Consórcio: Portucel, Raiz e PIEP

Período: Maio 2010 a Abril 2012

O projecto Valorcel, apoiado pelo Sistema de Incentivos ao I&DT no âmbito do COMPETE, envolveu um investimento elegível de 565mil euros, correspondendo a um incentivo FEDER de 385 mil euros.

Entidades Promotoras
O projecto de I&DT denominado Valorcel é uma co-promoção com as seguintes entidades do SCT:

• PIEP - Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros - é uma associação privada sem fins lucrativos, de matriz marcadamente tecnológica e científica, cuja actividade é suportada num modelo de gestão empresarial. Foi criado em 2001 por iniciativa do sector industrial, em estreita colaboração com a Universidade do Minho - através do Departamento de Engenharia de Polímeros (DEP-UM) - e com o IAPMEI. O PIEP tem por missão responder, em tempo oportuno ás necessidades de I&D+I das empresas, desenvolvendo materiais e produtos inovadores.

• e o RAIZ - Instituto de Investigação da Floresta e Papel - é uma organização sem fins lucrativos estabelecida em 1996 e que constitui uma plataforma de pesquisa líder em Portugal trabalhando inserida numa rede a nível do sector e várias universidades nacionais e internacionais. A sua missão é a de melhorar a competitividade através de Investigação Aplicada, Suporte Tecnológico e Formação Especializada.

O promotor líder é a Portucel.

As indústrias florestais em Portugal são estruturantes para a economia representando cerca 9% do total de exportações de bens.
O grupo Portucel Soporcel tem um forte contributo para a economia nacional representando cerca de 3% das exportações nacionais de bens. Dispõe de um modelo de negócio verticalmente integrado – floresta, pasta de celulose, energia renovável e papel -  alicerçado na investigação florestal, industrial e de produto, na inovação tecnológica e de processos e no desenvolvimento de produtos com uma proposta de valor diferenciada e reconhecida como tal pelo mercado global.

Através de um parque industrial eficiente e tecnologicamente sofisticado, o Grupo tem uma capacidade anual para produzir 1.6 milhões de toneladas de papel, 1.4 milhões de toneladas de pasta de papel, das quais mais de 80% são transformadas em papel, e 2.5TWh de energia, em grande parte obtida a partir de fontes renováveis. É líder mundial no segmento Premium de papéis de escritório.

Em termos estratégicos, o desenvolvimento de I&D e a aposta na inovação sempre foram vitais para o grupo Portucel Soporcel, dada a vocação pelo posicionamento dos seus produtos em segmentos de elevado valor acrescentado.

A área de Investigação, focada no desenvolvimento da produção florestal e do processo produtivo, possibilitou ao grupo Portucel Soporcel implementar as melhores práticas nas suas actividades, factor essencial para a competitividade do negócio. A competitividade do grupo Portucel Soporcel assenta assim num modelo de negócio cuja proposta de valor se encontra alicerçada na sustentabilidade do processo de inovação, traduzido, entre outros aspectos, na conceptualização e desenvolvimento de produtos premium e marcas próprias, que representam actualmente mais de 60% das vendas de produtos transformados em folhas (os produtos de maior valor acrescentado).

Enquadramento
O aumento das restrições ambientais e a constante procura da performance aliada á sustentabilidade tornam muitos materiais plásticos incompatíveis com as normas de certificação ambiental que estão a ser implementadas em sectores como, o automóvel, calçado e aeronáutica. Assim, a substituição de componentes por equivalentes de compósitos de fibras de celulose torna-se uma alavanca para competitividade quando baseada no custo e desempenho das matérias-primas.

Estes compósitos para além de apresentarem propriedades estruturais interessantes, possuem outras características que lhes conferem uma aplicabilidade multifacetada. Para o sector de produção de fibra de celulose trata-se de criar novas oportunidades de geração de valor e de escoamento de produtos e subprodutos, numa actividade estruturada no panorama industrial Português.

Este projecto é baseado no potencial das entidades com elevado know-how específico, e nas sinergias com as entidades do SCT, de modo a fomentar a inovação dos produtos e a posicioná-los competitivamente no mercado global. Neste contexto, o projecto consiste no desenvolvimento de sistemas inovadores baseados em compósitos de fibras de celulose, para substituição de componentes plásticos de elevado desempenho mecânico e outros.

A fibra de celulose, derivada de vários subprodutos da produção de pasta de papel, será combinada com diferentes materiais poliméricos (sintéticos e biodegradáveis), sendo optimizado o seu comportamento em serviço, para dadas aplicações específicas (p.e., componentes para a industria automóvel).

As preocupações ambientais têm levado à introdução de materiais mais eco-sustentáveis em componentes plásticos, reduzindo o seu impacto ambiental. De entre estes, salientam-se os polímeros de origem em fontes naturais renováveis e os polímeros biodegradáveis, vulgarmente denominados de biopolímeros, e que têm sido, ultimamente, extensivamente estudados. A combinação das crescentes exigências de desempenho dos materiais plásticos em produtos avançados de engenharia, com as preocupações ambientais, conduziu ao desenvolvimento de materiais compósitos de matriz polimérica e reforços com fibras naturais. O interesse nestes novos polímeros de engenharia mais eco-sustentáveis é transversal a vários sectores industrias: a indústria automóvel, aeronaútica, ao dispositivo médico, à embalagem, ao calçado e têxtil, apenas para numerar alguns sectores. A indústria automóvel tem já alguma experiência na incorporação progressiva nos seus componentes de polímeros reforçados com fibras naturais.

Os desenvolvimentos destes biocompósitos têm sido orientados segundo dois vectores diferentes:

• a incorporação de fibras naturais em polímeros sintéticos derivados do petróleo; e

• a adição de fibras naturais a biopolímeros, conduzindo a materiais baseados a 100%  em fontes naturais renováveis (biocompósitos).

Projecto
O projecto proposto visa estudar a possibilidade de aplicação da fibra de eucalipto em materiais compósitos, substituindo parcialmente o recurso a polímeros sintéticos. Esta valorização da fibra de celulose representa uma inovação com os seguintes ganhos potenciais:

• Promove a inovação pelo desenvolvimento de novos produtos poliméricos mais competitivos, diminuindo o seu impacto ambiental pela incorporação de um componente 100% natural;

• Aumenta a competitividade na respetiva cadeia de valor, através da incorporação de novos conhecimentos e capacidades para o desenvolvimento de produtos inovadores e diferenciadores;

• Permite avaliar o comportamento da fibra de celulose/eucalipto, como componente de compósitos poliméricos inovadores;

• Potencia o desenvolvimento de canais alternativos, e de maior valorização, para subprodutos do processo de fabrico de pasta de papel.

O carácter inovador do projecto decorre do desenvolvimento de novos materiais poliméricos com incorporação de fibras de eucalipto com características específicas diferenciadoras e do desenvolvimento de tecnologia adequada para o seu processamento. Novas aplicações com valor acrescentado para subprodutos não valorizados da indústria de celulose constituirão uma inovação relevante com forte contributo para a sustentabilidade ambiental do sector.

Mais informação em http://valorcel.piep.pt.

Consórcio: Amtrol-Alfa, INEGI e PIEP

Período: Abril 2004 a Maio 2005

Desenvolvimento de Reservatório de gás doméstico, utilizando materiais e tecnologias avançadas que permitiram a redução do peso, melhoria do comportamento mecânico, facilidade de manipulação, bem como a melhoria estética do produto.

Consórcio: Dyn´Aero Ibérica, Active Space Technologies, Amorim Cork Composites e PIEP

Período: Janeiro 2009 a Dezembro 2012

Financiado em 50% pelo QREN, o projecto AEROCORK desenvolveu e testou a utilização de materiais compósitos de cortiça na construção de aviões civis ultraleves. Com este projecto promove-se o desenvolvimento de um avião ultraleve ecológico através da produção, ensaio e certificação de compósitos de cortiça, com o propósito de substituir materiais sintéticos em aviões da Dyn'Aero Ibérica. O PIEP foi responsável pela previsão do comportamento mecânico dos aglomerados e pelo desenvolvimento de modelos constitutivos, através de sistemas avançados de simulação computacional.

Consórcio: CTAG, CIS-Madeira e PIEP

Período: Janeiro 2011 a Junho 2013

O GreenMotion teve como principais objectivos: promover a incorporação de materiais "verdes" nos veículos e criar uma rede galaico-portuguesa de empresas do sector automóvel interessadas nesse tópico. O projecto, que contou com co-financiamento europeu (fundos FEDER, programa POCTEP).

Consórcio: 13 instituições europeias, integrando o PIEP e liderado pela CTAG (Espanha).

Período: Junho 2010 a Maio 2014

O projecto europeu Ecoplast, realizado no âmbito do 7º Programa Quadro, reúne investigadores de várias instituições científicas e de empresas para desenvolver biocompósitos, “feitos à medida”, que satisfaçam as especificações exigidas pela indústria automóvel e que sejam passíveis de processamento nas linhas de produção existentes.

Consórcio: Olesa e PIEP

Período: Junho 2010 a Maio 2012

O projecto INLASER consistiu no desenvolvimento de moldes com elevado desempenho. Utilizou tecnologias aditivas de fabrico integrado de sistemas ópticos, com base em processos de montagem e integração de componentes, aplicando a tecnologia de soldadura por laser.

Mais informação em https://sites.google.com/site/inlaserproject/

Consórcio: PIEP, Extruplás e Centro de Valorização e Resíduos

Período: Maio 2012 a Abril 2014

O projecto tem como objectivo o desenvolvimento de travessas para assentamento de linhas de caminho-de-ferro em material compósito, maioritariamente constituído por plásticos provenientes da fileira dos plásticos mistos.

Consórcio: Xaerosystems, Critical Materials, Active Space Technologies, INEGI, SET, Spin Works e PIEP

Período: Julho 2012 a Dezembro 2014

O projecto visa a definição de métodos inovadores para o desenvolvimento, teste, validação e certificação de estruturas de aeronaves, neste caso, não tripuladas, que permitam ao consórcio criar um vector claro na criação de valor para o mercado, de produtos e tecnologias desenvolvidos pela indústria nacional, para o ramo aeronáutico, utilizando o projecto como um catalisador da capacidade nacional no sector.

O projecto visa a definição de métodos inovadores para o desenvolvimento, teste, validação e certificação de estruturas de aeronaves, neste caso, não tripuladas, que permitam ao consórcio criar um vector claro na criação de valor para o mercado, de produtos e tecnologias desenvolvidos pela indústria nacional, para o ramo aeronáutico, utilizando o projecto como um catalisador da capacidade nacional no sector.

Consórcio: Procalçado, DCB, Indinor, Curtumes Aveneda, Albano Miguel Fernandes, ICC, CEI, IPB, CTCP, FCUP e PIEP

Período: Setembro 2008 a Agosto 2011

A ADVANCED SHOE procurou desenvolver novos materiais com funcionalidades específicas para introduzir em calçado de elevado desempenho, de forma a cumprir os requisitos normativos impostos para este tipo de aplicações. A incorporação de nanopartículas em polímeros usados nas formulações de solas tem algumas limitações no que toca à compatibilização. O estudo da compatibilização e modificação de nanopartículas comerciais e a obtenção de soluções adequadas para criar dispersões com propriedades adequadas foram os principais pontos desenvolvidos.

Consórcio: SET SA, ANA Aeroportos, Critical Software, TECMIC, INOV e PIEP

Período: Setembro 2008 a Fevereiro 2011

Liderado pela SET SA, o projecto Mala Segura desenvolveu uma mala inteligente que incorpora as tecnologias de comunicação e respectiva electrónica na estrutura da mala. O PIEP teve uma participação importante no consórcio, com responsabilidades no desenvolvimento do processo de fabrico da mala com RFID incorporado e na simulação do seu comportamento.

Consórcio: Olesa e PIEP

Período: Junho 2010 a Maio 2012

O projecto INLASER consistiu no desenvolvimento de moldes com elevado desempenho. Utilizou tecnologias aditivas de fabrico integrado de sistemas ópticos, com base em processos de montagem e integração de componentes, aplicando a tecnologia de soldadura por laser.

Mais informação em https://sites.google.com/site/inlaserproject/

Projecto Individual

Período: Fevereiro de 2014 a Junho de 2015

https://vimeo.com/167914325

Durante o exercício de 2014, o PIEP deu início à execução material de uma candidatura de investimento aprovada no âmbito do Sistema de Apoio a Infaestruturas Científicas e Tecnológicas - Infraestruturas Tecnológicas (SAIECT - IET/1/2014) da ON.2, a seguir detalhado.

O projecto teve como objectivo o reforço da capacidade do PIEP com os meios tecnológicos adequados e complementares aos existentes, adequando assim a organização para responder aos desafios actuais e futuros da indústria no domínio da concepção e desenvolvimento de produtos plásticos de elevada integração e funcionalidade. Esta tendência no desenvolvimento de produtos assentou, em larga medida, na utilização de soluções multimateriais e em tecnologias de processamento inovadoras (ou melhoradas) a custos competitivos face a abordagens mais tradicionais de integração e de funcionalização.

Este projecto teve início em Fevereiro de 2014 e terminou em Junho de 2015, representando um investimento total elegível de 781,6 kEuros com uma taxa de co-financiamento de 80% do total elegível.

Seguidamente apresenta-se um resumo dos principais domínios, alvos do reforço tecnológico no âmbito deste projecto de investimento.

Tecnologias de Integração Produtiva

Sistema IML / IMD para integração de filmes

Sistema a integrar no equipamento de moldação por injecção existente no PIEP, possibilitando a incorporação de filmes (estéticos e de electrónica flexível) em peças moldadas por injecção.

Sistema LDS-LPKF MID3D

Equipamento patenteado LDS-LPKF (Laser Direct Structuring) que permitirá o desenvolvimento de competências e capacidade para a definição de circuitos condutores em superfícies geométricas complexas moldadas por injecção, de forma industrialmente robusta.

Robot de manipulação

Equipamento auxiliar para a manipulação de reforços termoplásticos, nomeadamente o processo de aquecimento e o posicionamento.

Caracterização Térmica e Análise Química

TGA com interface para ligação a FTIR

Equipamento para análise térmica por termogravimetria (TGA) com interface para ligação ao FTIR existente, possibilitando a análise química dos produtos (gases) da decomposição térmica.

Ultra micro-balança

Balança para pesagem de amostras na gama das microgramas e miligramas, com precisão de 0,1 µg, para análise térmica por DSC.

Centrífuga

Equipamento para centrifugação de soluções e separação de insolúveis.

Equipamento de dispersão por ultrassons

Equipamento para agitação de soluções, promovendo a dispersão de nanopartículas e outros solutos em soluções.

Hotte

Aumento da capacidade do laboratório de química.

Caracterização Reológica de Materiais

Acessório de caracterização Pressão-Volume-Temperatura (PVT)

Caracterização PVT (Pressão-Volume-Temperatura) de materiais termoplásticos, possibilitando a utilização destes dados em sistemas de simulação existentes no PIEP (MOLDFLOW).

Acessório de caracterização Condutividade Térmica (CT)

Caracterização condutividade térmica de materiais, possibilitando a utilização destes dados em softwares de simulação existentes no PIEP (MOLDFLOW).

Viscosímetro

Determinação do número de viscosidade de poliamidas, viscosidade inerente/ intrínseca de PET e PBT, valor k de PVC.

Avaliação de Propriedades Estéticas e Controlo de Espessuras

Medidor de brilho

Avaliação do brilho, sendo relevante a sua aplicação produtos moldados com filmes decorativos integrados.

Medidor de cor

Avaliação da cor, sendo relevante a sua aplicação produtos moldados com filmes decorativos integrados.

Câmara de Luz

Avaliação de cor sob a influência de diferentes condições de iluminação (luz de dia, fontes incandescentes tipo A, tipo CFW e TL84, bem como UV).

Equipamento automático de aplicação de revestimentos (auto coating)

Avaliação da deposição de revestimentos sobre substratos flexíveis, possibilitando desta forma ajustar os parâmetros relevantes, como sejam a viscosidade de soluções.

Equipamento para ensaio Stress-Cracking

Avaliação a resistência à fissuração em meio tensioactivo (ESC), o qual terá relevante para a avaliação desta propriedade no âmbito da integração de películas funcionais de PET.

Medidor de espessuras de alta precisão

Medição de espessura de camadas em produtos multicamada, nomeadamente coatings, adesivos e filmes.

Acessórios para a determinação do nível de adesão de revestimentos

Determinar o nível de adesão de revestimento nos produtos moldados com a integração de filmes.

Caracterização Mecânica

Máquina universal de ensaios mecânicos

Equipamento universal de ensaios mecânicos com célula de carga de 300 kN para caracterização mecânica de compósitos termoplásticos e termoendurecíveis.

Através da implementação deste projecto, o PIEP pretendeu reforçar a sua capacidade de resposta às necessidades do sector dos plásticos e indústrias conexas, tipicamente caracterizados por elevada exigência tecnológica de concorrência global, com dinâmicas tecnológicas muito fortes e de capital intensivo, em particular o sector automóvel, aeronáutica e electrónica.