Um dos avanços fundamentais para reciclagem eficaz do plástico é a capacidade de quebrar precisamente suas cadeias de carbono. Quanto maior a precisão do processo químico, melhor a qualidade do material reciclado. Cientistas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, desenvolveram estudo em que é construída a modelagem das melhores condições para executar a reciclagem química das chamadas poliolefinas, categoria de plásticos dos mais utilizados atualmente.
Publicado pela Nature Chemical Engineering, o estudo foca na quebra de cadeias de carbono que integram as poliolefinas em uma faixa adequada à obtenção de hidrocarbonetos, que compõem combustíveis.“Plásticos, combustíveis e lubrificantes são produzidos a partir do petróleo. Se pudermos transformar resíduos plástico sem combustível e lubrificantes, o consumo de petróleo e as emissões de CO2 diminuirão”, justifica o pesquisador chefe, Javier Pérez-Ramírez. Resultados do primeiro inventário global de poluição plástica, divulgados também pela Nature, demonstram a relevância do descarte e reciclagem para reduzi-la. O estudo apontou que países onde a destinação desses resíduos é pior e se recicla menos afetam mais o nível de poluição do que aqueles que produzem mais plástico.
A via química é o processo de reciclagem de plástico que permite maior controle de qualidade, diferentemente da mecânica em que o material é gradualmente mais degradado a cada ciclo. “Isso significa que os plásticos não podem ser reciclados por esses processos indefinidamente e, eventualmente, acabarão sendo descartados de vez”, explica Marco Fraga, diretor da Divisão de Catálise da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), pesquisador do Instituto Nacional de Tecnologia (INT)e da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).Fraga menciona que as propriedades mecânicas são as mais prejudicadas, como a resistência à tração e à flexão: “Isso tem impacto direto se o plástico reciclado for utilizado como embalagem, por exemplo”. Pérez-Ramírez acrescenta que uma das expectativas é chegar à capacidade no futuro de“transformar os resíduos de polietileno e polipropileno nos mesmos plásticos, sem restrições de uso”.
Desafios
O especialista esclarece que há dois desafios essenciais em pesquisas sobre reciclagem de plástico. Um deles é desenvolver catalisadores que controlem melhor o rompimento da cadeia do material em tamanhos desejados para cada fim. O outro é estabelecer o contato mais eficiente entre polímero (plástico), catalisador e hidrogênio dentro do reator para reação de hidrogenólise.
A hidrogenólise consiste precisamente na quebra de cadeias carbônicas a partir da adição de um catalisador na presença de hidrogênio à mistura. No caso das poliolefinas, a estrutura chega a milhares de ligações de carbono, que devem ser reduzidas a séries menores, da casa de algumas dezenas, para obter os compostos necessários à elaboração de combustíveis. Na pesquisa feita em Zurique, o principal aspecto abordado é a melhor superfície de contato para misturar os elementos utilizados na hidrólise.
Após experimentos utilizando um composto de rutênio e titânia como catalisador e simulações, os autores averiguaram que hélices com pás paralelas ao eixo de rotação proporcionam uma integração mais adequada entre o plástico derretido viscoso, o catalisador em pó e o gás hidrogênio. Além disso, delimitaram uma velocidade de mil rotações por minuto como a ideal no processo de reciclagem. Os resultados foram condensados em uma equação matemática que descreve essas variáveis, de modo que pode ser aplicada por outros especialistas da área. Fraga avalia que, uma vez controlados todos os fenômenos a partir deste cálculo de difusão das partes envolvidas na reação, os pesquisadores podem se concentrar no desenvolvimento de novos catalisadores para reciclagem.
Questionado a respeito da reutilização do plástico em combustíveis poluentes, Fraga frisa que a questão é complexa. Ele argumenta que reduzir a presença de plástico na natureza e suprir a demanda de combustíveis, ainda elevada atualmente, estabelece um “ciclo mais sustentável em modelo de produção e consumo alinhado à economia circular”. Para o pesquisador brasileiro, há numerosas aplicações da reciclagem de plástico. “Um exemplo é converter o plástico à sua unidade mais fundamental, à sua unidade básica de construção que é o monômero. Nesse caso, é possível voltar a produzir o mesmo plástico, mas dessa vez não vindo diretamente do petróleo”, ressalta.
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