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1 Por que este estudo foi selecionado como um exemplo? A concepção de uma avaliação do ciclo de vida (LCA) é um procedimento complexo e demanda bastante tempo. Portanto, uma exposição detalhada de sua estrutura e planejamento não é possível dentro do sistema NOP. Entretanto, um exemplo prático será discutido posteriormente para ilustrar a colocação dos procedimentos nas exigências da série padrão DIN/ISO na prática. Para tanto, o projeto Comparação da LCA para enchimentos de embalagens derivados de amido ou poliestireno promovido pela Federação Alemã de Meio Ambiente (German Environmental Federation), DBU (Würdinger et al., 2002), foi escolhido. Juntamente com a própria abordagem utilizada os resultados do estudo selecionado são particularmente interessantes pois mostram que o uso de matérias-primas renováveis não é per se ecologicamente vantajoso. Sobre o estudo Materiais biodegradáveis baseados em fontes de matérias-primas renováveis têm sido discutidos, desenvolvidos e propostos há algum tempo como a solução dos problemas ambientais. No entanto, a introdução em larga escala no mercado ainda não é uma realidade. Isto é freqüentemente atribuído à falta de clareza relacionada com a avaliação ecológica. Estas incertezas, no entanto, têm efeito sobre o comportamento do cliente, o desenvolvimento do produto ou sobre a disposição dos efluentes. Até hoje, os resultados de pesquisa que permitem uma avaliação segura dos benefícios ambientais de tais materiais são dificilmente publicados (Würdinger et al., 2002). A razão para este estudo foi a dúvida se os polímeros baseados em matérias-primas renováveis deveriam ser estimulados em larga escala de agora em diante. Dois sistemas de enchimento de embalagens foram selecionados como objetos relevantes de pesquisa: um destes está baseado em matérias-primas renováveis derivadas do amido e o outro no poliestireno expandido (EPS) que é produzido a partir de matérias-primas fósseis. Figura 1: Enchimentos de embalagem 1

2 Objetivo e Definições Escopo e Objetivos A análise de um exemplo prático relevante mostrará se o uso de plástico versus matériasprimas renováveis é ou não ecologicamente razoável. A seguir, os seguintes sistemas de enchimento de embalagens foram selecionados como exemplos: 1- sistemas de embalagem com base em poliestireno expandido (EPS) 2- sistemas de embalagem com base em amido expandido (renovável) 3- sistemas de embalagem com base em materiais recicláveis (poliestireno reciclável). O exemplo 3 não será considerado a seguir para assegurar a clareza do exemplo prático e para restringir o alcance da exposição. A Função Selecionada ou a Unidade Funcional A utilização dos sistemas de produtos examinados como materiais de enchimento para o transporte de embalagens foi considerado de acordo com a sua função. Durante a avaliação assume-se que diferentes sistemas de produtos não diferem em suas qualidades técnicas. O volume do enchimento foi escolhido como uma unidade funcional do balanço. Todos os dados e resultados referem-se ao volume de embalagem de 100 m³. Os Limites do Sistema Os limites do sistema demarcam o objeto de investigação do ambiente. Os limites do sistema foram escolhidos do berço ao túmulo. Isto significa que todos os materiais relevantes e fluxos de energia são considerados, partindo da investigação das matérias-primas, exploração, transporte, procedimentos preliminares ao processo produtivo, uso de sistemas de produção e, finalmente, a disposição dos efluentes. As políticas externas da República Federativa Alemã formam a área de referência deste estudo. Se os materiais (por exemplo, petróleo) são fornecidos por outros países, o país de origem é a área de referência. O material é avaliado em relação ao respectivo mercado compartilhado do material na Alemanha. O ano de 1997 foi escolhido como ano de referência. Critérios de corte (Detalhes dos Limites) No levantamento, todos os materiais e fluxos de energia de um determinado processo em quantidades menores que 1% em relação à massa de saída desejada foram cortados. A soma dos processos cortados não excedeu 5% da saída desejada. Porém, fluxos de materiais com 2

3 participação menor que 1% em relação à massa desejada de saída foram considerados se estes forem interessantes para a LCA como um todo em relação aos aspectos toxicológicos e energéticos. Como a análise de inventário foi preparada? Perspectivas calculadas Uma série de diferentes perspectivas foi organizada e calculada a fim de cumprir os objetivos do estudo, p. ex. a resposta da questão para a tolerância do uso de plásticos baseados no reutilização de matérias-primas. Tais perspectivas são importantes para considerar a influência dos diferentes fatores sobre o sistema em questão. Em relação ao enchimento de embalagem de amido expandido, 20 perspectivas foram analisadas. A Tabela 1 mostra a seleção das perspectivas examinadas. Produção Amido de Amido de batata Amido de trigo Amido de milho Trigo, extensivo milho II (trigo produzido de maneira convencional) Utilização Utilização Utilização Utilização Reciclagem Reciclagem simples simples simples interna (quatro interna (duas vezes reutilizada) vezes reutilizada) Disposição inserida com inserida com os inserida com os inserida com os inserida com o os esgoto biológico remanescentes remanescentes e remanescentes remanescentes e e compostagem e misturada misturada com a e misturada misturada com a com a coleta coleta de com a coleta de coleta de de Tabela 1: Seleção dos cenários examinados enchimentos de embalagem de amido expandido Processos Parciais de um Processo Geral Similarmente à área de enchimentos de embalagem de amido expandido, o cenário para poliestireno expandido foi examinado nas áreas parciais. Como um exemplo destes cenários, a fabricação de embalagens de poliestireno primário (EPS) é mostrada a seguir (figura 2). Uma 3

4 utilização simples dos enchimentos de embalagem, com subseqüente disposição dos via reciclagem orientada pelos materiais foram assumidas para o presente cenário. Para deixar claro os limites do sistema, a produção primária de poliestireno é mostrada em detalhes na figura 3. Raw material aquisition Production of styrenebutadiene rubber (SBR) Production of primary polystyrene (GPPS) Production of pentane/ butane Production of polystyreneloose-fill Distribution/sales Usuage (single) Packer Recipient Disposal Recording according to type Recycling yard, regranulation Deduction output Production GPPS (matrix) GPPS Figura 2: Processos parciais de um cenário EPS Como Proceder com os Dados Coletados? Os fluxos relevantes de material e energia dos processos parciais requeridos para o produto final foram coletados para estabelecer o coração da LCA - a análise de inventário. As entradas e saídas dos dados de um processo específico foram derivadas e trabalhadas e, a seguir, os resultados foram registrados e calculados. As indicações, cortes e limitações definidas na etapa do escopo e objetivos foram também satisfeitas ou ajustadas de acordo com as condições do banco de dados disponível. Portanto, a avaliação de impacto foi efetuada com base nos resultados da análise de inventário. 4

5 Exploitation of natural gas Hydrocarbon source Exploitation of crude oil Processing of natural gas Naphta Distillation to naphta Ethylene production Ethylene Benzene Reformation to benzene Benzene production Benzene Production of ethylbenzene Production of styrene Polymerization of styrene Primary polystyrene Figura 3: Diagrama - produção de poliestireno primário A avaliação De acordo com as diretrizes da norma ISO 14042, a avaliação de impacto da LCA consiste em três partes: - Seleção das categorias de impacto a serem consideradas - Atribuição dos resultados da análise de inventário nas categorias de impacto (classificação) - Cálculo dos resultados de indicadores de impacto (caracterização) Neste estudo, as seguintes categorias de impacto foram consideradas: 5

6 Categorias de impacto selecionadas Aquecimento global Redução de ozônio estratosférico Geração fotoquímica de ozônio troposférico Eutrofização Acidificação Toxicidade humana Ecotoxicidade Redução de recursos não-bióticos Uso da terra Tabela 2: Categorias de impacto consideradas Seguindo a seleção das categorias de impacto, os parâmetros determinados na análise de inventário como emissões de dióxido de carbono e metano têm de ser relacionadas aos seus diferentes efeitos ambientais. Classificação Os parâmetros da análise de inventário relacionados a uma categoria de impacto têm de ser transferidos para uma unidade comum de medida no decorrer da classificação. Um parâmetro da análise de inventário pode ser relacionado a diferentes categorias de impacto. Aquecimento global CO 2, CH 4, N 2 O Redução de ozônio Geração fotoquímica de ozônio Eutrofização N 2 O Benzeno, CH 4, NO x, Formaldeído, NMVOC, VOC, pentano, butano NO X, NH 3, P-ges., CSB, N-ges., NH 4, Nitrato Acidificação H 2 S,HCl, HF, NH 3, NO X, SO 2 Toxicidade humana As, BaP, benzeno, Cd, Cr, PCDD/F, Ni, Pb, SO 2, diesel partículas, biocidas Ecotoxicidade AOX, cloreto, NH 4 +, H 2 S, HF, NH 3, NO x, SO 2 Redução de recursos nãobióticos Petróleo, gás natural, carvão 6

7 Uso da terra Área Tabela 3: Classificação Caracterização Uma das tarefas da caracterização é a transferência daqueles parâmetros de balanço de massa ou energia que foram relacionados a uma categoria de impacto em unidades comuns de medida. Isto é necessário porque a contribuição de diferentes materiais para um efeito ambiental difere consideravelmente. Por exemplo, o metano tem potencial de aquecimento global aproximadamente 25 vezes maior que o dióxido de carbono e o potencial de aquecimento global do gás do riso N 2 O é aproximadamente 320 vezes maior que o CO 2. Na próxima etapa, os indicadores de resultado têm de ser formados a partir das modificações dos resultados da análise de inventário. Por último, os resultados precisam ser avaliados. Resultados do estudo Nenhuma vantagem ecológica pode ser determinada para um produto com base apenas nos cenários abordados na LCA. Conseqüentemente, alguns resultados do estudo são introduzidos como exemplos. A Disposição do Resíduo é Importante A comparação entre o amido e os cenários EPS mostra claramente que a aplicação do termo CO 2 -neutro, o qual é utilizado de forma análoga à neutralidade no que diz respeito ao aquecimento global, não se aplica principalmente ao enchimento de embalagem de amido, de matérias-primas renováveis, embora o termo possa ser utilizado. Entretanto, isto só é possível se pré-requisitos específicos são satisfeitos. Acima de tudo, a utilização energética ou como matéria-prima do enchimento de embalagem de amido usado, inevitavelmente tem de ser considerada. A utilização não é viável. Por outro lado, a disposição convencional poderia levar à emissão de metano, gás de efeito estufa. Ademais, a restrição do uso de aditivos derivados de matérias-primas fósseis tem um efeito positivo. Estes aspectos juntos a utilização do produto já usado e a restrição do uso de aditivos, poderia levar a reduções discretas em relação ao potencial de aquecimento global. A maior utilização de fontes de energia renováveis poderia melhorar este resultado. A Reciclagem de Embalagens Reduz o Impacto Ambiental 7

8 Independentemente do material, a reciclagem de enchimentos de embalagem é uma medida efetiva para a redução de impactos adversos no meio ambiente que estão relacionados ao uso deste tipo de embalagem. Por outro lado, as vendas e a grande utilização resultam em pequenas contribuições à avaliação do impacto ambiental. Portanto, a economia no consumo de materiais e a redução dos gastos devido à reciclagem na produção de enchimentos de embalagem contribuem diretamente para os resultados. O mesmo se aplica para a redução das quantidades de efluentes que é significativa em quase todos os casos. Por outro lado, a influência benéfica da reciclagem de enchimentos de embalagem deve também ser atribuída ao fato de que este tipo de embalagem pode ser reciclada sem limpeza e com custos de transporte relativamente baixos - com exceção das embalagens de bebidas, por exemplo. Assim, para quase todos os indicadores, uma dupla reciclagem leva à metade dos resultados de impacto ambiental, e uma quádrupla reciclagem a um quarto. Comparação dos Cenários de EPS e Amido Existem diferenças bastante claras entre os diferentes tipos de cenários para o uso de enchimento de embalagens em relação aos seus efeitos ambientais. Entretanto, vantagens fundamentais não surgem nem da utilização de amido nem de poliestireno. As formas de preparação do material, bem como a disposição dos efluentes, são extremamente importantes para o impacto ambiental. Com relação à etapa de disposição, um fator decisivo é o benefício energético adicional a partir da utilização térmica, por exemplo. Conseqüentemente, não é a origem das matérias-primas que é crucial para a relevância ambiental dos cenários, mas o tipo dos processos combinados na respectiva expectativa de vida. Obviamente, existem cenários de EPS bem como de amido muito bons, apesar de que ambos são cenários concebíveis que parecem claramente mais desfavoráveis. A variação de amplitude entre cenários de materiais idênticos é similar àquela dentro da totalidade de cenários. Independentemente do tipo de material, existem potenciais otimizações para serem consideradas. Os cenários do amido podem ser realizados de forma similar aos bons cenários EPS apenas se o enchimento de embalagem é energeticamente reciclado. A degradação biológica como uma vantagem? A biodegradabilidade do material de embalagem não é uma propriedade do material a qual é necessária para produção. Sua vantagem parece estar na área de disposição de efluentes. Entretanto, ela tem um efeito positivo apenas se o enchimento de embalagem de amido é microbiologicamente fermentado à biogás e posteriormente utilizado energicamente com alta 8

9 eficiência. Compostagem é mais um caminho de descarte que depende da degradação biológica. Este caminho parece ser desfavorável em comparação com a utilização energética. Os resultados mostram claramente que a degradação biológica sozinha não basta como um critério para a compatibilidade e sustentabilidade ambiental de um material ou produto. A disposição do produto após o uso e o efeito que a degradabilidade biológica têm sobre a sustentabilidade ecológica do produto é crucial. Entretanto, este resultado pode ser alterado se a degradabilidade biológica é uma propriedade essencial do material. Em função desses resultados, os autores, no entanto, levantam a questão se este deveria ser um objetivo que valha à pena desenvolver plásticos a partir da reutilização de matérias-primas que não são biodegradáveis, mas são duráveis. Tais plásticos poderiam ser usados muitas vezes e poderiam, finalmente, serem reciclados. Würdinger, E., Roth, U., Wegener, A., Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: Vergleichende Ökobilanz für Loose-fill-Packmittel aus Stärke bzw. Polystyrol. DBU-Az

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