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RECICLAGEM DE PET NO BRASIL
ALEXANDRE FORMIGONI
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UNIVERSIDADE PAULISTA
RECICLAGEM DE PET NO BRASIL
ALEXANDRE FORMIGONI
Dissertação apresentada ao programa de
Pós-Graduação em Engenharia de
Produção da Universidade Paulista, para a
obtenção do Título de Mestre.
São Paulo
2006
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UNIVERSIDADE PAULISTA
RECICLAGEM DE PET NO BRASIL
ALEXANDRE FORMIGONI
Orientador: Prof. Dr. Ivan Pérsio de Arruda
Campos
Área de Concentração: Engenharia de
Produção
Dissertação Apresentada ao Programa de
Pós-Graduação da Universidade Paulista,
para a obtenção do Título de Mestre.
São Paulo
2006
FORMIGONI, Alexandre
Reciclagem de PET no Brasil /
Alexandre Formigoni. São Paulo, 2006
70 p.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Paulista, 2006.
Área de concentração: Engenharia de Produção
Orientador: Prof. Dr. Ivan Pérsio de Arruda Campos
1. Reciclagem
2. Impacto ambiental
3. PET
4. Contaminação: bottle-to-bottle
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil III
Errata
Errata
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil IV
Dedicatória
Dedicatória
Às minhas filhas, Camila e Larissa, e à
minha esposa Márcia.
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil V
Agradecimentos
Agradecimentos
Ao professor Dr. Ivan Pérsio de Arruda Campos, mais do que um orientador,
um amigo e grande incentivador, pessoa fundamental deste trabalho.
Aos meus pais, Antônio Carlos Formigoni e Ana Maria Duarte Formigoni (in
memoriam), exemplos de vida.
Às minhas três mulheres, Márcia Regina de Andrade Formigoni, esposa e
companheira que sempre me apoiou e muito ajudou na elaboração deste
trabalho, e as minhas filhas Camila e Larissa de Andrade Formigoni, pela
compreensão da minha ausência em muitos momentos.
A todos os docentes da pós-graduação do Departamento de Engenharia de
Produção, em especial ao professores Dr. Biaggio Fernando Gianetti e Dra.
Cecília Maria Villas Boas de Almeida, pelo meu aprimoramento na área de
Produção Mais Limpa.
A todos os colegas da pós-graduação da UNIP, em especial aos amigos Luiz
Vasco Puglia, Miriam Justino e Augusto Taschetto, que muito colaboraram
no desenvolvimento deste trabalho.
A PROSUP, pelo apoio financeiro, através de bolsa de Mestrado concedida.
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil VI
Sumário
Índice
Dedicatória................................................................................................................. 4
Agradecimentos....................................................................................................... V
Índice..........................................................................................................................VI
Resumo......................................................................................................................VI
Abstract......................................................................................................................VI
Lista de Abreviaturas ............................................................................................. IX
Lista de Tabelas....................................................................................................... X
Lista de Ilustrações ................................................................................................ XI
Lista de Anexos ..................................................................................................... XII
1. INTRODUÇÃO E REVISÃO DA LITERATURA .............................................13
1.1. Coleta e Separação ........................................................................................... 19
1.2. Reciclagem ........................................................................................................ 23
1.2.1. Reciclagem Energética................................................................................... 25
1.2.2. Reciclagem Química....................................................................................... 26
1.2.3. Reciclagem Mecânica..................................................................................... 27
1.2.3.1. Efeitos da Reciclagem no PET................................................................................. 31
2. OBJETIVOS.........................................................................................................35
3. CONTAMINAÇÃO QUÍMICA ................................................................... 36
4. CONTAMINAÇÃO BIOLÓGICA ............................................................... 46
5. LEGISLAÇÃO ........................................................................................... 49
6. CONCLUSÃO ........................................................................................... 57
7. BIBLIOGRAFIA......................................................................................... 61
Anexos ......................................................................................................... 68
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Reciclagem de PET no Brasil VII
Resumo
Resumo
FORMIGONI, A. Reciclagem de PET no Brasil. Dissertação (Mestrado em Engenharia de
Produção) – Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Paulista, 2006.
Palavras-chave: Reciclagem; impacto ambiental; PET; contaminação; bottle-to-bottle.
O crescimento da população e o estimulo ao consumo de produtos industrializados
descartáveis têm aumentado a quantidade e a diversidade dos resíduos urbanos. A simples
disposição dos resíduos industriais, comerciais e domésticos urbanos em aterros sanitários
fez com que eles estejam em vias de saturação. A utilização desses resíduos como matéria-
prima tem sido adotada como solução para o problema, mas como é uma atividade recente,
ainda não é aceita como melhor alternativa. Na presente dissertação são analisados
criticamente os problemas relacionados ao processo de reciclagem de PET, com vistas,
especialmente, ao processo de reciclagem “bottle-to-bottle”, para uso alimentício. Os
aspectos de perda e recuperação das propriedades do material, de contaminação química e
biológica são discutidos, bem como o sempre relevante problema da legislação, que parece
ser o mais sério neste caso. Atualmente o mercado no Brasil, consegue reciclar cerca de
50% da produção do PET, o que significa que há potencial para grande melhoria nesse
aspecto.
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil VIII
Abstract
Abstract
FORMIGONI, A. Recycling of PET in Brazil. Dissertation (Master of Science in Production
Engineering) – Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Paulista, 2006.
Key words: Recycling; environmental impact; PET; bottle to bottle.
Population growth and the continued incentive to consumption of discardable industrial
products has led nowadays to a non-stop growing of the amount and the diversity of the
urban waste. The option to just dispose of industrial, commercial and home waste in landfill
sites has led to their near saturation. Employment of these residues as raw materials has
been adopted as a solution to this problem, but is young as an activity and thus, still not
recognized as the best alternative. In the present dissertation a critical analysis of the
problems posed by the bottle-to-bottle recycling of PET, for use in the food industry, in the
general context of PET recycling is presented. The loss and recovery of the desired material
properties, chemical and biological contaminations are discussed herein, as well as the
fundamental question what the law about it is nowadays, and why, and how it might be better
formulated. At this point in time, the Brazilian market recycles ca. 50% of the total produced
PET, and this means that there is still potential for a lot to be done in what regards to PET
recycling.
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Reciclagem de PET no Brasil IX
Lista de Abreviaturas
Lista de Abreviaturas
PET = Polielileno tereftalato ou poli-tereftalato de etileno
CEMPRE = Compromisso Empresarial para Reciclagem
ABIPET = Associação Brasileira dos Fabricantes de Embalagens de PET
ABNT = Associação Brasileira de Normas Técnicas
IBGE = Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PVC = Cloreto de Polivinila
ONG = Organização Não Governamental
PCR = Reciclado de Pós-Consumo
FDA – Food and Drug Administration
ILSI – International Life Sciences Institute
ASD = Avaliação de Segurança Desafiadora
ANVISA = Agência Nacional de Vigilância Sanitária
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil X
Lista de Tabelas
Lista de Tabelas
Tabela 1 - Composição da origem do PET PCR ............................................. 43
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil XI
Lista de Ilustrações
Lista de Ilustrações
Figura 1 - Estrutura química do PET................................................................... 13
Figura 2 - Produção x Reciclado.......................................................................... 14
Figura 3 - Distribuição por destino do PET PCR .............................................. 15
Figura 4 - Simbologia para plásticos, NBR 13230............................................ 20
Figura 5 - Fluxo de Reciclagem .......................................................................... 28
Figura 6 - Representação esquemática da moldagem através da extrusão 30
Figura 7 - Resultados da Resistência ao Impacto x Ciclos de Reciclagem.. 33
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Reciclagem de PET no Brasil XII
Lista de Anexos
Lista de Anexos
Anexo I..................................................................................................................... 68
Anexo II.................................................................................................................... 71
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 13
1. Introdução e Revisão da Literatura
1. INTRODUÇÃO E REVISÃO DA LITERATURA
O PET – poli (etileno tereftalato) ou poli (tereftalato de etileno) –
representado na figura 1, é um polímero desenvolvido em 1941 pelos
químicos ingleses Winfield e Dickson (BELLIS, 2005). Este polímero, obtido
com alto peso molecular foi reconhecido na época como tendo potencial
para aplicações como fibra e, somente na década de 60, com o filme de
PET biorientado, passou a ter grande aceitação para acondicionamento de
alimentos. Em 1973, o processo de injeção e sopro com biorientação,
desenvolvido pela Du Pont, introduziu o PET na aplicação como garrafa, o
que revolucionou o mercado de embalagens, principalmente o de bebidas
carbonatadas. Ele chegou ao Brasil apenas em 1989.
O O
| | | |
C C O CH
2
CH
2
O
n
Figura 1 – Estrutura química do PET (Fonte: MANO E MENDES, 1999)
Tendo como concorrentes diretas as garrafas de vidro, não houve
resistência para que a indústria de refrigerantes trocasse suas embalagens
para o PET, pois suas características como material transformaram-se nas
vantagens relacionadas abaixo:
- Excelente estabilidade dimensional;
- Fácil conformação, versatilidade de design e cores;
- Fácil processamento, levando a alta produtividade e rendimento;
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Reciclagem de PET no Brasil 14
1. Introdução e Revisão da Literatura
- Custos competitivos;
- Alta resistência ao impacto, segurança no manuseio e eliminação de
perda no transporte;
- Alta resistência a pressão interna;
- Peso reduzido, levando a redução no preço do frete;
- Totalmente reciclável (100%).
Na figura abaixo, podem ser observados os dados sobre a produção,
reciclagem e percentagem de reciclados de PET no Brasil nos últimos anos.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
produção
reciclado
Figura 2: Produção x Reciclado (Fonte: CEMPRE e RECIPET, 2005)
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Reciclagem de PET no Brasil 15
1. Introdução e Revisão da Literatura
41%
1%
16%
5%
3%
15%
10%
9%
Fibra Poliéster
Outros
Não Tecido
Cordas
Resina Insaturada
Embalagens
Cerdas
Fitas de Arquear
Figura 3 – Distribuição por destino do PET PCR (Fonte: CEMPRE, 2005)
Conforme apresentado, percentualmente a quantidade reciclada teve
um aumento importante, saltando de 18% para 48%, porém o salto de
produção foi enorme, de 80t para 360t, o que aumenta muito a quantidade
não reciclada, causando problemas ambientais.
Segundo Leite (2003), quanto maior o nível sócio-econômico e
conseqüente poder aquisitivo do cidadão, maior o uso de descartáveis e
quantidade de polímeros no lixo. A tecnologia proporciona a utilização de
polímeros para uma melhora na qualidade de vida, mas que também resulta
em grande problema com a quantidade de resíduos gerados.
Leite (2003) ainda cita que um dos piores problemas originados no
descarte de materiais plásticos no Brasil é o espaço que ocupam nos
aterros sanitários. Embora representem algo em torno de 10% do peso total
do lixo, ocupam até 20% de seu volume, contribuindo também para o
aumento dos custos de coleta, transporte e descarte final dos resíduos
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 16
1. Introdução e Revisão da Literatura
urbanos. Outro problema sério a ser levado em consideração é de o plástico
(em geral) de difícil decomposição.
Por serem intensamente empregados em diferentes setores
industriais, os plásticos são muito visíveis. Mas devido à ausência de um
sistema de educação e conscientização sobre a população, os plásticos
aparecem também em locais impróprios, como praças, rios e mares.
Há várias formas de descarte dos resíduos sólidos urbanos (CEMPRE,
2005):
- Aterro sanitário: o lixo é colocado dentro de valas forradas com
lonas plásticas e depois recoberto com uma camada de quinze a trinta
centímetros de terra, evitando animais indesejáveis como ratos e moscas.
Os gases e o chorume (líquidos resultantes do lixo), produtos da
decomposição do lixo, são coletados e tratados, evitando a contaminação
do lençol freático e mau cheiro. Apesar de ser o método mais utilizado, tem
uma vida útil curta e as cidades apresentam escassez de áreas disponíveis
para este fim;
- Compostagem: neste processo, a matéria orgânica contida no lixo é
decomposta, tornando-se fertilizantes. Este processo também produz gases
combustíveis, como o metano;
- Lixão: os resíduos são dispostos diretamente sobre o solo, sem
tratamento, causando a poluição do ambiente;
- Incineração (ou queima do lixo): utilizado para a redução do volume
ou para resíduos perigosos como medicamentos expirados, lixo hospitalar e
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 17
1. Introdução e Revisão da Literatura
outros resíduos biológicos infectantes. A incineração gera calor, que pode
ser utilizado para movimentar uma turbina; se acoplado a um gerador, pode
produzir energia elétrica;
- A reciclagem: o lixo é tratado como matéria-prima a ser
reaproveitada para fins mais nobres do que ser aterrada.
O último levantamento nacional sobre destinação do lixo foi realizado
em 2000 pelo IBGE. O levantamento revelou que 21% do lixo coletado no
país era depositado a céu aberto, principalmente em lixões, sem nenhum
tratamento. Apenas 36% seguiam para aterros sanitários que, se
construídos adequadamente, permitem armazenamento seguro. Cerca de
2% iam para usinas de compostagem (para ser transformados em adubo) e
37% seguiam para aterros controlados com condições aceitáveis, ainda que
não ideais.
Esses números referem-se apenas à destinação final do lixo coletado
– 228.413 ton/dia. Se considerássemos a destinação final do total de lixo
gerado, as condições seriam piores, atingindo cerca de 70% para lixo
depositado a céu aberto.
Com poucas iniciativas públicas em coleta seletiva de lixo, o país tem
no crescente número de catadores e sucateiros, o principal veículo de coleta
de diversos materiais recicláveis, entre eles o PET. Já a coleta pública, tem
evoluído vagarosamente. Apenas 2,25% dos municípios brasileiros
possuem este serviço. (CEMPRE, 1997)
O consumo e reciclagem de garrafas de PET no Brasil têm aumentado
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 18
1. Introdução e Revisão da Literatura
consideravelmente, como mostrado na tabela I. A produção em 1994 era de
80t contra 270t em 2001, sendo cerca de 33% reciclados (2001),
significando que 67% era descartado em lugares como lixões, rios, praças,
mares.
Apesar da quantidade de PET reciclado apresentar crescimento, este
ainda é inferior ao alumínio (85% de reciclagem) e do vidro (56% de
reciclagem), segundo o CEMPRE (2005). Alguns itens devem ser levados
em consideração como a dificuldade de transporte do PET efetuado pelo
catador, pois precisa de grandes espaços para transportar uma massa
pequena; o desconhecimento de que o PET é o segundo material que
melhor remunera o catador, depois do alumínio, devem ser difundidos entre
catadores e cooperativas de coleta seletiva, de maneira a ser desenvolvido
uma coleta para todos os tipos de materiais e não privilegiar apenas alguns,
fazendo com que eles voltem à cadeia de valor.
Os programas oficiais de coleta seletiva, que existem em mais de 135
municípios brasileiros, recuperam por volta de 1000t de PET por ano,
segundo a ABIPET (2004).
O desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas à reciclagem de
plástico, tem como objetivo produzir um material para substituir o plástico
virgem, diminuindo a exploração de recursos minerais e os impactos
ambientais causados pela própria exploração e pelo descarte inapropriado
do lixo.
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 19
1. Introdução e Revisão da Literatura
1.1 Coleta e Separação
O maior problema da reciclagem de PET é a oferta de material; apesar
do crescimento dos últimos anos, ela ainda é tímida e está aquém das
necessidades. A falta de fornecimento contínuo e homogêneo de matéria-
prima é o reflexo da quase inexistência de uma política de coleta seletiva
pelos municípios. Soma-se a isto a falta de consciência da população sobre
a necessidade de reciclar o lixo.
Há sete diferentes famílias de plásticos, das quais várias não são
compatíveis quimicamente entre si (ou seja, a mistura de alguns tipos de
resinas pode resultar em materiais defeituosos ou de baixa qualidade). Eles
são:
- PET - Polietileno Tereftalato;
- PEAD - Polietileno da Alta Densidade;
- PVC - Cloreto de Polivinila;
- PEBD - Polietileno de Baixa Densidade;
- PP - Polipropileno;
- PS - Poliestireno;
- Todos os outros plásticos.
Esta última de plásticos reúne todos aqueles polímeros que são
produzidas em escala suficientemente pequena para não justificar sua
reciclagem, ainda que sejam incompatíveis entre si.
A ABNT, através da NBR 13.230 (1994), estabelece símbolos para a
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Reciclagem de PET no Brasil 20
1. Introdução e Revisão da Literatura
identificação dos termoplásticos utilizados na utilização de embalagens e
recipientes, tarefa fundamental para a viabilização econômica e industrial da
reciclagem. Esses símbolos padronizados, mostrados na figura 3,
normalmente são aplicados em alto relevo na parte inferior da embalagem.
,Figura 4 – Simbologia para plásticos, NBR 13230 (Fonte: ABNT, 1994)
Esses símbolos apenas indicam que os materiais são potencialmente
recicláveis. O sistema de codificação adotado alerta para o fato de que a
presença do símbolo não é uma garantia enunciada ou implícita de que
qualquer recipiente é próprio para ser transformado em outro produto. Ainda
que seja tecnicamente reciclável nenhum material deve ser considerado
realmente reciclável se não houver mercado para ele. A reciclagem de
qualquer material é um processo industrial que exige infra-estrutura
específica e depende de uma série de fatores, especialmente de ordem
econômica.
A maior parte do PET oferecido para reciclagem provém de catadores,
que fazem um trabalho de varredura pelas ruas e lixões e de algumas
organizações não governamentais que se estruturaram. Estes separam as
garrafas por cor, retirando o rótulo e a tampa e enfardando para vendê-los a
recicladores. Porém, a grande maioria dos catadores nunca foi treinada e
seus conhecimentos sobre o assunto são adquiridos na prática. Somando-
se em a isso a ausência do código de identificação em grande número de
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 21
1. Introdução e Revisão da Literatura
peças, aumenta significativamente a dificuldade para a separação dos
diferentes tipos de plásticos (RECIPET, 2005). Os principais métodos de
separação de polímeros são:
- Separação manual pelo tipo de resina e cor do plástico;
- Dissolução seletiva;
- Separação em meio denso;
- Flotação;
- Separação magnética.
A separação e recuperação de diferentes tipos de plásticos incluem
operações de tratamento de minérios como separação por densidade, dita
densitária (ou gravítica), separação magnética e flotação.
Analisando-se o problema como uma separação de componentes de
uma mistura de sólidos é possível a separação de produtos utilizando essas
técnicas.
A separação em meio denso baseia-se na diferença de peso
específico entre os materiais a serem separados como, por exemplo,
plásticos, metais e vidros. O processo baseia-se no princípio de que
partículas com densidade maior do que a do meio afundam e partículas com
densidade menor do que a do meio flutuam, por isso o meio de separação
deve apresentar uma densidade intermediária entre as espécies a separar.
Usando-se a água como meio denso, Polietileno e Polipropileno
podem ser separados no produto flutuado. O afundado é alimentado à outra
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Reciclagem de PET no Brasil 22
1. Introdução e Revisão da Literatura
centrífuga, desta vez com uma solução salina (Cloreto de Sódio) de
densidade 1,1 g/cm
3
. O Poliestireno afunda e é separado como afundado
enquanto que o PVC, o PET, as Poliamidas e outros materiais presentes
são afundados. (CHAVES, 2002)
Embora o PVC e o PET sejam facilmente separados dos outros
polímeros, por separação densitária, ambos possuem densidades de 1,30 –
1,35 g/cm
3
e são inseparáveis por este método; é importante salientar que o
PET (material da garrafa) e o PVC (material do rótulo), não aceitam mistura
que, quando ocorre, resulta em um material de baixíssima qualidade.
Este problema pode ser solucionado com a utilização de um processo
de flotação em espuma, que se baseia nas diferentes interações superficiais
entre as partículas e o meio de flotação. É possível separar partículas com
densidades muito próximas, mas com diferentes propriedades de
molhamento, insuflando-se ar no meio de separação, tornam-se bolhas. Em
razão da densidade efetiva do aglomerado bolha-partícula, as partículas
com características de não molhamento irão flotar em meio que tenha uma
densidade aparente maior. Alguns dos fatores mais importantes que afetam
a eficiência das operações de flotação em espuma são: tamanho,
estabilidade, número de bolhas de gás por unidade de volume, densidade
da fase líquida, tempo de duração das bolhas, forma, peso específico das
partículas sólidas, presença de algum tipo de surfactante, pH da solução,
intensidade da agitação, impurezas na superfície das partículas e
hidrofobicidade. (BIMAL, 2001).
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Reciclagem de PET no Brasil 23
1. Introdução e Revisão da Literatura
1.2 Reciclagem
Em uma economia globalizada, na qual o ambiente competitivo é cada
vez mais acirrado, as empresas necessitam de vantagens diferenciais para
permanecerem no mercado. Assim, o mercado passou a ser mais exigente
e privilegiando a escolha de produtos de companhias que utilizem
tecnologias de produção e métodos de gerenciamento que preservem o
meio ambiente. A entrada em vigor do conjunto de normas ambientais, ISO
14000 (International Standardization Organization), veio se fortalecer ainda
mais essa preocupação com o meio ambiente. Deve-se ressaltar que há
também todo o aspecto financeiro, pois, em um futuro breve, a falta de
preocupação com o aspecto ambiental pode vir a trazer enormes prejuízos
às companhias, seja financeiro ou de marketing negativo.
A modificação no perfil do consumidor influenciou a criação de novas
tecnologias que tenham o menor impacto ao meio ambiente, levando-se em
consideração o aspecto competitivo do mercado.
A consciência ecológica é fruto das necessidades do ser humano,
aspectos como o descarte final e o grande volume que as garrafas de PET
ocupam nos aterros (assim como outros materiais plásticos), levou países
desenvolvidos a criarem programas para tentar solucionar o problema. No
Brasil, ainda não há uma organização para o gerenciamento desses
materiais pós-consumidos e não há uma política consistente; o que existe
são algumas ONG’s e algumas prefeituras bem intencionadas, mostrando
que se houvesse uma política de organização nacional, poderíamos obter
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (Mestrado)
Reciclagem de PET no Brasil 24
1. Introdução e Revisão da Literatura
excelentes resultados.
A reciclagem é considerada uma das alternativas mais importantes
dentro do conceito de desenvolvimento sustentável definido pela ONU
(Organização das Nações Unidas), o processo deve ser utilizado em dois
casos:
- Quando a recuperação dos resíduos for técnica e economicamente
viável, bem como higienicamente utilizável;
- Quando as características de cada material sejam respeitadas.
A reciclagem é o resultado final de atividades intermediárias de coleta,
separação e processamento, através da qual materiais pós-consumidos são
usados como matéria-prima na manufatura de bens, antes produzidos com
matéria-prima virgem. O sucesso da reciclagem está diretamente ligado ao
fornecimento de matéria-prima, tecnologia de reciclagem e mercado
diferenciado.
No caso específico do PET, existem três tipos de reciclagem:
energética, química e mecânica. (ROLIM, 2001). O foco deste trabalho será
na reciclagem mecânica, por ser a mais utilizada, sendo então abordada
com maiores detalhes.
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Reciclagem de PET no Brasil 25
1. Introdução e Revisão da Literatura
1.2.1. Reciclagem Energética
Segundo Rolim (2001), reciclagem energética consiste em recuperar a
energia contida nos resíduos urbanos na forma de energia elétrica ou
térmica. Vale lembrar que a presença dos plásticos na composição dos
resíduos urbana é extremamente positiva, pois esses materiais possuem
alto poder calorífico, liberando grande quantidade de calor quando
submetido a combustão.
O Brasil, ainda não faz reciclagem energética, mas países que adotam
essa modalidade, como a Áustria e a Suécia, além de criar novas matrizes
energéticas, conseguem reduzir em até 90% o volume de seus resíduos,
índice relevante para cidades com problemas de espaço para destinação
dos resíduos sólidos urbanos.
A principal desvantagem desse tipo de reciclagem é o custo elevado
das instalações, dos sistemas de controle de emissões e de controle
operacional, somado à exigência de mão-de-obra qualificada como forma de
garantir o perfeito funcionamento dos equipamentos. A reciclagem
energética é a alternativa para a simples incineração de resíduos, a qual, se
realizados sem tecnologia adequada, gera emissões prejudiciais ao meio
ambiente, além de não aproveitar o poder calorífico como, por exemplo,
fonte de energia para uma turbina termoelétrica ou uma caldeira.
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Reciclagem de PET no Brasil 26
1. Introdução e Revisão da Literatura
1.2.2. Reciclagem Química
Reciclagem química consiste na despolimerização do PET,
regenerando suas matérias-primas, ácido tereftalático e etileno glicol, as
quais podem ser utilizadas na fabricação de novo lote de resina PET. Essa
despolimerização é realizada por meio de hidrólise ácida ou alcalina.
A técnica da hidrólise de PET, utiliza como agente hidrolítico mais
potente o hidróxido de sódio (solução a 7,5 M), que consegue 98% de
despolimerização de PET em flocos, a 100° C e a 1 bar, em 8 horas de
reação. O segundo agente hidrolítico em eficiência é o ácido sulfúrico
(solução 7,5 M), que proporciona uma despolimerização de 80% de PET em
flocos, a 100° C e 1 bar, em 160 horas de reação.
A reciclagem por hidrólise traz algumas vantagens como: o fato de,
efetivamente eliminar o PET da biosfera e não apenas mudar-lhe de forma
física; a diminuição do consumo de produtos petroquímicos necessários à
produção de ácido tereftalático e etileno glicol, os quais se obtém
adequadamente puros, no processo.
Na hidrólise alcalina obtém-se, a rigor, o tereftalato de sódio que é
tratado por ácido sulfúrico produzindo ácido tereftalático, que por
conseqüência acaba gerando 0,86 tonelada de sulfato de sódio anidro para
cada tonelada do ácido tereftalático, o que é um novo problema ambiental.
Esse fato desaconselha o emprego da hidrólise alcalina.
Na hidrólise ácida, o ácido sulfúrico atua como catalisador da hidrólise
e ao final do processo resta, praticamente, intacto. Evita-se um novo
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Reciclagem de PET no Brasil 27
1. Introdução e Revisão da Literatura
problema ambiental pelo descarte do ácido sulfúrico empregado na
hidrólise, recuperando-o. Esse processo alcança um máximo de
polimerização de 100%, com PET, ácido a 3M, 190° C por uma hora.
Jermolovicius (2003), no Instituto Mauá de Tecnologia, desenvolveu
um processo de hidrólise ácida, catalisada por ácido sulfúrico, sob
irradiação de microondas de 2,45 GHz, atingindo um nível de
despolimerização compatível ao do processo descrito anteriormente, com a
vantagem de faze-lo em tempo reduzido, cerca de 14 minutos ao invés de
horas.
1.2.3. Reciclagem Mecânica
Dentre os tipos de reciclagem citados anteriormente, a reciclagem
mecânica de plásticos é o processo mais conhecido. Neste processo, a
qualidade do produto final depende principalmente da qualidade do produto
a ser reciclado, ou seja, depende dos resíduos a serem reciclados não
sejam contaminados com outros tipos de resina e ou com resíduos
orgânicos.
A reciclagem mecânica consiste na transformação de descartes
plásticos de origem industrial e do consumo da população em grânulos que
podem ser reutilizados para a produção de outros produtos.
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Reciclagem de PET no Brasil 28
1. Introdução e Revisão da Literatura
O fluxograma da figura 4 descreve as etapas do processo de
reciclagem mecânica.
Figura 5 – Fluxo de Reciclagem (Fonte: CEMPRE, 1997)
Conforme demonstrado no fluxograma, serão descritas abaixo as
etapas do processo de reciclagem mecânica, lembrando que as etapas de
coleta de descartes, separação e triagem, compactação e enfardamento,
foram detalhados no item 1.1 (Coleta e Separação).
Trituração e moagem é a etapa em que o material é moído e triturado
Coleta Seletiva
Classificação
Moagem com Lavagem
Enxágüe
Descontaminação
Pré-secagem
Eliminação do Pó
Classificação de Partículas
Ensacagem
Reciclador
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Reciclagem de PET no Brasil 29
1. Introdução e Revisão da Literatura
em partes menores. O equipamento possui um conjunto de facas montadas
sobre um rotor giratório e outras facas que estão presas à carcaça do
moinho, estas cortam o material em pequenos pedaços.
Na próxima etapa do processo, o material moído é lavado com água
para a retirada de impurezas; é importante que a água utilizada na lavagem
seja tratada para ser reutilizada.
A secagem elimina o excesso de água que o material moído contém,
consistindo no aquecimento de ar que é forçado a passar por entre o
material, removendo a umidade. Esta etapa, apesar de não parecer, é de
extrema importância, uma vez que o excesso de água pode prejudicar o
processamento do material.
A extrusão – granulação: a extrusora é alimentada com material
moído, trata-se de um processo contínuo representado na figura 5. Consiste
em fazer passar o material moído (no caso específico da reciclagem) e
aquecido através de uma matriz com o perfil desejado; por resfriamento em
água, a peça extrusada vai se solidificando progressivamente. O fio gerado
é cortado em grânulos regulares, com uma faca rotativa. O processo
permite a fabricação contínua de tarugos, tubos, lâminas ou filmes, isto é,
produtos que apresentam perfil definido, como será descrito para alguns
produtos resultantes do material reciclado.
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Reciclagem de PET no Brasil 30
1. Introdução e Revisão da Literatura
Figura 6 – Representação esquemática da moldagem através da extrusão. (a)
Extrusão Simples. (b) Extrusão de filme inflado (Fonte: MANO E MENDES, 1999)
O processo de extrusão é muito versátil. O material extrusado pode ser
gerado através de uma fenda plana, simples ou múltipla, neste caso, o
processo se denomina coextrusão. Conforme a espessura, o produto
extrusado é classificado como filme, folha ou placa. Quando a fenda é
circular, formam-se tarugos, bastões ou fios. Se a fenda for anular, simples
ou múltipla, com orifícios circulares concêntricos, são gerados tubos de
espessura variada, mantidos ocos pelo centro da matriz.
Entre os benefícios que a reciclagem mecânica gera, podemos citar:
- Por utilizar processos físicos, os cuidados ambientais requerem
baixos investimentos para o controle de tratamento dos resíduos
gerados;
- Geração de novos empregos, com absorção de mão-de-obra
desqualificada;
- Redução do consumo de matéria-prima virgem poupando a
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Reciclagem de PET no Brasil 31
1. Introdução e Revisão da Literatura
exploração de petróleo;
- Valorização do lixo, fazendo diminuir os volumes destinados aos
aterros, aumentando a sua vida útil.
Há a necessidade de granular o material, pois para executar a injeção
de peças, o material deve ter o formato de grão para facilitar o
abastecimento da injetora, o flake apresenta um volume grande com
pequena massa, dificultando a sua movimentação.
1.2.3.1 Efeitos da Reciclagem no PET
Mancini e Zanin (2000) realizaram, na Universidade Federal de São
Carlos, experimentos de sucessivas reciclagens e subseqüente avaliação
de seus efeitos na estrutura e propriedades do material, usando garrafas de
pós-consumo de PET. Este tipo de estudo normalmente envolve extrusoras
como máquinas de processo, e processos como lavagem e secagem. Um
processo de avaliação para medir a qualidade do PET obtido no processo
de reciclagem, para melhorar essa qualidade e a produtividade do processo
e do produto é uma iniciativa muito rara.
Para realizar os testes, 5kg de resina virgem foram para secagem a
vácuo (10
-1
atm, 3 h, 110
o
C) e injetados no molde, resfriado com água
corrente, na ordem para produzir uma espécie de teste similar à do tipo I da
American Society for Testing and Material (ASTM) 638. O material foi então
moído, seco e injetado novamente por mais quatro ciclos. Esta reciclagem
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Reciclagem de PET no Brasil 32
1. Introdução e Revisão da Literatura
de referência serviu para avaliar a produtividade e a adequabilidade do
equipamento para o procedimento adaptado. A seguir, 5 kg de garrafas de 2
litros foram coletadas, moídas, lavadas com água, expostas ao ar e secos.
O material moído (flakes), foi injetado moído mais uma vez, seco e injetado,
até serem completadas cinco reciclagens, usando o mesmo equipamento e
sob as mesmas condições que as cinco reciclagens consecutivas usadas
para a resina virgem de PET. No final de cada injeção e de cada moagem,
amostras foram levadas para testes de variação de massa, propriedades de
tensão, resistência ao impacto e contagem dos grupos terminais de carbono
(carboxilas). Os passos de reciclagem foram então analisados como segue,
em função do número de injeções: B1, B2, B3, B4 e B5. A garrafa moída,
lavada e seca, foi chamada de B0.
A hipótese que o pó gerado na moagem poderia causar um
decréscimo na produtividade foi testada com uma série de cinco
reciclagens, incluindo uma peneirada antes de cada injeção e medida a
viscosidade.
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Reciclagem de PET no Brasil 33
1. Introdução e Revisão da Literatura
0
Figura 7 – Resultados da Resistência ao Impacto x Ciclos de Reciclagem
(Fonte: MANCINI & ZANIN, 2000)
O gráfico mostra os resultados dos testes de resistência ao impacto,
indicando uma tendência para o decréscimo de até 70% no valor desta
propriedade, da primeira para a quinta reciclagem, com o aumento do
número de reciclagens.
Com respeito ao efeito do número de reciclagens na estrutura do PET
de pós-consumo, foi observado o aumento no número de carboxilas em três
vezes da primeira para a quinta reciclagem, indicando mudança estrutural
nas macromoléculas (cadeias quebradas). Esta degradação e o aumento da
cristalinidade (de 23% para 37% da quinta reciclagem) explicam a conduta
das propriedades mecânicas, o aumento do módulo elástico e a perda de
ductilidade e de resistência ao impacto.
Há um projeto, coordenado por Sati Manrich, na Universidade Federal
de São Carlos (UFSCar) de polimerização do PET, que recupera as
Resistência ao Impacto (J/m)
4
8
12
16
20
24
B1
B2
B3
B4
B5
Fases Recicladas
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Reciclagem de PET no Brasil 34
1. Introdução e Revisão da Literatura
propriedades físicas material. Nesse método, recupera-se a massa molar
através do fluxo de gás inerte, aplicado a uma temperatura abaixo do ponto
de fusão do polímero (ERENO, 2005).
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Reciclagem de PET no Brasil 35
2. Objetivos
2. OBJETIVOS
Investigar o atual estado da reciclagem de PET no Brasil.
Avaliar os problemas associados a essa reciclagem, a saber:
- Contaminação química;
- Contaminação biológica;
- Perda de propriedades do material.
Compreender por que tanto desse material ainda é simplesmente
descartado e o que deve ser feito para se poder reverter essa situação.
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Reciclagem de PET no Brasil 36
3. Contaminação Química
3. CONTAMINAÇÃO QUÍMICA
O problema da contaminação química em polímeros recicláveis pode
ser dividido em dois aspectos:
- o da contaminação por materiais devidos à decomposição do
polímero com o tempo e o uso (portanto referente à presença de
monômeros, pequenos oligômeros, plastificantes e aditivos) e,
- o da contaminação por migração, para o recipiente, de
componentes de seu conteúdo (seja ele o previsto, por exemplo,
componentes de refrigerante, seja o imprevisto, devido a seu emprego para
armazenar materiais diferentes daqueles para os quais foi inicialmente
destinado como solventes em garrafas de refrigerantes).
Cabe aqui definir o conceito geral de migração, processo pelo qual um
material sólido (usualmente vítreo, caso dos polímeros em geral) extrai
componentes de uma mistura e os retém em sua estrutura. Ela pode ocorrer
nos dois sentidos: se a concentração de uma dada substância for maior no
líquido contido em um frasco de polímero, essa substância pode migrar para
dentro do polímero; se, num outro momento, tivermos um conteúdo que não
possua a substância que antes migrou para o polímero, ela pode agora
migrar do polímero para esse conteúdo. Em particular, substâncias
presentes no polímero desde sua manufatura (como, por exemplo,
monômeros, plastificantes e outros aditivos) podem também migrar do
polímero para o conteúdo na primeira utilização do frasco. Isto, é claro, se
torna menos provável nas reutilizações. Por outro lado, com o tempo e o
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Reciclagem de PET no Brasil 37
3. Contaminação Química
uso, o material polimérico pode se decompor gerando contaminantes de
baixa massa molar, capazes de migrar para fora do polímero.
Naturalmente, para que polímeros de PCR possam ser adequados
para a reutilização como embalagens de alimentos é fundamental que eles
não causem a contaminação de seu conteúdo, ou que a causem em níveis
iguais ou menores do que os porventura causados pelo polímero virgem do
mesmo tipo, se este é um material aprovado para aplicações em alimentos.
Do ponto de vista de viabilidade da reciclagem desses polímeros, o
importante é o desenvolvimento de métodos de descontaminação que
possam eliminar a contaminação causada por qualquer tipo de conteúdo que
tenha passado pela embalagem durante seu período de reuso pré-
reciclagem. Esse procedimento independe da eventual mistura que o
consumidor faça entre as embalagens plásticas, reutilizadas ou não.
Provavelmente devido às dificuldades inerentes ao desenvolvimento de
processos eficazes e críveis de descontaminação, a reciclagem de plásticos
visando à reutilização em aplicações alimentícias era proibida mundialmente
até a década de 90 (SANTOS et al.,2004). Hoje, essa atividade tornou-se
um dos principais desafios do setor de reciclagem de plásticos,
representando todo um segmento de mercado a ser explorado.
Nos EUA, por exemplo, o setor de embalagens responde, sozinho,
por cerca de 30% em massa do consumo total de plásticos produzidos
(LEITE, 2003). Embora as poliolefinas sejam o plástico dominante neste
setor respondendo por, aproximadamente, 75% do consumo de plástico
dessa fatia de mercado, as embalagens de PET constituem o centro da
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Reciclagem de PET no Brasil 38
3. Contaminação Química
atenção dos recicladores, embora representem apenas cerca de 3% do total
de mercado de plásticos, ou seja, 10% do mercado de plásticos destinados
ao setor de embalagens (LEITE, 2003). Entre os fatores que cooperam para
este quadro estão: o custo relativamente alto da resina virgem, a alta
competitividade de seus processos de reciclagem mecânica e o alto valor
agregado do reciclado, cujo desempenho, dependendo da tecnologia
aplicada, pode ser similar ao da resina virgem. Além disso, seu mercado é
altamente especializado, sendo destinado basicamente ao setor de bebidas
carbonatadas. Tendências em ampliá-lo para outros nichos existem, como,
por exemplo, para os mercados de embalagens de óleo comestível, água
mineral, sucos, molhos, aguardentes, detergentes, condimentos, cosméticos
e produtos químicos, além de perspectivas de que o PET venha a abranger,
inclusive, o mercado de embalagens para cerveja. Um maior valor agregado
ao reciclado pode ser alcançado pelo emprego de uma etapa adicional de
separação das embalagens em incolores e pigmentadas.
Hoje, são usados muitos processos de reciclagem de limpeza
profunda, também chamados de super-limpeza (FRITSCH & WELLE, 2002).
Estes processos envolvem muitas etapas de limpeza (tratamento a vácuo,
tratamento com altas temperaturas, limpeza profunda da superfície exposta,
etc.) para a eliminação de substâncias indesejáveis, eventualmente advindas
do pós-consumo do PET PCR. A eficiência da limpeza decorrente dos
processos de reciclagem é avaliada por meio das ASD (FDA, 1992; 1995
ILSI, 1998, BGVV, 2000), sendo suficiente, caso aprovada, para a aplicação
desses materiais em embalagens com contato direto com alimentos. O
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Reciclagem de PET no Brasil 39
3. Contaminação Química
processo de descontaminação do PET PCR aplica uma variedade de etapas
de processos. As três principais etapas para devolver PET PCR apropriado
para aplicação de embalagens com contato com alimentos incluem
repolimeração química, multi-lavagem e super-limpeza do material para
fazê-lo utilizável para aplicações de contato com alimento (BAYER, 1997).
Nesses processos incluem-se a aplicação de alta temperatura, vácuo, fluidos
escolhidos criteriosamente, solventes e tratamento químico superficial.
O estabelecimento de normas de avaliação de qualidade é importante
no que se refere a PCRs porque o consumidor pode ter reutilizado a
embalagem de inúmeras formas. Nesse contexto, a primeira instituição a
contemplar a segurança do uso de PCRs para aplicações em embalagens
com contato alimentício foi a norte-americana FDA, que desenvolveu uma
metodologia para testes dos materiais reciclados obtidos de processos
comerciais e destinados a aplicações em que haja contato com alimentos, os
chamados “Challenge Tests” [ASD: diretrizes (US FDA 1992; 1995)]. Trata-
se neles da determinação padronizada das concentrações de
contaminantes, com o estabelecimento de valores mínimos aceitáveis de
exposição. Em 1995, uma comissão européia (Scientific Committee on
Foods, SCF) criou uma relação de compostos químicos não-carcinogênicos
cuja presença em alimentos, até os valores de concentração lá indicados,
não apresentaria efeitos adversos à saúde dos seres humanos. Em 1997,
utilizando a relação da SCF, um comitê de especialistas da Organização
Mundial de Saúde formulou um procedimento internacional, análogo ao da
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Reciclagem de PET no Brasil 40
3. Contaminação Química
FDA, para a avaliação da segurança de polímeros PCR (Joint Expert
Committee on Food Addives: JECFA, 1997).
A aceitação desses procedimentos pelas várias agências
governamentais, ou por organizações internacionais, tem sido relativamente
lenta. Uma revisão da FDA compilou uma lista de 12 diferentes processos,
para os quais foram emitidas cartas de não objeção da FDA (FDA, 2002;
FRANZ et al., 1998; FRANZ & WELLE, 1999b; vide Anexo 1). Hoje, a US
FDA tem 40 cartas de não objeção acumuladas, referentes a diferentes tipos
de processo e de uso de PCR’s para aplicações de contato com alimento
(BAYER,2002).
Diversos trabalhos estudam a identificação e quantificação de
contaminantes em amostras de reciclagem de PET convencional (PIERCE et
al., 1994; SADLER, 1995; FRANZ & WELLE, 1999a; BAYER, 2002). Esses
estudos foram efetuados em amostras relativamente pequenas, provindas
da análise do fluxo natural do PET PCR e da possível concentração de
substâncias indesejáveis.
De fato, embora exista correlação entre a contaminação em níveis de
concentração muito acima do admissível e a utilização de garrafas PET para
o armazenamento doméstico de vários produtos (solventes, combustíveis,
pesticidas, etc), acredita-se ser esse mau uso das embalagens de PET um
evento relativamente raro (FERON et al, 1994), levando a níveis de
contaminação perfeitamente compatíveis com a sua eliminação por
processos super-limpeza, desde que se considere como sendo desprezível
a reutilização de embalagens para conter agrotóxicos, o que parece ser o
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Reciclagem de PET no Brasil 41
3. Contaminação Química
caso (PIERCE et al., 1994; SADLER, 1995; FRANZ & WELLE, 1999a;
BAYER, 2002).
Esse raciocínio fundamenta-se na expectativa de que o complexo de
embalagens provenientes do mau uso tenha, no universo do material
recolhido para reciclagem, uma presença significativamente menor do que
as embalagens provindas diretamente do setor alimentício ou de setores
que não levem a contato com produtos perigosos à saúde humana. Nesse
sentido, foram efetuados estudos (FRANZ & WELLE, 2002) para se
determinar a composição de três tipos de PCR de polietileno tereftalato
(PET) com o objetivo de se apurar a presença de contaminação química nas
embalagens provenientes dos setores alimentícios e não alimentícios. A
contaminação típica desse material é freqüentemente ocasionada pela
mistura de embalagens alimentícias com outras contaminadas por produtos
perigosos, devido às varias maneiras de recolhimento das embalagens
descartadas de PET.
Usualmente, as amostras são analisadas para contaminantes voláteis
por técnicas de “head space”, nas quais uma alíquota do material é selada
num frasco e equilibrada com a atmosfera do frasco, à temperatura ambiente
ou sob aquecimento. A seguir, analisa-se o conteúdo volátil do frasco por
cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (CG/MS). No
caso de contaminantes não-voláteis, utiliza-se a extração com solventes,
seguida por análise por cromatografia a líquido de alta eficiência e
espectrometria de massas (CLAE/MS). Em ambos os casos se trata de
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Reciclagem de PET no Brasil 42
3. Contaminação Química
métodos muito confiáveis e bem estabelecidos, cujos detalhes experimentais
e teóricos extrapolam o escopo do presente trabalho.
Assim, entre 1997 e 2001, Franz e Welle recolheram amostras das
mais diferentes origens de 12 países europeus e as submeteram a uma
lavagem comercial, a uma super-limpeza (super clean process) e
processaram-nas em pellets. A caracterização dos contaminantes presentes
nessas amostras foi feita por cromatografia a gás ou a líquido (CLAE),
acopladas à espectrometria de massas, tendo-se determinado também as
concentrações dos contaminantes presentes, tais como solventes e ácidos
(devidos ao emprego das embalagens para o armazenamento de materiais
impróprios), bem como ácido tereftálico, etileno-glicol, acetaldeído e
limoneno, originados ou das próprias embalagens ou de refrigerantes nelas
contidos.
Nesse estudo (FRANZ & WELLE, 2002), verificou-se que o material de
coletado podia ser classificado segundo três tipos de origem, a saber:
- PCR com depósito - material obtido somente do resgate de
embalagens retornáveis;
- Coleta de rua com remuneração direta do catador;
- coleta de rua sem remuneração: trabalho de coleta voluntária de
embalagens não devolvidas nos depósitos. Cada uma dessas
categorias foi subdividida em duas subcategorias:
• embalagens alimentícias provindas da rua: embalagens de pós-
consumo do setor alimentício;
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3. Contaminação Química
• embalagens não-alimentícias provindas da rua: embalagens de
pós-consumo do setor não alimentício.
Tipos de
Embalagens
100%
Depósito
Coleta de
ruas com
remuneração
(%)
Coleta de ruas
sem
remuneração
(%)
100%
Bebida
100% não-
alimentício
Embalagens
alimentícias
100 94,3 98,8 100 0
Refrigerantes 40,7 61,4 48,5
Sucos 37 20,5 46,5
Água 11,1 4
Licor / Bebidas
Alcoólicas
5,6 1
Tempero 3,7
Outros 1,9 18,1
Embalagens não-
alimentícias
0 5,7 1,2 0 100
Enxagüatórios
Bucais
62 49,5
Detergentes 18,3 24,2
Desinfetantes 14,1 24,2
Outros 5,6 0,02
Tabela 1 – Composição da origem do PET PCR (Fonte: FRANZ & WELLE, 2002)
Em 1998, Franz et al. apresentaram seu processo de super-limpeza,
que posteriormente recebeu uma carta de não objeção emitida pela FDA
(vide Anexo 1).
Nesse trabalho, foram obtidas quantidades representativas de
amostras de cada uma das três origens acima descritas de PET PCR, as
quais foram separadas e processadas através do processo comercial de
reciclagem de classificação, moagem e lavagem do material. As três
amostras de PET PCR foram submetidas ao seguinte processo comercial de
lavagem:
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Reciclagem de PET no Brasil 44
3. Contaminação Química
- Enxágüe e separação por flotação (flakes do tamanho de 10 mm,
processados através do sistema de flotação para remoção de
plásticos com densidade inferior a 1);
- Lavagem do flake (com um detergente de pH alcalino por
aproximadamente 10 minutos a 85ºC;
- Enxágüe final (diversos estágios de enxágüe e então secagem).
Os flakes de cada tipo destas embalagens foram então submetidos a
um processo de descontaminação (super-limpeza) desenvolvido por eles,
mas não descrito em detalhes por ser objeto de patente.
Alíquotas representativas de cada material foram analisadas para se
determinar quais tipos de compostos haviam sido absorvidos pelo PET e a
quantidade remanescente desses contaminantes após serem submetidas a
esses processos de lavagem comercial e de descontaminação, constatando-
se ter obtido PET aceitável para uso alimentício.
Vale ressaltar que, para aumentar a credibilidade dos processos
analisados, outras amostras foram contaminadas deliberadamente com
tolueno, clorobenzeno, fenilciclo-hexano, esterearato de metila e bezofenona
e submetidos ao mesmo processo de super-limpeza, resultando, também
essas amostras, em PET aceitável para uso alimentício novamente.
A maior parte dos processos de super-limpeza já aprovados pela FDA
envolvem o uso de altíssimo vácuo industrial e/ou de soluções alcalinas,
usualmente de hidróxido de sódio, por várias horas. Isso remove os
contaminantes, mas é caro e desperdiça energia.
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Reciclagem de PET no Brasil 45
3. Contaminação Química
No Brasil, foi recentemente desenvolvido um processo alternativo,
igualmente eficiente, pelo grupo de pesquisa liderado por Sati Manrich, da
UFSCar. Segundo Manrich, o novo processo necessita apenas de um fluxo
de ar seco quente (130 a 220 ºC), por cerca de 15 minutos (ERENO, 2005).
Aparentemente, o ar seco difunde-se pelo PET, arrastando os
contaminantes voláteis e removendo água do material, contribuindo assim
para a repolimerização do PET, elevando sua massa molar.
Por outro lado, se operado a temperaturas superiores a 200 ºC,
possivelmente elimine também qualquer contaminação biológica presente
(vide capítulo anterior), graças ao calor e, no caso de anaeróbios, do
oxigênio presente.
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4. Contaminação Biológica
4. CONTAMINAÇÃO BIOLÓGICA
Louis Pasteur, no século XIX, observou que existe correlação entre a
deterioração de alimentos e a presença de microorganismos. Descobriu
também que o aquecimento controlado, hoje chamado pasteurização
(aquecimento a 62°C por 30 minutos, seguido por um resfriamento rápido),
poderia ser utilizado para a matar os micróbios que causavam a
decomposição de certos alimentos, sem alterar suas propriedades
organolépticas (sabor, cheiro, cor). A pasteurização, entretanto, não torna
o meio estéril. Pasteur também cunhou os termos aeróbio e anaeróbio,
para designar aqueles microorganismos que vivem exclusivamente na
presença e na ausência de oxigênio, respectivamente.
Uma série de experimentos adicionais levaram o cientista francês a
concluir que:
- a seco, a exposição por, pelo menos, 120 minutos à temperatura
de 170ºC torna o meio estéril;
- em atmosfera saturada de vapor d'água (umidade relativa 100%),
sob pressão de 2 atmosferas (ou seja, 1 atm acima da pressão
atmosférica ao nível do mar), 30 minutos a temperaturas da
ordem de 121 ºC bastariam para destruir todos os
microorganismos então conhecidos.
Estas observações foram contribuições fundamentais para invalidar a
teoria da geração espontânea, então em voga.
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Reciclagem de PET no Brasil 47
4. Contaminação Biológica
Hoje em dia se têm dois equipamentos padronizados para
realizarem-se esterilizações: o forno de Pasteur, que esteriliza a seco
(170ºC) e a autoclave, que esteriliza a vapor d'água sob pressão (121ºC, 2
atm).
Esses padrões de esterilização foram, portanto, não um capricho
arbitrário de alguém, mas o produto de cuidadosas investigações
científicas.
Apenas em 2004 foi encontrado, pela primeira vez, um
microorganismo capaz de sobreviver às condições de autoclavagem: trata-
se de uma arquea (um microorganismo mais primitivo que uma bactéria)
anaeróbia ainda sem nome científico definitivo, que ficou conhecida como
"Linhagem 121" ("Strain 121"), tendo sido isolada da água de chaminés
hidrotérmicas submarinas. Em água, na presença de óxido de ferro (III) e
formiato e na ausência de oxigênio, ela sobrevive por 2 horas, sem se
reproduzir, a 130ºC, por até 2 horas, voltando a se reproduzir se for
transferida para novo meio a 103ºC; reproduz-se a 121ºC, dobrando sua
população em 24 horas e, quando a 115ºC, dobra sua população em 7
horas. Este é o exemplo mais extremo conhecido de um microorganismo
hipertermófilo (ou seja, que gosta de altas temperaturas) e, como tal,
permanece viável, mas não se reproduz, se mantido a temperaturas iguais
ou inferiores a 85ºC (KASHEFI, 2004).
Ainda assim, na ausência de umidade, esse hipertermófilo é destruído
pelo forno de Pasteur.
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4. Contaminação Biológica
O que nos leva a concluir que qualquer que seja o microorganismo que
venha a contaminar o material (PET) a ser reciclado, este será exterminado
quando exposto à temperatura média de processo de reciclagem (de 200º a
240ºC), ao longo da duração desse processo e que, portanto, não há risco
algum de contaminantes biológicos sobreviverem mesmo aos processos
menos sofisticados de reciclagem, desde que estes envolvam
processamento do PET aquecido até a temperatura necessária para
calandrar ou fiar.
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5. Legislação
5. LEGISLAÇÃO
As embalagens de PET, mesmo representando apenas 3% do total do
mercado de plásticos, ou seja, 10% do mercado de plásticos destinado ao
setor de embalagens, constituem o centro da atenção dos recicladores.
Entre os fatores que cooperam para este quadro estão: o custo
relativamente alto da resina virgem, alta competitividade de seu processo de
reciclagem mecânica e o alto valor agregado do reciclado cujo desempenho,
dependendo da tecnologia aplicada, pode ser similar ao da resina virgem
(LEITE, 2003). Além disso, o mercado da resina virgem é altamente
especializado, sendo destinado basicamente ao setor de bebidas
carbonatadas. Tendências em ampliá-lo para outros nichos existem, como,
por exemplo, para os mercados de embalagens de óleo comestível, água
mineral, sucos, molhos, aguardente, detergentes, condimentos, cosméticos
e produtos químicos. Além de perspectivas para o PET abranger, inclusive,
o mercado de embalagens para cerveja (ROLIM, 2001). Como a legislação
não permite explicitamente, ela implicitamente proíbe o uso do PET PCR em
aplicações que envolvam contacto com alimentos, o destino de quase todo
o PET reciclado é hoje a fabricação de fibras têxteis (CEMPRE, 2005).
Inicialmente, apenas os EUA e alguns países da Europa permitiram o
emprego do plástico reciclado para embalagens alimentícias. No Brasil,
Chile, Austrália e mesmo em alguns países europeus, a aplicação do mesmo
foi restringida ao contato indireto com alimentos, ou seja, em produtos
multicamadas com uma camada interna de material garantidamente
descontaminado (material virgem) (ERENO, 2005).
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5. Legislação
Os materiais reciclados não possuem uma legislação específica,
incorrendo, portanto, na utilização dos mesmos limites de pureza e controle
do material virgem, não devendo afetar a saúde do consumidor. No Brasil,
de acordo com a resolução nº 105 de 1999 da ANVISA (vide Anexo 2), é
proibido o uso de plástico reciclado para contato com alimentos, exceto no
caso de materiais reaproveitados no mesmo processo de transformação.
Especificamente para aplicações de PET em bebidas não-alcoólicas
carbonatadas, a utilização de PET reciclado multicamada é explicitamente
permitida (FORLIN et al, 2002).
Devido à pressão externa de multinacionais com interesse no mercado
brasileiro, o interesse comum do Mercosul e a necessidade de colaborar
para a ampliação dos índices de reciclagem, tornou-se possível vislumbrar
uma abertura na legislação brasileira para eventuais empresas recicladoras
que desejem exercer suas atividades no país para fins alimentícios. A
resolução nº 23 de 2000 da ANVISA, estabelece a possibilidade de produzir
PET reciclado para contato direto com alimentos, desde que a empresa
requerente entre com um processo de petição junto à Vigilância Sanitária e
prove que seu processo de reciclagem satisfaz os padrões internacionais de
pureza adequada, exigida pelo Codex Alimentarius (Código para Alimentos),
ILSI e FDA. Este procedimento é similar ao que ocorre na própria FDA, em
que é emitida uma carta de não objeção, desde que o processo gere
material que não exceda os níveis admissíveis dos contaminantes, como
exemplificado no Anexo 1, pela carta de não objeção ao processo de super-
limpeza de Franz, citado anteriormente.
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Reciclagem de PET no Brasil 51
5. Legislação
Os órgãos de referência nessa área são, nos EUA, a FDA e, na
Europa, o ILSI.
A abertura deste mercado no Brasil garantiria a valorização do produto
final e, conseqüentemente, uma maior rentabilidade das atividades
recicladoras. A volta das embalagens de alimentos ao seu próprio ciclo,
caso seja mesmo autorizada, será uma vitória. No momento, devido ao seu
curto tempo de vida útil as embalagens de PET representam
aproximadamente 75% da fração de plásticos rígidos encontrada no lixo
urbano (LEITE, 2003). Portanto, isso também contribuirá para uma
despoluição mais efetiva do meio-ambiente, pelo menos no que se refere ao
“lixo” de PET.
Entretanto, as coisas são menos fáceis do que parecem, devido à
natureza dor regulamentos exarados pela FDA, que, afinal, é a origem tanto
das regras do ILSI como das da ANVISA (a resolução n° 105 de 1999 da
ANVISA não é mais do que uma tradução da regulamentação da FDA para
embalagens alimentícias). Vejamos o porquê:
A Food and Drug Administration (FDA) regulamenta, desde 1958, os
componentes e aditivos para embalagens alimentícias, e é a responsável por
manter seguro o abastecimento de alimentos no EUA. Isto inclui checar as
condições dos alimentos e também evitar que a população venha a ser
envenenada através das embalagens, por contaminação.
A FDA não tem nenhuma regulamentação especialmente dirigida às
embalagens alimentícias feitas com material reciclado. A essência da
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Reciclagem de PET no Brasil 52
5. Legislação
regulamentação da FDA consiste em que o material reciclado pode ser
usado desde que seja "adequadamente puro". No caso de material virgem,
isto se consegue controlando a origem e a qualidade das matérias-primas.
Como não se pode controlar a origem da matéria-prima do polímero
reciclado, pois não se pode saber com segurança por onde ela passou,
resta mostrar que o processo de reciclagem conduz a polímero tão ou mais
puro que o polímero virgem. E, se a FDA se convencer que o processo em
questão satisfaz esse quesito, depois de um processo longo caro e
burocrático, ela concederá uma carta de não objeção (VOLOKH, 1995).
O problema principal é que "adequadamente puro" jamais é definido...
A FDA distingue a reciclagem de embalagens plásticas em três tipos
(RULIS, 1992):
- Primária: que é o reuso do material dentro de um mesmo processo
de fabricação. Entende-se que as sobras e os produtos rejeitados, em um
processo que seja rigorosamente controlado, não podem apresentar
contaminação, pois apresentam origem conhecida, sendo essencialmente
idênticos ao material virgem inicialmente empregado, sendo portanto
material "adequadamente puro". Processos desse tipo costumam receber
cartas de não objeção sem maiores problemas. Entretanto esses processos
somente evitam o aumento da poluição, pois minimizam os resíduos gerados
pela produção, sem se preocupar com o PET que já se encontra como parte
do "lixo", no meio ambiente.
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Reciclagem de PET no Brasil 53
5. Legislação
- Terciária: trata-se de reciclagem química. Esse processo envolve
hidrolisar o polímero a seus monômeros, purificá-los e, então, repolimerisá-
los; ele equivale ao processo que leva à matéria prima virgem, bastando
para isso controlar a pureza dos monômeros, o que é muito mais fácil de se
fazer, pois os monômeros não são macromoléculas. Pelo menos três
diferentes processos desse tipo já receberam cartas de não objeção. Por
outro lado, são processos caros, dificilmente viáveis economicamente, pelo
menos nos tempos atuais.
- Secundária: processo em que o material é fisicamente reprocessado,
moído, lavado, peletizado ou transformado em flakes, purificado e
reprocessado em nova embalagem. Em geral a FDA é mais favorável a
emitir a carta de não objeção quando o contato entre o alimento e a
embalagem ocorrerá por um curto espaço de tempo ou quando há uma
barreira entre a embalagem e o alimento (por exemplo, ovos) ou ainda
quando o alimento será seguramente lavado antes do consumo. Neste tipo
de reciclagem, a FDA é mais restritiva quanto a emitir cartas de não objeção,
pois é difícil se determinar quanto tempo o alimento ficará em contato com o
alimento e impossível se determinar a origem do material que passará pelo
processo de reciclagem. Mas a reciclagem secundária é precisamente o
processo mais interessante do ponto de vista econômico, além de ser aquele
que conduz a uma despoluição efetiva do meio-ambiente, pois pode
literalmente retirar PET do lixo e trazê-lo de volta ao mercado. Para uso em
contacto com alimentos, o PET de reciclagem secundária tem de ser
purificado por super-limpeza, e a carta de não objeção será emitida para um
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5. Legislação
determinado processo sempre que a FDA se convencer que o produto final
desse processo tenha a "pureza adequada", isto é, idêntica ou melhor do
que a do material virgem e livre de contaminação por microorganismos. Para
convencer a FDA são necessários testes onde o polímero é deliberadamente
contaminado com diversos compostos, imergindo-se os flakes no
contaminante puro, a 40 ºC por duas semanas, sob agitação. O material é
então seco e submetido ao processo de reciclagem secundária, que deve
virtualmente eliminar a contaminação por completo.
Em 1995 (VOLOKH), a FDA tornou definitiva a Regra das
Quantidades Mínimas Detectáveis (Thresholds of Regulation), inicialmente
proposta em 1993, que determina que:
- Substâncias carcinogênicas são inadmissíveis, caso sejam
detectadas, não importando quão pouco haja delas. Substâncias não-
carcinogênicas que contenham impurezas carcinogênicas ou dêem origem a
elas são aceitáveis desde que sua TD
50
(Dose Tolerada por 50% da
amostra, ou seja, que causa câncer em 50% dos animais testados) seja
superior a 6,25 mg/kg.
- A concentração dietária esperada para a substância não exceda
0,5 ppb, exceto para substâncias que sejam consideradas aditivos
permitidos para alimentos, as quais, entretanto, não podem ultrapassar 1%
da quantidade aceitável para consumo diário desse aditivo.
- A substância não deve ter efeito sobre o alimento (por exemplo, não
causar alterações de cor nem de sabor).
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5. Legislação
- O emprego da substância não pode causar impacto ambiental.
Para não correr riscos, a FDA emprega o princípio de que nenhuma
cautela é excessiva, exercendo, com isso, precisamente cautela excessiva.
Ela presume, entre outras coisas, que (VOLOKH, 1995):
- Sempre, todo o contaminante presente no material irá migrar, na sua
totalidade para o alimento contido (o que não pode ser verdade, pois sempre
ocorrerá partição...); por outro lado, se um contaminante presumivelmente
presente não for detectado ela admite que esteja presente na concentração
correspondente ao limite de detecção da técnica analítica empregada e que
todo o contaminante irá migrar para o alimento.
- Uma substância que não seja comprovadamente não-carcinogênica
possivelmente será demonstrada carcinogênica em algum momento.
- Para determinar o risco devido a alguma substância na
concentração de 0,5 ppb, caso haja vários estudos na literatura, deve ser
escolhido o que corresponda à espécie/sexo/órgão mais sensível descrita.
- Que comer o dobro dobra o risco, isto é, que haja linearidade entre
dose e resposta, quando interpretando dados de TD
50
(o que não é verdade,
pois o emprego de doses maciças um composto, prática corrente nesses
testes, contribui para causar câncer, pois estimula a divisão celular; também
é questionável se os valores determinados para camundongos ou para ratos
podem ser diretamente utilizados para humanos, especialmente quando se
considera que há casos de compostos que são carcinógenos para ratos e
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Reciclagem de PET no Brasil 56
5. Legislação
não para camundongos e vice-versa... afinal, certamente camundongos e
ratos são mais semelhantes entre si do que a humanos).
O problema principal causado pela avaliação excessivamente
cautelosa de risco é que torna impossível a administração racional do risco.
A FDA se propõe a manter o risco de câncer da ordem de uma parte por
milhão, na hipótese mais pessimista possível. O risco real deve ser
muitíssimo menor, mas deste nada se sabe, porque nunca se faz
determinações realistas. Isso dificulta mais do que o necessário o retorno de
PET de reciclagem secundária às embalagens de alimentos, em função de
um risco muito superestimado à saúde humana, enquanto a degradação
progressiva do meio-ambiente, tanto pelo descarte continuado, como pela
não recuperação do já descartado, prossegue furiosamente.
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Reciclagem de PET no Brasil 57
6. Conclusão
6. CONCLUSÃO
Ficou clara, no decorrer do trabalho, a eficiência da descontaminação
química pelos processos atuais de super-limpeza (FRANZ & WELLE,
1999a), que atinge ou excede os índices estipulados pela FDA, levando a
"pureza adequada" e conduzindo a cartas de não objeção.
Fizemos algumas considerações sobre a contaminação biológica, que
não parece ser realmente um problema, devido às condições de tempo e
temperatura em que ocorre a reciclagem. Isso fica ainda mais evidente pelo
fato que, mesmo sendo de uma cautela excessiva em relação aos outros
aspectos a própria FDA não demonstra preocupação quanto à
contaminação biológica em lugar algum de seus regulamentos.
Estando certos de que hoje há processos capazes de efetuar com
eficiência a descontaminação do PET, dois outros aspectos da reciclagem
de PET no Brasil são dignos de nota:
O primeiro refere-se à coleta do material a ser reciclado. A Figura 2 (p.
14) demonstra que o Brasil recicla quase 50% DAS 360.000 TONELADAS
DE PET, produzidas em 2004 (ABIPET). A maior consumidora de PET
reciclado é a indústria têxtil, incentivada pelo preço (material virgem a
US$ 1,90 e o material reciclado granulado a R$ 1,35, para o verde e a
R$ 1,80 para o cristal, segundo a RECIPET); este consumo só não aumenta
em volumes devido à falta de oferta de material para ser reciclado.
Fazendo-se um paralelo com o alumínio, material de maior sucesso no
que tange à reciclagem, alcançando índice superior a 80% (CEMPRE,
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Reciclagem de PET no Brasil 58
6. Conclusão
2005), a coleta deste material proporciona oferta satisfatória porque
proporciona ao catador uma boa remuneração (cerca de R$ 3,00/kg,
segundo a bolsa de reciclados), que o leva ter interesse em se treinar para
distinguir o material com facilidade e eficiência dos materiais similares
existentes no ambiente e a buscá-lo ativamente.
Quanto ao PET, apesar de ser o segundo material em remuneração
(BOLSA DE RECICLADOS, 2005), seu índice de recuperação é de apenas
50%. Claro que o PET apresenta algumas desvantagens com relação ao
alumínio, sendo as duas principais a remuneração e a densidade do
material: pode-se compactar as latinhas facilmente diminuindo-se o volume e
facilitando-se o transporte. Enquanto um quilograma de alumínio
compactado ocupa um pequeno volume, a mesma massa de PET requer de
vinte garrafas, que ocupam um volume bem maior, dificultando o transporte
de grandes quantidades e tornando a relação remuneração/volume muito
desigual. Uma alternativa seria a criação de campanhas de coleta seletiva,
em que o consumidor fosse orientado a não colocar as garrafas de
refrigerante no lixo, mas sim em local separado e pré-determinado,
facilitando para os catadores e/ou recicladores a coleta do material a ser
reciclado e gerando canais de logística reversa.
Outro caminho seria gerar por legislação de responsabilidade social
tornando o fabricante de refrigerante, por exemplo, responsável por todos os
resíduos gerados por seu produto, incluídas aí as embalagens vazias
geradas pelo consumo. Um exemplo bem sucedido dessa prática ocorre, no
Brasil, com a reciclagem de pneus, em que os próprios fabricantes
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Reciclagem de PET no Brasil 59
6. Conclusão
desenvolveram várias alternativas como: utilização dos pneus como
combustível para a indústria do cimento e asfalto ecológico, entre outras.
O segundo tópico a ser discutido é o destino do material reciclado.
Quando o PET alcançar o patamar de volume reciclado do alumínio, com
mais de 80% (CEMPRE, 2005), mesmo com a indústria têxtil consumindo
então mais material reciclado, visto que há possibilidade para tal, conforme
dito acima, ainda assim haveria sobras, já que a oferta seria maior que a
procura, podendo-se presumir um eventual desinteresse comercial pelo
processo.
Conforme a Tabela 1 (p. 43), Franz e Welle (2002) organizaram uma
coleta seletiva em mais de doze países e constataram que quase 95% do
material recolhido para ser reciclado era originado de embalagens
alimentícias. E com um processo de repolimerização, como o desenvolvido
pelo grupo de Sati Manrich (SANTOS et al, 2004), o material pode ser
reciclado um grande número de vezes, sem que haja perda das
propriedades do PET, da mesma forma que ocorre com o alumínio,
fechando o ciclo do material.
Assim, parece claro que o melhor mercado para consumir o PET
reciclado, pela viabilidade econômica e para criar um novo nicho, seria o
alimentício. Para isso será necessária uma atitude eminentemente política,
no sentido de se estabelecerem regras realistas para o emprego do PET
reciclado em embalagens de alimentos, desobstaculando esse nicho de
mercado. Isso não pode resultar em riscos para a saúde das pessoas, mas
também não pode ser regido pela cautela excessiva que hoje rege a FDA e,
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Reciclagem de PET no Brasil 60
6. Conclusão
como conseqüência direta, também a ANVISA. Determinarem-se limites
seguros realistas para contaminantes é um problema relativamente simples
de pesquisa. Por outro lado, repelirem-se as atuais regras excessivamente
cautelosas mas encasteladas na tradição é puramente um problema político
premente, especialmente porque o impacto ambiental causado pelas
embalagens de PET é desproporcional: leva-se menos de um dia para se
confeccionar uma embalagem e envasá-la com refrigerante; a mesma
embalagem vazia demora em torno de 600 anos para se decompor, após ser
depositada em algum aterro sanitário. (CEMPRE, 1997)
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Reciclagem de PET no Brasil 67
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Anexos
Anexo I
Carta de não objeção da FDA encaminhada a Roland Franz.
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Anexos
Anexo II
Partes relevantes da Resolução nº 105, de 19 de maio de 1999, órgão
emissor: ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária.
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Anexos
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