RECICLAGEM DE PET NO BRASIL
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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
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
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
Dedicatória
Às minhas filhas, Camila e Larissa, e à minha esposa Márcia.
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.
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. INTRODUÇÃOEREVISÃODALITERATURA ...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.CONTAMINAÇÃOQUÍMICA...36 4.CONTAMINAÇÃOBIOLÓGICA...46 5.LEGISLAÇÃO...49 6.CONCLUSÃO...57 7.BIBLIOGRAFIA... 61 Anexos... 68
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.
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.
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
Lista de Tabelas
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
Lista de Anexos
Anexo I ... 68 Anexo II ... 71
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 CH2 CH2 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;
- 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
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
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
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)
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 q ue 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.
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.
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
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
centrífuga, desta vez com uma solução salina (Cloreto de Sódio) de densidade 1,1 g/cm3. 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/cm3 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).
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, le vando-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
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.
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.
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
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.
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
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.
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;
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, 110o 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
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.
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
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).
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.
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
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
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
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
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
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, ana lisa-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
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;
• 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:
- 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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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
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.
- 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
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 não-carcinogênicas ou dêem origem a elas são aceitáveis desde que sua TD50 (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).
- 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 ha ja 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 TD50 (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
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.
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, mate rial de maior sucesso no que tange à reciclagem, alcançando índice superior a 80% (CEMPRE,
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
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,
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)
7. BIBLIOGRAFIA
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