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– O novo processo pode transformar as fábricas de plástico atuais em refinarias de reciclagem através do cracking a vapor avançado.
Courtesy by Chalmers: Um grupo de pesquisa da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolveu um processo eficiente para decompor resíduos plásticos em um nível molecular. Os gases resultantes podem ser transformados novamente em novos plásticos – da mesma qualidade que o original. O novo processo pode transformar as fábricas de plástico atuais em refinarias de reciclagem, dentro da estrutura de sua infraestrutura existente.
O fato de os plásticos não se decomporem e, portanto, se acumularem em nossos ecossistemas, é um dos nossos principais problemas ambientais. Mas na Chalmers, um grupo de pesquisa liderado por Henrik Thunman, professor de tecnologia de energia, vê a resiliência do plástico como um ativo. O fato de não degradar torna possível o uso circular, criando um verdadeiro valor para o plástico usado e, portanto, um impulso econômico para coletá-lo.
“Não devemos esquecer que o plástico é um material fantástico – ele nos fornece produtos com os quais poderíamos apenas sonhar. O problema é que ele é fabricado a um custo tão baixo, que ficou mais barato produzir novos plásticos a partir de petróleo e gás fóssil do que reutilizar resíduos plásticos ”, diz Henrik Thunman.
Agora, experimentando a recuperação química por meio do cracking a vapor de plástico, os pesquisadores desenvolveram um processo eficiente para transformar plásticos usados em plásticos de qualidade virgem.
“Ao encontrar a temperatura certa – que fica em torno de 850 graus Celsius – e a taxa de aquecimento e o tempo de permanência corretos, conseguimos demonstrar o método proposto em uma escala em que transformamos 200 kg de lixo plástico por hora em uma mistura útil de gás . Isso pode ser reciclado em nível molecular para se tornar novos materiais plásticos de qualidade virgem ”, diz Henrik Thunman.
As experiências foram realizadas nas instalações da Chalmers Power Central em Gotemburgo.
Em 2015, cerca de 350 milhões de toneladas de resíduos plásticos foram geradas em todo o mundo. No total, 14% foram coletados para recuperação de material – 8% foram reciclados em plástico de qualidade inferior e 2% em plásticos de qualidade semelhante ao original. Cerca de 4% foram perdidos no processo.
No geral, cerca de 40% do lixo plástico global em 2015 foi processado após a coleta, principalmente por meio de incineração para recuperação de energia ou redução de volume – liberando dióxido de carbono na atmosfera.
O restante – cerca de 60% – foi para aterro. Apenas cerca de 1% foi deixado sem coleta e vazou para ambientes naturais. Embora seja apenas uma pequena porcentagem, isso representa um problema ambiental significativo, uma vez que a quantidade de resíduos de plástico é tão alta no geral e como a degradação natural do plástico é tão lenta, ela se acumula ao longo do tempo.
O modelo atual de reciclagem de plástico tende a seguir o que é conhecido como ‘hierarquia de resíduos’. Isso significa que o plástico é degradado repetidamente, para diminuir cada vez mais a qualidade antes de finalmente ser queimado para recuperação de energia.
“Em vez disso, concentramos-nos em capturar os átomos de carbono do plástico coletado e usá-los para criar um novo plástico de qualidade original – ou seja, de volta ao topo da hierarquia de resíduos, criando uma circularidade real.”
Hoje, novos plásticos são feitos quebrando frações de petróleo e gás fóssil em um dispositivo conhecido como ‘cracker’ em plantas petroquímicas. Dentro do cracker, blocos de construção constituídos por moléculas simples são criados. Estes podem ser combinados em muitas configurações diferentes, resultando na enorme variedade de plásticos que vemos em nossa sociedade.
Para fazer o mesmo com os plásticos coletados, novos processos precisam ser desenvolvidos. O que os pesquisadores de Chalmers apresentam agora são os aspectos técnicos de como esse processo pode ser projetado e integrado às plantas petroquímicas existentes, de maneira econômica. Eventualmente, esse tipo de desenvolvimento poderá permitir uma transformação extremamente significativa das plantas petroquímicas atuais em refinarias de reciclagem do futuro.
Os pesquisadores continuam seu trabalho no processo.
“Agora estamos passando dos testes iniciais, com o objetivo de demonstrar a viabilidade do processo, para focar no desenvolvimento de um entendimento mais detalhado. Esse conhecimento é necessário para aumentar o processo de algumas toneladas de plástico por dia para centenas de toneladas. É aí que se torna comercialmente interessante ”, diz Henrik Thunman.
Mais sobre: O método dos pesquisadores de Chalmers e seu potencial
O processo é aplicável a todos os tipos de plástico resultantes de nosso sistema de resíduos, incluindo aqueles que historicamente foram armazenados em aterros sanitários ou no mar.
O que torna agora possível o uso de plásticos coletados e classificados em plantas petroquímicas em larga escala é que um volume suficiente de material é coletado, o que significa que as plantas podem teoricamente manter a mesma produção. Essas plantas requerem cerca de 1-2 milhões de toneladas de resíduos plásticos classificados por ano para converter para corresponder aos níveis de produção que atualmente derivam de petróleo e gás fóssil.
A quantidade total de resíduos plásticos da Suécia em 2017 foi de cerca de 1,6 milhão de toneladas. Apenas cerca de 8% disso foi reciclado para plásticos de menor qualidade.
Os pesquisadores de Chalmers veem, portanto, uma oportunidade de criar um uso circular do plástico na sociedade, além de nos libertar da necessidade de petróleo e gás fóssil para produzir vários plásticos de alta qualidade.
“O uso circular ajudaria a dar aos plásticos usados um verdadeiro valor e, portanto, um impulso econômico para coletá-los em qualquer lugar do mundo. Por sua vez, isso ajudaria a minimizar a liberação de plástico na natureza e criaria um mercado para a coleta de plástico que já poluiu o ambiente natural, diz Henrik Thunman.
Materiais de base biológica em fim de vida, como papel, madeira e roupas, também podem ser usados como matéria-prima no processo químico. Isso significaria que poderíamos reduzir gradualmente a proporção de materiais fósseis no plástico. Também poderíamos criar emissões líquidas negativas, se o dióxido de carbono também for capturado no processo. A visão é criar um sistema circular sustentável para materiais à base de carbono.
Mais sobre: Chalmers Power Central
O Chalmers Power Central (CPC) é uma instalação de pesquisa avançada focada na captura de carbono e conversão de biomassa e resíduos. A usina atrai pesquisadores e indústrias de todo o mundo, que desejam contribuir para um futuro sustentável.
Mais sobre: A pesquisa
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Sustainable Materials and Technologies:
Os autores do artigo são Henrik Thunman, Teresa Berdugo Vilches, Martin Seemann, Jelena Maric, Isabel Cañete Vela, Sébastien Pissot e Huong N.T. Nguyen. No momento da pesquisa, todos trabalhavam no Departamento de Espaço, Terra e Meio Ambiente da Universidade de Tecnologia de Chalmers.
O trabalho foi realizado com apoio financeiro da Agência Sueca de Energia, por meio dos projetos Processos de transformação inovadores na usina de Chalmers e Recuperação de material de frações plásticas por conversão térmica, bem como no centro de gaseificação sueco.
Para mais informações por favor entre em contato
Henrik Thunman, Professor e Chefe da Divisão de Tecnologia de Energia do Departamento de Espaço, Terra e Meio Ambiente da Universidade de Tecnologia de Chalmers, Suécia, +46 31-772 14 51, henrik.thunman@chalmers.se
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