Reciclagem Química dos Plásticos Ampliam as Possibilidades e Lidam com Materiais Complexos

Economia Circular dos Plásticos: Processos Químicos lidam com materiais complexos

Descrita em poucas palavras, a reciclagem química é o conjunto de tecnologias que conseguem retornar plásticos após consumo à condição de seus insumos petroquímicos originais: muitas vezes, monômeros que podem depois gerar polímeros idênticos aos anteriores; mas também intermediários de polimerização, ou compostos de hidrocarbonetos dos quais podem derivar combustíveis e outros produtos.

Tais características fazem dela ferramenta muito interessante para a inserção da indústria do plástico no universo da economia circular, até por materializar de forma enfática a aplicação desse conceito.

Afinal, transformando o resultado do processo no que havia em seu início, ela implementa uma circularidade perfeita.

Além disso, a reciclagem química pode potencializar o reaproveitamento de materiais complicados para a reciclagem mecânica: embalagens multicamadas, laminados, termofixos, plásticos muito contaminados, entre outros.

E elimina restrições colocadas aos plásticos reciclados por métodos mecânicos, como o uso nas embalagens de alimentos.

Há ainda alguns senões na trajetória de evolução da reciclagem química: caso, por exemplo, da exigência de temperaturas bastante elevadas, que tanto impacta seus custos quanto suscita questionamentos sobre sua real sustentabilidade.

Embalagem feita de PS obtido por reciclagem química dos plásticos ©QD Foto: Divulgação BASF SE
Embalagem feita de PS obtido por reciclagem química ©QD Foto: Divulgação BASF SE

E muitas de suas promessas estão por enquanto restritas a projetos-piloto (quando não a laboratórios).

Mas já existem usos comerciais de resinas quimicamente recicladas, bem como inúmeros estudos, vários deles, fundamentados no processo da pirólise, no qual as moléculas poliméricas são quebradas por calor, sem a presença de oxigênio ou com o mínimo possível dele, gerando óleos e insumos passíveis de reaproveitamento na produção de novas resinas e em outros processos industriais.

Óleo de pirólise já é utilizado pela Basf em seu projeto de reciclagem química ChemCycling, em implementação na Europa.

Adquirido de empresas parceiras, ele é inserido na etapa de craqueamento, em percentuais variáveis (pode chegar a 100%).

E gera uma linha de resinas que leva a marca Ccycled, cujo conteúdo reciclado é auditado pelo conceito de balanço de massa.

Antonio Lacerda, vice-presidente sênior de Produtos Químicos e de Performance da Basf América do Sul
Antonio Lacerda, vice-presidente sênior de Produtos Químicos e de Performance da Basf América do Sul

“Elas têm exatamente as mesmas propriedades dos produtos fabricados a partir de matéria-prima fóssil”, afirma Antonio Lacerda, vice-presidente sênior de Produtos Químicos e de Performance da Basf América do Sul.

As primeiras aplicações com as resinas Ccycled foram lançadas há cerca de três anos, ainda em escala piloto.

Incluíam embalagens para alimentos, componentes de refrigeradores e autopeças.

O uso comercial começou em 2020 e abrange aplicações em poliamidas e EPS, como embalagens farmacêuticas, de transporte e de alimentos, entre outras.

“Recentemente a marca Vaude lançou calças esportivas fabricadas com a poliamida 6 Ultramid Ccycled, que utiliza pneus quimicamente reciclados como matéria-prima, e pode ser utilizada em têxteis de alta qualidade”, ressalta Lacerda.

Também a Braskem hoje prioriza a pirólise em seus projetos e estudos.

“É um processo com maior maturidade e maior potencial de fornecer matéria-prima para nossas plantas. Mas seguimos prospectando outras alternativas”, enfatiza Luiz Alberto Falcon, responsável pela plataforma de reciclagem química da empresa.

A Braskem atualmente integra um projeto de aperfeiçoamento da pirólise com o uso de catalisadores mantido pelo Senai, com investimentos iniciais de R$ 2,7 milhões, e envolve também o Laboratório de Engenharia de Polímeros da Coppe/UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro), o Instituto Senai de Inovação em Biossintéticos, e a FCC (Fábrica Carioca de Catalisadores).

Luiz Alberto Falcon, responsável pela plataforma de reciclagem química da Braskem ©QD Foto: Divulgação
Luiz Alberto Falcon, responsável pela plataforma de reciclagem química da Braskem

“A expectativa é que o uso de catalisadores possa reduzir o custo, pela redução da temperatura de quebra. E que melhore o rendimento em nafta do óleo obtido”, especifica Falcon.

Nos Estados Unidos, a Braskem tem projetos e parcerias com as empresas Agylix e Encina – ambas desenvolvedoras de tecnologias de reciclagem química –, com o objetivo de, utilizando o conceito de balanço de material, desenvolver a rota de produção do polipropileno circular.

O trabalho com mais de uma empresa, explica Falcon, decorre de ser ainda muito grande a diferença de escala entre as operações de reciclagem e as plantas petroquímicas, que precisam contar com mais fornecedores.

Nessas parcerias, “o plástico reciclado seria processado em plantas industriais com tecnologia desses parceiros, e o óleo produzido alimentaria uma refinaria que produziria o propeno circular para nossas plantas de PP. O uso do conceito de balanço de massa se deve à impossibilidade de segregar esse óleo no processo de refino”, explica.

Reciclagem: Outros desenvolvimentos

A provedora de soluções de polietileno Dow anunciou em 2019 um projeto que prevê o fornecimento de óleo de pirólise por parte da empresa holandesa Fuenix.

E, em abril último, estabeleceu uma parceria com a Mura Technology, detentora de uma tecnologia patenteada com a marca HydroPRS (da expressão inglesa referente a Solução Hidrotermal de Reciclagem de Plásticos).

Nesse segundo projeto, a Dow se compromete a investir na implementação e ampliação da escala da tecnologia Mura que aplica vapor de água com temperaturas e pressões elevadas para retornar os plásticos a seus componentes originais, e que em 2022 inaugurará na Inglaterra sua primeira unidade de processamento.

A Dow, diz Tamires Silvestre, gerente de sustentabilidade para Embalagens e Plásticos Especiais da empresa, avalia esses projetos em quesitos como benefícios ambientais e viabilidade comercial, entre outros.

Tamires Silvestre, gerente de sustentabilidade para Embalagens e Plásticos Especiais da DOW ©QD Foto: Divulgação
Tamires Silvestre, gerente de sustentabilidade para Embalagens e Plásticos Especiais da DOW

Em 2022, deve iniciar a comercialização de soluções de PE nas quais haverá conteúdo quimicamente reciclado.

“A demanda deve ser maior no mercado de alimentos, no qual há restrições ao uso de resinas recicladas mecanicamente”, projeta Tamires, que prefere falar em ‘reciclagem avançada’ em vez de ‘reciclagem química’.

A provedora global de soluções estirênicas Ineos Styrolution mantém seis projetos de reciclagem química, um deles com a GreenMantra, dedicado à pirólise; outro, em parceria com a Polytyvert, adota a tecnologia da dissolução em solventes.

Os demais têm como parceiras as empresas Pyrowave, Agilix, Indaver e Recycling Technologies, e abordam diferentes métodos de despolimerização, como micro-ondas e a tecnologia de leito fluidizado.

Esses projetos, ressalta Fabio Bordin, diretor de negócios para América do Sul da Ineos Styrolution, estão em fases experimentais e de implementação de plantas-piloto.

Fabio Bordin, diretor de negócios para América do Sul da Ineos Styrolution
Fabio Bordin, diretor de negócios para América do Sul da Ineos Styrolution

“Um dos desafios é que alguns processos requerem altas temperaturas para garantir alta eficácia, e isso eleva muito os custos finais”, observa.

A reciclagem química, prevê Bordin, enfrentará as mesmas dificuldades da mecânica no estabelecimento de um fluxo contínuo e confiável de produtos que lhe sirvam de matéria-prima.

Reciclagem Química: Terá papel relevante na economia circular do plástico.

“A reciclagem mecânica já é um processo maduro e muito bem aceito, mas apresenta como desvantagem o maior efeito de degradação dos polímeros, além de limitações para reutilização em algumas aplicações, a exemplo do setor de alimentos.

Já a reciclagem química, retornando o material aos monômeros que voltam para fabricação de polímeros virgens, ou para outros produtos químicos, amplia muito as possibilidades de economia circular”, compara.

Coexistência de Possibilidades de Reciclagem

Embora importante, a reciclagem química não deve ser considerada a única ferramenta de inserção da indústria de plástico na economia circular, ressalta Thais Vojvodic, gerente da Nova Economia do Plástico na Fundação Ellen MacArthur.

Thais Vojvodic, gerente da Nova Economia do Plástico na Fundação Ellen MacArthur
Thais Vojvodic, gerente da Nova Economia do Plástico na Fundação Ellen MacArthur

“Por mais tentador que seja acreditar que ela possibilitará recolher e reciclar infinitamente plásticos complexos e contaminantes, ela não trata dos vazamentos resultantes do descarte inadequado, da falta de infraestrutura de coleta ou de embalagens não coletadas”, ressalta Thais.

Ela vê na reciclagem química ainda “uma estratégia de nicho”, cuja evolução esbarra em questões econômicas, pois o processo de coleta, triagem e reciclagem dos materiais é hoje mais caro que a produção de novos produtos.

E cita o sistema REP – Responsabilidade Estendida do Produtor como instrumento importante para financiar a ampliação da escala dessas várias vertentes da economia circular do plástico.

Esse sistema, diz Thaís, já é adotado em diversas nações europeias e também no Chile, Colômbia, Quênia e África do Sul.

“Todos os 27 estados-membros da União Europeia estão obrigados a estabelecer sistemas REP até ao final de 2024”, enfatiza.

Mas mesmo na Europa ainda há questões regulatórias a serem resolvidas, observa Lacerda, da Basf.

“Na Alemanha, a reciclagem química ainda não é reconhecida como processo que contribui para o cumprimento das metas de reciclagem de resíduos de embalagens plásticas. Os incentivos para conteúdo reciclado devem ser aplicáveis a todas as formas de reciclagem”, argumenta.

Falcon, da Braskem, lembra que a tecnologia de pirólise já é utilizada há algum tempo, mas só recentemente passou a ser considerada como fonte de matéria-prima petroquímica (estava antes mais focada em biomassa).

E, nessa nova vertente, ainda precisa superar desafios e obter melhorias em quesitos como rendimento, custo energético e contaminantes, entre outros.

Já há, porém, plantas de pirólise fornecendo insumos para a indústria do plástico.

A competividade dessas plantas, ressalta o profissional da Braskem, “depende não apenas da tecnologia, mas também de fatores como modelo de gestão do resíduo, logística reversa da cadeia, integração com reciclagem mecânica”.

Para Tamires, da Dow Brasil, embora fundamental, a reciclagem avançada deve coexistir com as demais práticas da economia circular.

Inclusive, com as demais modalidades de reciclagem, cada uma delas capaz de entregar benefícios específicos.

“A reciclagem mecânica é muito eficiente quando considerado o balanço de carbono, talvez até mais que a reciclagem avançada, que nesse quesito tem, porém, vantagens relativamente à incineração e ao aterro, além de permitir a reciclagem de materiais mais complexos, com os quais a reciclagem mecânica não consegue lidar”, finaliza.

Reciclagem de PU

Valendo-se da ação do calor, os métodos mecânicos convencionais não se prestam à reciclagem dos termofixos, e um material como o poliuretano, por exemplo, é pouco reaproveitado.

Muitas vezes, esse reaproveitamento acontece na forma de partículas moídas e micronizadas, integradas a compostos aglomerados.

Mas a Covestro, um dos grandes fornecedores globais de PU, inaugurou no início deste ano, na Alemanha, uma planta para reciclagem química do PU de espumas flexíveis de colchões.

Segundo André Borba, head de vendas de Materiais de Performance da empresa na América Latina, é uma planta com escala pré-industrial, que sinaliza uma aposta mais incisiva nos resultados dos testes anteriores.

Existem, diz Borba, outros projetos de reciclagem química de PU, mas eles resgatam basicamente os polióis, enquanto a tecnologia da Covestro recupera também o outro componente básico do PU, o isocianato, mais especificamente, a TDA (tolueno diamina), precursora do TDI (diisocianato de toluileno), amplamente utilizado em espumas flexíveis.

André Borba, head de vendas de Materiais de Performance da Covestro
André Borba, head de vendas de Materiais de Performance da Covestro

“A separação dos dois componentes permite obter um poliol reciclado com alto grau de pureza, com especificações equivalentes às dos polióis utilizados pelos fabricantes de espumas flexíveis”, ressalta.

No projeto da Covestro a reciclagem utiliza o processo de quimólise, no qual os polímeros são degradados pela reação com agentes químicos.

Como nesse caso são usados glicóis, o processo é também denominado como glicólise.

“E pretendemos que também os glicóis e os catalisadores sejam recuperados e aproveitados no mesmo processo”, diz Fernanda Porto, representante técnica-comercial e de Economia Circular da Covestro.

Fernanda Porto, representante técnica-comercial e de Economia Circular da Covestro ©QD Foto: Divulgação
Fernanda Porto, representante técnica-comercial e de Economia Circular da Covestro

“As atuais tecnologias de reciclagem permitem o uso apenas de frações – 10% ou 20% – de polióis recuperados. Queremos possibilitar aos clientes usar até 100%”, acrescenta.

Aqui no Brasil, a provedora de soluções de PU Purcom desenvolveu um processo capaz de recuperar o poliol de espumas rígidas de PU, usuais em geladeiras.

Nesse caso, destaca Giuseppe Santanchè, sócio e diretor comercial da Purcom, não há necessidade de recuperação do isocianato, pois 100% do PU reciclado se transforma em poliol.

“O isocianato da espuma rígida é o MDI (diisocianato de difenilmetano), que fica dentro da espuma e na reciclagem também se transforma em poliol”, explica.

O processo da Purcom principia pela imersão de partículas micronizadas de espuma rígida em um banho onde, por quimólise, as moléculas são quebradas; posteriormente, o poliol é reconstruído por um processo mentido como um “segredo industrial”.

Já foi, porém, ele afirma, testado em uma planta-piloto que produzia cerca de 200 kg de poliol reciclado por dia, mas que recentemente deixou de operar devido a um incêndio.

Pesquisador estuda processos químicos para plásticos usados ©QD Foto: Divulgação
Pesquisador estuda processos químicos para plásticos usados

O diretor da Purcom agora trabalha na montagem de um reator com escala comercial, com capacidade inicial de produção de 400 toneladas por mês, que pretende inaugurar no segundo semestre de 2022.

“Uma espuma de geladeira feita com poliol reciclado tem propriedades até superiores às das feitas sem reciclados, por exemplo, maior resistência à compressão”, destaca Santanchè.

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