Estrutura sistemática para comparar o desempenho de abordagens de reciclagem de plásticos

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Com apenas uma pequena porcentagem de plásticos reciclados, determinar a melhor maneira de reciclar e reutilizar esses materiais pode permitir uma maior adoção da reciclagem de plásticos e reduzir a poluição por resíduos plásticos. Pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) examinaram os benefícios e compensações das tecnologias atuais e emergentes para a reciclagem de certos tipos de plásticos para determinar as opções mais apropriadas.

Os pesquisadores forneceram uma comparação de várias tecnologias para reciclagem em circuito fechado, que permitem a reutilização de plástico por meio de processamento mecânico ou químico, eliminando a necessidade de materiais virgens derivados de combustíveis fósseis. Eles consideraram métricas técnicas, como qualidade e retenção de materiais, bem como métricas ambientais, incluindo uso de energia e emissões de gases de efeito estufa.

“Sabemos que o custo é um dos principais – se não a primário – impulsionadores da reciclagem para empresas que desejam investir nisso”, disse Taylor Uekert, principal autor de “Comparação técnica, econômica e ambiental de tecnologias de reciclagem de circuito fechado para plásticos comuns”, que aparece na revista ACS Química e Engenharia Sustentável. “Mas acho que é muito importante lembrar que existem outras coisas que são igualmente importantes para nossa vida neste planeta, e precisamos considerar também esses impactos ambientais”.

Seus coautores, todos do NREL, são Avantika Singh, Jason DesVeaux, Tapajyoti Ghosh, Arpit Bhatt, Geetanjali Yadav, Shaik Afzal, Julien Walzberg, Katrina Knauer, Scott Nicholson, Gregg Beckham e Alberta Carpenter.

O artigo descreve a eficiência com que as tecnologias de reciclagem de circuito fechado funcionariam em tereftalato de polietileno (PET) e três tipos de poliolefinas: polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE) e polipropileno (PP). Esses plásticos têm muitos usos. O PET, por exemplo, é usado para fazer garrafas, bandejas e tapetes. O HDPE é encontrado em jarras de leite, sacolas, recipientes e brinquedos. O LDPE é comumente usado para fabricar garrafas, tampas e sacos espremíveis. O PP, por sua vez, é usado para fazer potes de iogurte, cabides e canudos.

As taxas de reciclagem desses polímeros variaram nos Estados Unidos durante 2019, de 2% para LDPE a 15% para garrafas e recipientes PET.

“O PET é como uma garrafa de água comum de uso único”, disse Uekert. “Você pode reciclar isso. Mas provavelmente não vai sair do outro lado como uma garrafa. Vai sair como uma bandeja de plástico para colocar comida ou pode ser convertida em fibras de plástico que podem ser usadas para roupas. Está voltando para o mesmo tipo de plástico, mas não necessariamente exatamente o mesmo tipo de produto plástico.”

Dois métodos de reciclagem de circuito fechado estão disponíveis para plásticos HDPE, LDPE e PP: mecânico, no qual o plástico é triturado, derretido e transformado em algo novo; e a dissolução à base de solvente, que remove as impurezas para que o plástico tenha qualidade adequada para reaproveitamento. Esses mesmos processos podem ser usados ​​no PET, além de três tecnologias de reciclagem química: hidrólise enzimática, glicólise e metanólise.

Mais de 400 milhões de toneladas métricas de resíduos plásticos são gerados globalmente a cada ano. As estratégias atuais de reciclagem podem capturar uma fração desses plásticos, mas faltam dados consistentes sobre as capacidades e impactos desses processos. O estudo do NREL caracterizou quantitativamente o desempenho das tecnologias de reciclagem de plástico – incluindo fatores que geralmente são discutidos apenas qualitativamente, como tolerância à contaminação – e estabeleceu uma metodologia para comparar novos processos de reciclagem à medida que surgem.

“Não é apenas que você pode reciclar o plástico”, disse Uekert. “Isso mostra efetivamente você pode reciclar esse plástico?”

Embora a reciclagem mecânica supere todas as outras tecnologias, bem como a produção de plástico virgem em métricas econômicas e ambientais, o processo produz plástico de qualidade inferior. Aumentar a qualidade e a quantidade de plásticos a serem reciclados por meio de uma melhor triagem e pré-tratamento pode melhorar a viabilidade da reciclagem mecânica, disseram os pesquisadores.

“Para realmente permitir um sistema circular onde mantemos o máximo de material possível na economia, é aí que realmente precisamos melhorar nosso [material] retenção por meio de coisas como melhor classificação e melhores rendimentos de seus processos de reciclagem”, disse Uekert. um quilo de plástico do que você faria se tivesse um rendimento de 90% ou mais. Isso significa que seus impactos ambientais gerais, seu custo geral, diminuirão à medida que você aumentar sua retenção de material.”

Os pesquisadores apontaram que a reciclagem deve ser tratada como uma oportunidade de descarbonização, com as tecnologias que utilizam eletricidade que pode ser gerada a partir de fontes renováveis.

O financiamento veio do Escritório de Tecnologias de Bioenergia e do Escritório de Tecnologias de Manufatura e Materiais Avançados do Departamento de Energia dos Estados Unidos como parte do Consórcio BOTTLE, um esforço colaborativo que significa Bio-Optimized Technologies para manter os termoplásticos fora dos aterros sanitários e do meio ambiente.

O NREL é o principal laboratório nacional do Departamento de Energia dos EUA para pesquisa e desenvolvimento em energia renovável e eficiência energética. O NREL é operado para o DOE pela Alliance for Sustainable Energy LLC.

Com informações de Science Daily.

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