j. a. m. agnelli
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RECICLAGEM DE POLÍMEROSRECICLAGEM DE POLÍMEROSJ. A. M. AGNELLIJ. A. M. AGNELLI
Universidade Federal de São CarlosCentro de Ciências Exatas e de TecnologiaDepartamento de Engenharia de Materiais
J. A. M. AGNELLIJ. A. M. AGNELLI
I SIMPÓSIO SOBRE RESÍDUOS SÓLIDOS DA I SIMPÓSIO SOBRE RESÍDUOS SÓLIDOS DA USP USP -- SÃO CARLOS e NEPERSÃO CARLOS e NEPER
DEZEMBRO DE 2009DEZEMBRO DE 2009
� A possibilidade de melhorar e modificar
amplamente as suas características e as suas
propriedades.
O interesse atual na área de Polímeros pode ser
explicado com base emdois fatores:
propriedades.
� O crescente emprego dos polímeros
em aplicações convencionais, especiais e de
engenharia.
CRESCIMENTO POPULACIONAL e CONSUMO DOS CRESCIMENTO POPULACIONAL e CONSUMO DOS POLÍMEROSPOLÍMEROS
População Mundial(bilhões de pessoas)
Pro
duçã
o M
undi
al e
m M
assa
Pro
duçã
o M
undi
al e
m M
assa
(milh
ões
de to
nela
das)
POLÍMEROSPOLÍMEROSPOLÍMEROSPOLÍMEROS
TermoplásticosTermoplásticos�� PLÁSTICOSPLÁSTICOS
TermofixosTermofixos ou Termorrígidosou Termorrígidos
Classe de Materiais que na forma final de utilização gera como produtos:
TermofixosTermofixos ou Termorrígidosou Termorrígidos
�� FIBRAS POLIMÉRICASFIBRAS POLIMÉRICAS�� BORRACHASBORRACHAS (ou ELASTÔMEROS)(ou ELASTÔMEROS)�� ESPUMASESPUMAS�� TINTASTINTAS�� ADESIVOSADESIVOS
Possíveis etapas de Reaproveitamento de Possíveis etapas de Reaproveitamento de Produtos Poliméricos ConvencionaisProdutos Poliméricos Convencionais
PRODUTOS POLIMÉRICOS
� Plásticos
� Borrachas Vulcanizadas eElastômeros Termoplásticos
� Fibras Poliméricas (TP)� Adesivos� Tintas� Espumas
�Termoplásticos (TP)
�Termofixos
ACABAMENTO E UTILIZAÇÃO“RECICLAGEM”
Produtos Reprovados e Sobras de Produção (RESÍDUOS DE PROCESSOS INDUSTRIAIS)
Resíduo pós-consumo
Produtos Aprovados
Tipo de “Reciclagem” é função do(s) Polímero(s) Selecionado(s) e do Preço do processo
Pós-utilização
Reciclagem pós-consumo ???
� Espumas
SITUAÇÕES MAIS FREQUENTES PARA A SELEÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polímeros substituindo outras classes de materiais
(com vantagens e várias vezes com
muitas desvantagens)
SITUAÇÕES MAIS FREQUENTES PARA A SELEÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polímeros competindo entre si
(polímero × polímero)
SELEÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOSSELEÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS(critério de uma Empresa produtora de matéria(critério de uma Empresa produtora de matéria--prima prima
para as Indústrias Automobilísticas)para as Indústrias Automobilísticas)
Materiais Design Materiais
Processo
Montagem
Seleção de Materiais PoliméricosSeleção de Materiais Poliméricos(critério de uma Empresa de Eletrodomésticos)(critério de uma Empresa de Eletrodomésticos)
FatoresEstéticos-mercadológicos
Fatores ecológicos
Fatores de processo e utilização
Fatores econômicos
Seleção de Materiais PoliméricosSeleção de Materiais Poliméricos(critério de uma Empresa de Embalagens)(critério de uma Empresa de Embalagens)
QualidadeFuncionalidade
Seleção de Materiais
Aspectos AmbientaisAspectos Econômicos
APLICAÇÕESAPLICAÇÕESAPLICAÇÕESAPLICAÇÕES
� CURTO PRAZO
(OU CURTA DURAÇÃO)
� LONGO PRAZO
(OU COM DURABILIDADE ELEVADA)
EXEMPLOS DE APLICAÇÕESEXEMPLOS DE APLICAÇÕESEXEMPLOS DE APLICAÇÕESEXEMPLOS DE APLICAÇÕES
CURTO PRAZO (ou curta duração)
GRANDES GERADORAS DE RESÍDUOS
�� EMBALAGENSEMBALAGENS
�� ESPUMAS ESPUMAS -- DE PROTEÇÃO E DE ENCHIMENTODE PROTEÇÃO E DE ENCHIMENTO
�� EMBALAGENS FLEXÍVEIS:EMBALAGENS FLEXÍVEIS: filmes, bobinas, sacolas e sacos em geral.
�� EMBALAGENS RÍGIDAS: EMBALAGENS RÍGIDAS: garrafas, garrafões,
Para embalagens é bastante adequada a separação:
�� EMBALAGENS RÍGIDAS: EMBALAGENS RÍGIDAS: garrafas, garrafões, frascos, etc.
�� EMBALAGENS LAMINADAS COMPOSTAS: EMBALAGENS LAMINADAS COMPOSTAS: exemplo exemplo -- embalagens cartonadas (“tipo longa embalagens cartonadas (“tipo longa vida”).vida”).
EMBALAGENSEMBALAGENSEMBALAGENSEMBALAGENS
�� EMBALAGENSEMBALAGENS – muitas vezes as melhores
embalagens do ponto de vista funcional são osembalagens do ponto de vista funcional são os
piores resíduos pós-consumo para a reciclagem
do(s) plástico(s) – principalmente na área de
embalagens para alimentos.
SELEÇÃO DE UMA EMBALAGEM PARA ALIMENTOS
Cabeçote para a produção de filme tubular soprado com 5 camadas
MOLDAGEMMOLDAGEMPOR COEXTRUSÃO POR COEXTRUSÃO –– SOPROSOPRO
Frascos de três camadasFrascos de três camadas
MOLDAGEM MOLDAGEM POR COEXTRUSÃO POR COEXTRUSÃO –– SOPROSOPRO
1.suporte
2.adesivo
3.barreira
2.adesivo
5.suporte
4.adesivo
Garrafa Garrafa CoextrusãoCoextrusão –– SoproSopro
((com polímero reciclado na camada intermediária)com polímero reciclado na camada intermediária)
31,2
22,1
30,3
22,2
2007 2008
PARTICIPAÇÃO DOS MATERIAIS DE EMBALAGEM- % em massa
6,6 7,5
14,5
4,6
13,6
6,7 7,6
14,9
4,8
13,3
Fontes: DATAMARK e EMBANEWS, 11/2009
Segmentação do Mercado dos Termoplásticos - 2008
Embalagens Flexíveis
34%
Outros2%
Brinquedos0,5%
Construção Civil15,5%
Componentes
Fonte: ABIPLAST
EmbalagensRígidas12,5%
ComponentesTécnicos
13%
Agrícola9%
Calçados4,5% Utilidades domésticas
9%
Mercado Brasileiro dos PlásticosMercado Brasileiro dos PlásticosResinas TermoplásticasResinas Termoplásticas
Consumo aparente de Resinas Termoplásticas2004 - 2008 (em Toneladas)
2004 2005 2006 2007 2008
ProduçãoProdução 4.410.4114.410.411 4.514.8224.514.822 4.986.0664.986.066 5.307.2505.307.250 4.850.0004.850.000ProduçãoProdução 4.410.4114.410.411 4.514.8224.514.822 4.986.0664.986.066 5.307.2505.307.250 4.850.0004.850.000
ImportaçãoImportação 635.917635.917 716.286716.286 744.263744.263 820.255820.255 937.000937.000
ExportaçãoExportação 825.849825.849 1.017.6891.017.689 1.194.5071.194.507 1.246.7841.246.784 644.000644.000
Consumo Aparente
4.220.479 4.213.419 4.535.822 4.880.721 5.143.000
SIGLASSIGLAS
LDPE Polietileno de baixa densidade (PEBD)
LLDPEPolietileno linear de baixa densidade (PEBDL)
HDPE Polietileno de alta densidade (PEAD)HDPE Polietileno de alta densidade (PEAD)
PP Polipropileno
PS Poliestireno
HIPS Poliestireno de alto impacto (PSAI)
PVC Poli(cloreto de vinila)
PET Poli(tereftalato de etileno)
Símbolos indicativos de reciclagem e de identificação Símbolos indicativos de reciclagem e de identificação de materiais plásticosde materiais plásticos
(ABNT NBR 13230)
PET
PS e HIPS
HDPE
LDPE e LLDPE PP
PVC
OUTROS
DADOS RESTRITOS AOS TERMOPLÁSTICOS DE MAIOR UT ILIZAÇÃO
Consumo Aparente de Resinas Termoplásticas 2008Segmentado por Resina
PS6%
PET15%
PVC16%
Fontes:ABIQUIM e ABIPLAST
PEAD17%
PEBDL13%
PEBD13%
PP20%
300
350
400
450
500
Mil toneladas
TENDÊNCIAS DE MERCADO DO PET – BRASIL
0
50
100
150
200
250
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2007 2008
Fontes: DATAMARK e HUSKI
Sopradora de pré-formas para a fabricação de
garrafas de PET biorientado: segundo estágio do processo
de INJEÇÃO– ESTIRAMENTO – SOPRO (ISBM)
Produção de 40.000 a 60.000 garrafas de 600 mL/hora
RECICLAGEM
� Reciclagem Mecânica (englobando a Reciclagem
Para os Polímeros , a Reciclagem é dividida em 3
Processos (que se relacionam com os 4 Tipos de
Reciclagem da classificação da ASTM D 5033):
� Reciclagem Mecânica (englobando a Reciclagem
Primária e a Reciclagem Secundária )
� Reciclagem Química (ou Reciclagem Térciária )
� Reciclagem Enérgetica (ou ReciclagemQuaternária )
� Reciclagem primária –– resíduosresíduos provenientesprovenientes dasdasindústrias,indústrias, semsem contaminaçãocontaminação;; produtoproduto recicladorecicladofinalfinal comcom desempenhodesempenho similarsimilar aoao produtoproduto fabricadofabricadocomcom oo polímeropolímero virgemvirgem
� Reciclagem secundária –– normalmentenormalmente resíduosresíduos
RECICLAGEM MECÂNICA
� Reciclagem secundária –– normalmentenormalmente resíduosresíduospoliméricospoliméricos póspós--consumoconsumo presentespresentes nosnos resíduosresíduossólidossólidos urbanosurbanos;; produtoproduto recicladoreciclado finalfinal comcomdesempenhodesempenho inferiorinferior aoao produtoproduto fabricadofabricado comcom oopolímeropolímero virgemvirgem
Observação:Observação:comentários comentários sobre outras abordagens destes conceitossobre outras abordagens destes conceitos
RECICLAGEM MECÂNICA PARA RESÍDUOS INDUSTRIAIS
Operações gerais normalmente envolvidas:
� Seleção por tipo de processamento / tipo deproduto
� Moagem� Moagem
� Lavagem e Secagem (se forem necessárias)
� Revalorização (Extrusão/Granulação eposterior Reprocessamento)
ou Reprocessamento direto, por exemplopor extrusão ou por injeção
RECICLAGEM MECÂNICA SECUNDÁRIA PARA RECUPERAR RESÍDUOS GERADOS DE PLÁSTICOS PÓS-CONSUMO
(muito mais frequente para plásticos rígidos)
� Descarte Seletivo e Coleta com Separação
Operações gerais normalmente envolvidas(de forma simplificada pois a cadeia produtiva da reciclagem deresíduos plásticos pós-consumo é bem mais complexa)
� Descarte Seletivo e Coleta com Separação
� Triagem criteriosa
� Moagem
� Lavagem e Secagem
� Reprocessamento direto ou Revalorização
1. Plásticos em forma de filmes e sacolasprovenientes de resíduos urbanos geralmente seapresentam sujos e contaminados, dificultandoextremamente a etapa de limpeza.
Caso seja viável esta recuperação há a
OBSERVAÇÕES COMPLEMENTARES SOBRE A RECICLAGEM MECÂNICA
necessidade da inclusão da operação deaglutinação.
Outro problema é o tratamento do efluente delavagem.
2. Recuperado: material reciclado que passou porum reprocessamento
�� Extrusão/GranulaçãoExtrusão/Granulação ee posteriormenteposteriormenteReprocessamentoReprocessamento (terminologia(terminologia geral,geral,incluindoincluindo oo PET)PET)
REVALORIZAÇÃO REVALORIZAÇÃO
�� FlocosFlocos (“(“flakesflakes”)”) selecionadosselecionados obtidosobtidosdada garrafasgarrafas PETPET moídasmoídas empregadosempregadoscomocomo matériamatéria--primaprima parapara aa fabricaçãofabricaçãodosdos diversosdiversos produtosprodutos queque oo PETPETrecicladoreciclado dádá origemorigem nana etapaetapa dedetransformaçãotransformação
RECICLAGEM
� Reciclagem química ou terciária
Conversão de resíduos poliméricos em
produtos químicos, por processos como a
quimólise e a pirólise
RECICLAGEM
� Reciclagem energética ou quaternária
Reciclagem com recuperação do conteúdoReciclagem com recuperação do conteúdo
energético contido nos resíduos poliméricos
via incineração controlada.
PET: Tabela de Produção X Reciclagem
ANO RECICLAGEM PÓS-CONSUMO
19941994 13,0 ktons 13,0 ktons –– 18,8%18,8%
19951995 18,0 ktons 18,0 ktons –– 25,4%25,4%
19961996 22,0 22,0 ktonsktons –– 21,0%21,0%
19971997 30,0 ktons 30,0 ktons –– 16,2%16,2%
19981998 40,0 40,0 ktonsktons –– 17,9%17,9%
19991999 50,0 ktons 50,0 ktons –– 20,4%20,4%
20002000 67,0 67,0 ktonsktons –– 26,3%26,3%
20012001 89,0 89,0 ktonsktons –– 32,9%32,9%
20022002 105,0 ktons 105,0 ktons –– 35,0%35,0%
20032003 141,5 ktons 141,5 ktons –– 43,0%43,0%
20042004 167,0 167,0 ktonsktons –– 47,0%47,0%
20052005 174,0 ktons 174,0 ktons –– 47,0%47,0%
20062006 194,0 194,0 ktonsktons –– 51,3% 51,3%
20072007 231,0 ktons –– 53,5%
20082008 253,0 ktons –– 54,8%(Acesso em 16/11/2009) http://www.abipet.org.br/reciclagem
O Destino do PET Reciclado no Brasil2008/2009
Embalagem Alimentos
12%
Fitas de Arquear7%
Tubos1%
Embalagem Não-Alimentos
9%
Cerdas/Cordas/
Têxteis38%
Resinas Insaturadase Alquídicas
18%
Laminadose Chapas
15%
44%
35%
21%
Vestuário
Cerdas/Cordas/Monofilamentos
Nãotecidos
SOLUÇÕES ALTERNATIVAS
�Racionalização do consumo e introdução de
outras opções sem o emprego de polímerosoutras opções sem o emprego de polímeros
(por mudanças de hábitos ou por critérios
técnicos como ACV)
SOLUÇÕES ALTERNATIVAS
�Incrementos da Reciclagem das embalagens flexíveis(principalmente sacolas e filmes produzidos com ostermoplásticos convencionais polietilenos e polipropileno) e daReciclagem das embalagens rígidas (principalmente garrafase frascos produzidos com o PET e com o polietileno de altadensidade)
�Uso de “polímero verde” (polímero sintetizado com etilenoproduzido por rota alcoolquímica - via etanol obtido a partir defonte renovável (cana-de-açúcar)
�Emprego crescente de Polímeros Biodegradáveis (PLA,PHB, Ecoflex, Ecobras, Amidos modificados)
�Os Polímeros Biodegradáveis , em alguns
casos e de forma ainda muito reduzida, são
opções para a substituição parcial de
polímeros convencionais empregados empolímeros convencionais empregados em
embalagens flexíveis e rígidas
� Exemplo: PLA – poli(ácido lático) em potes
de margarina Cyclus
O pote para a margarina Cyclus, da
Bunge, transformado pela Poly-vac,
é produzido com resina PLA,
derivada do milho, fornecida pela
Margarina Cyclus – biodegradável e de fonte renovável
A Bunge introduziu no mercado brasileiro a embalagem biodegradável,
proveniente de fonte renovável, que se degrada em até 180 dias em
condições adequadas de umidade, calor, microorganismos e oxigênio.
Ganhador do Prêmio Embanews na categoria Sustentabilidade.
derivada do milho, fornecida pela
Iraplast/Cereplast, aprovada
segundo as normas ASTM D6400, EN
13432 e ABNT 15448, que atestam
que sua biodegradação não afeta o
crescimento de plantas, animais e
micro-organismos no meio
ambiente, contribuindo para a
redução de resíduos sólidos.
(julho de 2009)
CompostagemRecurso natural Adubo orgânico
CO2 /H2O
(biodegradação )
CICLO DOS POLÍMEROS BIODEGRADÁVEIS
Sol
Transformação química
Plástico biodegradávelProduto
Descarte
� Embalagens Oxibiodegradáveis (terminologia
dos fabricantes dos aditivos pró-degradantes) ou
Oxidegradáveis (terminologia da Plastivida e de
SOLUÇÕES ALTERNATIVAS ???
Oxidegradáveis (terminologia da Plastivida e de
outras Entidades Brasileiras) - tema extremamente
polêmico, mas este emprego está crescendo
rapidamente e de forma muito intensa
Plásticos Oxidegradáveis
Os plásticos oxidegradáveis ou fragmentáveis são aqueles que recebemum aditivo para acelerar seu processo de degradação. Contudo, não sebiodegradam, porque não se decompõem em até seis meses. Nãopreenchem os requisitos das normas técnicas nacionais e internacionaispara que ocorra a biodegradação. Portanto, não são biodegradáveis.para que ocorra a biodegradação. Portanto, não são biodegradáveis.
Os plásticos oxidegradáveis, quando começam a se degradar, dividem-se em milhares de pedacinhos. No fim do processo não vãodesaparecer, e sim virar um pó que facilmente irá parar nos córregos,rios, represas, lagos e mares. Isso significa que nossa geração poderábeber involuntariamente plástico oxidegradável misturado à água! Emais: os fragmentos poderão ser ingeridos por animais silvestres,criações nas fazendas, pássaros e peixes, causando sérios danoseconômicos e ambientais, com consequências imprevisíveis.
Recuperação de PneusRecuperação de Pneus
Indústria Brasileira de Indústria Brasileira de PneumáticosPneumáticosExportação
2008: 17,8 milhões
Produção em unidades:2008: 61,5 milhões
Montadoras2008: 21 milhões
Faturamento 2008:R$ 10,2 bilhões
Empregados 2008:21 mil diretos
100 mil indiretos
Reposição2008: 22,7 milhões
CONAMA (CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE)Órgão do MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE
DESTINAÇÃO FINAL PARA PNEUS OU
PNEUMÁTICOS INSERVÍVEIS, AFETANDO
RESOLUÇÃO 258 de 26/08/1999 DO CONAMA
FABRICANTES DE PNEUS NOVOS,
IMPORTADORAS DE PNEUS E
REFORMADORES EM GERAL
Complementada pela Resolução CONAMA 301/02
CEMPRE http://www.cempre.org.br
PLASTIVIDA http://www.plastivida.org.br
SITES SUGERIDOS
ABIPET http://www.abipet.org.br
ECOBALBO http://www.ecobalbo.com.br
INSTITUTO DO PVC http://www.institutodopvc.org