Resumo:
Os resíduos de plástico são frequentemente considerados um dos tipos de resíduos modernos mais difíceis de eliminar, mas os cientistas estão a explorar uma nova rota de reciclagem química: utilizar sal fundido a alta temperatura como meio de reação para decompor e converter plásticos comuns em combustíveis valiosos e matérias-primas químicas. Comparado com a reciclagem mecânica tradicional, este método não exige que os plásticos sejam altamente classificados e também pode utilizar resíduos plásticos que foram contaminados, misturados ou que são difíceis de serem reciclados diretamente devido à natureza do material.
Atualmente, a quantidade de resíduos plásticos produzidos globalmente todos os anos é extremamente grande, mas a proporção que realmente entra no sistema de reciclagem ainda é muito baixa. Grandes quantidades de plástico acabam em aterros ou são diretamente incineradas, o que produz dióxido de carbono e outros poluentes. A reciclagem tradicional é particularmente difícil para plásticos mistos constituídos por diferentes polímeros, uma vez que diferentes plásticos requerem diferentes processos de processamento.
Os cientistas têm, portanto, procurado um método químico que possa lidar diretamente com plásticos mistos. Em vez de fundir novamente plásticos para produzir plásticos reciclados de baixa qualidade, o objetivo da reciclagem química é quebrar longas cadeias de polímeros a nível molecular e convertê-las novamente em moléculas de hidrocarbonetos mais pequenas para obter combustíveis, lubrificantes ou outras matérias-primas químicas.
O núcleo desta pesquisa é usar sal fundido em alta temperatura para criar um ambiente de reação especial. O sal fundido pode permanecer líquido a altas temperaturas, tem boa capacidade de transferência de calor e pode participar ou promover reações químicas complexas. Os pesquisadores exploraram essa propriedade para permitir que os polímeros plásticos se decomponham em condições relativamente controladas.
Em circunstâncias normais, plásticos como o polietileno e o polipropileno são compostos por ligações carbono-hidrogênio muito estáveis. O desmantelamento eficaz destas moléculas de cadeia longa geralmente requer temperaturas mais altas. Embora o craqueamento térmico tradicional possa completar este processo, muitas vezes requer uma grande quantidade de energia e a composição do produto é complexa e é necessário processamento adicional.
O sistema de sal fundido pode fornecer um ambiente de aquecimento mais uniforme e promover a reação de cisão em cadeia das moléculas de plástico. Depois que o plástico entra no sistema de reação, os polímeros de cadeia longa irão gradualmente se quebrar em hidrocarbonetos mais curtos, eventualmente formando produtos líquidos e gasosos que podem ser posteriormente processados e utilizados.
Uma das maiores vantagens potenciais desta tecnologia é que ela pode reduzir a cara etapa de pré-processamento no processo de reciclagem de plástico. Na realidade, os resíduos plásticos muitas vezes não são um único material. Um resíduo pode conter diferentes tipos de plásticos, aditivos, pigmentos e outras impurezas. Se cada material tivesse que ser classificado individualmente, aumentaria significativamente o custo da instalação de reciclagem.
A ideia de transformação química é diferente. Desde que diferentes plásticos possam eventualmente ser decompostos no mesmo sistema de reação, algumas das complicadas etapas de classificação manual podem ser ignoradas. Isto significa que, em teoria, os plásticos misturados provenientes de resíduos domésticos, materiais de embalagem e outros produtos de consumo poderiam tornar-se matérias-primas para este processo.
Os investigadores estão particularmente interessados no polietileno e no polipropileno porque estes dois materiais representam uma grande proporção dos resíduos plásticos globais e são também materiais que frequentemente enfrentam problemas económicos em sistemas de reciclagem mecânica. Suas estruturas químicas são relativamente estáveis, dificultando sua conversão direta em produtos valiosos por meio do processamento químico tradicional em baixa temperatura.
Ao aumentar a reatividade do sistema de sal fundido, os pesquisadores podem promover a cisão da cadeia nesses polímeros estáveis e converter cadeias poliméricas que originalmente tinham milhares ou até dezenas de milhares de comprimento em moléculas menores. Essas moléculas podem ainda ser utilizadas como combustível ou matéria-prima para a indústria petroquímica.
A importância deste método em comparação com a simples incineração de plástico é que o carbono não é imediatamente emitido para a atmosfera como dióxido de carbono, mas é retido em novos produtos químicos. Se esses produtos puderem entrar novamente no sistema de produção industrial, então há uma chance de que o carbono do plástico possa ser reutilizado em vez de ser liberado no meio ambiente de uma só vez.
É claro que isso não significa que os plásticos se tornem automaticamente “combustível com zero carbono” após esse tratamento. Se o produto final for queimado diretamente, o carbono nele contido ainda entrará na atmosfera como dióxido de carbono. Portanto, este tipo de tecnologia pertence mais precisamente à reciclagem química e à utilização de recursos de resíduos plásticos, e seus benefícios ambientais dependem em grande parte da fonte de energia, da eficiência da reação e de como o produto final é utilizado.
Os pesquisadores também precisam resolver o problema da reciclagem do próprio sal fundido. A operação em escala industrial requer aquecimento contínuo de grandes quantidades de reagentes e garantia de que o sal fundido permaneça estável a longo prazo. Se o sal fundido se decompor, ficar contaminado ou se tornar menos ativo durante o uso repetido, os custos operacionais poderão aumentar.
Além disso, os resíduos plásticos reais são muito mais complexos do que o plástico puro encontrado no laboratório. Os resíduos reais podem conter metais, papel, vidro, pigmentos, plastificantes, retardadores de chama e outras substâncias orgânicas e inorgânicas. Esses ingredientes podem afetar a eficiência da reação ou produzir subprodutos que requerem processamento adicional.
Portanto, ainda existe uma certa distância entre esse tipo de tecnologia e a aplicação comercial em larga escala. Ser capaz de provar, em fase laboratorial, que um determinado plástico pode ser efetivamente convertido não significa que as instalações industriais já possam processar dezenas ou mesmo centenas de toneladas de resíduos mistos a um custo suficientemente baixo.
Se esses problemas puderem ser resolvidos, a reciclagem química do sal fundido poderá se tornar um complemento importante aos sistemas tradicionais de reciclagem mecânica. Os resíduos fortemente contaminados, demasiado misturados ou que não possam ser remanufaturados em produtos plásticos através de meios tradicionais podem ser enviados para instalações de processamento químico para recuperar o valor de uso a nível molecular.
Esta rota também muda a compreensão tradicional das pessoas sobre a "reciclagem de plástico". No passado, a reciclagem geralmente significava triturar, limpar, derreter e depois fabricar novos produtos plásticos; a reciclagem química está mais próxima da “desmontagem e reutilização”, primeiro decompondo os polímeros nos seus componentes químicos básicos e depois refazendo os combustíveis ou outros produtos químicos conforme necessário.
À medida que o problema global da poluição plástica continua a intensificar-se, os cientistas acreditam que é pouco provável que no futuro se dependa de uma única tecnologia para resolver todos os problemas de resíduos plásticos. A reciclagem mecânica é adequada para plásticos relativamente limpos e bem definidos, enquanto a reciclagem química pode lidar com resíduos mistos mais complexos, enquanto os materiais que são completamente não recicláveis podem ainda exigir outros métodos de eliminação.
Se o processo de sal fundido em alta temperatura puder melhorar ainda mais a eficiência energética, reduzir custos de equipamentos e alcançar a reciclagem de sal fundido e produtos de reação, então espera-se que esta tecnologia forneça um novo caminho para os resíduos plásticos que seja diferente dos aterros tradicionais e da incineração. O que é realmente atraente nisto não é simplesmente “transformar plástico em combustível”, mas tentar reutilizar plásticos que perderam o seu valor de reciclagem a nível molecular, convertendo resíduos a longo prazo em recursos de carbono que ainda têm valor económico.
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