Um estudo desenvolvido na Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp apontou a reciclagem mecânica como a alternativa com o menor impacto ambiental para a destinação final do plástico PLA (poli (ácido láctico)) ou (poli (lactídeo)). Além da reciclagem mecânica, foram avaliadas a reciclagem química e a compostagem, o processo mais empregado para o descarte do plástico, por se tratar de um polímero biodegradável, que se degenera através da ação de micro-rganismos naturais como bactérias, fungos e algas.

Graças ao emprego de um aditivo químico, a reciclagem mecânica produziu um material com características viáveis para a reutilização do plástico. Isso também contribuiu para gerar um menor impacto ambiental uma vez que, com parte do material descartado, foi possível elaborar um novo produto. A compostagem foi considerada o processo com maior impacto ambiental. Neste caso, não seria possível reaproveitar o plástico. 

O estudo, conduzido pela engenheira química Marina Fernandes Cosate de Andrade, considerou três categorias para a avaliação do impacto ambiental para o descarte do plástico analisado: mudanças climáticas, toxicidade humana e uso de recursos fósseis. Na categoria mudanças climáticas foi considerado o potencial de aquecimento global pela emissão de gases que contribuem para o efeito estufa; em toxicidade humana foi avaliado o efeito e o acúmulo de substâncias químicas tóxicas no ambiente humano; e em recursos fósseis quantificou-se o uso de combustível fóssil equivalente em todo o processo de produção.

 Nas três categorias avaliadas, a reciclagem mecânica apresentou o menor impacto ambiental, seguida pela reciclagem química e depois pela compostagem. O consumo de energia elétrica foi o insumo que mais contribuiu no impacto total para as reciclagens, sendo a reciclagem química a maior consumidora, seguida da reciclagem mecânica e da compostagem.

Ainda pouco utilizado no Brasil, o PLA possui grande potencial para substituir os plásticos derivados do petróleo. Além de biodegradável, o plástico é considerado um biopolímero por ser produzido a partir de fontes renováveis, como o milho ou a cana-de-açúcar, por meio da fermentação de açúcares dos seus carboidratos. 

“Normalmente, o destino final deste plástico é feito via compostagem, método que permite as condições de temperatura e umidade para que ele possa ser degradado pelos micro-organismos. Só que o Brasil não apresenta muitas usinas de compostagem. Por isso resolvemos avaliar alternativas de descarte”, relata Marina Cosate de Andrade.

Ainda conforme a pesquisadora da FEQ, por se tratar de um poliéster, o PLA poderia ser reciclado pelo método mecânico ou químico, ambos bastante desenvolvidos no país, sobretudo para o reaproveitamento do PET (Poli (tereftalato de etileno)).

“Identificamos que o PLA poderia ser reciclado mecanicamente por meio do processamento do polímero residual. O plástico é extrudado em fios e então transformado em grânulos para produzir um plástico reciclado. Outra alternativa seria a reciclagem química, a degradação química do material de maneira que ele voltasse a ser um monômero, podendo ser usado na polimerização para produzir o PLA novamente”, explica a engenheira química, graduada pela Unicamp. 

Um dos desafios da reciclagem mecânica, o melhor processo avaliado, foi reaproveitar o PLA mantendo o resíduo reciclado com boas propriedades para a fabricação de novos produtos. Neste ponto, Marina Cosate de Andrade informa que o emprego, como aditivo, de um extensor de cadeia, possibilitou a recuperação das principais propriedades do PLA.

O extensor de cadeia é um produto químico multifuncional que aumenta a massa molar dos polímeros em uma reação rápida, sem etapas de purificação. “Nos ensaios de reciclagem mecânica, sem o aditivo, ocorreram perdas nas propriedades do PLA, como a diminuição da massa molar, aumento do índice de fluidez e da estabilidade térmica”, justifica. 

A pesquisa desenvolvida por Marina Cosate de Andrade integra dissertação de mestrado defendida recentemente junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da FEQ. O estudo, que contou com financiamento da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foi orientado pela docente Ana Rita Morales, que atua no Departamento de Engenharia de Materiais e Bioprocessos (DEMBio) da Unidade. 

“Normalmente o fim de vida do PLA é a biodegradação em condições de compostagem, sendo necessárias condições específicas para sua total decomposição. Mas, como as usinas de compostagem não são amplamente difundidas no Brasil, uma das principais características do PLA é pouco explorada. O trabalho da Marina tem relevância neste sentido, porque abre perspectiva para uma destinação mais nobre para este plástico, de modo que ele possa ser reaproveitado como produto”, avalia a professora Ana Rita Morales, que coordena linha de pesquisa na área de polímeros e meio ambiente.

A docente pondera, no entanto, para a importância de se considerar situações em que não é possível realizar a reciclagem, casos em que o PLA já está comprometido com sujeiras ou impurezas. Nestas situações, a pesquisa demonstrou que a biodegradação pela compostagem é a melhor forma de destino, por causar a completa degradação do polímero e por consequência o desaparecimento do resíduo. 

A professora Ana Rita Morales informa que, no Brasil, algumas empresas já utilizam o plástico PLA. O material, de acordo com ela, é um termoplástico com propriedades mecânicas comparáveis ao Poliestireno (PS) e ao PET. Em alguns países da Europa ele é bastante usado em embalagens rígidas, filmes flexíveis, copo de bebidas frias e garrafas. O PLA, além de biodegradável, possui atributos como transparência, brilho e resistência mecânica, desejáveis para diversas aplicações industriais. 

CICLO DE VIDA

Para analisar a melhor alternativa do ponto de vista ambiental para o descarte do PLA, Marina Cosate de Andrade empregou o método Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Ela esclarece que o emprego deste método foi realizado em parceria com o Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), tendo o pesquisador Otavio Cavalett como principal colaborador e coorientador do estudo.

“A Avaliação de Ciclo de Vida é uma metodologia empregada para determinar impactos ambientais de um produto, processo ou serviço, considerando-se todas as etapas do ciclo de vida. A ACV avalia quantitativamente os impactos ambientais derivados do uso de energia, uso de matérias-primas, resíduos e emissões por todos os estágios de vida. Deste modo, esta avaliação pode fornecer informações ambientais bastante relevantes para a tomada de decisão quanto ao projeto de seu processo de produção, uso e descarte”, explica a engenheira química.

Publicações

COSATE, M. F. ; FONSECA, G. ; LOPES, M. ; MORALES, A. R. ; MEI, L. H. I. . Study of the mechanical and chemical recycling of poly(lactic acid) PLA. In: Frontiers in Polymer Science, 2015, Riva del Garda. Anais do Frontiers in Polymer Science, 2015. p. P3.016.

Dissertação: “Estudo da Avaliação e Ciclo de Vida do PLA: comparação entre a reciclagem química, mecânica e compostagem”.

Autora: Marina Fernandes Cosate de Andrade

Orientadora: Ana Rita Morales

Coorientador: Otavio Cavalett

Unidade: Faculdade de Engenharia Química da Unicamp

Financiamento: Capes e Fapesp