A reciclagem de plástico é, há muito tempo, um pilar central na criação de sustentabilidade em todo o mundo. No entanto, alguns plásticos são difíceis de reciclar com métodos mecânicos tradicionais, o que levou ao surgimento de novas tecnologias de reciclagem química de plásticos.
Esses métodos usam calor, reações químicas ou ambos para reduzir os plásticos de volta a materiais como polímeros, monômeros ou até mesmo matérias-primas químicas básicas. Essas matérias-primas podem então ser usadas para criar novos plásticos, combustíveis e outros produtos químicos. No entanto, em um setor tão dinâmico, quais são as oportunidades para inovar na reciclagem química de plásticos?
Purificação: Melhorando um método imperfeito
Mais próximo de seu predecessor de reciclagem mecânica, e frequentemente combinado com métodos de purificação física, a purificação química envolve o uso de solventes para remover aditivos ou contaminantes, como plastificantes, do plástico, para que reste apenas o polímero. No método ideal, o polímero não é afetado pelo processo de purificação e pode ser reformado em um novo produto plástico, mas isso requer um projeto e uma seleção cuidadosos dos solventes de purificação.
A purificação à base de solventes atualmente não é considerada um método perpétuo, pois, a cada ciclo de reciclagem, existe o risco de contaminantes remanescentes e a perda das propriedades do polímero devido a danos causados pelo solvente. Isso significa que há um limite para o número de vezes que o mesmo plástico pode ser reciclado dessa forma antes que o produto seja perdido. Também há preocupação com os altos níveis de consumo de energia necessários para remover os solventes após o processo de purificação, o que cria barreiras de tempo e custo para a escala.
Apesar desses desafios, a comercialização em larga escala da purificação ainda está ocorrendo, criando uma oportunidade para métodos mais eficientes e econômicos para atender a essa demanda. Empresas, incluindo a Unilever com a CreaSolv® e a P&G com a PureCycle, investiram nessa forma de reciclagem química de plásticos. O objetivo é usá-la em combinação com métodos de purificação física como parte de suas próprias medidas de sustentabilidade para criar circularidade em seu uso de polietileno (PE) e polipropileno (PP).
Despolimerização: Catalisando a lise de polímeros
Com a despolimerização, a reciclagem química de plásticos vai um passo além da purificação e quebra os polímeros em suas partes constituintes. O produto resultante, seja de monômeros ou polímeros mais curtos, conhecidos como oligômeros, pode então ser usado para criar polímeros reciclados de alta qualidade que são indistinguíveis dos polímeros virgens.
A principal barreira na despolimerização, frequentemente chamada de quimiólise, é que ela atualmente só é possível para polímeros de condensação, como o tereftalato de polietileno (PET), e ainda não pode ser aplicada de forma prática a polímeros de adição. Isso exclui plásticos que compõem uma grande proporção dos resíduos plásticos, incluindo PP, PE e policloreto de vinila (PVC).
No entanto, para a reciclagem química de plásticos como o PET e outros polímeros de condensação, os catalisadores de despolimerização são uma área de intensa pesquisa. Como a lise de polímeros requer muita energia, geralmente na forma de alta temperatura ou pressão, o design de catalisadores fortes para reações de despolimerização pode aumentar substancialmente a relação custo-benefício do processo de reciclagem — uma perspectiva atraente para o setor.
Pirólise e gaseificação: Refinando reações de conversão
Uma opção para reciclar plásticos comuns descartados, incluindo PP e PE, é a pirólise de plásticos. Nela, os plásticos são aquecidos a altas temperaturas na ausência de oxigênio até se decomporem em hidrocarbonetos. O processo pode ser ajustado para favorecer a produção de hidrocarbonetos mais leves ou mais pesados, e os produtos podem ser usados tanto para criar novos polímeros quanto como fonte de combustível. No entanto, o processo tem recebido fortes críticas quanto à sua sustentabilidade.
Mais abrangente que a pirólise, a gaseificação pode ser usada em qualquer tipo de plástico, tornando a reciclagem de plásticos mistos ainda mais fácil. O processo funciona de forma semelhante à pirólise, mas com a adição de uma pequena quantidade de oxigênio, produzindo gás de síntese (syngas), uma mistura de gases composta principalmente por hidrogênio e monóxido de carbono.
A pirólise e a gaseificação já estão estabelecidas para uso na reciclagem de plásticos mistos, mas ainda existem oportunidades para novas tecnologias. O equilíbrio das reações de conversão de resíduos pode ser alterado pelo refinamento de parâmetros como temperatura e taxa de aquecimento, ou pela introdução de novos catalisadores.
Tratamento hidrotérmico: Trazendo a pesquisa para a vida real
Uma das tecnologias de reciclagem química mais recentes é o tratamento hidrotérmico (HTT). O processo envolve o uso de água para aquecer e dissolver plásticos mistos sob condições supercríticas. Como não há combustão direta dos plásticos, o HTT não produz os mesmos subprodutos tóxicos da pirólise e gera rendimentos superiores aos da pirólise ou gaseificação.
Embora seja considerada uma solução de reciclagem química mais viável, por ser uma tecnologia nova, o HTT exige mais ajustes de parâmetros do que a pirólise e a gaseificação antes de poder ser comercializado. Para criar uma economia circular do plástico, os cientistas devem definir a temperatura, o tempo de reação e as proporções ideais para uma reciclagem química bem-sucedida. O HTT também oferece aos pesquisadores a oportunidade de desenvolver catalisadores inovadores que podem acelerar a reação e reduzir o consumo de energia do processo.
A reciclagem química de plásticos é o futuro?
A reciclagem química de plásticos apresenta uma oportunidade de circularidade não oferecida pelos métodos mecânicos tradicionais, o que pode ser a chave para uma sustentabilidade mais prática e economicamente viável na indústria de plásticos. No entanto, essas tecnologias estão apenas começando a surgir e podem ser difíceis de escalar para atender à reciclagem de plásticos em larga escala.
Isso cria um ambiente estimulante para pesquisadores das indústrias de plásticos e reciclagem, com a chance de posicionarem a si mesmos e suas inovações no centro da futura infraestrutura de reciclagem química.
