Capítulo 1 - OS POLÍMEROS E A RECICLAGEM

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA

DICIPLINA: DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS

DOCENTE: Prof.: Augusto B. Kraszczuk

DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS - Capitulo 1 - Página 1 1.1

DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS

CAPÍTULO 1 OS POLÍMEROS E A RECICLAGEM

1.1. A RECICLAGEM DE PLÁSTICOS NO BRASIL:

A reciclagem de plásticos pós-consumo no Brasil é de 17,5%. A estimativa é do programa Plastivida, da

Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), que radiografou essa atividade no país (nos

estados da Bahia, Ceará, Minas Gerais, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul e na Grande São Paulo) entre

1999 e 2003.

Trata-se de um percentual muito positivo em comparação à taxa européia que gira em torno de 22%. Hoje,

o Brasil já superou, por exemplo, Portugal e Grécia, cujos índices estão abaixo de 5%.

Para a ABIQUIM, o potencial do mercado de reciclagem de plásticos é grande: a capacidade instalada da

indústria já alcança cerca de 340 mil toneladas/ano e movimenta, em valor de produção, mais de R$ 200

milhões anuais.

Em 2001, a produção de plásticos atingiu 3,7 milhões de toneladas e, em 2002, chegou a 3,9 milhões de

toneladas. Segundo estudos do Plastivida, no Rio Grande do Sul, o índice de reciclagem pós-consumo é

de 27,6%; no Ceará, 21,3%; no Rio de Janeiro, 18,6%; na Grande São Paulo, 15,8%; na Bahia, 9,4%; e em

Minas Gerais, 5,6%.

No Brasil, o consumo de polímeros tem crescido bastante nos últimos anos, mesmo com os problemas

enfrentado pela economia brasileira.

Apesar disso, o consumo de plásticos per capita ainda é baixo (cerca de 23 kg/habitante/ano) quando

comparado com o de países mais desenvolvido (cerca de 80 kg/habitante/ano nos EUA e no Japão).

A Figura 1.1 ilustra o crescente consumo de plásticos no Brasil, nos últimos anos.

Não obstante os benefícios proporcionados pela utilização dos polímeros, a baixa biodegradabilidade dos

mesmos tem provocado sérios problemas ambientais para as comunidades.





Figura 1.1 – DIMENSIONAMENTO GERAL DA RECICLAGEM DE PLÁSTICO NO BRASIL (Fonte: ABIQUIM – Associação Brasileira da Indústria Química)

Assim, nos dias atuais, uma solução ou um equacionamento minimamente satisfatório para os graves

prejuízos ambientais decorrentes da larga utilização de polímeros, com posterior descarte, tem se

constituído num dos grandes desafios colocados para a comunidade científica.

Figura 1.2 – PARTICIPAÇÃO POR TIPO DE RESÍDUO PLASTICO CONSUMIDO (Fonte: ABIQUIM – Associação Brasileira da Indústria Química)

Na busca por soluções desejáveis e como alternativa aos polímeros convencionais, os polímeros

biodegradáveis têm sido alçados a uma posição de destaque. Dessa maneira, as pesquisas em torno

desses compostos também têm adquirido fundamental importância. Além disso, o esgotamento inexorável

da principal fonte de matéria-prima para os polímeros sintéticos - o petróleo – implica em se acelerar essa

busca por alternativas industrialmente realizáveis.

Dessa forma, a modificação física de polímeros de fontes agrícolas, tais como celulose e amido, e de fontes

biotecnológicas, que produzem, por exemplo, o polissacarídeo de origem microbiana vem crescendo em

termos de importância industrial, permitindo a competição destes com os polímeros sintéticos.





A ampliação das pesquisas em torno desses produtos deverá contribuir para que produtos e subprodutos

industriais de todos os tipos acabem voltando ao ciclo da Natureza, com conseqüente renovação das fontes

de matéria-prima.

Recentemente, um vasto número de polímeros biodegradáveis tem sido sintetizado e alguns

microrganismos e enzimas capazes de degradá-los têm sido identificados. Apesar disso, a literatura

existente sobre biodegradação tem apresentado resultados ainda incipientes e alguns deles de certa

maneira, até contraditórios. Análises da biodegradação em vários tipos de meio e os mecanismos de

biodegradação precisam ser mais bem entendidos para que se tenha uma maior compreensão desse

fenômeno.

Esta apostila, se propõem apresentar os resultados da avaliação da biodegradação, em composto orgânico

estabilizado, de polímeros considerados biodegradáveis, além de suas blendas formuladas com massa de

amido. Uma caracterização dos polímeros puros pode ser realizada através da espectroscopia na região do

infravermelho e da calorimetria exploratória diferencial, buscando identificar os materiais estudados.

Também a determinação do pH e os teores de umidade, matéria orgânica, carbono total e nitrogênio total no

composto orgânico podem apresentar resultados que confirmem algumas propriedades biodegradativas

desses polímeros, bem como apontem para um aumento na taxa de biodegradação quando da incorporação

do amido.

1.2. AS BUSCAS POR NOVOS MATERIAIS:

Há milênios, o homem tem retirado da natureza os elementos essenciais à sua existência, bem como

inúmeros outros produtos que são utilizados para seu conforto e também para a melhoria de sua qualidade

de vida. Ao longo dessa já longa jornada, a natureza tem sido explorada em nome do bem estar do Homo

sapiens.

Nesse contexto de busca por novos materiais, percebeu-se que a natureza é bastante rica em matérias-

primas renováveis cobiçadas pelo homem e, que lhe podem ser de muita utilidade.

Há também materiais que poderiam ser muito úteis à tecnologia e, que só não o são ainda por apresentarem

limitações práticas de produção ou de aproveitamento.

Como ilustração do exposto acima, tomemos como simples exemplo o material com o qual as aranhas

elaboram suas teias.





Sabe-se que as aranhas tecem suas teias com finíssimos fios que apresentam incrível resistência à tração e

esses fios são produzidos a partir do material excretado por glândulas localizadas no abdome da aranha e,

que consiste num líquido que se solidifica quando exposto ao ar.

Para se ter uma idéia da resistência mecânica dessa substância, um fio da teia, com cerca de 0,1 mm de

diâmetro, suporta um esforço que corresponde ao peso de um corpo de 90 g sem se romper. Da mesma

forma, se um fio de aço, com espessura idêntica, fosse submetido ao ensaio de tração, suportaria uma força

equivalente ao peso de um corpo de apenas 1,1 g até a ruptura.

Em outras palavras, pode-se dizer que o fio tecido pela aranha suporta uma força que é aproximadamente

80 vezes mais intensa que aquela suportada por um fio de aço de mesmas dimensões. Somente por essa

qualidade, a teia de aranhas, se fosse produzida industrialmente, já seria superior ao aço.

A superioridade do material também é observada com relação à elasticidade dos fios da teia, uma vez que

são possíveis alongamentos de até 20% de seus comprimentos iniciais.

Apesar das ótimas características desse material, seu aproveitamento em escala só seria possível com a

síntese do produto, o que ainda não é realidade. Dessa maneira, é fácil entender a impraticabilidade de sua

utilização em escala industrial.

Desde o início da civilização, o homem vem desenvolvendo dispositivos e ferramentas cujas finalidades

sempre determinaram os materiais a serem empregados. De certa forma, a história da humanidade

confunde-se com a história da descoberta dos materiais.

No último século, as descobertas científicas e o mercantilismo criaram as condições que produziram uma

"corrida" entre os diversos materiais. Assim como no passado, o ferro substituiu a pedra e a madeira, o

vidro, posteriormente, substituiu os metais.

Com a Revolução Industrial, o desenvolvimento dos processos industriais acelerou a descoberta de

alternativas cada vez mais adequadas e de elevado rendimento tecnológico. Coma chegada do século XX,

os materiais sintéticos vieram abrir um enorme campo de possibilidades revolucionando o campo de

aplicações já conhecido, como por exemplo, o ramo das tintas.

Antes de 1900, as tintas conhecidas eram extraídas principalmente das plantas. Pouco depois do início do

século XX, 500 novas tintas haviam sido criadas e mais tarde, com o desenvolvimento da indústria química,

a fabricação das tintas passou a se utilizar de produtos sintéticos, e hoje, cerca de 3000 tintas sintéticas são

regularmente utilizadas.





1.3. OS PRIMEIROS PLÁSTICOS:

Tudo começou por volta de 1860 quando o inglês Alexandre Pakers iniciou seus estudos com o nitrato de

celulosa, um tipo de resina que ganhou o nome de "Parkesina". O material era utilizado em estado sólido

e tinha como características principais flexibilidade, resistência a água, cor opaca e fácil pintura.

Em 1862, ocasião da Exposição Internacional de Londres, Pakers apresentou as primeiras amostras do que

podemos considerar o antecessor da matéria-plástica, ponto central de uma grande família de polímeros que

nos dias de hoje contém centenas de componentes.

Em certa época, presas, cornos e cascos de animais eram muito utilizados na produção de utensílios e,

durante muitos anos, pentes, fivelas, outros ornamentos e também teclas de piano foram fabricados

utilizando-se de cascos e cornos de gado. Uma proteína denominada queratina – substância insolúvel em

água e na maioria dos solventes – é o componente essencial desses elementos animais. Mais tarde, os

objetos citados passaram a ser produzidos com o material constituinte das presas do elefante (marfim).

Nas últimas décadas do século XlX, milhares de animais foram dizimados para se atender a demanda

comercial pelas presas. Também no ano de 1862, o tipógrafo americano John Wesle Hyatt (1837-1920)

soube de um concurso em Albany, no estado de Nova York (EUA), lançado pela empresa Phelan and

Collander, que produzia bolas de bilhar. Quem fosse capaz de desenvolver um material que pudesse

substituir o marfim, que estava ficando raro na fabricação das bolas de bilhar, ganharia dez mil dólares. A

partir disso, Hyatt começou a pesquisa do marfim artificial ou qualquer novo material que pudesse satisfazer

as expectativas da empresa.

Hyatt obteve sucesso em 1870, aperfeiçoando a celulóide - uma versão comercial do nitrato de celulosa

com adição de piroxilina, cânfora, álcool, polpa de papel e serragem. Nasceu, então, a primeira matéria

plástica artificial. Neste mesmo ano foi inaugurada a primeira fábrica da nova matéria-prima, batizada de

Albany Dental Plate Company, nome que provém do fato da celulóide ter sido utilizada primeiramente por

dentistas.

Dois anos mais tarde (1872), a Dental Plate Company mudou para Celluloid Manufacturing Company. Esta

foi a primeira vez que o nome celulóide foi registrado. Por sua facilidade de trabalho, a celulóide foi um

sucesso e nos anos posteriores acabou definindo a nomenclatura das matérias plásticas que eram criadas a

partir da celulóide.

No início do século XX, provou-se que alguns materiais, que até então eram conhecidos por colóides,

consistiam, na verdade, de moléculas gigantescas, que podiam resultar do encadeamento de 10.000 ou

mais átomos de carbono.





Esses produtos de síntese apresentavam repetição de pequenas unidades estruturais em sua longa cadeia

principal, e assim foram denominados polímeros (do grego, "muitas partes").

Em 1920, Hermann Staudinger iniciou seus estudos teóricos de estrutura e propriedade dos polímeros

naturais (celulosa e isoprene) e sintéticos. Staudinger mostrou que os polímeros são constituídos de

moléculas em forma de longas cadeias formadas a partir de moléculas menores, por meio da polimerização.

Anteriormente, se acreditava que os plásticos eram compostos de anéis de moléculas ligados.

Porém, as teorias de Staudinger não foram bem aceitas por todos os cientistas e a discussão continuou

durante os anos 20. Por volta dos anos 30 nasceu o poliestireno, que tem como material base o eteno e o

benzeno. Mas sua produção comercial só foi iniciada em 1936, na Alemanha. Desde então, os trabalhos

de muitos pesquisadores acabaram possibilitando o desenvolvimento de materiais poliméricos de modo

muito acentuado.

O náilon, por exemplo, é um material polimérico descoberto em meados do século XX, pelo químico norte

americano Wallace Hume Carothers (1896-1937), das indústrias E. I. DuPont de Nemours & Co., e que deu

início à revolução no setor de vestimentas.

Em 1949 foi inaugurada a primeira fábrica de poliestireno, a Bakol S.A, em São Paulo. Logo foi iniciada a

produção comercial do poliestireno de alto impacto. No início dos anos 60, F.H. Lambert desenvolveu o

processo para moldagem de poliestireno expandido.

O plástico substitui com vantagens uma série de matérias-primas utilizadas pelo homem há milhares de

anos, como vidro, madeira, algodão, celulose e metais. Além disso, ao substituir matérias-primas de origem

animal, como couro, lã e marfim, possibilitou o acesso a bens de consumo pela população de baixa renda.

Depois da descoberta do poliestireno, polietileno, PVC, poliamidas (Nylon) e poliéster, o conhecimento dos

mecanismos de polimerização contribuiu, nos últimos anos, para o nascimento de outros materiais plásticos

com características físico-mecânicas e de alta resistência ao calor, os chamados tecnopolímeros ou

polímeros para engenharia.

A partir de 1945, as matérias-primas plásticas entraram com tudo na casa das pessoas, independentemente

de condição social. Foi um fenômeno, pois, na época, o aço predominava. A substituição progressiva dos

materiais tradicionais pelas novas substâncias sintéticas mudou o conceito de forma, ergonomia e utilidade

dos objetos que o homem estava acostumado a manusear em seu dia-a-dia.

Com a introdução do plástico no mercado mundial novas demandas foram surgindo, como produtos

descartáveis, artigos para o lazer, eletroeletrônicos entre outros.





No setor de eletrodomésticos, por exemplo, a utilização do plástico está em constante crescimento e

evolução. Nos dias de hoje, o plástico é considerado essencial para o progresso da humanidade. O

aperfeiçoamento das tecnologias de transformação viaja na mesma intensidade da história dos polímeros.

De certa forma, pode-se dizer que aquelas descobertas do início do século passado, acabaram marcando

profundamente a história da humanidade, na medida em que os polímeros são hoje largamente utilizados na

elaboração de bens de consumo.

É claro que contribuições como o poli(cloreto de vinila) (PVC) e o poliestireno (PS), comercializados antes

do náilon, também contribuíram para o desenvolvimento da área.

1.4. UM PROBLEMA AMBIENTAL:

O uso de polímeros tem se tornado cada vez mais freqüente na sociedade moderna. Basta um olhar ao

redor para se perceber a incrível quantidade de artefatos produzidos pelo homem e que se utilizam de

polímeros como matéria-prima para suas diferentes elaborações.

Das garrafas de refrigerantes, passando pelas hastes de cotonetes, sacos de supermercados, tubos de

encanamento, recipientes, revestimentos de panelas e de latas de conserva, mamadeiras, tintas para

paredes, próteses, escovas de dente, pára-choques de veículos, tapetes, cobertores, pneus, até suportes

para componentes eletrônicos, os polímeros estão presentes em quase a totalidade dos utensílios de uso

cotidiano. Infelizmente, apesar do amplo uso, não são só benefícios que a utilização dos polímeros nos tem

proporcionado.

Figura 1.3 – LIXO PLÁSTICO, UM PROBLEMA MUNDIAL





Os polímeros degradam-se por vários mecanismos e essa deterioração pode se dar de forma gradual ou

mais rapidamente. Em particular, os polímeros formados por hidrocarbonetos são resistentes ao ataque

químico e biológico, de tal forma que isso lhes assegura longevidade e outras propriedades que se mantêm

por longo tempo.

Dada à principal propriedade da grande maioria dos polímeros - a durabilidade - um sério problema

acompanha o homem contemporâneo: a enorme quantidade de resíduos produzidos nas comunidades

sociais, principalmente nos grandes centros urbanos.

Esses resíduos, constituídos em grande parte, por produtos industrializados produzidos com polímeros

sintéticos, podem levar mais de uma centena de anos para se decompor, provocando problemas ambientais

que podem ser desastrosos para a humanidade.

Só para se ter uma idéia do impacto ambiental decorrente desse descarte, nos Estados Unidos da América

são despejados mais de 160 milhões de toneladas anuais de resíduos sólidos no meio ambiente.

Dessa massa total, de 4 a 7% correspondem a plásticos, o que em volume equivale à quantia de 15 a 20%,

contribuindo para o aumento dos custos de coleta, transporte e disposição final.

Cada habitante norte-americano descarta cerca de 70 quilogramas de resíduos plásticos por ano. Na

Europa, são 38 quilogramas anuais, enquanto que no Brasil, algo da ordem de 10 quilogramas anuais por

habitante. Hoje, cada brasileiro gera cerca de 500 gramas/dia de resíduos, ou seja, 100.000 toneladas/dia

em todo o país.

Segundo a literatura, na cidade de São Paulo são produzidos 12.000 toneladas/dia de lixo, dos quais cerca

de 10% é constituído de material plástico. Há também publicações mais recentes que já estimam em 15 mil

toneladas/dia de lixo urbano na capital paulista, sendo 16%, em volume, de plástico.

Em Belo Horizonte, um estudo realizado pela SLU - Superintendência de Limpeza Urbana, da Prefeitura

Municipal, registrou que 6,5% da composição gravimétrica(1) do lixo urbano da cidade é constituída de

material plástico.

N.A.: (1) A análise gravimétrica ou gravimetria, e um método analítico quantitativo cujo processo envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. O elemento ou composto e separado de uma quantidade conhecida da amostra ou substancia analisada. A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação do elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e de estequiometria definida, cuja massa é utilizada para determinar a quantidade do análito original.





Segundo Silvia Piedrahita Rolim, assessora técnica da Plastivida - Instituto Sócio-Ambiental do

Plástico, o material plástico reciclável (retirado do lixo), é reutilizado apenas na indústria têxtil e na

fabricação de cabides, baldes, mangueiras, solados, vassouras, material de escritório e móveis para jardim,

por exemplo. Assim, 2.177.799 é a quantidade de toneladas de plástico pós-consumo (aquele que é

descartado após o uso) que se acumulam anualmente no Brasil, segundo dados da Plastivida. 17,2% é o

percentual do total acima que é reciclado graças principalmente ao trabalho de 500 mil catadores informais

de lixo. Só para comparar, a Alemanha, líder de reciclagem na Europa, recicla 32,1% de seu plástico pós-

consumo. É de 41,57% o percentual de reaproveitamento do plástico PET no Brasil. O PET é usado na

fabricação de garrafas, embalagens de cosméticos e bandejas para microondas.

1.5. PROPOSTAS DE SOLUÇÕES:

Várias campanhas de educação ambiental têm despertado a atenção para o problema do lixo nos grandes

centros urbanos. Cada vez mais, os centros urbanos, com altos índices de crescimento da população, tem

encontrado dificuldades em obter locais para instalarem depósitos de lixo (aterros). Muitos produtos levam

muitos anos para serem absorvidos pelo meio-ambiente, o que cria um grande problema, como exemplo,

citamos a seguir alguns “produtos” e o tempo que levam para serem absorvidas no solo.

Os problemas decorrentes da poluição ambiental gerada pelo resíduo plástico têm levado a comunidade

científica a refletir sobre alternativas possíveis para o problema. Para o gerenciamento do resíduo plástico

produzido em sociedade, são propostas as seguintes soluções: reciclagem, incineração ou uso de polímeros

biodegradáveis.

PRODUTO TEMPO ESTIMADO PARA ABSORVIÇÃO PELO SOLO

PAPEL COMUM 2 A 4 SEMANAS

CASCAS DE BANANAS 2 ANOS

LATAS COMUNS 10 ANOS

VIDROS 4.000 ANOS

TECIDOS 100 A 400 ANOS

BITUCA DE CIGARRO 10 A 20 ANOS

COURO 30 ANOS

EMBALAGENS DE PLÁSTICO 30 A 40 ANOS

CORDAS DE NYLON 30 A 40 ANOS

CHICLETES 5 ANOS

LATAS DE ALUMÍNIO 80 A 100 ANOS

Figura 1.4 – TEMPO DE ABSORÇÃO PELO SOLO (Fonte: http://www.todabiologia.com)





1.5.1. REUTILIZAÇÃO:

Dada a durabilidade dos materiais poliméricos, principalmente daqueles utilizados como embalagens para o

transporte e armazenamento de produtos, a reutilização dos mesmos, seria a melhor forma de destinação,

após o uso.

Evidentemente esta reutilização não poderia se estender eternamente, uma vez que com o tempo e pela

ação de forças da natureza, os materiais plásticos com os quais as embalagens são confeccionados,

tendem a se desgastar pelo uso ou por processos de envelhecimento natural conhecidos também como

processos de degradação.

Podemos exemplificar esta condição, tal qual como ocorre com os garrafões de água mineral de 10 e 20

litros, normalmente fabricados em Polipropileno (PP), que são reutilizados por até 3 anos, conforme medida

estabelecida pela portaria nº 358 do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), findo os quais,

estes passam a ser reciclados podendo se transformar em novos garrafões de água ou outro produto do

mesmo material.

Figura 1.5 – GARRAFÃO DE ÁGUA REUTILIZÁVEL





1.5.2. RECICLAGEM:

O termo reciclar significa transformar objetos materiais usados (ou lixo material) em novos produtos para o

consumo. Esta necessidade foi despertada pelas pessoas comuns e governantes, a partir do momento em

que se observou os benefícios que a reciclagem apresenta para o nosso planeta. Desde a década de 1980,

a produção de embalagens e produtos descartáveis cresceu significativamente, assim como a produção de

lixo, principalmente nos países industrializados. Muitos governos e ONGs (Organizações Não

Governamentais) estão cobrando das indústrias atitudes responsáveis. Neste sentido, o desenvolvimento

econômico deve estar aliado à preservação do meio ambiente.

Atividades como campanhas de coleta seletiva de lixo e reciclagem de alumínio, plástico e papel, já são

corriqueiras em várias cidades do mundo. No processo de reciclagem, que além de preservar o meio

ambiente também gera renda, os materiais mais reciclados são o vidro, o alumínio, o papel e o plástico.

Esta reciclagem ajuda a diminuir significativamente a poluição da água, do ar e do solo. Muitas empresas

estão reciclando materiais como uma maneira de diminuir os custos de produção de seus produtos. Outro

importante benefício gerado pela reciclagem é a quantidade de novos empregos que ela tem gerado nos

grandes centros urbanos. Muitas pessoas sem emprego formal (com carteira registrada) estão buscando

trabalho neste ramo e conseguindo renda para manterem suas famílias.

Figura 1.6 – CICLO INFINITO DA RECICLAGEM

http://www.todabiologia.com/ecologia/poluicao_da_agua.htm�





A reciclagem consiste na reutilização dos resíduos plásticos, pré-consumo ou pós-consumo, isto é, após os

mesmos terem sido descartados, mediante fusão do polímero coletado, seguida de moldagem do mesmo.

Segundo a ASTM D-5033/90 reciclagem primária ou pré-consumo é aquela feita nas próprias indústrias de

processamento de polímeros, quando as sobras dos mesmos são reutilizadas como matéria-prima. Já a

reciclagem secundária ou pós-consumo envolve o processamento de resíduos plásticos em materiais com

características diferentes dos plásticos originais.

Geralmente são plásticos pós-consumo, com origem de lixões, usinas de compostagem, sistemas de coletas

seletivas, sucatas etc, possibilitando a existência de altos níveis de contaminação. A reciclagem terciária

envolve a produção de produtos químicos e combustíveis a partir de resíduos plásticos, por meio de

processos termoquímicos, pirólises, hidrólises ou conversão catalítica. Converte os plásticos em matérias-

primas originando resinas virgens, gases e óleos combustíveis. E por fim a reciclagem quaternária

recupera a energia contida nos resíduos plásticos por meio da queima.

As principais consumidoras de plásticos separados do lixo são as empresas recicladoras, que reprocessam

o material, fazendo-o voltar para a fabricação de artefatos plásticos, tais como conduítes, vassouras e sacos

de lixo. É possível economizar até 50% de energia com o uso de plástico reciclado. A reciclagem do

plástico desperdiçado é uma alternativa atrativa e viável, apesar das dificuldades ainda existentes. Os

problemas encontrados nesse processo decorrem do fato de que é necessária, para a reciclagem, a

separação dos plásticos de outros resíduos orgânicos, o que consome tempo e também dinheiro. Além

disso, os resíduos a serem reciclados acabam por apresentar uma mistura de polímeros diferentes, o que

resulta em materiais reciclados de aplicações limitadas pelas baixas qualidades apresentadas.

Atualmente, nas indústrias, o uso de resíduos de processamento tem tornado viável a reutilização de até

cerca de 25% de restos de processamento, denominados de "galho", sem que ocorra grande prejuízo nas

propriedades mecânicas dos novos produtos. Como ilustração, os programas oficiais de coleta seletiva

existentes no Brasil reciclam por volta de 100.000 toneladas por ano da resina de polietileno tereftalato

(PET). Nos EUA, a taxa de reciclagem, em 1997, foi de 40% de todas as embalagens de PET, totalizando

760 mil toneladas. No mesmo período, 15% da resina PET produzida no Brasil foi reciclada. No caso da

reciclagem da resina PET, a cola utilizada nos rótulos é um dos principais contaminantes.

Apesar da conscientização ecológica, materiais plásticos reciclados ainda encontram certa resistência no

mercado. Mesmo assim, esses materiais já vêm sendo utilizados sem que sequer seja percebida a origem

dos mesmos. Produtos como botões pretos de fogões, tubos cinzas de chuveiros elétricos, roupas de

poliéster em mistura com algodão, vassouras de cerdas plásticas, acessórios para automóveis, tais como

calotas, e produtos para a agricultura fazem parte de nosso cotidiano e são constituídos de plásticos

reciclados.





1.5.3. INCINERAÇÃO:

A incineração consiste na pirólise de resíduos plásticos para a produção de energia, gases e líquidos

utilizáveis. Em países com pouco espaço disponível para aterros sanitários, tal como o Japão, a

incineração é um método largamente utilizado para o equacionamento do resíduo sólido e conseqüente

redução do impacto ambiental produzido pelo mesmo. Outra vantagem do processo de incineração é a

destruição de bactérias, vírus e contaminantes patogênicos dos produtos plásticos utilizados, contribuindo

para a desintoxificação do ambiente. Do consumo mundial de energia, 86% correspondem a energia vinda

do óleo (petróleo), carvão e gás natural. Assim, a incineração seguida de recuperação energética é uma

das possibilidades de uso do resíduo advindo dos polímeros.

Apesar dos plásticos serem interessantes fontes de energia, a incineração dos mesmos pode também

causar sérios problemas de ordem ambiental, na medida em que pode provocar o surgimento de gases

tóxicos. A resina PET, por exemplo, é altamente combustível, mas sua queima libera gases residuais como

monóxido e dióxido de carbono, acetaldeído, benzoato de vinila e ácido benzóico. O poli(cloreto de vinila)

(PVC), ao ser queimado, libera cloro, que pode formar o ácido clorídrico e também dioxinas. A incineração

é um processo aplicado aos resíduos finais de processo, sendo inicialmente endotérmico, ou seja, necessita

do fornecimento de energia para que inicie o processo, no entanto, o balanço energético final é positivo, ou

seja, produz mais energia do que consome.

Figura 1.7 – FORNO DE INCINERAÇÃO

O processo de pirólise pode ser genericamente definido como sendo o de decomposição química por ação

de energia na ausência de oxigênio. Inicialmente, os resíduos (que podem ser domésticos, industriais, etc.)

são triturados e posteriormente colocados em um reator que possui três zonas de aquecimento.





Na primeira zona de secagem do reator ocorre a pré-secagem e a secagem propriamente dita dos resíduos;

as temperaturas estão na ordem de 100 a 150

ºC. Após esta etapa, o resíduo é enviado para a zona de

pirólise do reator, onde ocorrem as reações de quebra. Nessa etapa ocorre a fusão, a volatilização e a

oxidação do material.

Nesta segunda zona, as temperaturas variam de 150 a 1600 ºC (os produtos de decomposição são os

álcoois, óleos combustíveis, alcatrão, etc.).

Na terceira zona de resfriamento do reator as temperaturas são menores e os resíduos gerados pelo

processo são coletados no final do processo (cinzas e escória).

A incineração é um dos processos adequados de destinação final dos materiais plásticos descartados,

trazendo como vantagem, a redução drástica de peso, volume e das características de periculosidade dos

resíduos, com a eliminação da matéria orgânica e patogenicidade, por meio da combustão controlada.

Ambientalmente correta, é considerada, algumas vezes, como processo de reciclagem e de recuperação da

energia liberada na queima dos materiais, visando a produção de energia elétrica e de vapor. Como

equivalências temos; 1 t RSU = 200 kg carvão = 250 kg combustível = 30 t água quente = 500 kWh energia

elétrica.

1.5.4. POLÍMEROS BIODEGRADÁVEIS:

Numa primeira abordagem, define-se polímero biodegradável como sendo um polímero que pode ser

degradado pela ação de microrganismos como bactérias e fungos. O interesse em polímeros

biodegradáveis tem crescido muito nos últimos anos, em nível mundial, uma vez que os mesmos têm sido

considerados alternativas aos plásticos convencionais em certas aplicações, como por exemplo na

agricultura.

A biodegradação é uma solução muito promissora, uma vez que é menos agressiva ao meio ambiente, além

de completar o ciclo do carbono e do nitrogênio. Submetendo-se plásticos biodegradáveis à compostagem

obtém-se um material rico em carbono e que pode retornar ao solo com efeitos benéficos.

Alternativas têm sido buscadas com o objetivo de substituir os materiais poliméricos convencionais por

materiais que sejam mais compatíveis com a filosofia de preservação ambiental. Assim, um vasto número

de polímeros biodegradáveis têm sido sintetizados recentemente e alguns microrganismos e enzimas

capazes de degradá-los têm sido identificados.





O potencial para a produção de plásticos biodegradáveis de baixo custo, utilizando sistemas de produção

renovável (milho, mandioca, feijão, soja, etc.) estimula joint-ventures e grandes empresas multinacionais

como Monsanto e Cargill a investiram cada vez mais neste mercado. Na Figura 1.9 são relacionados

alguns produtos pré-comerciais e comerciais já existentes na União Européia. Certas misturas de

polietileno e amido podem ser degradadas por agentes físicos (como luz). Já existe um tipo de polietileno

que está sendo comercializado, o qual inclui um catalisador que incita a degradação térmica do polímero.

Não obstante, o processo de biodegradação é totalmente diferente.

EMPRESA ATIVIDADE

BASF (Alemanha)

DESENVOLVIMENTO DE UM CO-POLIÉSTER BIODEGRADÁVEL SINTÉTICO E BLENDAS COM AMIDO, PARA APLICAÇÕES EM

FILMES FLEXÍVEIS

BIOTEC (Melitta) (Alemanha)

PRODUÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO AMIDO/POLICAPROLACTONA (PLC) PARA EMBALAGENS

BAYER (Alemanha)

CO-POLIÉSTER BIODEGRADÁVEL SINTÉTICO PRE COMERCIAL PARA APLICAÇÕES EM FILMES FLEXÍVEIS

NOVAMONT NOVARA (Itália)

PRODUÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO DE COMPÓSITO DE AMIDO COM POLICAPROLACTONA (PLC) E/OU POLIVINILALCOOL;

“MASTER-BI”

Figura 1.8 – EXEMPLOS DE PRODUTOS PLÁSTICOS DEGRADÁVEIS NA EUROPA (Fonte: D. S. Rosa e R. Pantano Filho)

Existem ainda derivados de celulose que são usados com papel para embalar doces e como pele artificial

para lingüiças. O acetato de celulose já é usado para embalar comida seca sem gordura em países

europeus. Para que se possa discutir com mais detalhes sobre os polímeros biodegradáveis e o processo

de biodegradação de materiais poliméricos, convém, primeiramente, compreender melhor os polímeros e

suas propriedades, voltando em seguida ao tema da biodegradação. Assim, nos próximos capítulo serão

apresentadas algumas características básicas dos polímeros e suas principais propriedades.

Figura 1.9 – PLASTICO BIODEGRADÁVEL DESENVOLVIDO POR PESQUISADORES DA UNESP

Capítulo 1 - OS POLÍMEROS E A RECICLAGEM

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