ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO … · RESUMO Esta pesquisa tem como objetivo conduzir um...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA UFBA ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO REDE DE TECNOLOGIAS LIMPAS -TECLIM ÂNGELA MARIA FERREIRA LIMA ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO TEREFTALATO (PET) NA REGIÃO METROPOLITANA DE SALVADOR COMO SUBSÍDIO PARA ANÁLISE DO CICLO DE VIDA Monografia do Curso de Especialização em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na Indústria - UFBA Orientação: Prof. Dr. Asher Kiperstok - UFBA Salvador - 2001 1
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA UFBA
ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO
REDE DE TECNOLOGIAS LIMPAS -TECLIM
ÂNGELA MARIA FERREIRA LIMA
ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO TEREFTALATO (PET) NA
REGIÃO METROPOLITANA DE SALVADOR COMO SUBSÍDIO PARA ANÁLISE DO CICLO DE VIDA
Monografia do Curso de Especialização em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na
Indústria - UFBA
Orientação: Prof. Dr. Asher Kiperstok - UFBA
Salvador - 2001
1
AGRADECIMENTOS
Ao profo Asher Kiperstok pela orientação deste trabalho e ensinamentos na área de Produção Limpa. As empresas PROPPET, BAHIAPET, ENGEPACK, COOPCICLA, LIMPURB, pelas informações fornecidas. A COPENE, setor de documentação e informação, pelo acesso ao acervo bibliográfico. Ao profo Célio Andrade pela valiosa contribuição no aspecto metodológico.
2
RESUMO
Esta pesquisa tem como objetivo conduzir um levantamento da cadeia produtiva
da embalagem de refrigerante de Polietileno Tereftalato (PET), na Região
Metropolitana de Salvador (RMS) para servir de subsídio a futuros trabalhos de
Análise do Ciclo de Vida (ACV).
O estudo faz uma abordagem da cadeia produtiva desde a extração da matéria
prima até a disposição final da embalagem de PET, sendo composta das etapas
de extração e refino do petróleo, processos de obtenção do etileno, para-xileno,
etileno glicol, dimetil tereftalato, polietileno tereftalato, transformação da resina,
moldagem por injeção e sopro, engarrafamento, comercialização, uso, disposição
final e coleta seletiva.
Palavras-chave: Polietileno Tereftalato, PET, Análise do Ciclo de Vida, ACV,
Plásticos
ABSTRACT
This research has the objective to lead a survey of the productive chain of
Polyethylene Terephthalate ( PET) for soft drink bottles in the Metropolitan Region
of Salvador (RMS) to subsidize future works of Life Cycle Analysis (LCA). Focuses
the productive chain since the extraction of raw materials until the final disposal of
PET bottles. It includes different stages of the plastic production such as the
extraction and processing of crude oil, production of ethylene, p-xylene, ethylene
glycol, dimethyl terephthalate, polyethylene terephthalate, injection molding,
injection blow molding, bottling, trading, use, final disposal and selective collection.
Keywords: Polyethylene Terephthalate, PET, Life Cycle Analysis, LCA, Plastics
3
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................................... 5
LISTA DE TABELAS....................................................................................................................... 6
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ...................................................................................... 7
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 8
2. CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS..................................................... 12
3. OS PLÁSTICOS E O POLIETILENO TEREFTALATO (PET).................................. 15 3.1 - Reciclagem dos Plásticos ........................................................................................................ 16 3.2 - Polietileno Tereftalato - PET ................................................................................................ 18 3.3 - Demanda de PET no Setor de Embalagens .......................................................................... 20 3.4 - Pet versus Embalagens de Vidro e Alumínio........................................................................ 20
4. ANÁLISE DO CICLO DE VIDA ..................................................................................... 22 4.1 - Fases de uma ACV:................................................................................................................ 26
4.1 .1 - Definição dos objetivos e escopo ................................................................................ 27 4.1.2 - Análise de inventário..................................................................................................... 30 4.1.3 - Avaliação de impacto .................................................................................................... 34 4.1.4 - Interpretação.................................................................................................................. 36
4.2 - Softwares de ACV................................................................................................................... 36 4.3 - Estudo de Caso de ACV na Colômbia................................................................................... 36
5. CADEIA PRODUTIVA DA EMBALAGEM DE PET NA RMS ........................................... 40 5.1 - Cadeia Produtiva do PET na RMS ....................................................................................... 41 5.2 - Descrição da Cadeia Produtiva.............................................................................................. 45
5.2.1 - Extração do Petróleo ..................................................................................................... 45 5.2.2 - Refino do Petróleo......................................................................................................... 45 5.2.3 - Processo do Etileno ....................................................................................................... 50 5.2.4 - Processo do Para-xileno ................................................................................................ 53 5.2.5 - Processo do Etileno Glicol ............................................................................................ 56 5.2.6 - Processo do Dimetiltereftalato (DMT).......................................................................... 57 5.2.7 - Processo de Polimerização do Polietileno Tereftalato (PET)...................................... 64 5.2.8 - Processo de Moldagem das Embalagens....................................................................... 71 5.2.9 - Engarrafamento ............................................................................................................. 79 5.2.10- Comercialização, Uso e Disposição Final.................................................................... 79
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ........................................................................ 85
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 88 8. ANEXOS .............................................................................................................................. 91 8.1 - Mapa da Região Metropolitana de Salvador................................................................ 91 8.2 - Cadeia Produtiva do PET na RMS............................................................................... 92
8.3 - Produtos Fabricados com PET Reciclado....................................................................92 8.4 - Legislação Ambiental das Embalagens Plásticas.........................................................93
4
LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Composição média das resinas nos resíduos plásticos rígidos
separados em programas de coleta seletiva 12
Figura 2 - Material reciclável obtido da coleta seletiva 13 Figura 3 - Produção e reciclagem do PET no Brasil 19 Figura 4 - Países que desenvolveram ACV 24 Figura 5 - Atividades em 5 estágios de ciclo de vida 25 Figura 6 - Fases de uma ACV 26 Figura 7 - Dimensões da ACV 27 Figura 8 - Ciclo de vida de garrafas de vidro 28 Figura 9 - Exemplo de um sistema do produto para a Análise de
Inventário 31
Figura 10 - Exemplo de uma unidade de processo dentro do sistema de produto
32
Figura 11 - Análise do Ciclo de Vida de garrafas PET na Colômbia 37 Figura 12 - Comparação de ciclo de vida de garrafas retornáveis vs. não
retornáveis 38
Figura 13 - Comparação das fases do ciclo de vida do PET 39 Figura 14 - Cadeia produtiva do PET na RMS 42 Figura 15 - Localização das empresas de primeira e segunda geração do
PET no Pólo Petroquímico de Camaçari 44
Figura 16 - Processo de refino do petróleo 48 Figura 17 - Processo de obtenção do etileno 53 Figura 18 - Processo de obtenção do Dimetil Tereftalato - DMT 60 Figura 19 - Polimerização na fase fundida 64 Figura 20 - Polimerização no estado sólido 65 Figura 21 Resina de PET em pellets 70 Figura 22 - Tipos de garrafas de PET - antes e depois 71 Figura 23 - Pré-formas 72 Figura 24 - Planta de localização da empresa "A" 73 Figura 25 - Garrafa PET de 2 L 74 Figura 26 - Processo de moldagem por injeção e sopro 75 Figura 27 - Container da COOPCICLA 80 Figura 28 - Fardos de embalagens PET 80 Figura 29 - Postos de Entrega Voluntária de Salvador 81 Figura 30 - Embalagens de PET monocamada e multicamada 82
5
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição de plástico no lixo em Salvador - 1995 e 1999 13
Tabela 2 - Percentual dos materiais recicláveis recolhidos pela COOPCICLA e CENBA
14
Tabela 3 - Identificação, características e aplicações dos plásticos 17
Tabela 4 - Produção e reciclagem de PET no Brasil 19
Tabela 5 - ACV comparando 3 sistemas de embalagens nos EUA 21
Tabela 6 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de refino de petróleo
49
Tabela 7 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do etileno
54
Tabela 8 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do para-xileno
55
Tabela 9 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do dimetil tereftalato
62
Tabela 10 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do polietileno tereftalato
69
Tabela 11 - Relação entre a garrafa de PET tipo base-cup e petalóide 70
Tabela 12 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de moldagem por injeção
76
Tabela 13 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de moldagem por sopro
77
6
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ACV - Análise do Ciclo de Vida
COOPCICLA - Cooperativa de Agentes Autônomos de Reciclagem
DMT - Dimetil Tereftalato
LCA - Life Cycle Analysis
LIMPURB - Limpeza Pública de Salvador
PET - Polietileno Tereftalato
RMS - Região Metropolitana de Salvador
7
1. INTRODUÇÃO
Na sociedade contemporânea vem se acentuando cada vez mais o uso dos
plásticos. A abundância de produtos plásticos no mundo, por outro lado, tem
criado sérios problemas ambientais. A não biodegradabilidade da maioria dos
plásticos e os gases produzidos durante a incineração são algumas das
dificuldades para o problema do resíduo plástico. Este fator se contrapõe ao
sucesso da indústria dos plásticos em fabricar seus produtos com propriedades
funcionais magníficas. Plásticos constituem uma grande porção, especialmente
no volume, dos resíduos sólidos coletados pelas municipalidades no mundo. Para
diminuir os impactos ambientais desde a extração do petróleo até a sua
disposição em aterros sanitários e lixões, necessita-se da formação de dados
com enfoque do ciclo de vida completo, que inclui diferentes estágios tais como
extração, processamento da matéria prima, manufatura, transporte, distribuição,
uso, reuso, reciclagem e disposição final. O conceito de Análise do Ciclo de Vida
foi desenvolvido para este propósito e é usado em diferentes aplicações (SONG,
1999). Este trabalho pretende levantar a cadeia produtiva da embalagem de
refrigerante de Polietileno Tereftalato (PET) na Região Metropolitana de Salvador,
para servir de subsídio para a condução de futuros estudos de Análise do Ciclo de
Vida.
Nas ultimas décadas o plástico foi um dos materiais que mais se desenvolveu e
aumentou de produção. Esta abundância está acarretando sérios problemas
ambientais.
Os resíduos plásticos podem ser classificados quanto à origem, em industriais,
urbanos e agrícolas. Os rejeitos plásticos industriais provêm principalmente de
refugos de indústrias de transformação, como peças fora de especificação técnica,
aparas e rebarbas do processo. O material já selecionado é conhecido e muitas
vezes reaproveitado na própria indústria ou vendido a terceiros para reciclagem.
Os resíduos sólidos urbanos são gerados tanto pelo comércio e serviços como
nas residências por consumidores finais. No Brasil, o destino principal desses
8
resíduos tem sido vazadouros, rios, manguezais, lagoas, aterros etc. Sem maiores
preocupações técnicas, econômicas e ambientais, tal prática ocasiona um
desperdício irracional desses materiais. Além de poluição visual, pode ocasionar
deslizamento de encostas, entupimentos de canais e valas (CEMPRE, 1998).
Os plásticos se degradam muito lentamente no meio ambiente. Possuem como
características a resistência a radiações, calor, ar e água. Os tipos mais
encontrados no lixo urbano são: Polietileno de Alta Densidade (PEAD) – usado
em embalagens para detergentes e óleos automotivos, sacolas de
supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades
domésticas; Polietileno de Baixa Densidade (PEBD) - sacolas para
supermercados e lojas, filmes para embalar leite e outros alimentos, sacaria
industrial, filmes para fraldas descartáveis, bolsa para soro medicinal, sacos de
lixo etc; Polietileno Tereftalato (PET) - frascos e garrafas para uso
alimentício/hospitalar, cosméticos, bandejas para microondas, filmes para áudio e
vídeo, fibras têxteis; Policloreto de Vinila (PVC) - embalagens para água mineral,
óleos comestíveis, maioneses, sucos, perfis para janelas, tubulações de água e
esgoto, mangueiras, embalagens para remédios, brinquedos, bolsas de sangue,
material hospitalar etc; Polipropileno (PP) - filmes para embalagens e alimentos,
embalagens industriais, cordas, tubos para água quente, fios e cabos, frascos,
caixas de bebidas, autopeças, fibras para tapetes, utilidades domésticas, potes,
fraldas, seringas descartáveis etc; Poliestireno (PS) - potes para iogurtes,
sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da
porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartáveis, brinquedos etc
(CEMPRE, 1998; PLASTIVIDA, 2001).
. Esta pesquisa tem como objetivo conduzir um levantamento da cadeia produtiva
da embalagem de refrigerante PET de 2 litros, na Região Metropolitana de
Salvador (RMS) para servir de subsídio a futuros trabalhos de Análise do Ciclo de
Vida (ACV).
9
Análise de Ciclo de Vida (ACV) é um instrumento de avaliação do impacto
ambiental associado a um produto ou processo, compreendendo etapas que vão
desde a retirada das matérias-primas elementares da natureza, que entram no
sistema produtivo, à disposição do produto final, após o uso. Serve como base
para detectar a estratégia mais conveniente para a minimização dos impactos.
O estudo pretende fazer uma abordagem da cadeia produtiva desde a extração da
matéria prima até a sua disposição final da embalagem de PET, por tratar-se de
um plástico que possui um dos maiores percentuais de separação, 21 %, em
programas de coleta seletiva.
Esta pesquisa se insere dentro da linha de capacitação na metodologia de ACV,
desenvolvido pela Rede de Tecnologias Limpas da Bahia, TECLIM, no
Departamento de Hidráulica e Saneamento, da Escola Politécnica da Universidade
Federal da Bahia, visando formar profissionais capazes de desenvolver a
metodologia no estado.
Este trabalho está estruturado da seguinte forma:
No capítulo 2, Caracterização dos Resíduos Sólidos, abordam-se questões
relacionadas aos resíduos sólidos, com enfoque para os plásticos, bem como o
aumento no lixo doméstico nos últimos anos e os índices de reciclagem de
diversos materiais.
No capítulo 3, Os Plásticos e o Polietileno Tereftalato, apresenta-se um breve
histórico dos plásticos e suas definições, destacando o Polietileno Tereftalato
pelos índices de crescimento nos últimos anos.
O capítulo 4, Análise do Ciclo de Vida, fornece a fundamentação teórica de
ACV, enfocando as principais fases: Definição dos objetivos e escopo de trabalho;
análise de inventário; avaliação de impacto e interpretação.
Já o capítulo 5, Cadeia Produtiva da Embalagem de Polietileno Tereftalato na RMS, descreve os principais processos da cadeia produtiva do PET na RMS. Os
dados ambientais apresentados são qualitativos.
10
Na Conclusão incluem-se as sugestões e recomendações sobre a cadeia
produtiva do PET na Região Metropolitana de Salvador.
11
2. CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS
Este capítulo aborda questões relacionadas aos resíduos sólidos, com enfoque
para os plásticos, bem como o aumento no lixo doméstico nos últimos anos e os
índices de reciclagem de diversos materiais.
ultrapassando o papel/papelão que até então predom
participação no lixo doméstico (Tabela 1). Este aumento de
PET (refrigerante) 21%
PEAD/PEBD (produtos de limpeza, leite) 37%
PVC (água m ineral, produtos de limpeza)
14%
PP (potes de margarina) 10%
Outros plásticos rígidos 18%
Segundo dados da empresa de Limpeza Pública de Salvador, LIMPURB (1999),
os plásticos (moles e duros) representam 17,11% do lixo c letado em Salvador,
A composição de resíduos sólidos urbanos em algumas cidades do Brasil, em
programas de coleta seletiva é mostrado na Figura 1. Os tipos de plásticos mais
encontrados no lixo urbano são: PEAD/PEBD, PET, PVC, PP e PS (CEMPRE,
1998). O PET, oriundo das embalagens de refrigerante, possui um dos maiores
percentuais de separação entre os plásticos encontrados em programas de coleta
seletiva, 21 %, ficando somente atrás dos Polietilenos (PEAD e PEBD), 37 %.
Esta é uma indicação de nível de consumo deste material, demandando atenção
para a importância de novos estudos com foco ambiental, que sejam dirigidos
não só para o destino destes resíduos, mas também para a sua geração no
processo produtivo.
Figura 1 - Composição média das resinas nos resíduos plásticos rígidos separados em programas de coleta seletiva
Fonte: CEMPRE, 1998
o
inava como a maiorve-se a substituição do
12
papel por plástico nas embalagens, assim como a mudança de hábito da
população no uso de alimentos preparados industrialmente (LIMPURB, 1999).
Tabela 1 – Composição de plástico no lixo em Salvador, 1995 e 1999
ANO Tipo de Plástico 1995 1999
Variação
Plástico Mole 8,16 % 12,04 % +47,55 %
Plástico Duro 3,12 % 5,07 % +62,50 %
Total 11,28 % 17,11
Fonte: LIMPURB, 1999
O acompanhamento da coleta seletiva executada pela Cooperativa de Agentes
Autônomos de Reciclagem, COOPCICLA, em 14 bairros de Salvador, indicou que
761 t de resíduos foram captados em 2000 (Figura 2 e Tabela 2).
Além da coleta dos recicláveis nos domicílios, a COOPCICLA separa materiais
recicláveis na Central de Badameiros, CENBA, localizada próximo ao Aterro de
Canabrava obtendo 3.584 t/ano (LIMPURB, 2000).
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
Papel Papelão Vidro Plástico Metal Alumínio Outros
material reciclável
kg/a
no
Figura 2 – Material reciclável obtido da coleta seletiva Fonte: LIMBURB, 2000
13
Tabela 2 - Percentual dos materiais recicláveis recolhidos pela COOPCICLA e CENBA
Materiais Recicláveis ( kg/ano) Componentes COOPECICLA CENBA Total %
Papel 204.731 2.490.142 2.694.873 62,01 Papelão 190.076 363.201 553.277 12,72 Vidro 148.669 8.279 156.948 3,61 Plástico 50.288 485.288 535.576 12,31 Metal 107.788 216.730 324.518 7,47 Alumínio 59.941 19.149 79.090 1,81 Outros 0 1.185 1.185 0,07 Total 761.493 3.583.974 4.345.467 100
Fonte: Limpurb/2000
Dados da caracterização dos resíduos sólidos urbanos em Salvador, apontam
para um crescimento dos materiais plásticos nos últimos anos.
Os plásticos coletados no programa de coleta seletiva em Salvador representam
12,31 %, do total de materiais recicláveis. Não foram considerados os diferentes
tipos de resinas no levantamento realizado pela Limpurb.
No próximo capítulo serão abordadas as questões relacionadas aos plásticos,
tais como sua origem e características, com destaque para o Polietileno
Tereftalato.
14
3. OS PLÁSTICOS E O POLIETILENO TEREFTALATO (PET)
Depois das idades da pedra, bronze e ferro a sociedade industrializada
parece estar vivendo a era dos plásticos. Na atualidade a presença dos plásticos é
uma constante. A maioria deles não existia antes dos anos 30. Na segunda
metade do século XIX deu-se o desenvolvimento da celulóide, um material plástico
baseado em celulose modificada de material natural que era produzido da madeira
ou palha. Em seguida novos compostos, como a resina de acetato de celulose,
surgiram para explorar as características deste produto. Entre 1900 e 1940 muitos
progressos científicos e tecnológicos foram atingidos. Em 1907 o primeiro
termorrígido, a baquelite, foi patenteado. A primeira guerra mundial estimulou o
desenvolvimento de materiais como o Policloreto de Vinila (PVC) na Alemanha.
No começo dos anos 30, a estrutura e síntese das substâncias chamadas de
materiais poliméricos, foram adequados pela teoria científica. Este progresso
criou a base para a síntese de um grande número de novos polímeros (MULDER,
1998).
São considerados polímeros as moléculas relativamente grandes, de peso
molecular da ordem de 103 a 106 cuja estrutura é composta de unidades químicas
repetidas, os monômeros (MANO, 1988).
Seguem alguns exemplos de polímeros:
Macromoléculas lineares
cadeias C - C
H H H H H ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ – C – C – C – C – C – ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ H R H R H
15
heteroátomos
H H H ❘ ❘ ❘ – C – X – C – X – C – ❘ ❘ ❘ H H H
A matéria-prima do plástico é derivada do petróleo, que é formado por uma
complexa mistura de compostos. Pelo fato destes compostos possuírem diferentes
grupos aromáticos
R
❘ – – C – – X – – ❘ R
temperaturas de ebulição, é possível separá-los em misturas ou cortes através de
colunas de destilação. Um desses cortes, a nafta, é fornecida para as centrais
petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem aos
principais monômeros, como por exemplo, o eteno. Processos diversos
transformam os monômeros em polímeros que se classificam, de acordo com as
características de fusibilidade, em:
Termoplásticos - polímeros lineares ou ramificados, que permitem fusão por
aquecimento e solidificação por resfriamento. Ex. PET.
Termorrígidos - São aqueles que por aquecimento ou outra forma de
tratamento, assumem a estrutura tridimensional, reticulada, com ligações
cruzadas, tornando-se insolúveis ou infusíveis. Ex. Resina fenol—formaldeído
(MANO, 1988).
3.1 - Reciclagem dos Plásticos Para facilitar a etapa de separação manual dos artefatos plásticos as empresas de
transformação e entidades ligadas à reciclagem adotaram um sistema de
codificação de recipientes plásticos que consiste de um símbolo com 3 setas em
sequência, normatizada pela norma NBR 13.230 de 1994, "Simbologia indicativa
de reciclabilidade e identificação de materiais plásticos" da Associação Brasileira
de Normas Técnicas - ABNT. Na maioria das embalagens, o triângulo é aplicado
em alto relevo na parte de baixo da mesma (CEMPRE, 1997). Cada tipo de
plástico recebeu uma numeração específica e todas as embalagens plásticas
16
devem ter o respectivo triângulo com a identificação. A Tabela 3 apresenta os
vários tipos de plásticos com identificações e principais aplicações.
Tabela 3 - Identificação, características e aplicações dos plásticos
PLÁSTICO CARACTERÍSTICAS PRODUTOS
POLIETILENO TEREFTALATO
Transparente, inquebrável,
impermeável e leve.
POLIETILENO
DE ALTA DENSIDADE
Inquebrável, leve, rígido e
impermeável
POLICLORETO
DE VINILA
Rígido, transparente,
impermeável, resistente à temperatura e inquebrável
POLIETILENO
DE BAIXA DENSIDADE
Flexível, leve, transparente e
impermeável
POLIPROPILENO
Conserva o aroma,
inquebrável, transparente, brilhante, rígido e resistente a
mudanças de temperatura
POLIESTIRENO
Impermeável, rígido,
transparente e brilhante
OUTROS
Neste grupo encontram-se os seguintes plásticos:
ABS1/SAN2, EVA3 e PA4.
Flexibilidade, leveza, resistência à abrasão,
possibilidade de design diferenciado
Fonte: PLASTIVIDA, 2001; CEMPRE, 1998
1 ABS = copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno 2 SAN = copolímero de estireno-acrilonitrila 3 EVA = copolímero de etileno-acetato de vinila 4 PA = Poliamidas alifáticas
17
3.2 - Polietileno Tereftalato - PET
O Polietileno Tereftalato foi desenvolvido em 1941 pelos químicos ingleses
Whinfield e Dicson. A partir de 1950, ele foi utilizado na fabricação de fibras pela
ICI na Inglaterra e pela E.I. Du Pont de Nemours, nos Estados Unidos. Mas as
garrafas produzidas com este polímero só começaram a ser fabricadas na década
de 70, após cuidadosa revisão dos aspectos de segurança e meio ambiente
(CEMPRE, 1998).
No Brasil o PET surgiu em 1988, seguindo a mesma trajetória do resto do mundo.
Primeiramente foi utilizado na indústria têxtil. Somente em 1993 é que passou a
ser utilizado com expressão no mercado de embalagens nacional (CEMPRE,
1998; CEMPRE-Informa, 2001). A Tabela 4 e a Figura 3 apresentam números
sobre a produção e reciclagem de PET no Brasil. Observa-se que existe um
aumento da demanda da resina de PET nos últimos anos, além da demanda
deste produto para refrigerantes. É um indicativo do segmento de novos
mercados para a resina, como o de água mineral, detergentes, óleo etc. Neste
mesmo período houve um aumento na reciclagem de PET, devido aos programas
de reciclagem nas principais cidades brasileiras.
O Polietileno Tereftalato é um poliéster, transparente, brilhante, leve com boa
performance de design e facilidade de moldagem, que proporciona alta resistência
mecânica (impactos) e química além de ter barreiras para gases e odores. Devido
às características acima e ao seu peso ser muito menor que as embalagens
tradicionais, ao ser usado pelas indústrias de bebidas, ele reduziu os custos de
transporte e produção.
Atualmente o mercado de PET pós-consumo no Brasil é para produção de cordas
(multifilamento), fios de costura (monofilamento) e cerdas de vassouras e escovas.
Outros usos são: moldagem de autopeças, lâminas para termoformadores,
garrafas de detergentes, mantas não tecidas e carpetes (CEMPRE,1998).
18
Tabela 4 - Produção e reciclagem de PET no Brasil
ANO Demanda Nacional (t)
(resina PET)
Demanda para
Refrigerantes (t)
Reciclagem
Pós-consumo
(t) (%)
reciclado/demanda
nacional
1994
80 mil
- 3 mil 3.75
1995 120 mil - 18 mil 15
1996 150 mil - 22 mil 14,70
1997 211 mil 185,7 mil 30mil 14,22
1998 260 mil 223,6 mil 40 mil 15,38
1999 286 mil 237,4 mil 50 mil 17,48
2000 315 mil 255,1 mil 67 mil 21,27
Fonte: CEMPRE-INFORMA, 2001
Figura 3 - Produção e reciclagem do PET no Brasil
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
ANO
PRO
DU
ÇÃ
O (t
)
Demanda Nacional (t) - resinaDemanda para RefrigerantesReciclagem pós consumo
ANO
11994 21995 31996 41997 51998 61999 72000
Fonte: Baseado em CEMPRE-INFORMA, 2001
19
3.3 - Demanda de PET no Setor de Embalagens
A resina PET está em expansão no mercado de refrigerante, substituindo cada
vez mais outros tipos de embalagens, como o vidro, pois apresenta diversas
vantagens na produção e transporte. Outros mercados de embalagens de PET,
envase de água mineral e óleo comestível, estão contribuindo para o aumento da
quantidade de PET produzido. Uma outra resina, Polietileno Naftalato (PEN), é também recomendada para o
segmento de garrafas retornáveis. As principais características da embalagem
PEN são: temperatura de lavagem a 850 C , alta barreira ao oxigênio e a luz UV e
resistência a vácuo e pressão (ANJOS, 2001).
3.4 - Pet versus Embalagens de Vidro e Alumínio
Na década de 80, vários estudos de ciclo de vida foram realizados comparando
os diferentes tipos de embalagens. Alguns destes estudos foram discrepantes
nos resultados. Este fato ilustra a importância da qualidade dos dados que entram
num estudo e a metodologia a ser seguida (CHEHEBE, 1998).
Segundo estudos comandados pelo NAPCOR (National Association for Plastics
Container Recovery) nos EUA e conduzidos pela empresa "Franklim Associates"
existem vantagens na redução do uso de recursos naturais com a utilização de
embalagens de PET (Tabela 5) (FRANKLIM ASSOCIATES,1993). Compara o
impacto ambiental do PET com vidro e o alumínio e com exceção da taxa de
reciclagem para a lata de alumínio, a garrafa PET apresenta vantagens para todos
os outros itens.
A embalagem de alumínio tem sido no Brasil, a embalagem de maior taxa de
reciclagem devido ao seu maior valor de compra, fomentando uma economia
informal para este tipo de recipiente. Essa variável, valor de compra da
embalagem pós-consumo, tem sido um dos principais alavancadores da sua
20
reciclagem, o que é um ponto importante a ser considerado num estudo de
Análise do Ciclo de Vida.
Tabela 5 – ACV comparando 3 sistemas de embalagens nos EUA
Itens
Garrafa PET
(567 mL)
Garrafa de
vidro (453 mL)
Lata de
Alumínio (340 mL)
Garrafa PET
(2000 mL)
Taxa de reciclagem, 1993 (%)
36 34 62 36
Para produzir e entregar 1000 gal: Peso do container (lb)
360
3.843
374
262
Energia (MBTU)
19,9 33,1 23,8 12,7
Energia de combustível fóssil (MBTU)
17,6 29,4 19,7 11,2
Energia nuclear, madeira e outras (MBTU)
2,3 3,7 4,5 1,5
Emissões atmosféricas (lb)
48 99 83 30
Efluente líquido (lb)
9 12 16 5
Resíduo sólido (lb)
474 3.214 774 295
Fonte: FRANKLIM ASSOCIATES,1993. Para uma melhor divulgação dos conceitos básicos de Análise do Ciclo de Vida, o
capítulo 4 apresenta um referencial teórico desse assunto.
21
4. ANÁLISE DO CICLO DE VIDA
Este capítulo fornece a fundamentação teórica básica de ACV, enfocando
as principais fases: Definição dos objetivos e escopo de trabalho; Análise de
inventário; Avaliação de impacto e; Interpretação.
Análise do Ciclo de Vida é um instrumento de avaliação do impacto ambiental
associado a um produto ou processo, compreendendo etapas que vão desde a
retirada das matérias-primas elementares da natureza que entram no sistema
produtivo (berço) à disposição do produto final, após uso (túmulo). Inclui extração,
processamento da matéria prima, manufatura, transporte, distribuição, uso, reuso,
manutenção, reciclagem e disposição final. Permite uma visão abrangente dos
diversos impactos provocados ao meio ambiente, possibilitando a identificação
das medidas mais adequadas do ponto de vista ambiental e econômico para sua
minimização, constituindo-se assim numa técnica de gerenciamento ambiental e
de desenvolvimento sustentável (CHEHEBE, 1998; JENSEN,1997;
GRAEDEL,1998)
Nos últimos anos tem aumentado o interesse em ACV pelas indústrias,
especialistas ambientais, autoridades, associações de consumidores,
organizações ambientais e o público em geral que querem conhecer a qualidade
ambiental dos processos de produção e dos produtos. Está se tornando um
instrumento comum nos países da Europa, nos Estados Unidos. Sua aplicação
tem iniciado no BrasiI com a Mercedes-Benz do Brasil S/A e o Centro de
Tecnologia de Embalagem - CETEA do Instituto Técnico de Alimentação - ITAL
(CHEHEBE, 1998). A Mercedes-Benz do Brasil S/A desenvolveu entre 1996 e
1997, um projeto piloto onde fez um comparativo entre almofadas de bancos
confeccionadas a partir da fibra de coco e outra confeccionada com espuma de
poliuretano. O CETEA/ITAL desenvolveu um estudo denominado "Análise do Ciclo
de Vida de embalagens para o mercado brasileiro" com o objetivo de conduzir um
22
estudo em vinte sistemas de embalagens no mercado nacional, considerando as
condições e o nível de tecnologias.
Segundo CHEHEBE (1998), HOOF (2000) e JENSEN (1997) os primeiros estudos
de ACV foram realizados pela Coca-Cola em 1969 com o objetivo de analisar
diferentes tipos de embalagens para refrigerantes e qual apresentava índices mais
adequados de emissões.
O processo de quantificação do uso dos recursos naturais e dos índices de
emissões tornou-se conhecido como REPA (Resource and Environmental Profile
Analysis). Na Europa os primeiros estudos de comparação ecológica de produtos,
foram chamados de ecobalanço, e foram realizados na Suiça em 1974. Logo em
1984 a agência Suiça de Proteção ao Meio Ambiente publicou um boletim de
ecobalanço para materiais de embalagem.
Os ecobalanços mostram uma estrutura para o cálculo dos dados dentro da
metodologia. Em cada fase existem entradas e saídas de materiais, energia e
emissões. Nem todos os componentes tem a mesma unidade de contribuição.
Através do ecobalanço se elabora uma estrutura para inventariar, calcular e
comparar os dados.
O país que mais desenvolveu casos de ACV foi a Alemanha, por causa dos
resíduos sólidos que estavam no centro das atenções da opinião pública nos anos
80. A Figura 4 mostra a participação individual de cada país em termos do
número de estudos realizados (HOOF, 2000).
A Sociedade Internacional para a Química e Toxicologia Ambiental (SETAC) foi
uma das fomentadoras da metodologia de ACV na América do Norte (1990),
seguido pela mesma organização em Leiden, Holanda. Muitos conceitos adotados
pela SETAC foram adotados pela Organização Internacional de Padronização,
ISO. (CHEHEBE, 1998; HOOF, 2000).
23
Alemanha40%
Suiça18%
Suécia5%
Reino Unido7%
EUA12%
França3%
Austria5%
Holanda4%
Outros6%
Figura 4 - Países que desenvolveram estudos de ACV Fonte: HOOF, 2000
As principais normas padronizadas pela ISO sobre Análise do Ciclo de Vida, são:
ISO 14040 - International Standard. Environmental Management - Life
Cycle Assessment - Principles and Framework. 1997.
ISO 14041 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle
Assessment Goal and Scope Definition and Inventory Analysis.1998.
ISO 14042 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle
Assessment - Life Cycle Impact Assessment. 2000.
ISO 14043 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle
Assessment - Life Cycle Interpretation. 2000.
Segundo GRAEDEL (1998), algumas análises que tratam de todos os estágios de
ciclo de vida, conforme a Figura 5, incluem:
Estágio 1 - Pré manufatura;
Estágio 2 - Operação de manufatura;
Estágio 3 - Entrega do produto;
Estágio 4 - Uso pelo consumidor;
Estágio 5 - Reuso, reciclagem ou descarte.
24
❶ ❷
Uso pelo consumidor
Transporte Reuso ou reciclagem
Descarte
Embalagem
Montagem domódulo
Processamento dos materiais
Montagem do
produto
Manufatura dos materiais
Manufatura do componente
Extração da matéria prima
❺ ❹ ❸ Figura 5 - Atividades em 5 estágios de ciclo de vida Fonte: GRAEDEL, 1998 ACV pode ser usada para:
Identificar oportunidades de melhoramento dos aspectos ambientais de
produtos em vários pontos de seu ciclo de vida;
Avaliar tomada de decisão na indústria, assim como nas organizações
governamentais e não governamentais (planejamento estratégico, projeto de
produto ou processo);
Selecionar indicadores relevantes da performance ambiental, incluindo
técnicas de medição;
Promover marketing institucional e de produto (ISO 14.040, 1997).
ACV é uma técnica de gerenciamento ambiental (avaliação de risco, evolução da
performance ambiental, auditorias ambientais e avaliação de impacto ambiental).
25
Como toda técnica também possui limitações. Algumas delas são:
Resultados de estudos de ACV focados nas questões regionais podem não
ser apropriado para aplicações locais;
Qualidade dos dados utilizados. É importante que venham de fontes
seguras;
A natureza da seleção feita em ACV (escolha dos limites do sistema,
seleção da origem dos dados e categoria de impacto) podem ser subjetivos;
Modelos utilizados para análise de inventário ou para avaliação de impacto
ambiental, são limitados por suas hipóteses e podem não ser disponíveis para
todos os impactos e aplicações (ISO 14.040, 1997).
4.1 - Fases de uma ACV:
A Análise do Ciclo de Vida inclui as seguintes fases, conforme a Figura 6:
4.1.1 - Definição dos objetivos e escopo de trabalho;
4.1.2 - Análise de inventário;
4.1.3 - Avaliação de impacto;
4.1.4 – Interpretação.
26
Figura 6 - Fases de uma ACV
Aplicações diretas: Desenvolvimento e
melhoria do produto Planejamento estratégico Elaboração de políticas
públicas Marketing Outros
Interpretação
Avaliação de Impacto
Análise do Inventário
Objetivo e Escopo
Fonte: ISO 14.040, 1997 4.1 .1 - Definição dos objetivos e escopo
Os objetivos e escopo de um estudo de ACV devem ser claramente
definidos e consistentes com a aplicação pretendida. A definição do objetivo deve
incluir de forma clara os propósitos pretendidos e conter todos os aspectos
considerados relevantes para direcionar as ações que deverão ser realizadas.
Segundo CHEHEBE, 1998, "o conteúdo mínimo de ACV deve referir-se às suas
três dimensões: onde iniciar e parar o estudo do ciclo de vida (a extensão da
ACV), quantos e quais subsistemas incluir (a largura da ACV) e o nível de
detalhes do estudo (a profundidade da ACV)". Estas dimensões devem ser
definidas de forma compatível e suficiente para atender o estabelecido nos
objetivos do estudo, conforme ilustrado na Figura 7.
27
PROFUNDIDADE (Nível de detalhes)
EXTENSÃO (início e fim do
Figura 7 - Dimensões da ACV Fonte: CHEHEBE,1998
Exemplos das dimensões de uma ACV:
Garrafas de vidro: a extensão vai desde da matéria prima, a areia, até o fim
de vida da embalagem, incluindo extração da areia, produção da embalagem
(lavagem, mistura, fundição, prensagem, formação da boca, sopro,
transferência do molde e sopro), engarrafamento, distribuição, consumo, fim
de vida e lavagem. A largura é o detalhamento de cada subsistema que faz
parte da cadeia principal. A profundidade está focada com mais detalhes no
processo de produção. A Figura 8 mostra o fluxograma deste processo.
Areia
28
Prod
ução
Pedra Caulisa
Fundição
Prensagem
Formação da boca
dSopro
a boca
Transferência do molde Pré-forma
Soprorrafamento Distribuição Consumo Fim de Vida Enga
reci
clag
em
Lavagem Garrafa retornável
Mistura
Impurezas Lavagem Na H OAl 2 ONa
3 2
Na SO 4 CO 3 2
2 O 3 Fe
Figura 8 - Ciclo de Vida de garrafas de vidro Fonte: HOOF, 2000 Garrafas de PET: a extensão vai desde a extração do petróleo até a sua
disposição final, é onde inicia e para o estudo do ciclo de vida, ou seja, nas
etapas de extração e refino de petróleo, processos de obtenção do etileno,
para-xileno, etileno glicol, polimerização do PET, moldagem das embalagens,
engarrafamento, uso, coleta e disposição; a largura está no detalhamento de
cada um desses processos e a profundidade no processo de polimerização do
PET.
O escopo deve ser bem definido para que a largura, a profundidade e a extensão
do estudo sejam compatíveis e suficientes para atingir o objetivo. ACV é uma
técnica interativa. O escopo do estudo pode ser modificado a medida que
informações adicionais forem sendo coletadas.
Na definição do escopo, alguns itens devem ser considerados e claramente
descritos:
As funções do sistema estudado - É a definição clara das características do
produto a ser modelado;
A unidade funcional - Um sistema pode ter um número de funções definidas.
A selecionada para o estudo é dependente da meta e escopo do estudo. A
unidade funcional deve ser definida e mensurável. Se define a partir de
funções que cumprem o produto.
Exemplos:
• 1000 L de refrigerantes vendidos em embalagens de PET de 2 L;
• 1000 L de água mineral em embalagens de bebidas;
• 1000 Kg de Ketchup consumido.
Os limites do sistema - Determinam quais as unidades de processos devem
ser incluídas na ACV. Vários fatores determinam este limite, como a aplicação
29
pretendida do estudo, a hipótese realizada, o critério de corte, restrições de
dados e custo. Os limites são geralmente apresentados em fluxogramas que
mostram a seqüência principal do sistema de produto em estudo.
A seleção das entradas e saídas, e o nível de agregação em categorias dos
dados devem ser consistentes com os objetivos do estudo. O critério utilizado para
o estabelecimento dos limites do sistema deve ser identificado e justificado no
escopo do estudo (CHEHEBE, 1998; ISO 14.040)
4.1.2 - Análise de inventário
A análise de inventário é a fase de coleta e quantificação de todas as variáveis
(matéria-prima, energia, transporte, emissões atmosféricas, efluentes líquidos,
resíduos sólidos etc), relacionados com a análise de vida de um produto ou
processo. A condução do inventário é um processo interativo. A seqüência de
eventos envolve a checagem de procedimentos de forma a assegurar que os
requisitos de qualidade estabelecidos na primeira fase sejam obedecidos
(CHEHEBE, 1998).
Pode-se identificar as seguintes etapas:
Sistema do produto
É uma relação de unidades de processos conectadas por fluxos de produtos. A
Figura 9 mostra um exemplo de sistema do produto. A sua descrição inclui fluxos
elementares que atravessam os limites do sistema (entradas e saídas).
Os "limites do sistema" separam o sistema de sua vizinhança. Esta age como
fonte de todos os insumos que entram no sistema bem como abrange tudo que
deixa o sistema (CHEHEBE, 1998; ISO14.041, 1998).
30
Figura 9 - Exemplo de um sistema do produto para a Análise de Inventário
Fluxos elementares
Outros sistemas
Fluxos elementares
Outros sistemas
Reciclagem / Reuso
Tratamento do resíduo
Uso
Produção
Aquisição de matéria prima
Suprimento de Energia
Transporte
Fonte: ISO14.041, 1998
Unidades de Processos
São ligadas umas às outras por fluxos intermediários de produtos e/ou resíduos
para tratamento, que podem alimentar outros sistemas por fluxos de produtos e
ao meio ambiente por fluxos elementares (Figura 10).
31
Exemplos de fluxo elementar entrando na unidade de processo são petróleo
bruto e radiação solar. Exemplos de fluxo elementar saindo do processo são
emissões para o ar, para a água e radiação (ISO14.041, 1998).
Fluxo elementar de entrada
Fluxo elementar de entrada
Fluxo elementar de entrada
Fluxo elementar de saída
Fluxo elementar de saída
Fluxo elementar de saída
Unidades de processo
Unidades de processo
Unidades de processo
Figura 10 - Exemplo de uma unidade de processo dentro do sistema de produto Fonte: ISO14.041, 1998
Preparando a coleta de dados
Alguns cuidados devem ser tomados na coleta de dados, para assegurar o
entendimento das informações solicitadas. São eles:
Desenho de fluxogramas específicos que mostram todas as unidades de
processo, incluindo suas inter-relações;
Desenvolvimento de uma lista que especifique as unidades de medidas;
Descrição das técnicas de coleta e/ou dados para cada categoria de
dados, de forma a ajudar os técnicos locais a melhor entender que
informações serão necessárias para os estudos (CHEHEBE, 1998).
Coleta de dados
Os procedimentos usados para coleta de dados variam com cada unidade de
processo nos diferentes estudos de ACV. Podem também variar devido a
32
composição e qualificação dos participantes no estudo, necessários para
satisfazer os requerimentos de propriedade e confidencialidade. Estes
procedimentos devem ser relatados no documento.
A coleta de dados requer conhecimento sobre cada unidade de processo. Quando
os dados são coletados de literatura publicada, a origem destes deve ser
referenciada (ISO14.041, 1998).
Alguns exemplos de fontes de dados:
Literatura técnica; •
•
•
•
•
•
Normas técnicas;
Licenças ambientais;
Informações internas das empresas;
Internet;
Bancos de dados. Validação dos dados
Assim que as informações forem recebidas será importante validar se estão
compatíveis com os dados de outras fontes. A validação dos dados pode ser
conduzida durante a sua coleta de dados. Deve envolver, por exemplo, balanço de
massa, de energia, e/ou análises comparativas de fatores de emissões
(ISO14.041, 1998; CHEHEBE, 1998).
33
Exemplo de folha de coleta de dados:
PROCESSO: DATA:
BALANÇO DE MASSA
ENTRADA DE MATÉRIAS-PRIMAS (kg/t) SAÍDAS
OUTRAS ENTRADAS (kg/t) Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES
(por t)
meio (rodoviário,
ferroviário, marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Fonte: Baseado em CHEHEBE, 1998
4.1.3 - Avaliação de impacto
O propósito da Avaliação de impacto é traduzir os diferentes impactos (emissões,
matérias-primas, energia) calculados na fase de inventário, em um eco-indicador
integral. Para este fim é necessário calcular o efeito que tem estes impactos sobre
os problemas ambientais (HOOF, 2000).
34
Os elementos da avaliação de impacto são:
Seleção e definição das categorias
São identificados os grandes focos de preocupação ambiental, as categorias e os
indicadores que o estudo utilizará. As categorias devem ser estabelecidas com
base no conhecimento científico dos processos e mecanismos ambientais
(CHEHEBE, 1998).
Algumas categorias consideradas são:
Exaustão dos recursos não renováveis; •
•
•
•
•
•
•
•
•
Uso do solo;
Aquecimento global;
Redução do ozônio na estratosfera;
Impactos toxicológicos humanos;
Oxidantes fotoquímicos;
Acidificação;
Redução do espaço em aterros;
Ambiente de trabalho.
Classificação Os dados do inventário são classificados e agrupados nas categorias
anteriormente selecionadas (relacionadas a efeitos ou impactos ambientais
conhecidos). Uma classificação adequada é importante para contribuir com a
relevância e validade da avaliação de impacto (CHEHEBE, 1998).
Caracterização Os dados do inventário atribuídos a uma determinada categoria são modelados
para que os resultados possam ser expressos na forma de um indicador numérico
para aquela categoria (CHEHEBE, 1998).
35
4.1.4 - Interpretação Consiste na identificação e análise dos resultado obtidos nas fases de inventário
e/ou avaliação de impacto de acordo com o objetivo e o escopo previamente
definidos pelo estudo. Os resultados dessa fase podem tomar forma de
conclusões e recomendações aos tomadores de decisão. O objetivo da fase de
interpretação é analisar os resultados, tirar conclusões, explicar as limitações e
fornecer recomendações para a melhoria do inventário do ciclo de vida.
(CHEHEBE, 1998).
4.2 - Softwares de ACV
Muitas instituições e companhias tem desenvolvido softwares para implementar
ACV. Alguns destes programas são elaborados para desenvolver uma ACV
completa, contemplando o Inventário, a Avaliação de Impacto e algum tipo de
Interpretação. Outros só dispõe a parte de Inventário (JENSEN, 1997). Muitos
programas disponibilizam a versão demo sem custos, comos os softwares
Simapro, da Pré Consulting (http://www.pre.nl) e PEMS, da PIRA
(http://www.pira.co.uk).
4.3 - Estudo de Caso de ACV na Colômbia
Este estudo de Análise de Ciclo de Vida de garrafas de PET foi desenvolvido em
Bogotá, Colômbia, através da Universidade dos Andes, coordenado pelo Prof.
Bart Van Hoof. A análise deste estudo foi realizada para embalagem de PET
para bebidas gasosas de 1,5 L para sistema retornável e não retornável
(descartável), usando o software Simapro. Os dados para a análise foram
aplicados por uma empresa produtora das embalagens de PET, que possui sua
planta em Bogotá e uma empresa engarrafadora. Os tipos de embalagens
considerados foram: embalagens de bebidas gasosas de 1,5 L retornáveis (120
g) e descartáveis (80 g). A empresa produtora importa a matéria prima e realiza
todo o processo de fabricação das embalagens para distribuir a nível nacional.
Para esta ACV a unidade funcional foi definida como 1000 L de líquido colocado
36
no mercado local. A análise considerou que uma garrafa retornável é reutilizável
20 vezes. A Figura 11 mostra o ciclo de vida das garrafas de PET na Colômbia.
Retorno
Etiqueta Tampa
Impressão
Injeção Injeção
SoproSopro
InjeçãoInjeção
PET PE PVC PP
Fim de Vida
Consumo
Distribuição
Engarrafamento
Figura 11 - Análise do Ciclo de Vida de Garrafas PET na Colômbia Fonte: HOOF, 2000
O resultado desta ACV mostra que a embalagem não retornável tem maiores
impactos ambientais em comparação com a retornável, conforme Figura 12.
Para 1000 L de bebida gaseificada engarrafada (unidade funcional) se requerem
750 garrafas não retornáveis. No sistema retornável necessita-se de 38
embalagens (cada garrafa retornável se reutiliza aproximadamente 20 vezes).
37
Legenda: Bot = garrafa solid = sólidos pesticid. = pesticidas PETNR = PET não retornável ozone = ozônio h. metals = metais pesados PETR = PET retornável w. smog / s. smog = oxidantes
fotoquímicos energy = energia
greenh. = efeito estufa acidif = acidificação carcin. = carcinogênicos eutroph. = eutrofização Figura 12 - Comparação de ciclo de vida de garrafas retornáveis vs. não retornáveis Fonte: HOOF, 2000 Para a retornável, a Figura 13 mostra que a etapa com maior impacto é o
transporte, seguido das etapas de matéria prima e produção. A prioridade de cada
etapa de distribuição e uso se aplica ao transporte do sistema retornável , onde
cada garrafa realiza dois trajetos 20 vezes. A mesma forma de garrafa é
submetida a um processo de lavagem 20 vezes. A não retornável, a prioridade se
encontra na matéria prima, seguida pelas etapas de produção, distribuição, uso e
reciclagem. Isto se deve a quantidade de material que se deseja para produção
das embalagens necessárias para engarrafar 1000 L de bebida gaseificada. O fim
de vida (impactos no aterro sanitário) não se identifica como etapa prioritária
quando se considera todo o ciclo de vida da embalagem, pois os impactos
ambientais ao longo da cadeia produtiva são bem maiores.
38
Figura 13 - Comparação das fases do ciclo de vida do PET Fonte: HOOF, 2000 Esta ACV mostra que o impacto ambiental da garrafa retornável é menor que a
não retornável, principalmente pela diminuição da extração de matéria prima, uma
das etapas prioritárias do ciclo de vida da garrafa PET (HOOF, 2000).
O próximo capítulo apresenta o levantamento da cadeia produtiva do PET na
Região Metropolitana de Salvador.
39
5. CADEIA PRODUTIVA DA EMBALAGEM DE PET NA RMS Este capítulo descreve os principais processos da cadeia produtiva do PET na
RMS5 e aponta os dados ambientais de forma qualitativa.
As tendências em materiais de embalagem nos segmentos de bebidas estão
voltadas para a redução de peso mantendo o mesmo desempenho. A partir de
1993 verificou-se no Brasil mudanças no consumo de embalagens retornáveis de
vidro pelas descartáveis de PET no segmento de refrigerantes carbonatados,
devendo segundo estimativas, crescer nos próximos anos. Trata-se de uma
mudança devido a baixa demanda pelas embalagens de vidro que não vem
apresentando viabilidade econômica segundo as indústrias engarrafadoras de
bebidas (ANJOS, 2001).
Na produção de plásticos as empresas de primeira geração são as fabricantes de
matérias primas, como o etileno e para-xileno. As de segunda geração são
representadas pelo setor de resinas plásticas e o segmento de terceira geração
pelas indústrias de transformação, que fabricam os produtos para o consumidor
final.
A partir da nafta - uma fração líquida do petróleo - são gerados produtos básicos
como eteno e para-xileno que constituem as matérias-primas da segunda geração.
Através de processos de purificação e adição de outros materiais produzem-se as
resinas plásticas, como o Polietileno Tereftalato.
5 A Região Metropolitana de Salvador é constituída por 10 municípios, são eles: Salvador, Candeias, Simões Filho, Lauro de Freitas, Madre de Deus, Itaparica, Vera Cruz, Camaçari, Dias d’Ávila e São Francisco do Conde (BASE CARTOGRÁFICA..., 1999). (Ver mapa da RMS no anexo 8.1 ).
40
Os dados da cadeia produtiva da garrafa de PET são apresentados a seguir. Os
processos de fabricação com seus respectivos fluxogramas também são
descritos.
5.1 - Cadeia Produtiva do PET na RMS
A cadeia produtiva da embalagem de refrigerante de PET na Região
Metropolitana de Salvador engloba desde a extração da matéria-prima até a
disposição final. Conforme descrito na Figura 14 e Anexo 8.2, as etapas são:
extração e refino do petróleo, processos de obtenção do etileno e para-xileno,
etileno glicol, dimetil tereftalato, polietileno tereftalato, processos de
transformação da resina, moldagem por injeção e sopro, engarrafamento do
refrigerante, comercialização, uso, coleta seletiva e disposição final. Na coleta
seletiva o material é repassado para intermediários e vendido para outros estados
para se fazer a sua reciclagem.
As empresas da primeira e segunda geração do PET, se localizam no Pólo
Petroquímico de Camaçari (Figura 15). As da terceira geração localizam-se nos
municípios de Simões Filho, no Centro Industrial de Aratu, e em Salvador, no
bairro de Pirajá.
Matéria - prima
O processo inicia-se com a extração e o refino de petróleo de onde se produz a
nafta, que segue para ser manufaturada e através de processos petroquímicos
distintos obtém-se os produtos eteno e para-xileno. O eteno segue para fabricação
do etileno glicol e o para-xileno para formação do dimetiltereftalato. O etileno glicol
e o dimetiltereftalato seguem para produtora do PET.
Moldagem das garrafas
Os produtores de garrafas compram o PET virgem no produtor local. A resina
sofre um processo de injeção na qual se obtém a pré-forma da garrafa.
41
me
petróleo
etileno
para-xileno
tanol
PET - Pellets
Resíduos (pré-formas defeituosas)
pré-formas
garrafas
pos de Transporte: =oleoduto / tubovia
=Rodoviário
Figura 14 - Cadeia produtiva do PET na RMS
nafta
garrafas envasadas
etileno glicol
5.2.1 Extração de Petróleo
5.2.10.2Consumidor
5.2.10.3Disposição Final(aterro sanitário)
5.2.8.1 Moldagem por injeção
5.2.10.5Intermediário
5.2.2Refino do Petroléo (nafta)
5.2.9Engarrafamento
5.2.10.4Coleta seletiva
5.2.10.6Reciclagem
5.2.5Processo do etileno
glicol
5.2.3 Processo do etileno
5.2.4Processo do para-
xileno
5.2.6Processo do DMT
5.2.7Polimerização do PET
5.2.8.2Moldagem por
Injeção
5.2.10
5.2.10.1Comercialização
Ti
42
Engarrafamento
Os fabricantes de refrigerante compram as pré-formas de PET para serem
transformadas na forma final, através do processo de sopro. Em seguida passam
pelo processo de engarrafamento do refrigerante para serem comercializados.
Comercialização
A comercialização do refrigerantes se faz através de distribuidores, redes de
supermercados e outros postos de vendas.
Uso
O consumidor compra o refrigerante e faz o descarte da garrafa.
Coleta seletiva
As garrafas de PET são coletadas porta a porta pela Cooperativa de Agentes
Autônomos de Reciclagem - COOPCICLA, em 14 bairros de Salvador. Na sede
são prensadas com rótulo e armazenadas em fardos.
Aterro final
A maioria das embalagens tem como destino final o aterro sanitário.
Intermediários
Compram os fardos da COOPCICLA, prensam com equipamentos de maior
capacidade e vendem para outras cidades do Brasil. Outras fontes são os refugos
de pré-formas e garrafas oriundas das empresas de moldagem.
43
Figura 1 - Localização das empresas de primeira e segunda geração do PET no Pólo Petroquímico de Camaçari
PROPPET - Empresa produtora de DMT e PET
OXITENO - Empresa produtora do etileno glicol
COPENE - Empresa produtora do etileno e para-xileno
Fonte: Material publicitário da COPENE, 2000
44
A seguir cada etapa do ciclo será detalhada. 5.2 - Descrição da Cadeia Produtiva Na descrição da cadeia produtiva do PET algumas etapas são relatadas de
maneira sucinta, por não fazer parte do escopo deste estudo,
um maior detalhamento.
5.2.1 - Extração do Petróleo
A perfuração e extração de petróleo pode ser em terra (onshore) e no mar
(offshore). A principal diferença na perfuração entre elas está na distribuição dos
equipamentos de perfuração, layout da sonda e no apoio logístico. Em terra os
equipamentos são montados em volta da boca do poço, previamente preparado
para receber a sonda; no mar, os equipamentos são dispostos sobre uma
plataforma, com diferentes características, dependendo da profundidade e das
condições marítimas. No mar devido as condições de transporte aéreo e marítimo,
do pessoal e material, do uso das instalações fixas e de equipamentos móveis
para diversas finalidades, os custos são maiores.
Previsões indicam que no futuro para cada barril de petróleo descoberto em terra
firme, dois serão no mar (NEIVA, 1993). No caso do estado da Bahia a maior parte
da exploração se dá em terra (ANP, 2000).
.
5.2.2 - Refino do Petróleo O petróleo, para que tenha seu potencial energético aproveitado, deve ser
desdobrado em cortes de faixas de ebulição características, denominadas frações.
Assim o óleo bruto é submetido ao processo de destilação. A Figura 16 ilustra as
etapas do processo de refino de petróleo.
A destilação é um processo físico de separação, baseado na diferença de pontos
de ebulição entre compostos coexistentes numa mistura líquida. O ponto de
ebulição do hidrocarboneto aumenta com o crescimento de seu peso molecular.
Assim, variando-se as condições de aquecimento de um petróleo, é possível
45
vaporizar-se compostos leves, intermediários e pesados, que podem ser
separados para posterior condensação.
O processo de destilação tem início com o bombeamento contínuo de petróleo
frio através de vários trocadores de calor, onde o óleo frio é progressivamente
aquecido ao mesmo tempo que resfria os produtos acabados que deixam a
unidade. O conjunto de permutadores de calor dessa seção é conhecido como
bateria de pré-aquecimento.
Antes do petróleo ser enviado à seção de fracionamento, deverá passar pela
dessalgadora (ou dessalinizadora), para a remoção de sais, água e suspensão de
partículas sólidas, permitindo uma maior flexibilidade operacional em relação aos
tipos de petróleo processados.
O processo de dessalgação acontece quando o óleo cru pré-aquecido recebe uma
corrente de água de processo para misturar com a água residual, sais e sólidos
presentes no cru. Uma válvula misturadora provoca o íntimo contato entre a água
injetada com os sais e sedimentos. A seguir a mistura de petróleo, água e
impurezas, penetra no vaso de dessalgação caminhando através de um campo
elétrico de alta voltagem.
O petróleo dessalgado flui pelo topo do tambor e continua seu fluxo dentro da
unidade, enquanto a salmoura formada (água, sais e sedimentos) é
continuamente descartada do vaso de dessalgação.
Na saída dos fornos, com a temperatura próxima de 4000C, boa parte do petróleo
se encontra vaporizado, e nestas condições a carga é introduzida na torre de
destilação.
O ponto de entrada é conhecido como zona de vaporização ou zona de flash, e é
o local onde ocorre a separação do petróleo em duas correntes: uma constituída
de frações vaporizadas que sobe em direção ao topo da torre, e outra líquida que
desce em direção ao fundo. Quanto mais próximo ao topo as temperaturas são
menores. Os hidrocarbonetos cujos pontos de ebulição são maiores ou iguais à
temperatura de uma determinada bandeja, aí ficam retidos, enquanto a parte
46
restante prossegue em direção ao topo até encontrar outra bandeja, mais fria,
onde o fenômeno se repete.
Os componentes mais leves da carga, que não se condensam em nenhum prato,
saem pelo topo e são condensados em trocadores de calor fora da torre, e o
líquido depois de resfriado, é recolhido num tambor de acúmulo.
Uma torre de destilação de petróleo que trabalha em condições próximas da
atmosféricas tem como produtos laterais o óleo diesel, o querosene e a nafta
pesada.
A torre de pré-fracionamento (pré-flash) é utilizada quando se deseja ampliar a
carga de uma unidade de destilação. Esta torre retira do petróleo os cortes mais
leves (GLP e nafta leve), permitindo desta forma ampliar a carga total da unidade
ou dimensionar-se os fornos e o sistema de destilação atmosférica de menor
tamanho (ABADIE, ....).
A nafta leve e a pesada são enviadas como nafta bruta para as petroquímicas
onde servirão como matéria prima para a produção do etileno e o para-xileno, as
outras unidades que compõem o sistema de produção do PET. A
Tabela 6 descreve qualitativamente as entradas e saídas do processo do etileno.
47
Figura 16 - Processo de Refino do Petróleo
Ret
if.
Forno
Dessalinização e pré-aquecimento
Des
tilaç
ão a
tmos
féri
ca
pré-
frac
iona
men
to
Des
tilaç
ão a
vác
uo
Est
abili
zaçã
o
resíduo de vácuo
gasóleo pesado
gasóleo leve
diesel pesado
diesel leve
querosene
nafta pesada
nafta leve
GLP
Ret
if.
Ret
if.
Petróleo
Fonte: ABADIE.....
48
Tabela 6 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de refino de petróleo
PROCESSO: Refino de Petróleo
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Petróleo bruto
Nafta, querosene, diesel, gasóleo
Água Efluentes líquidos
Emissões atmosféricas
Resíduos sólidos
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Gás e óleo combustível Energia Térmica
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Nafta tubovia 33 (entre as empresas
produtoras e
consumidoras de nafta)
49
5.2.3 - Processo do Etileno
A nafta bruta, utilizada como matéria prima na produção de todos os
petroquímicos básicos incluindo-se o etileno, é uma mistrura de hidrocarbonetos
cujo ponto inicial de destilação situa-se em torno de 30 oC e final a 200 oC. A
Figura 17 ilustra o processo de obtenção do etileno.
Em alguns processos há uma segregação em leve, média e pesada através da
diferença de temperatura onde a fração leve é a corrente que destila entre 30 e
80 oC, a média entre 80 e 140 oC e a pesada acima de 140 oC. Essa separação se
faz para otimizar a fase seguinte (craqueamento) pois dos três tipos de estruturas
químicas nela contida, parafinas, ciclo-parafinas e aromáticas, esta última que
possui ponto de destilação entre 80 e 140 oC é altamente estável em presença de
calor, diminuindo assim o rendimento na produção do etileno. Essa corrente, nafta
média, é ótima carga para a produção de correntes aromáticas (benzeno, tolueno
e xilenos) enquanto que as duas outras, leve e pesada, são ótimas matérias-
primas para a produção do etileno.
Na etapa de craqueamento, a nafta bruta é aquecida previamente por correntes
de processos e alimentada junto com outra corrente de vapor d'água, cujo objetivo
é diminuir a pressão parcial da nafta nos fornos de craqueamento, atingindo a
temperatura aproximada de 830 oC. Imediatamente após deixarem os fornos
essas correntes são resfriadas em trocadores de calor para 400 oC interrompendo
a reação de quebra das moléculas e em seguida para 200 oC, indo para a etapa
seguinte que é o fracionamento primário. Concentra-se na área dos fornos o maior
consumo de energia de uma planta petroquímica, através do consumo de gás
combustível oriundo do próprio processo. Consequentemente essa área é a maior
fonte de emissão atmosférica (Dióxido de Carbono -CO2, Óxido de Nitrogênio -
NOx, Dióxido de Enxofre - SO2, Material Particulado - MP, Hidrocarbonetos - HC e
Monóxido de Carbono - CO). Uma grande quantidade de efluente líquido também
se dá em fases de decoqueamento (limpeza interna com vapor e ar) das
serpentinas desses fornos. Parte desse vapor é condensado e descartado em alta
vazão através do sistema de efluente líquido.
50
No fracionamento primário a corrente a 200 oC é alimentada na fracionadora de
gasolina cujo objetivo é separar em três frações: A de fundo (resíduo de pirólise),
a retirada lateralmente (gasóleo) e a de topo (vapor d'água, fração leve e
gasolina). Na fração de resíduo de pirólise concentram-se os compostos mais
pesados e polímeros formados no craqueamento. Esse circuito possui um sistema
de filtros onde se retira as impurezas, sendo portanto a principal fonte de geração
de resíduos sólidos, classificados como Classe I (resíduos perigosos). A retirada
lateral, gasóleo, é incorporada a outras correntes que formarão subprodutos e a
de topo segue para a fracionadora seguinte, a Torre de Quench. Na fração de
fundo dessa torre são condensadas as correntes de vapor d'água sendo uma
pequena parte dela descartada gerando efluente contaminado com HC.
Dessa fracionadora é retirada a fração de gasolina para as unidades de
aromáticos e na fração de topo são recuperadas as correntes de hidrocarbonetos
leves onde se encontra o etileno, também chamado de gás de carga.
A corrente do gás de carga alimentará o sistema de compressão, onde através de
resfriamento e variação de pressão serão condensados a água e gasolina
remanescente. As correntes de hidrocarbonetos que permanecerem na fase
gasosa passarão por secadores retirando a umidade para evitar a formação de
hidratos na fase seguinte que será a separação do etileno.
Na primeira fase de separação do etileno a corrente passa por uma fracionadora
(Demetanizadora) onde retira-se o hidrogênio e o metano. A corrente
remanescente segue para a fracionadora seguinte (Deetanizadora), onde a fração
de fundo é composta por substâncias mais pesadas que o etileno (propileno
propanos, butanos). A do topo é o etileno.
51
Vapor d'água
nafta
gás combustível
FornoFracionamento
primário compressão
mistura de hidrocarbonetose gás de carga
Sepa
raçã
o m
etan
o /
H2
H2
CH4
mistura de hidrocarbonetos
(s/ água e gasolina)
gasolina
Água mistura de
hidrocarboneto(C2 a C4)
Dee
tani
zado
o s
conversãoacetileno
Fracionadora
etan
o,
eten
o e
acet
ileno
gasóleo, resíduo de pirólise e
resíduos perigosos
água
etileno
etano
ra
utro
Dee
tani
zado
ra
Figura 17 – Processo de obtenção do etileno Fonte: TANIMOTO, 1988
52
A última etapa consiste na purificação da corrente de etileno, onde traços de
acetilenos são convertidos para etilenos ao passar por um conversor. Na última
fracionadora é retirada uma corrente concentrada de etano que retorna para ser
realimentada nos fornos como matéria prima. A corrente de topo dessa
fracionadora (fracionadora de etileno) está com a pureza elevada e pronta para
ser consumida pelos clientes (TANIMOTO, 1988).
O etileno é enviado para outra empresa onde servirá como matéria prima para a
produção do etileno glicol.
A Tabela 7 descreve qualitativamente as entradas e saídas do processo do etileno. 5.2.4 - Processo do Para-xileno
O para-xileno é também chamado de dimetil benzeno, xilol e metil tolueno.
A corrente de nafta média, anteriormente citada, rica em aromáticos e naftênicos,
é processada em uma unidade de reforma catalítica com o objetivo de aumentar a
concentração dos compostos aromáticos. Após uma separação usando destilação
extrativa, obtém-se uma corrente rica em benzeno, tolueno, xilenos e etilbenzeno,
que vai ser matéria prima para a produção do para-xileno. Essa corrente passa
pelo primeiro processo de destilação saindo no topo uma corrente rica em para-
xileno, meta-xileno e etilbenzeno. A corrente de fundo saem o orto-xileno e
correntes mais pesadas (C9+). A mistura de para-xileno, meta-xileno e etilbenzeno
passa pelo processo de adsorção, separando o para-xileno dos demais
componentes. Neste processo é usado um adsorvente que posteriormente é
facilmente separado do para-xileno e recuperado para novamente ser usado no
processo, enquanto o produto final é armazenado e enviado aos clientes.
Para a otimização do processo, a corrente de meta-xileno e etilbenzeno passa por
um reator com o objetivo converter mais para-xileno que é retornado a carga da
sua unidade.
Neste processo existem fornos que consomem gás combustível e óleo. Gera-se
53
Tabela 7 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do etileno
PROCESSO: Etileno Capacidade de Produção: 1.200.000 ton/ano
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Nafta etileno
Vapor de água Etano, hidrogênio, metano, propeno, GLP,
butano, gasolina
Água de refrigeração Resíduo de pirólise
Utilidades (ar comprimido, nitrogênio, etc) Efluente contaminado, emissões atmosféricas e
resíduos
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Gás combustível (metano) Emissões atmosféricas
Energia Elétrica
Vapor d'água com alta pressão Vapor d'água de baixa pressão
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Etileno tubovia 1 (entre a empresa
produtora de etileno e a
de etileno glicol)
54
ao final de uma campanha catalisadores, adsorventes usados, argilas e peneira
molecular e, durante o processo, emissões fugitivas, emissões atmosféricas,
efluentes contaminados e resíduos sólidos (TANIMOTO,1998).
O para-xileno é enviado para outra empresa onde servirá como matéria prima
para a produção do polietileno tereftalato. A Tabela 8 descreve qualitativamente
as entradas e saídas do processo do para-xileno.
Tabela 8 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do para-xileno
PROCESSO: para-xileno Capacidade de Produção: 230.000 t/ano
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Nafta Para-xileno
Vapor de água Solventes
Água de refrigeração
Utilidades (ar comprimido, nitrogênio, etc) Efluente contaminado, emissões atmosféricas e
resíduos
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Energia Elétrica, gás e óleo combustível
Vapor d'água com alta pressão Vapor d'água de baixa pressão
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Para-xileno tubovia 1 (entre a empresa
produtora de para-
xileno e a de dimetil-
tereftalato)
55
5.2.5 - Processo do Etileno Glicol
O monoetilenoglicol (MEG) é o mais simples dos etilenoglicóis
e é produzido pela reação de água com óxido de etileno.
Óxido de etileno é um dos mais importantes derivados do
etileno, produzido a partir da sua reação com o oxigênio por
processo de oxidação catalítica. Segue a reação química.
O
H2C = CH2 + 1/2 O2 H2C - CH2
Etileno Óxido de etileno Etileno glicol é um consumidor de óxido de etileno. A
maioria das plantas de etileno glicol e óxido de etileno
estão localizadas no mesmo site, minimizando assim o
armazenamento e transporte. Outras denominações dadas a este
produto são: monoetilenoglicol, etilenoglicol, glicol
etilênico e 1,2-etanodiol.
O
H2C - CH2 + H2O HO-CH2 -CH2 -OH
Óxido de etileno Água
MEG
Os etilenoglicóis são líquidos límpidos, incolores, inodoros
e miscíveis com água em qualquer proporção. MEG é empregado
na síntese do polietileno tereftalato (PET).
As reações de processo do etileno glicol são fortemente exotérmicas e são
realizadas na fase líquida. Não se utiliza catalisador, a pressão do reator é 1,76
kgf/cm2, a uma temperatura de 2000C, e tempo de residência de 1 hora
(OXITENO, 2001; SRI, 1997).
56
5.2.6 - Processo do Dimetiltereftalato (DMT)
O dimetiltereftalato (DMT) é um dos produtos utilizados na fabricação do
polietileno tereftalato.
A empresa localizada na Bahia é a única produtora nacional de DMT. A maior
parte da produção é consumida no mercado interno para produzir o PET.
O processo de obtenção de DMT com pureza superior a 99.9% a partir de p-xileno
é dividido nas etapas abaixo e ilustrado na Figura 18 :
5.2.6.1 Oxidação
5.2.6.2 Esterificação
5.2.6.3 Destilação de Éster Cru
5.2.6.4 Cristalização
5.2.6.5 Destilação de DMT
5.2.6.6 Escamação e Ensacamento
O p-xileno e o metanol são as matérias primas utilizadas no processo do DMT. Os
subprodutos do processo, uma fração de resíduo é utilizado como combustível
em fornos e uma corrente de benzoato de metila (BME) pode ser comercializada
ou usada como combustível. No processo também se obtém uma corrente de
água ácida gerada na etapa de oxidação que depois de neutralizada é enviada
para a central de tratamento de efluentes do pólo petroquímico.
5.2.6.1 - Oxidação
O processo consiste na oxidação de uma mistura de p-xileno e de p-toluato de
metila (PTE) que é reciclado de várias seções do processo, com ar na presença
de catalisadores. A reação ocorre em dois sistemas paralelos, cada um com três
reatores de coluna de borbulhamento em série.
57
As reações ocorrem a uma pressão de 6 kgf/cm2 e a 160 0C. O calor gerado é
utilizado na produção de vapor de 0,3 e 2,5 kgf/cm2.
As principais reações são :
Oxidação de p-xileno •
•
•
Oxidação de pt-éster
CH3 + 1.5 O2 --------> . + H2O ácido p-tolúico
COOH
CH3
CH3
p-xileno
+ 1.5 O2 -------> + H2O
CH3
COOCH3 COOCH3
COOH
p-toluato de metila (pte) ácido monometilester tereftálico
Oxidação de p-xileno + 3 O2 --------> + 2H2O
COOH
COOH CH3
CH3
p-xileno ácido tereftálico
O p-xileno não reagido retorna ao tanque alimentador e depois é alinhado para os
reatores de oxidação e a água ácida é removida na s ção de destilação de
efluentes. No topo obtêm-se uma fração de água com m
seção de recuperação de metanol, e no fundo o efluente aq
e
etanol, que vai para a
uoso.
58
5.2.6.2 - Esterificação O DMT é obtido nesta etapa a partir da reação dos ácidos tereftálico e
monometilester tereftálico (MMT) com metanol. O ácido p-tolúico, também
formado na oxidação, é esterificado a p-toluato de metila (PTE) que é reciclado
para a oxidação via destilação de éster cru.
As reações ocorrem a 250 0C e 25 kgf/cm2 com excesso de metanol em duas
colunas de pratos.
5.2.6.3- Destilação de éster cru
A corrente de éster cru, que é obtida no fundo das colunas esterificadoras,
consiste de PTE, DMT e resíduos (produtos de alto ponto de ebulição).
A separação se dá em duas colunas que operam a vácuo. O PTE recuperado é
reciclado à oxidação, o DMT é enviado para a cristalização e o resíduo é
encaminhado à seção de recuperação do catalisador.
5.2.6.4 - Cristalização O principal objetivo desta etapa é a purificação de DMT cru, através da sua
cristalização sucessiva em dois estágios na presença de metanol.
O DMT juntamente com os isômeros e impurezas são totalmente dissolvidos em
metanol. Com a diminuição da temperatura, por ser ele menos solúvel no metanol
que as impurezas, torna-se possível a obtenção de cristais de DMT de alta pureza.
A corrente de metanol contendo os isômeros de DMT e outras impurezas,
chamada de Filtrado, é enviada para ser destilada obtendo-se no topo o metanol
puro que é enviado ao tanque de metanol e no fundo uma mistura de ésteres que
59
é recirculada para a oxidação ou para a esterificação .
60
Destilação deEster
Escamaçãoe
Ensacamento
p-Xileno
Catalisador
PTE
Ar
FILTRADO
RESÍDUO
BMEAR
EXAUSTO
METANOL
CristalizaçãoEsterificação Líquido
Escama
DMT
Oxidação
Água Ácidapara
Tratamento
Metanol
Destilação doDMT
Figura 18 - Processo de obtenção do DMT Fonte: PROPPET, 2001
61
4.3.6.5 - Destilação do DMT
A purificação do DMT é completada com mais uma destilação, obtendo-se no topo
o DMT puríssimo e no fundo uma mistura de DMT com impurezas que é
recirculada para a etapa de destilação de éster cru.
5.2.6.6 - Escamação e ensacamento
A grande maioria do DMT produzido na planta, é vendido na forma líquida, para a
produção de PET e fibra. A outra parte, em escamas, é comercializada na forma
sólida (PROPPET, 2001)
Durante o processo de obtenção do DMT geram-se efluente líquido (orgânico e
inorgânico), resíduos sólidos e emissões atmosféricas.
A Tabela 9 ilustra as entradas e saídas qualitativas do processo do DMT. A planta de DMT e a do processo de PET são interligadas.
62
Tabela 9 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do dimetil tereftalato
PROCESSO: DIMETIL TEREFTALATO Produção: 78.120 t/ano (Base: ano 2000)
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Para-xileno DMT
Metanol
Água Efluente Líquido (orgânico e inorgânico)
Emissões Atmosféricas
Resíduos
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Energia Elétrica
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
DMT
Planta interligada com
a de PET
63
5.2.7 - Processo de Polimerização do Polietileno Tereftalato (PET)
O Polietileno Tereftalato (PET) aqui descrito, grau garrafa, forma-se a partir dos
monômeros Dimetil Tereftalato (DMT) e Etileno Glicol (EG), através de
transesterificação, para formar o Dihidroxetileno Tereftalato (DHET) que é um
monômero do PET. A reação ocorre na presença de um catalisador e liberação
de metanol (MEOH). O excesso de glicol presente no DHET é removido
posteriormente na reação de policondensação .
DHET
+
DMT
O -C-O-CH3
O CH3-O-C- + 2 HO-CH2-CH2-OH → 2 CH3-OH
EG Metanol
O -C-O-CH2-CH2-OH O
HO-CH2-CH2-O-C-
No monômero puro (DHET) tem-se n igual a 1, o qual é aumentado em
aproximadamente 80 vezes para se obter a cadeia final do PET. O fator n é
referido como grau de polimerização.
5.2.7.1 - As fases do processo de polimerização são:
5.2.7.1.1 - Polimerização na Fase Fundida (Melt-Phase) - onde é produzido o
pellet amorfo (Figura 19).
5.2.7.1.2 - Polimerização no Estado Sólido (SSP) - onde é produzido o pellet semi-cristalino (Figura 20).
64
Figura 19 - Polimerização na Fase Fundida Fonte: PROPPET, 2001
EG Catalisador
Transesterificação.
SILO
Blender de Chip amorfo
Ar
Ar
PARA SSP
Class.
Chipers
Filtros de Polímeros
Finalizador.
Monômero
UFPP
EG
EG
METANOL
ADITIVOS
DMT
Adição de catalisador
Adição do co-monomero
65
SILO DEALIM.
Pré-cristalizadorDespoeirador
Primeiro Cristalizador
Segundo Cristalizador
REATOR DA NPU
LeitoFluidizado
Ar
ArPET
PET
N2 Fresco
Ar
N2
N2
SECADORDA NPU
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
REATOR
Figura 20 - Polimerização no Estado Sólido Fonte: PROPPET, 2001
66
5.2.7.1.1 - Polimerização na Fase Fundida (Melt-Phase) - (Polimerização Contínua - CP):
Transesterificação - Ocorre a reação do DMT com EG, formando o
monômero DHET, com liberação de metanol, em coluna reativa com 23 pratos
valvulado. O EG catalilisado é alimentado no prato 18, a 140 0C, e DMT no
prato 16, a 170 0C. O metanol do processo é reutilizado na produção de DMT
na planta existente ou diretamente vendido.
A policondensação para formar o polímero PET ocorre em dois equipamentos:
Pré-polimerizador de Fluxo Ascendente (UFPP) - Possui 16 pratos
especialmente projetado e um pré-aquecedor no fundo. Opera sobre vácuo,
pois é necessário remover o excesso de EG para continuar com a reação de
polimerização.
Reação:
nDHET nPET + (n-1)EG
O -C - O-CH2-CH2-OH O
H - O-CH2-CH2-O-C-
Finalizador - É um vaso encamisado montado horizontalmente. Possui um
agitador especialmente projetado para promover a transferência de massa,
gerando uma larga área superficial no polímero por evolução de EG.
O processo completo de Polimerização Contínua dura cerca de 4 horas
aproximadamente: 1 hora no transesterificador, 1 hora no pré polimerizador de
fluxo ascendente e 2 horas no finalizador.
67
Chippers - composta de um peletizador, um secador e um classificador. O
polímero é extrudado, resfriado bruscamente através de um banho de água
gelada e transportado ao peletizador (cortador). Os pellets são alimentados a
um secador para reduzir o teor de umidade para ≤ 0,2 %. A água flui por
gravidade para um tanque de filtragem, é resfriada e reciclada para a calha
guia dos fios e é bombeada de volta para calha guia através do trocador de
placas. As dimensões dos pellets são selecionadas por peneiras vibrantes e
alimentados em vasos abaixo dos mesmos.
Os pellets são transportados dos vasos para os silos de mistura dos pellets
amorfos ou para o silo de pellets fora de especificação a depender da qualidade.
Os pellets amorfos, do silo misturador, são alimentados para o silo alimentador da
planta de polimerização no estado sólido - SSP.
5.2.7.1.2 - Polimerização no Estado Sólido (SSP):
Seção de despoeiramento e pré-cristalização - Os pellets são carregados do
silo misturador para o silo de alimentação. O despoeirador é operado a 2000C
e os pellets são fluidizados e pré-cristalizados devido ao fluxo de nitrogênio
reciclado em um circuito fechado. O nitrogênio purgado do circuito é soprado
para a seção de purificação de nitrogênio (NPU), permite o controle do teor de
acetaldeído no nitrogênio de fluidificação. O tempo de residência é de 20
minutos.
Seção de cristalização - O PET despoeirado e pré-cristalizado é alimentado
ao cristalizador através de uma válvula rotativa. Os cristalizadores completam
a cristalização em cerca de 40 a 45% do peso do PET alimentado. O
equipamento é aquecido por recirculação de óleo diatérmico através de uma
bomba e então é aquecido sob controle de temperatura. O óleo escoa dentro
do "transportador parafuso tipo gás" e dentro da camisa. Um fluxo de
nitrogênio contracorrente remove os finos produzidos na rosca transportadora
68
e o acetaldeído é desprendido durante o aquecimento. O nitrogênio do
processo é fornecido ao 2o cristalizador contracorrente aos pellets sob um
controle de vazão; o nitrogênio é subsequentemente alimentado ao 1o
cristalizador e então alimentado ao ciclone para separação das impurezas. A
temperatura de aquecimento no cristalizador é de 188 a 210 0C. O tempo de
residência total é de cerca de 1 hora.
Seção de Policondensação no Estado Sólido - a reação ocorre a uma
temperatura de 205 - 2150C e um tempo de residência de aproximadamente
10-12 horas. O reator é um vaso encamisado com circulação de óleo térmico e
fluxo de N2 em contracorrente a 210 0C para evitar um superaquecimento local
dentro do reator. O nitrogênio, que sai do reator a 211 0C, é processado por um
ciclone e então é enviado para a Seção de Despoeiramento e Pré-
Cristalização. O PET quente é enviado para o Leito Fluidizado de Resfriamento
e Despoeiramento sob um controle de nível do reator.
Seção de Resfriamento de Produto - O PET é resfriado para 60 0C no leito
fluidizado antes de ser descarregado do Silo de Purga para o Silo de Pellets.
Uma quantidade suficiente de nitrogênio para fluidizar os pellets é enviada para
o leito. A alimentação de nitrogênio é dividida por controle manual em duas
correntes.
Purificação de nitrogênio - O nitrogênio reciclado à planta deve ser purificado pela
queima de acetaldeído e orgânicos existentes e posteriormente desidratado.
Recuperação de EG - Durante a produção do polímero para fabricação de
garrafas, várias correntes de etileno glicol (EG), as quais não são úteis na sua
forma impura, são recuperadas. As correntes são coletadas em tanques de
armazenamento determinados e daí purificadas para gerar EG reutilizável
(PROPPET, 2001).
69
Durante o processo de obtenção do PET geram-se efluente líquido (orgânico e
inorgânico), resíduos sólidos (lama de etileno glicol , lama de trietileno glicol,
oligômero/monômero, adsorvente + óleo térmico, lama de bacia, resíduo de
oligômero, borra de polímero e embalagens vazias de catalisadores) e emissões
atmosféricas.
A Tabela 10 ilustra qualitativamente as entradas e saídas do processo do
Polietileno Tereftalato.
Tabela 10 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo do Polietileno
Tereftalato
PROCESSO: POLIETILENO TEREFTALATO Produção: 55.247 t/ano (Base: ano 2000)
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
DMT + catalisadores PET em Pellets
Etileno glicol Emissões Atmosféricas
Água Efluentes líquidos orgânicos e inorgânicos
Resíduos sólidos: lama de etileno glicol , lama de trietileno glicol, oligômero/monômero, adsorvente + óleo térmico, lama de bacia, resíduo de oligômero, borra de polímero e embalagens vazias de catalisadores
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
PET
Rodoviário 20 km (distância estimada
entre a produtora e os
fabricantes das pré-formas)
70
Figura 21 - Resina de PET em pellets Fonte: www.abepet.com.br
5.2.8 - Processo de Moldagem das Embalagens
A garrafa de PET é encontrada no mercado nacional com a base da garrafa do
tipo petalóide (CEMPRE, 1997) facilitando assim o processo de reciclagem,
substituiu a do tipo base-cup, base de PEAD (Figura 22). No caso específico da
embalagem de PET de 2 L do tipo petalóide a relação entre o peso da garrafa
(54-58 g) e o conteúdo é um dos mais favoráveis entre os descartáveis (EHRIG,
1992) conforme Tabela 11.
Tabela 11 - Relação entre a garrafa de PET tipo base-cup e petalóide
TIPO BASE-CUP TIPO PETALÓIDE
PLÁSTICO 2 L 0,5 L 2 L 0,5 L
PET (g) 47-50 23 -24 54 -58 27 -29
PEAD (g) 19,5 5,5 - -
Total 66,5 - 69,5 28,5 -29,5 54 -58 27 - 29
% PEAD 29 19 - -
Fonte: EHRIG, 1992
71
Figura 22 - Tipos de garrafas de PET - antes e depois Fonte: CEMPRE, 1997
Nesta etapa foram analisadas duas empresas de moldagem de garrafas,
localizadas nos municípios de Simões Filho e Salvador, no bairro de Pirajá, aqui
denominadas empresas "A" e "B". A empresa "A" fabrica pré-formas e garrafas de
PET, através dos processos de injeção e sopro, a segunda só produz as pré-
formas.
O processo inicia-se pela chegada da matéria prima, o PET em forma de pellets,
protegida por big-bag de 1000 ou 1200 Kg.
Antes do material ir para moldagem por injeção, é realizado uma secagem pelo
fato do PET ser higroscópico. Na injeção, a resina PET, em forma de pellets
brancos, é transportada através de a rraste a vácuo, até os silos de secagem
onde se remove a umidade do pellet pela passagem em contracorrente de ar seco
aquecido.
5.2.8.1 - Moldagem por Injeção - Nesta etapa o objetivo é obter mudanças físicas
no PET. A matéria prima seca, situada no silo de secagem sobre a injetora,
entrará por tubulações flexíveis pela garganta de entrada na injetora para sofrer o
processo de plastificação.
O processo de plastificação é assim denominado, pois o PET em estado sólido e a
uma temperatura de aproximadamente de 150 0C (temperatura proveniente da
secagem ), passará para um estado pastoso (atingindo a temperatura de 300 0C),
72
isto ocorre em uma parte da injetora denominado extrusor. O PET entra pela
garganta e é aquecido por resistências e numa rosca é cisalhado, até atingir o
estado pastoso. O PET pastoso e compactado é transferido para um outro
canhão, denominado canhão injetor, onde este também contém resistências para
manter a temperatura e / ou homogenizar a mesma. O canhão injetor transfere o
PET para o molde.
No molde será dada a forma e realizada uma primeira resfriada nas pré-formas,
onde elas atingem uma temperatura aproximada de 90 0C. As pré-formas são
retiradas do molde por um equipamento robô, onde as pré-formas serão resfriadas
para o armazenamento. Após o resfriamento são descarregadas sobre uma
esteira transportadora que as direciona para uma caixa de papelão à frente da
injetora, onde são armazenadas para serem distribuídas para os clientes. A Figura
23 ilustra uma pré-forma.
Estas pré-formas são semelhantes a um tubo de ensaio, com a aba suporte e
rosca já estabelecidas. Podem ser nas cores cristal, verde, etc. dependendo da
coloração a ser solicitada pelo mercado (ENGEPACK, 2000; BAHIA PET, 2001).
Figura 23 – Pré-formas
Uma quantidade da produção já sai da empresa
na forma de pré-forma, e poderá ser
transportada para a fábrica que irá desenvolver
as próximas etapas. A parte final, moldagem por
sopro, pode ser realizada na mesma fábrica, em
outra especializada ou na fábrica de refrigerantes
localizadas na região de Salvador ou para outros
estados.
73
Os dois casos analisados são:
Empresa A - Fabrica pré-formas, garrafas de refrigerantes de 2,5 L, além de
outros tipos de embalagens de PET que não são temas deste estudo. Esta
empresa está favorecida no aspecto de localização, pois se encontra em frente
a uma empresa produtora de refrigerantes, facilitando o transporte da produção,
conforme ilustrado na Figura 24.
Empresa B - Só produz as pré-formas que são transportadas para outras
empresas que desenvolverão as próximas etapas.
Figura 24 - Planta de localização da empresa "A" Fonte: ENGEPACK, 2000
Fábrica de Refrigerantes
Empresa A (Moldagem das Pré formas e Garrafas)
5.2.8.2 - Moldagem por Sopro - Esta etapa é normalmente realizado nas empresas
de refrigerantes. O processo consiste no aquecimento da pré-forma e inserida no
molde com formato da garrafa. Dentro do molde da garrafa, a pré-forma é
submetida a um estiramento, sofrendo orientação axial e ao mesmo tempo é
insuflado ar comprimido, expandindo a pré-forma contra a parede do molde,
proporcionando orientação radial, ao mesmo tempo em que a garrafa recém-
formada é resfriada pela parede do molde. Em seguida a garrafa é retirada do
molde. Um exemplo de garrafa é ilustrado na Figura 25.
74
Essa bi-orientação proporciona a garrafa de PET
características de resistência mecânica,
impermeabilidade a gases e aparência cristalina. A
Figura 26 ilustra o processo de moldagem das
embalagens, garrafas e pré- formas. As Tabelas 12
e 13 ilustram qualitativamente as entradas e saídas
dos processos de injeção e sopro.
Figura 25 - Garrafa PET de 2L
75
Figura 26 - Processo de moldagem por injeção e sopro
Quente Frio
pré-forma
Empresa de refrigerantes
Resina PET(carreta)
moldagem porInjeção
Pigmento
AquecedorAr
SecagemArmazém
Embalagem pré-forma
Moldagem por Sopro
EnergiaElétrica
Ar comprimido
Água gelada
Energia Elétrica
Água
Envase do Refrigenrante
garrafas
Efluente
Vapor
= transporte rodoviário
Fonte: Baseado em ENGEPACK, 2000
76
Tabela 12 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de moldagem por injeção
PROCESSO: Moldagem por Injeção
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Resina PET em Pellets Pré-formas
Pigmento
Água para resfriamento Efluente Líquido
Resíduos sólidos (pré-formas fora de
especificação, embalagens de papelão, plástico)
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Energia Elétrica
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Pré-formas
Rodoviário
77
Tabela 13 - Descrição qualitativa das entradas e saídas do processo de moldagem por sopro
PROCESSO: Moldagem por Sopro
ENTRADAS DE MATÉRIAS-PRIMAS SAÍDAS
Pré-formas Garrafas
Rótulos
Água para resfriamento Efluente líquido
Resíduos sólidos (garrafas fora de especificação,
embalagens de papelão, plástico)
OUTRAS ENTRADAS Comentários:
ENTRADA DE ENERGIA
FONTES ENERGÉTICAS
Energia Elétrica
TRANSPORTES
ATIVIDADES
DE TRANSPORTES (por t)
Meio (rodoviário, ferroviário,
marítimo) DISTÂNCIA (km) CARGA (t)
Garrafas
Rodoviário
78
5.2.9 - Engarrafamento As empresas de refrigerante fazem o engarrafamento do produto e passam para
seus distribuidores e consumidores finais.
5.2.10- Comercialização, Uso e Disposição Final
Serão detalhadas a seguir as etapas do final da cadeia produtiva do PET na
RMS. A grande maioria das garrafas pós-consumo vão para o aterro sanitário.
5.2.10.1 – Comercialização - As garrafas na sua forma final são distribuídas a
comerciantes que expõem seus produtos, que são comprados pelos consumidores
finais.
5.2.10.2 - Consumidor - Após o consumo do produto, as garrafas são descartadas
das mais diversas formas, ou seja: via aterro sanitário, aleatoriamente sem
nenhum cuidado nas ruas, rios, valas ou separadas para a coleta seletiva. Os
consumidores tem uma comodidade de usar este tipo de embalagem, mas ainda
não estão preocupados com os impactos causados a sociedade como um todo.
5.2.10.3 - Disposição Final - A maioria das embalagens após o consumo vão
diretamente para o aterro sanitário, ou são lançadas sem nenhum cuidado em
valas, córregos, rios etc, causando sérios problemas ambientais, como
entupimentos.
5.2.10.4 - Coleta Seletiva - O material reciclável é separado pelos usuários na
fonte geradora, que acondiciona a embalagens para serem coletadas pela
COOPCICLA - Cooperativa de Agentes Autônomos de Reciclagem. A cooperativa
tem o apoio da Limpurb.
Em 1991 a Limpurb implantou o Projeto Lixo Útil de coleta seletiva nos bairros da
Pituba e Barra, com coleta porta a porta, através de um caminhão com carroceria
de madeira. Em 1995, o projeto foi reavaliado, e devido aos altos custos de
transporte definiu-se pela reformulação da proposta buscando inserir a vertente da
79
geração de emprego e renda, criando o Projeto dos Postos de Captação que se
fundamenta na intervenção do poder público no processo de captação de lixo
reciclável. Os catadores autônomos de sucata foram cadastrados e estimulados a
formar cooperativa. A COOPCICLA foi constituída em 1996, e em janeiro de 1999
incorporou os badameiros (pessoas que catavam materiais recicláveis presentes
no antigo lixão de Salvador em Canabrava).
O Núcleo de triagem CENBA localiza-se no aterro de Canabrava, onde são
segregados os resíduos recicláveis que são transportados ao destino final,
misturados com o lixo. A CENBA é a antiga central de badameiros (LIMPURB,
2000).
A COOPCICLA atua em 14 postos de captação e em 2 núcleos de Triagem:
Sete Portas e CENBA. São atendidos 10 bairros:
Área I: Amaralina, Rio Vermelho, Pituba, Caminho das Árvores, Itaigara,
Stiep, Costa Azul;
Área II: Barra;
Área III: Barroquinha;
Área IV: CAB - Centro Administrativo da Bahia (LIMPURB, 2000).
No bairro especificado para coleta porta a porta, são colocados em local
estratégico os containers da COOPCICLA (Figura 27). Estes servem de ponto de
armazenamento para os recicláveis. Os cooperados passam com seus carrinhos
de mão, tipo gaiola, nas ruas do bairro onde os moradores colocam previamente
os recicláveis nas calçadas, e vão para o local onde está localizado o container.
Neste local os materiais passam por uma triagem preliminar por tipo.
Na sede da COOPCICLA, localizada no bairro de Sete Portas, funciona a sede
administrativa da cooperativa e o galpão de triagem dos materiais que são doados
ou coletados porta a porta.
80
Figura 27 - Container da COOPCICLA
O processo de classificação das garrafas de PET se faz retirando-se as tampas e
separado-as por cor, manualmente. Em seguida são prensadas com rótulo,
enfardados e armazenados para comercialização. A Figura 28 ilustra um fardo de
garrafas de PET. Este processo facilita o transporte das garrafas, pois diminui o
volume, já que possuem baixo peso (densidade aparente baixa). Posteriormente
são vendidas a uma empresa intermediária da região da grande Salvador. A
produção da COOPCICLA é de aproximadamente 2 toneladas /mês.
Está sendo implementado em alguns locais estratégicos de Salvador o sistema de
entrega voluntária. São utilizados grandes recipientes, Postos de Entrega
Voluntária - PEV, ilustrados na Figura 29. São postos de coleta onde a população
se dirige para colocar os recicláveis.
Figura 28 – Fardos de embalagens PET
81
Figura 29 - Postos de Entrega Voluntária de Salvador
5.2.10.5 - Intermediário - É uma empresa que compra o material da
COOPCICLA, as garrafas pós-consumo, e as comprime em equipamentos de
maior capacidade. As pré- formas e garrafas não especificadas oriundas das
empresas de moldagem também são vendidas ao intermediário. Estes materiais
são vendidos para fora da Bahia, onde são reciclados para outros propósitos,
fibras, vassouras, vestuário, etc (fotos no anexo 8.3).
5.2.10.6 - Reciclagem Mecânica do PET - Esta etapa não é realizada na região
metropolitana de Salvador.
A maior fonte de produtos para reciclagem mecânica são grânulos oriundos dos
setores de processamento de matéria prima (reciclagem primária) e de produtos
pós-consumidor (reciclagem secundária).
A reciclagem primária ou direta é composta de resíduo plástico industrial,
composto por aparas, canais de injeção e outros refugos. Os refugos são moídos
e encaminhados aos equipamentos de transformação como extrusoras,
sopradoras ou injetoras. A reciclagem é realizada na própria empresa ou por
terceiros. A reciclagem secundária é a que utiliza no seu processo resíduos
plásticos pós-consumidos e são utilizados para novos produtos (CEMPRE, 1997).
82
Órgãos de controle como o "Food and Drug Administration", FDA (EUA) e o
"International Life Sciences Institute", ILSI (UE) já deram sinal verde para o uso da
embalagem de PET reciclado em contato direto com alimentos e bebidas. A
tecnologia é conhecida pela sigla URRC (processo monocamada) e é capaz de
descontaminar PET pós-consumo através de um sistema de superlavagem que
assegura o reciclado o mesmo nível de limpeza da matéria prima virgem. Esta
tecnologia apresenta vantagens sobre o processo tradicional de multicamada,
que é um "sanduiche" composto de três camadas, sendo duas de matéria virgem
e uma, no meio, de plástico reciclado, contendo no máximo de 48% (Figura 30).
No novo processo monocamada é possível que a embalagem PET pós consumo
seja 100% reciclada (CEMPRE-INFORMA, 2001).
Figura 30 - Embalagens de PET monocamada e multicamada Fonte: CEMPRE, 2001
No Brasil, até o momento, só foi liberada a embalagem multicamada destinada ao
acondicionamento de bebidas não alcoólicas carbonatadas, através da Portaria nº
987, de 8 de dezembro 1998 pela Secretária de Vigilância Sanitária do Ministério
da Saúde. Esta embalagem é constituída por uma camada interna, barreira
funcional de PET virgem, que será a única a ter contato direto com o produto
embalado e por uma ou mais camadas sucessivas.
Estudos mostram que existem limitações quanto a número de reciclagens do PET.
Um destes estudos foi desenvolvido por MANCINI, 1999, no Brasil, a partir da
resina virgem grau garrrafa, através de 5 etapas de moldagem de injeção
consecutivas para simular ciclos de reciclagens. Testes foram realizados depois
83
de cada reciclagem para analisar a evolução da degradação, cristalinidade,
dureza, tensão e flexão. As reciclagens consecutivas resultaram em quebras na
cadeia cumulativas e causaram degradação na estrutura macromolecular do
polímero.
O Governo Federal deve rever sua política de incentivos aos reciclados. O
Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI) dos resíduos e aparas de plásticos
sofreu oscilações nos últimos meses. Em 2000 o plástico reciclado era tributado
em 12%, sendo mais taxado que a resina virgem, que pagava 10% de IPI.
Através do decreto N0 3581 de agosto de 2000, alterou-se a alíquota para 5%, um
avanço em relação a taxa anterior. Em 26 de março 2001, através do decreto
N0 3777, capítulo 39, item 15, ele foi modificado para 15%. Representa um
aumento de 200% em relação ao anterior de 5% (CEMPRE-INFORMA, 2001).
Espera-se uma modificação deste valor para que as indústrias recicladoras de
todo o país se sintam estimuladas para aumentar sua capacidade de produção.
O próximo capitulo apresenta as conclusões e recomendações deste estudo.
84
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A cadeia produtiva do PET na RMS é composta das etapas de extração e refino
do petróleo, processos de obtenção do etileno e para-xileno, etileno glicol, dimetil
tereftalato, polietileno tereftalato, processos de transformação da resina, a
moldagem e sopro, envase, uso, disposição final e coleta seletiva. A etapa de
reciclagem não é realizada na RMS. Este levantamento serve como subsídio
para futuros estudos de Análise do Ciclo de Vida, necessitando-se de dados
quantitativos para complementar as etapas de análise de inventário e avaliação
de impacto.
A grande lacuna na cadeia produtiva do PET na RMS é a indústria de
reciclagem, que possa absorver as embalagens pós-consumo. Atualmente estas
embalagens vão para outros estados para serem manufaturadas em diversos
produtos, percorrendo grandes distâncias entre a RMS e os centros recicladores.
Há oportunidade para inserir um novo mercado na RMS, o da reciclagem de
PET. Vislumbrando este potencial, existe um projeto de instalação de uma
empresa, liderada pela iniciativa privada, em Lauro de Freitas para inicialmente
transformar as garrafas em flocos, através de um processo de moagem, para
serem utilizadas pelas empresas da terceira geração do PET.
A cadeia produtiva do PET na RMS deve ser interligada com esforço combinado
na redução da poluição, com interação entre produtores, fornecedores,
consumidores, coleta seletiva e incentivo a empreendimentos de reciclagem.
Deve-se adotar medidas de Prevenção da Poluição/Produção mais Limpa, que
vise a prevenção da poluição na fonte de geração de resíduos dentro de cada
processo e otimizar os resultados dentro dos sistemas de produção. A depender
do estágio pode-se ter tantos ganhos ambientais como econômicos.
85
A seguir são apontadas algumas sugestões na cadeia produtiva do PET como
medidas de redução da poluição:
6.1 - Design da garrafa:
Apesar de já ter sofrido modificações na sua base, antes do tipo base-cup,
de PEAD, para a petalóide, facilitando a separação para a reciclagem, deve-se
estudar um novo design da garrafa que economize no transporte do produto e
funcional após o uso, para ser encaixada sobre as outras, facilitando a coleta
seletiva por ocupar um menor espaço.
Otimizar o uso de matéria-prima usando quantidades mínimas na
embalagem, mantendo as mesmas características de resistência. O menor peso
reduz a quantidade de resíduos produzidos e outros custos associados, tais
como o frete.
6.2 - Reuso
Desenvolver garrafas retornáveis, como no exemplo das garrafas da
Colômbia descrito no Cap. 4. A espessura seria maior, mas compensaria no
aspecto ambiental pois seria reutilizável;
Ao longo da cadeia desenvolver embalagens retornáveis, para insumos,
aditivos, embalagens para transporte dos pellets, pré-formas etc, diminuindo
assim a geração de resíduos do processo, como papel, papelão, plásticos,
dentre outros;
Aplicar os conceitos de Produção mais Limpa e Ecologia Industrial para
integrar a cadeia produtiva (MARINHO, 2000).
6.3 - Coleta Seletiva e Reciclagem:
Incentivar a instalação de empresas de reciclagem de PET na RMS, para se
formar a cadeia completa, valorizando assim a coleta de garrafas pós consumo;
Reduzir o IPI dos resíduos e aparas de plásticos, cuja alíquota é de 15%;
Abranger a coleta seletiva porta a porta para outros bairros da cidade;
86
Divulgar para população os postos voluntários de recebimento de recicláveis,
recentemente instalados em Salvador;
Investir em educação, conscientização e sensibilização da comunidade
através da mídia, centros comunitários e Organizações Não Governamentais -
ONGs para tornar o processo de coleta seletiva mais eficiente;
Estimular a coleta com incentivos financeiros como programas de depósito-
retorno, onde se paga um adicional na compra do produto e recebe este valor de
volta quando da devolução da embalagem.
6.4 - Legislação
Algumas normas e projetos de lei (Ver anexo 8.4) focam alguns pontos da
questão ambiental das embalagens plásticas, necessitando da aprovação das
mesmas e da efetiva prática das partes envolvidas.
Os impactos ambientais do PET ocorrem ao longo da sua cadeia produtiva, desde
a extração do petróleo até a sua disposição final em aterro sanitário. Um posterior
estudo de Análise do Ciclo de Vida apontará para estes impactos e suas
conseqüências.
As oportunidades de implantação de ACV aumentarão a medida da disseminação
desses conceitos, estudos de casos bem sucedidos sejam publicados e haja, por
parte dos órgãos ambientais, exigências legais para melhoria contínua na
performance ambiental.
.Estudos futuros que podem ser desenvolvidos a partir deste trabalho:
Análise do Ciclo de Vida do PET;
Análise de custo - benefício de empresas recicladoras na RMS.
87
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABADIE, Elie. Processos de refinação. Petrobrás/SEREC/CEN-SUD....... ANJOS, C. Embalagem – ciclo de palestras Unicamp, Material de Apoio. Salvador. 2001. ANP – Agência nacional do Petróleo. Anuário estatístico da indústria brasileira do petróleo. 2000. BahiaPET. Descritivo do processo. 2001. Base Cartográfica do Quadro Ambiental da Região Metropolitana de Salvador. 1999. CEMPRE - Compromisso Empresarial para Reciclagem. Reciclagem & Negócios - plástico granulado. 1998. ______. Compromisso Empresarial para Reciclagem. Reciclagem & Negócios - PET. 1997. ______. Ficha Técnica N0 9. 2000. Cempre-Informa. N.54, ano VII, nov/dez/2000 e N. 57, ano IX. maio/jun/2001. CHEHEBE, José Ribamar B. Análise do ciclo de vida dos produtos - ferramenta gerencial da ISO 14.000. Rio de Janeiro: Ed. Qualitymark. 1998. EHRIG, R.J. Plastics Recycling: products and process. Hanser Publishers, New York, USA. 1992. 289 p. ENGEPACK. Licença de operação CRA. 2000. FRANKLIN ASSOCIATES. Resource and environmental profile analysis of container systems. http://www.eastman.com/Online_Publications/mbc104b/mbc10408.htm 1993. GRAEDEL, T. E. Streamlined Life Cycle Assessment. By Bell Laboratories, Lucent Technologies. Published by Pretice Hall, Inc. New Jersey. 1998. HOOF, BART V. Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y su aplicación en Colombia. Universidade de Los Andes. Santa Fé de Bogotá. 2000. ______. Estudio de alternativas para dar un manejo adecuado a la utilización de empaques y envases y para estimular el aprovechamiento de
88
sus residuos en Santa Fe de Bogotá, D.C. Universidad de los Andes - DAMA - PNUD. 2000. ISO 14040 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle Assessment - principles and framework. 1997. ISO 14041 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle Assessment goal and scope definition and inventory analysis.1998. JENSEN, Allan et al. Life Cycle Assessment (LCA) - A guide to approaches, experiences and information sources. 1997. Disponível em http://themes.eea.eu.in/index.php. Acesso em 03 mar 2001. LIMPURB. Ampliação da coleta seletiva do município de Salvador - relatório final. 2000. ______. Caracterização dos resíduos sólidos domiciliares da cidade de Salvador. 1999. MANCINI, S., Zanin, M. Recyclability of PET from virgin resin. Mat. Res. São Carlos. 1999. V.2, N.1. MANO, Eliosa Biasotto. Introdução a polímeros. Ed. Edgard Blucher Ltda, São Paulo. 1988. MARINHO, M., KIPERSTOK, A. Ecologia industrial e preservação da poluição: uma contribuição ao debate regional. TecBahia - Revista Bahiana de Tecnologia. V.15, N.2, Maio/Ago. 2000. MOTTA, R., S., SAYAGO, D. E. Propostas de instrumentos econômicos ambientais para a redução do lixo urbano e o reaproveitamento de sucatas no Brasil. Texto para discussão N0 608. IPEA.1998. MULDER, F. Karel. Sustainable consumption and production of plastics? Technological Forecasting and Social Change.1998. 58, 105-124. NEIVA, Jucy. Conheça o petróleo; assessoria técnica Gilberto Dantas Veiga. 6 ed. Rio de Janeiro: Expressão e cultura, 1993. OXITENO. Boletim técnico etilenoglicóis. Disponível em: http://www.oxiteno.com.br. Acesso em 15 maio 2001. PLASTIVIDA. Texto sobre os tipos de plásticos. Disponível em: http://www.plastivida.org.br/plasticos/tipos. Acesso em 30 maio 2001. PROPPET. Descritivo do processo. 2001.
89
SONG, H., HYUN, J. A study on the comparison of the various waste management scenarios for the PET bottles using the Life-Cycle Assessment (LCA) methodology. Resources, conservation and recycling.1999. 27, 267-284. SRI INTERNATIONAL - Ethylene Oxide and Ethylene Glycol - supllement F - A Privative report by the process economics program . Menlo Park, California 94025. 1997. TANIMOTO, Armando. Relatório de estágio curricular da COPENE. UFRN. 1988.
90
8. ANEXOS
8.1 - Mapa da Região Metropolitana de Salvador
http://www.seplantec.ba.gov.br/conder/informs/painel/progs/mapa.htm
91
8.2 - Cadeia Produtiva do PET na RMS
petróleo
etileno
para-xileno
metanol
PET - Pellets
Resíduos (pré-formas defeituosas)
pré-formas
garrafas
Tipos de Transporte: =oleoduto / tubovia
=Rodoviário
nafta
garrafas envasadas
etileno glico
5.2.1 Extração de Petróleo
5.2.10.2Consumidor
5.2.10.3Disposição Final(aterro sanitário)
5.2.8.1 Moldagem por injeção
5.2.10.5Intermediário
5.2.2Ref troléo (na
5.2.9Engarrafamento
5.2.10.4Coleta seletiva
5.2.10.6Reciclagem
5.2.5Processo do etileno
glicol
l
ino do Pefta)
5.2.3 Processo do etileno
5.2.4Processo do para-
xileno
5.2.6Processo do DMT
5.2.7Polimerização do PET
5.2.8.2Moldagem por
Injeção
5.2.10
5.2.10.1Comercialização
92
8.3 - Produtos Fabricados com PET Reciclado
Vassoura industrial Vassoura artesanal
Etiqueta camiseta
Manta Fibra de Poliester
Pote Exemplos da variedade de produtos fabricados a partir do PET reciclado. Fotos do site: http://www.abepet.com.br/proreci.html. Acesso em 08/06/2001.
93
8.4 - Legislação Ambiental das Embalagens Plásticas
Alguns projetos e leis que focam a questão ambiental das embalagens plásticas:
O projeto da Política Nacional de Resíduos Sólidos do deputado Emerson
Capaz , subseção XI, foca a questão das embalagens. Os principais itens são:
"Órgãos do SISNAMA, Sistema Nacional do Meio Ambiente", promoverão
novas técnicas relativas a critérios e metodologias de Análise do Ciclo de Vida
das embalagens. São responsáveis pelo gerenciamento sólido o fabricante ou
importador da embalagem".
O projeto de Lei 3.750/97 do deputado Fernando Gabeira cria o
depósito/retorno sobre garrafas e embalagens plásticas no valor 5% do valor
do produto vendido na embalagem. O depósito que é feito sobre o produto é
recolhido pelo produtor e devolvido por este ao consumidor, sendo o governo
responsável apenas pela regulamentação e monitoramento da lei (MOTTA,
1998).
O Estado do Rio de Janeiro estabeleceu normas para a destinação final de
garrafas plásticas através da LEI Nº 3369, de 07 de janeiro de 2000. Os
principais itens são: "Todas as empresas que utilizam garrafas e embalagens
plásticas na comercialização de seus produtos são responsáveis pela
destinação final ambientalmente adequada das mesmas; As empresas
estabelecerão e manterão, em conjunto, procedimentos para a recompra das
garrafas plásticas após o uso do produto pelos consumidores dentre outras".
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