Pebax, o pequeno Lego químico que reinventou o calçado de corrida

Há uma espuma presente em quase todos os ténis que batem recordes. Fomos conhecer os criadores do Pebax, na Arkema, para perceber porquê.

Veja a etiqueta de qualquer par de ténis de competição pousado na sala. É muito provável que lá encontre um pequeno logótipo discreto, quase invisível no meio do marketing das grandes marcas. Pebax®. Um nome que parece mais um código secreto do que um argumento de venda. E, no entanto, desde Kipchoge até às pontas que ajudaram a pulverizar os recordes dos 400 m barreiras em Tóquio, passando pela maioria dos pódios de maratona desde 2016, esta espuma francesa instalou-se sob quase todos os pés que contam no atletismo mundial.

A Arkema, empresa por detrás do Pebax®, vende apenas granulados. Não vende solas nem coloca logótipos em caixas de ténis: fornece matéria-prima, que depois segue para transformadores e, mais tarde, para as marcas, que a moldam de acordo com as suas próprias receitas. Para perceber por que razão este material quase anónimo se tornou a estrela silenciosa da corrida, fomos ao centro de investigação da Arkema, na Normandia, onde Karine Loyen dirige a equipa mundial de Investigação e Desenvolvimento (I&D) do produto. Química de formação, começou por trabalhar em investigação fundamental antes de passar para o desenvolvimento, a área dedicada a encontrar novas aplicações para os produtos da empresa. O desporto tornou-se entretanto um dos grandes campos de exploração da sua equipa.

A forma como resume os 45 anos de história do material assenta numa imagem que repete várias vezes: a de um jogo de construção. Criado nos anos 80, o Pebax® «já tem uma idade respeitável», reconhece, mas continua a ser «como um Lego que modificamos sem parar, adaptando-o às inovações e às exigências das marcas.» Essa plasticidade permanente ajuda a explicar, segundo ela, como este polímero veterano conseguiu acompanhar, sem ficar para trás, a evolução do desempenho dos ténis que o utilizam.

Um Lego químico nascido nos anos 80

Primeira surpresa: o Pebax® não tem nada de invenção recente. O material existe desde os anos 80, muito antes da explosão dos superténis. Karine Loyen gosta de o comparar a um jogo de construção. É um poliamida termoplástico, ou seja, um plástico que pode ser fundido e moldado repetidamente, e a sua estrutura combina dois tipos de blocos moleculares unidos como peças. De um lado, blocos rígidos de poliamida; do outro, blocos flexíveis de poliéter. Variando a proporção de cada peça, os químicos obtêm um material mais ou menos flexível, mais ou menos reativo, sem alterar os ingredientes de base.

Esta flexibilidade de conceção permitiu ao Pebax® afirmar-se primeiro longe dos radares do grande público. Já nos anos 2000 equipava as solas exteriores de chuteiras e, sobretudo, as pontas de atletismo, onde hoje está presente em mais de 80% dos modelos. Duas qualidades explicam a escolha: uma leveza notável e um retorno de energia fora do comum. Solicitados a cada passada, a maioria dos materiais dissipa parte da energia sob a forma de calor, provocando aquecimento. Karine Loyen explica-o pela própria estrutura química do polímero: «devido à sua estrutura química, o Pebax® não dissipa a energia na estrutura; devolve-a praticamente na totalidade.» Na prática, «cerca de 80 a 85% da energia fornecida pelo corredor durante a passada é devolvida pelo material», praticamente sem perdas pelo caminho. É um verdadeiro efeito de ressalto, capaz de alongar cada passada e, no fim, melhorar o tempo por quilómetro.

Da sola maciça à espuma, a verdadeira viragem

A grande mudança aconteceu entre 2015 e 2016. Até então, o mercado de corrida para o grande público assentava sobretudo no EVA, uma espuma mais densa e muito menos reativa, «menos leve e que também não tem o mesmo dinamismo», explica a especialista em Pebax®. Nas conversas com as grandes marcas, surgiu uma ideia nas equipas de investigação da Arkema: «e se conseguíssemos transmitir a leveza e o retorno de energia do Pebax® para uma espuma? Se conseguíssemos fabricar uma espuma de polímero Pebax® com essas propriedades, poderíamos atingir níveis de leveza ainda muito superiores!» O desafio estava longe de ser simples: transformar uma matéria-prima concebida para outras utilizações sem lhe retirar as propriedades quando passasse a espuma, com toda uma cadeia de intermediários entre o granulado da Arkema e a sola acabada.

Quando um designer de calçado passa do TPU para o Pebax®, consegue reduzir 20% do peso.
Karine Loyen, responsável mundial de I&D do Pebax® na Arkema

O resultado demorou alguns anos a aparecer, mas, quando chegou, mudou as regras do jogo. Os primeiros ténis equipados com estas novas espumas começaram a ganhar maratonas. Cada fabricante atribui à sua espuma um nome comercial próprio, mas, na maioria dos casos, a base química continua a pertencer à mesma família de polímeros. Para as espumas mais avançadas do mercado, é frequentemente citado um retorno de energia na ordem dos 87%, enquanto um EVA convencional fica mais perto dos 65% e uma espuma de TPU de gama alta chega a cerca de 70%. Uma diferença que, ao longo de uma maratona inteira, pode traduzir-se em dezenas de minutos ganhos para alguns perfis de corredores.

Pebax contra EVA contra TPU, o duelo das espumas

No papel, a comparação é quase injusta. Face ao TPU, o material estrela da Boost da Adidas, a densidade do Pebax® é «20% mais baixa para o mesmo volume», explica Loyen. «Quando um designer de calçado passa do TPU para o Pebax®, consegue reduzir 20% do peso.» O TPU, por seu lado, «dissipa mais energia» devido à sua química e nunca beneficia do mesmo efeito de mola. O preço acompanha essa diferença. «O Pebax® é um material de elevado desempenho, quimicamente complexo de fabricar», enquanto o TPU beneficia de uma «engenharia de polímeros» mais acessível e de capacidades de produção superiores, o que explica a diferença de preço. É essa complexidade que justifica o fosso entre um ténis de treino convencional e um modelo de competição com placa de carbono, cujos preços de entrada ultrapassam atualmente, com frequência, os 300 euros nos modelos de topo.

Face ao EVA, a diferença é ainda mais evidente. O EVA não é termoplástico: a sua moldagem passa por uma etapa irreversível de reticulação química, como acontece com a borracha. Depois de moldada a sola, já não é possível fundi-la novamente. O Pebax®, pelo contrário, mantém a natureza termoplástica até ao fim, abrindo uma porta que o EVA nunca poderá atravessar: a da reciclagem em circuito fechado.

A fadiga, o calcanhar de Aquiles das superespumas

Há, no entanto, um reverso nesta corrida à leveza extrema, e as marcas quase nunca falam dele. Quanto mais leve é uma espuma Pebax®, mais ar contém e menos material conserva, o que reduz a durabilidade ao longo do tempo. Algumas análises independentes confirmam-no no terreno: uma espuma PEBA nova apresenta um retorno de energia superior ao de um EVA novo, mas, depois de 450 quilómetros de desgaste, a diferença inverte-se completamente. O EVA envelhecido alcança e ultrapassa a PEBA cansada. Intrinsecamente, o Pebax® continua a ser um dos materiais mais resistentes à fadiga, mas é a estrutura de espuma extrema, escolhida para poupar os últimos gramas, que paga o preço dessa leveza.

«É preciso ter este retorno de energia, esta elasticidade, mas também garantir que o ténis mantém a estabilidade», resume a especialista do Cerdato, o centro de excelência de poliamidas da Arkema, descrevendo um compromisso permanente entre uma densidade extremamente baixa e a estabilidade do material. Um verdadeiro exercício de equilíbrio sobre o qual as equipas de investigação francesas trabalham sem parar.

Rícino, patentes e inteligência artificial, os bastidores de um império discreto

Durante muito tempo produzido a 100% a partir de petróleo, o Pebax® ganhou nos últimos anos uma versão de base biológica, o Pebax® Rnew, fabricado a partir de óleo de rícino. A parte rígida do polímero, uma poliamida denominada Rilsan, pode ser produzida numa versão totalmente de base biológica, enquanto a parte flexível continua a ter origem petroquímica. O produto final apresenta assim uma determinada percentagem de matéria-prima renovável, consoante a proporção de cada bloco. Um dado importante: esta versão mais sustentável conserva exatamente o mesmo desempenho mecânico da versão convencional. «O desempenho é exatamente o mesmo», sublinha a investigadora-chefe. «Não sacrificamos o desempenho por ser um material de base biológica.» Um argumento que marcas como a Mizuno ou a Scarpa poderiam, aliás, destacar em alguns dos seus modelos.

Na reciclagem, a natureza termoplástica do Pebax® permite, em teoria, triturar e fundir novamente uma sola usada para produzir um novo granulado, ao contrário do EVA que, depois de reticulado, só pode ser triturado e encaminhado para utilizações de menor valor, como tapetes. A Arkema comprou uma filial italiana especializada, a Agiplast, e está atualmente a desenvolver um Pebax® reciclado que integra cerca de 30% de material proveniente de resíduos de produção, em processo de homologação por várias marcas. A On tinha, aliás, surpreendido o mercado ao apresentar um ténis quase monomaterial, produzido integralmente a partir de derivados de óleo de rícino e concebido para ser triturado na totalidade no fim da vida útil.

Quanto à concorrência, um tema particularmente sensível, a Arkema mantém naturalmente alguma prudência. A empresa protege o seu know-how através de uma ampla carteira de patentes, válidas por 20 anos, que abrangem tanto a composição química como os processos de fabrico e os aditivos de estabilização térmica e contra os raios UV. Uma linha de investigação menos visível, mas igualmente estratégica, passa agora pela modelação digital, com recurso crescente à inteligência artificial para antecipar a estrutura ideal da espuma antes mesmo de chegar ao laboratório, em vez de multiplicar tentativas e erros dispendiosos em tempo.

Uma democratização assumida, da maratona de elite à corrida de domingo

O Pebax® já não está reservado aos pódios. Várias grandes marcas utilizam-no e vários modelos de treino para o grande público passaram a integrar quantidades moderadas. Do lado da Arkema, esta tendência de democratização é assumida sem rodeios. Passar de uma produção artesanal, à escala de um ténis de maratona fabricado em pequenas séries e com muitos ajustes manuais, para uma produção industrial em massa exige uma verdadeira mudança de escala. O material tem de se tornar mais robusto nos processos de transformação para acompanhar o ritmo das linhas de produção convencionais, um desafio quase tão estratégico como a corrida pelo desempenho absoluto.

Ainda assim, o centro de tudo continua a ser a elite. Na pista, no futebol e na maratona, a presença do Pebax® nas maiores competições internacionais continua a ser um enorme motor de notoriedade para a Arkema, que reivindica de bom grado a sua presença em quase todas as pontas usadas nos Jogos Olímpicos ou nos Mundiais. É assim que prossegue, época após época, esta história insólita: a de um plástico inventado há mais de 40 anos que, sem nunca aparecer numa caixa de ténis, se tornou indispensável em cada recorde que cai.

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