Aula 7 - Reciclagem

Reciclagem do plástico
Bibliografia
• ZANIN, M.; MANCINI, S. D. Resíduos plásticos e reciclagem: aspectos
gerais e tecnologia. São Carlos: UFSCar, 2004.
• PIVA, A. M.; WIEBECK, H. Reciclagem do plástico. São Paulo: Artliber,
2001.
• MANO, E. B., PACHECO, E. B.; BONELLI, C. M. C. Meio ambiente, poluição
e reciclagem. São Paulo: Edgard Blucher, 2005.
• SPINACÉ, M. A. DA S., DE PAOLI M. A. A tecnologia da reciclagem de
polímeros. Quim. Nova, Vol. 28, No. 1, 65-72, 2005.
• Sites:
– www.cempre.org.br
– www.plastivida.org.br
– www.ambientebrasil.com.br
Classificação dos Polímeros
• Termoplásticos
– Capacidade de amolecer e
fluir quando sujeito a um
aumento de temperatura e
pressão. Transformação
FÍSICA. Estes polímeros são
solúveis, fusíveis.
• Termofixos
– Termorrígido ou
termoestável: plástico que
com o aquecimento
amolece uma vez, sofre o
processo de cura
(transformação QUÍMICA),
tornando-se rígido. Este
polímero é infusível e
insolúvel.
Polímero Biodegradável
• Um polímero é dito biodegradável se todos seus
componentes orgânicos sofrem uma biodegradação
total.
• Degradação causada por atividade biológica,
especialmente pela ação de enzimas.
• O processo de biodegradação de uma matéria orgânica
produz:
– CO2 (dióxido de carbono), água(H2O) e biomassa - ambiente
aeróbio,
– ou gás Metano (CH4), H2O e biomassa, - ambiente anaeróbio,
Poli(ácido lático) - PLA
Poli(hidrobutirato) – PHB
Classificação dos descartes plásticos
• Pós-industriais:
Os quais provêm principalmente de refugos de
processos de produção e transformação, aparas,
rebarbas, etc.
• Pós-consumo:
São os descartados pelos consumidores, sendo a
maioria provenientes de embalagens.
Composição do lixo urbano
Quem são os materiais plásticos?
Reciclagem
• Cerca de 19% dos plásticos foram reciclados no Brasil
em 2010, representando aproximadamente 953 mil
toneladas por ano.
• Em 2010 o Brasil foi da nona posição mundial na
reciclagem dos plásticos, atrás da Alemanha (34%),
Suécia (33,2%), Bélgica (29,2%), Itália (23%), países
que incineram a maior parte do plástico coletado
seletivamente.
Separação dos materiais plásticos
• Ação magnética ou eletrostática –
Eliminação de contaminantes ferrosos;
• Ar comprimido –
Flotação do material mais leve (papel);
• Hidrociclone ou tanque de sedimentação –
Para separar resinas por diferença de densidade.
Identificação do Plástico
Separação dos Plásticos
Densidade em Soluções
Identificação do Plástico
• Teste de chama
Identificação do Plástico
• Ponto de fusão
Identificação do Plástico
• Teste de solubilidade
Reciclagem
• Tipos de reciclagem de polímeros
– Mecânica
• Primária
• Secundária
– Química (terciária)
– Energética (quaternária)
Reciclagem Mecânica
• Reciclagem primária: consiste na conversão dos resíduos poliméricos
industriais por métodos de processamento padrão em produtos com
características equivalentes àquelas dos produtos originais
produzidos com polímeros virgens; por exemplo, aparas que são
novamente introduzidas no processamento.
• Reciclagem secundária: conversão dos resíduos poliméricos
provenientes dos resíduos sólidos urbanos por um processo ou uma
combinação de processos em produtos que tenham menor exigência
do que o produto obtido com polímero virgem, por exemplo,
reciclagem de embalagens de PP para obtenção de sacos de lixo.
Reciclagem mecânica
Reciclagem mecânica
Reciclagem mecânica
• Principais etapas:
– separação do resíduo polimérico,
– moagem
– lavagem
– secagem
– reprocessamento
Separação
• Separação em uma esteira dos diferentes tipos de plásticos, de
acordo com a identificação ou com o aspecto visual.
• Nesta etapa são separados também rótulos de materiais diferentes,
tampas de garrafas e produtos compostos por mais de um tipo de
plástico, embalagens metalizadas, grampos, etc.
• Por ser uma etapa geralmente manual, a eficiência depende
diretamente da prática das pessoas que executam esta tarefa.
• Outro fator determinante da qualidade é a fonte do material a ser
separado, sendo que aquele oriundo da coleta seletiva é mais limpo
em relação ao material proveniente dos lixões ou aterros.
Separação
Separação
• Um exemplo da importância da etapa de
separação é o caso do PET que sofre hidrólise,
devido à presença de impurezas, como o PVC,
NaOH, detergentes alcalinos, adesivos como
EVA, etc.
Separação
• Duas tecnologias, uma japonesa e outra Belga (Syntal)
desenvolveram a chamada “madeira plástica”.
– O processo pode ser utilizadas uma misturas de PEBD, PEAD, ABS, PP
e até 20% m/m de PVC, sem problemas de liberação de gases
tóxicos.
– O PS e as poliamidas são aceitáveis até 10% m/m e o PET deve ser
usado numa proporção máxima de 5% m/m para não prejudicar a
resistência e o acabamento dos perfis.
Separação
• No Brasil também foram desenvolvidos produtos
provenientes dos resíduos sólidos urbanos;
– o IMAWOOD® (constituído de mistura de
poliolefinas provenientes de sacos e sacolas
plásticas, principalmente PEBD e PEAD);
– IMACAR® (constituído de uma mistura de
poliolefinas com predominância de PP e baixo teor
de EPDM provenientes de pára-choques
descartados).
Madeira Plástica
Moagem
• Após separados os diferentes tipos de
plásticos, estes são moídos e fragmentados
em pequenas partes.
Moinho
Moagem
Lavagem
• Após triturado, o plástico passa por uma etapa
de lavagem com água para a retirada dos
contaminantes.
• É necessário que a água de lavagem receba
um tratamento para a sua reutilização ou
emissão como efluente.
Lavagem e Separação
Lavadora – Plástico Flexível
Lavadora – Plástico Rígido
Secadora
Aglutinação
• Além de completar a secagem, o material é
compactado, reduzindo-se assim o volume
que será enviado à extrusora.
• O atrito dos fragmentos contra a parede do
equipamento rotativo provoca elevação da
temperatura, levando à formação de uma
massa plástica.
• O aglutinador também é utilizado para
incorporação de aditivos - como cargas,
pigmentos e lubrificantes.
Aglutinador
Mistura
• Os polímeros são formulados, ou seja, são
colocados aditivos como antioxidantes,
plastificantes, cargas de reforço, agentes de
acoplamento, etc., dependendo da aplicação
final.
• A quantidade e o tipo de antioxidantes e
plastificantes adicionados nos polímeros pósconsumo normalmente são os mesmos
utilizados para os polímeros virgens.
Mistura
• É possível formular os polímeros pós-consumo
adicionando pequenas quantidades de
material virgem, visando melhorar as
propriedades dos polímeros reciclados.
• As poliolefinas possuem uma estrutura química
mais estável comparada aos poliésteres e
poliamidas, portanto, são menos reativas e
sofrem pouca degradação durante o
processamento.
Mistura
• Para as poliolefinas é possível adicionar pequenas
quantidades de polímeros virgens pode levar a um
efeito sinergético.
• Os poliésteres e poliamidas nem sempre isto ocorre,
pois como eles são mais reativos normalmente
degradam com maior facilidade durante o
processamento.
• Neste caso, a mistura do material virgem e pósconsumo pode levar à uma separação de fases e,
consequentemente, a um decréscimo das
propriedades mecânicas
Extrusão
• A extrusora funde e torna a massa plástica
homogênea.
• Na saída da extrusora, encontra-se o cabeçote,
do qual sai um "espaguete" contínuo, que é
resfriado com água, e picotado em um
granulador e transformado em pellet.
Extrusão
Reciclagem Mecânica
• Reciclagem mecânica por extrusão convencional mostraram
que existe um limite no qual as propriedades dos polímeros
são mantidas.
• PET após três ciclos de processamento ocorre uma variação
drástica nas propriedades mecânicas tornando-o duro e
quebradiço e, portanto, não é possível utilizá-lo para as
mesmas aplicações do polímero virgem.
• PP mais de dez vezes, sem que ocorra alteração significativa
nas propriedades mecânicas, o que é desejável do ponto de
vista industrial.
Panorama do mercado de reciclagem
Panorama do mercado de reciclagem
Panorama do mercado de reciclagem
Mercado consumidor de reciclados
Panorama reciclagem mecânica
Reciclagem de PET
Papel sintético
Reciclagem do isopor