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