, extremidades de bases irregulares,
dimensões de 12 a 18 centímetros de diâmetro, textura rugosa e rígida.
Os frutos maduros caem inteiros no solo, de onde são coletados para extração
das amêndoas. O interior dos ouriços contém de 12 a 30 sementes em média, recobertas
por uma casca lenhosa, mais fina, que cobre as amêndoas. Estas são consistentes,
brancas, oleosas, comestíveis e nutritivas. Outra característica considerada do ouriço é a
pigmentação, que se apresenta em sua casca externa e interna, por coloração marrom
claro, com pontos escuros. Partindo destas características, o projeto da embalagem
respeita os princípios estéticos, da forma natural do ouriço da castanha-do-brasil.
O material escolhido para o desenvolvimento da embalagem se denomina
“Bioman”, material biodegrável, definido como o produto da polimerização da fécula de
mandioca. Em média, o material Bioman é 4 vezes mais denso que o poliestireno
expandido (EPS) e 7 vezes mais leve que os polímeros PET e PP. A manufatura de
embalagens Bioman é favorecida por sua característica sustentável superior.
A densidade () calculada para o material polimerizado de fécula de mandioca,
foi de 0,12 g/cm3.
O SolidWorks, software de simulação 3D, foi adotado no desenvolvimento da
pesquisa, onde a execução do projeto foi realizada em três etapas distintas: parts,
assembly e drawing.
O projeto da embalagem consiste em duas partes, que se une por um fechamento
com rosca. Cada hemisfério ou meia esfera possuem selos, que mantém protegidas as
amêndoas de castanha-do-brasil. Foi incorporado desenhos de grafismos indígenas em
todo seu contexto esférico, que se remete ao grafismo corporal dos indígenas Kayapó
Mekrãgnoti.
O estudo apresenta métodos possíveis para realização de uma prototipagem, que
específica e torna válidos os requisitos do projeto, permitindo a elaboração do produto.
7. Referências bibliográficas
[1] SOUZA, M. L., Processamentos de amêndoa e torta de castanha-do-Brasil
e farinha de mandioca: parâmetros de qualidade. Ciência e Tecnologia de
Alimentos, Campinas, V.24, p.120-128, 2004.
[2] CHAVES, N., Dossiê Técnico do Cultivo da Castanha-do-Brasil.
Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico da Universidade de Brasília,
CDT/UNB, 2007.
[3] MESTRINER. F., O Design e sua integração com o Sistema Embalagem,
Revista Embanews, 2009.
[4] SAMPAIO, A. P. L., TARDIVO,V. P., Kayapó Kukrãdjà: manifestações
culturais dos povos indígenas. Fórum ambiental- ANAP, UNESP, 2010.
[5] ÂNGELO, H., Introdução ao Solidworks. Instituto Superior Técnico, Fórum
Mecânica, 2002.
[6] SOARES, B. C., Requisitos para utilização de prototipagem evolutiva nos
processos de desenvolvimento de software baseado na Web. UFMG, Belo Horizonte,
2008.


[7] SELHORST, J. A., Análise comparativa entre os processos de prototipagem
rápida na concepção de novos produtos: um estudo de caso para determinação do
processo mais indicado, Pontifícia universidade católica do Paraná, PUC-PR,
Dissertação de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, 2008.
[8] GONÇALVES, S. F. M., Tecnologias de Prototipagem Rápida com Tecnologias
Laser, Universidade do Minho, 2010.
[9] BASTOS, V. D., Potencial de Investimentos no Setor Petroquímico Brasileiro,
BNDES, 2007-2010.
[10] CEPEA, Centro de estudos avançados em economia aplicada. Análise econômica
mensal sobre o setor de mandioca e derivados, ESALQ-USP, 2010.


Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ORIGINAL ARTICLE

POLY (LACTIC ACID) BIODEGRADABLE
PACKAGE PROPOSAL FOR STRAWBERRIES
Douglas

Arvani Macedo¹, Aliny Coutinho de Brito¹, Thays Folador¹,
Tiago Rafael de Almeida2 e Etney Neves3,4

¹ Acadêmicos do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
2
3
4

Abstract
Strawberry is the popular name of the pseudofruit Fragaria sp. This food has a high
degree of perishability. Deterioration can be accelerated, if not used correct harvesting
and post-harvesting techniques. One pack may be a differential in the strawberry
conservation and presentation. An innovative proposal to pack strawberries is presented.
A biodegradable polymer is suggested as a sustainable option for the manufacturing
project. The packaging design and its protective and marketing potential are discussed.
The package was simulated using the software features Solidworks, version 2010.
Keywords: packaging, strawberry, poly (lactic acid) (pla) biopolymer.



douglasarvani@gmail.com.br


Vol. 2, No. 2,
Abril-Junho de 2012

ARTIGO ORIGINAL

UMA NOVA PROPOSTA DE EMBALAGEM
POLIMÉRICA PARA FRUTAS IN NATURA
Douglas

Arvani Macedo¹, Aliny Coutinho de Brito¹, Thays Folador¹,
Tiago Rafael de Almeida2 e Etney Neves3,4

¹ Acadêmicos do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
2
3
4

Resumo
As frutas in natura possuem uma vida de prateleira curta, pois sua deterioração poderá
ocorrer por vários mecanismos. Além disso, na maioria dos casos o seu manuseio é feito
de forma inadequada. Deste modo, têm-se a preocupação de usar uma embalagem
adequada, a fim de evitar danos físicos, químicos, biológicos e mecânicos ao produto. A
partir de um polímero biodegradável, o poli lactídeo (PLA), que é uma resina obtida da
fermentação do amido de milho, obtém-se pela adição de uma carga mineral de
cerâmica uma embalagem com maior resistência, objetivando uma melhor conservação
de frutas sensíveis, tais como o morango, através do método da atmosfera modificada,
garantindo assim a preservação das suas características organolépticas.
Palavras-chaves: embalagem, biodegradável, Polímero Poli Lactídeo (PLA).

1. Introdução
As primeiras "embalagens" surgiram há mais de 10.000 anos e serviam como
simples recipientes para beber ou estocar. Esses primeiros recipientes, como cascas de
coco ou conchas do mar, usados em estado natural, sem qualquer beneficiamento,
passaram com o tempo a ser obtidos a partir da habilidade manual do homem. As novas
embalagens deveriam permitir que os produtos alimentares fossem transportados dos
locais de produção para os centros consumidores, mantendo-se estáveis por longos
períodos de estocagem.1



douglasarvani@gmail.com.br


Dentre as embalagens encontradas nos supermercados para frutas em geral,
destacam-se as de poliestireno branco (isopor), sendo que em outros casos há
preferência por embalagens de papelão, madeira ou caixas plásticas com visor, feito de
filme plástico.
Aprimoramentos na conveniência de uso, aparência, possibilidade de
reaproveitamento, volume, peso, portabilidade, características de novos materiais são
itens que promovem a modificação da embalagem de forma a adequá-la ao
processamento moderno, reciclagem de lixo e estilo de vida.1
As frutas in natura merecem cuidados especiais, pois elas são sensíveis e
delicadas na maioria dos casos, sendo o morango um ótimo exemplo desse tipo de fruta.
Os morangos são frutos muito perecíveis, portanto as perdas pós-colheita podem
alcançar níveis importantes, caso não sejam utilizadas técnicas corretas de colheita e
pós-colheita.2
A rápida deterioração pós-colheita de morangos em temperatura ambiente tem
sido atribuída à elevada taxa respiratória e ao aumento da produção de etileno. Outros
fatores, como a suscetibilidade à lesão mecânica, a perda de água e a deterioração
causada por fungos, especialmente Botrytis cinerea, contribuem para diminuir o período
de conservação. Além desses fatores, alterações na cor, na firmeza da polpa e perda do
brilho natural também são observadas após a colheita.3
Uma nova proposta para se embalar morangos é apresentada neste trabalho, na
qual está sendo desenvolvida para ser manufaturado em poli ácido lático ou poli
lactídeo (PLA). O PLA é uma resina obtida da fermentação do amido de milho, um
polímero 100 % biodegradável.4
2. As embalagens atuais para frutas in natura
Dentre as embalagens utilizadas para frutas in natura, encontradas nos setores de
refrigeração dos supermercados, podemos constatar alguns problemas que os
consumidores encontram ao comprar este produto.
Em relação à distribuição, armazenamento e uso desse produto, existem alguns
danos definidos como:
 Mecânicos: as embalagens utilizadas não garantem a proteção do alimento em
caso de queda, podendo assim, amassá-los;
 Químicos: o papel filme que envolve a fruta pode, em caso de acidente, ser
rompido, deixando-a em exposição para a entrada de resíduos usados em
pulverização no controle de pragas, no qual não podem ser eliminados durante o
consumo deste alimento;
 Biológicos: são resultantes da contaminação dos alimentos por microrganismos
patogênicos, multiplicação e sobrevivência destes através de vários fatores e
contato de indivíduos com o produto;
 Físicos: alguns fragmentos podem ser encontrados em contato com o alimento
como metais, areia e similares nos procedimentos operacionais.5, 6
A colheita do morango é uma das operações mais delicadas e importantes de
todo o ciclo da cultura. Os frutos do morangueiro são muito delicados e pouco
resistentes, em virtude da epiderme delgada, grande percentagem de água e alto
metabolismo, o que exige muitos cuidados nesta etapa. Se forem colhidos muito
maduros, poderão chegar à decomposição e com podridões ao mercado, se forem
colhidos ainda verdes, terão alta acidez, adstringência e ausência de aroma. Em ambos
os casos, o produto chega ao mercado com baixo valor comercial. A cor é o parâmetro
mais importante para definir o ponto de colheita dos morangos. De modo geral, o fruto


deve ter no mínimo 50 % a 75 % da superfície de cor vermelho-brilhante, quando
destinado para consumo.2
Dependendo das condições climáticas, a colheita pode ser realizada diariamente
ou, no máximo, a cada três dias, para obter um ponto de maturação uniforme. Isso é
importante, pois como o morango é um fruto de tipo "não climatérico", não ocorre
amadurecimento nem melhoram as características organolépticas após a colheita.
Quando colhido verde, permanecerá como tal, sem que aconteça a melhoria de sua
qualidade comestível. Durante a colheita, devem ser evitados golpes, feridas ou outro
tipo de injúria na fruta, pois provocam suscetibilidade ao ataque de microorganismos.2
O resfriamento rápido ou pré-resfriamento consiste em retirar imediatamente o
calor que a fruta traz do campo, antes de alcançar sua temperatura de conservação
definitiva. Com isto, se reduz a taxa respiratória e se prolonga a conservação do
produto. Em geral, o morango pode ser conservado à temperatura de 0ºC com 90-95 %
de umidade relativa durante 3-5 dias. È essencial que durante o transporte seja
refrigerado, pois assim pode-se manter a cadeia do frio. Muitos locais onde se
comercializa o morango não oferecem condições adequadas de temperatura e manuseio
das embalagens, ocasionando perdas significativas do produto.2
As embalagens utilizadas variam conforme o mercado de destino, mas de modo
geral usam-se caixotes de madeira, papelão ou poliestireno expandido, caixas de
plástico transparente com tampa ou uma embalagem com uma base de poliestireno e
filme polimérico, com a capacidade de 250-800 gr de frutos.2
3. O PLA (Poli Ácido Lático ou poli lactídeo)
Como a demanda por biopolímeros à base de ácido lático se expande à custa de
polímeros convencionais, devido a vantagens que ele apresenta com relação a
reciclagem fácil realizada com bom custo-benefício, há uma previsão evidente de
aumento do consumo de ácido láctico nos próximos anos. Embora atualmente ainda
constituam apenas um reduzido nicho de mercado, espera-se que os plásticos
biodegradáveis alcancem o mercado principal de materiais poliméricos nos próximos
anos, fato esse que será impulsionado principalmente pelos preços continuamente
crescentes do petróleo e regulamentações governamentais cada vez mais restritivas, bem
como pelo maior interesse dos consumidores no uso de produtos mais ecológicos. Um
fator a ser considerado, em particular, é a facilidade em relação a matéria prima para a
produção do ácido lático, o que indica que esta será uma das substancias dominantes
num futuro mercado de plásticos biodegradáveis.7
O PLA é uma resina retirada a partir da fermentação bacteriana do amido de
milho, onde se obtém o ácido lático, que passa por um processo industrial. O material é
um poliéster produzido pela síntese química de uma fonte renovável e se degrada
totalmente, gerando compostos facilmente absorvidos pela natureza, sem interferir no
crescimento de plantas, animais e microorganismos.4, 8
Devido a sua ampla aplicabilidade, a obtenção do ácido lático por via
fermentativa é um dos processos mais estudados, buscando-se alternativas para o
aumento de produtividade e decréscimo do custo de produção.8


Figura
1.
Estrutura
molecular
representando o monômero do polímero
ácido lático (PLA).8

3.1. Processamento de PLA
A formação de termoplástico biodegradável a partir do amido envolve ligações
inter e intramoleculares cruzadas entre cadeias de biopolímeros para formar uma matriz
tridimensional semi-rígida que envolve e imobiliza o solvente.9
O método usado no desenvolvimento da nova embalagem é conhecido como
termoformagem ou termomoldagem, que utiliza o aquecimento de folhas ou placas
plásticas extrusadas, pela sua aproximação a um conjunto de resistências elétricas, até
seu amolecimento, a folha aquecida é imediatamente aplicada sobre um molde maciço
contendo perfurações apoiado sobre uma base no interior da qual se aplica vácuo,
(Figura 2). De acordo com o grau de complexidade em detalhes da superfície da peça a
ser moldada, pode-se ainda sobrepor pressão à folha, os moldes podem ser
confeccionados com gesso, madeira, metal, pois serão submetidos a solicitações
mecânicas pequenas.10

Figura
2.
Ilustração
do
processo
de
termomoldagem, utilizado para manufatura de
bandejas poliméricas para alimentos.13

4. Propostas da nova embalagem
Pensando em uma embalagem inovadora, que tenha o objetivo de preencher os
requisitos necessários para uma boa conservação do produto, no caso o morango, e que
também respeite o meio ambiente, tendo como proposta um polímero biodegradável,
neste caso o poli ácido lático ou poli lactídeo (PLA). Para obter uma embalagem mais
resistente será usado um cerâmico, com o objetivo de ganhos de propriedades. Dentre os

diversos tipos de materiais inorgânicos já testados pela indústria como carga de reforço
em termoplásticos, que poderíamos considerar neste trabalho, destacam-se Caulim,
Mica, Quartzo Moído.12
Através do método da atmosfera modificada, que consiste na alteração da
concentração de gases ao redor e no interior da fruta, o que reduz as taxas de respiração
e de produção de etileno, promove-se um retardamento na deterioração do fruto. O uso
da atmosfera modificada dentre outros fatores ajudaria a reduzir a absorção de O2 pela
fruta, diminuindo o crescimento de microrganismos aeróbios e oxidação, em
conseqüência, promove um aumento na vida-de-prateleira dos alimentos.2, 13, 14 A
proposta é apresentada nas figuras abaixo:

Figura 3. Ilustração da parte inferior da bandeja, espessura entre 0.5-1 mm, comprimento
interno de 137,874 mm (desconsiderando a borda) e altura de 28,071 mm (desconsiderando a
cavidade).

Figura 4. Ilustração da parte inferior da bandeja, largura de 160
mm (desconsiderando a borda) e altura total da parte inferior de
46 mm.


Figura 5. Ilustração da parte superior da bandeja (tampa), largura
total de 170 mm, comprimento total de 220 mm, cavidade com 30
mm de circunferência e 10 mm de altura, suspiro de ar de 5 mm
(respiração).

Figura 6. Ilustração da parte superior da bandeja (tampa) vista horizontal, altura total de
19,261 mm. Obs: 5 mm que são descartados ao encaixar as partes inferior e superior.

Figura 7. Ilustração da vista horizontal da bandeja já fechada com altura de 51,723 mm.
Obs: desconsiderando o ressalto de 8,54 mm, que serve de empilhamento entre duas ou
mais bandejas.


(a)

(b)

Figura 8. (a) Ilustração da vista frontal do empilhamento de 4 bandejas, onde a cor é
vermelha com 90 % de transparência, (b) Ilustração da vista horizontal do empilhamento
de 4 bandejas.

5. Conclusão
O poli ácido lático ou poli lactídeo (PLA) é um polímero que pode substituir os
atuais plásticos, por seus diferenciais técnicos e competitivos: uma maior vida útil do
produto, melhor resistência e sustentabilidade.
A função principal da uma embalagem de PLA é proporcionar proteção aos
frutos in natura, em especial proteção mecânica.
A preservação das características organolépticas dos frutos, através da proposta
de uma embalagem protetora em PLA, tem como destaque também estender a vida útil
do produto nas gôndolas, obtida pela adição da atmosfera modificada.
A biodegradação do PLA ocorre em cerca de 6 meses, se ele estiver em
ambientes adequados (p. ex., aterro sanitário), com presença simultânea de oxigênio,
umidade, microorganismos e calor.
A embalagem proposta tem: 24 cavidades com 3 mm de circunferência cada,
comprimento total de 220 mm, largura total de 170 mm, altura de 51,723 mm e cor
vermelha com 90 % de transparência para uma melhor visualização do consumidor em
relação ao produto.
O estudo de caso foi simulado para ser aplicado na embalagem de morangos. O
tamanho médio dos maiores morangos foram considerados para o padrão da cavidade da
embalagem.
A ferramenta Solidworks, versão 2010, foi utilizada para projetar e simular a
embalagem de morangos em PLA.
A aplicação das embalagens de PLA para frutos in natura tem como proposta o
uso em grande escala (industrial), portanto seu apelo biodegradável é desejável e é um
diferencial de projeto, contribuindo assim, na implementação de produtos sustentáveis.
6. Referências bibliográficas
[1] ABRE Disponível em: <http://www.abre.org.br/apres_setor.php>. Acesso em:
30/04/2011.


[2] EMBRAPA Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/
FontesHTML/Morango/SistemaProducaoMorango/cap12.htm>. Acesso em:
28/04/2011.
[3] CALEGARO, J.M.; PEZZI, E.; BENDER, R.J. Utilização de atmosfera
modificada na conservação de morangos em pós-colheita. Pesq. agropec. bras.,
Brasília, v. 37, n. 8, p. 1049-1055, ago. 2002.
[4] SAUDE CYCLUS Disponível em: <http://.saudecyclus.com.br/site/produtos/ cremevegetal.aspx>. Acesso em: 01/03/2011.
[5] ABANORTE Disponível em: <http://www.abanorte.com.br/noticias/noticiasprincipal/contaminacao-biologica-o-risco-invisivel-na-era-do-alimento-seguro/>.
Acesso em: 15/03/2011.
[6] EMBRAPA Disponível em: <http://www.cnpab.embrapa.br/publicacoes/ download/
doc200.pdf>. Acesso em: 15/03/2011.
[7] BIOPLASTICOLOR Disponível em: <http://bioplasticolor.blogspot.com/2011/
01/global-growth-in-lactic-acid-drived-by.html>. Acesso em: 04/05/2011.
[8] EBAH Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAv9gAJ/
biopolimeros-pha-phb>. Acesso em: 10/06/2011.
[9] EBAH Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAMr4AJ/
producao-biopolimeros-parte-ii>. Acesso em:13/06/2011.
[10] TESE Disponível em: <http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=
10&ved=0CGAQFjAJ&url=http%3A%2F%2Fwww.teses.usp.br%2Fteses%2Fdisponiv
eis%2F85%2F85131%2Ftde-17082009-172808%2Fpublico%2FAlexTere
laPinheiroDeCastro.pdf&rct=j&q=processo%20de%20termomoldagem%20para%20em
balagens%20polimericas&ei=iT_2Td-RMaXy0gHkw7ibBw&usg=AFQj
CNFQEwedXcd_54YOPRE y2QvWwDiNSg&cad=rja>. Acesso em: 13/06/2011.
[11] INTRAPLAS Disponível em: <http://www.intraplas.pt/aprender/processo.asp>.
Acesso em: 13/06/2011.
[12] CIMINELLI, R.R. Critérios para a formulação de cargas e reforços minerais em
termoplásticos.5º Congresso Brasileiro do Plástico Reforçado, São Paulo, 1988.
[13] EMBRAPA Disponível em: <http://www.cpact.embrapa.br/publicacoes/ download/
livro/fruticultura_fundamentos_prática/12.5.htm>. Acesso em: 28/04/2011.
[14] AZEREDO, H.M.C.; FARIA, J.A.F.; AZEREDO, A.M.C. Embalagens ativas para
alimentos. Ciênc. Tecnol. Aliment. vol.20 no.3 Campinas Sept./Dec. 2000.


Edição: Volume 2‫ ׀‬Número 2‫ ׀‬Abril-Junho de 2012


Contato:
Associação Nacional Hestia
Travessa Campo Grande, 138- Bucarein
CEP 89202-202 – Joinville – SC – BRASIL
Fax: 47 4009-9002
E-mail: citino@hestia.org.br

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