AVALIAÇÃO DE CICLO DE VIDA DE EMBALAGENS DE TINTAS

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1 AVALIAÇÃO DE CICLO DE VIDA DE EMBALAGENS DE TINTAS Apresentador: Yuki Hamilton Onda Kabe Autores: Yuki Hamilton Onda Kabe, André Luis Gimenez Giglio, Jefferson Soares Bravo, Mauro Catizani Caetano, Luiz Gustavo Ortega, André Moreira de Camargo. Empresa: Braskem S. A. INTRODUÇÃO A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) - ABNT NBR ISO é reconhecida internacionalmente como uma poderosa técnica para avaliar o impacto ambiental potencial de um produto ou serviço. Ela pode também prestar-se ao suporte à tomada de decisão e auxiliar na comparação entre dois ou mais materiais, produtos ou serviços. A técnica de ACV é baseada no pensamento do ciclo de vida e leva em consideração todos os processos e fluxos ambientais, desde a extração da matéria-prima até a disposição final. No Brasil, a ACV tem auxiliado as indústrias na tomada de decisões para melhoria de processos, produtos e serviços, podendo até chegar ao consumidor final por meio das declarações de impacto ambiental de produtos. Seguindo esta tendência e alinhada com o zelo pela qualidade do meio ambiente e desenvolvimento de produtos mais sustentáveis, a Braskem promove este estudo de ACV comparativo buscando identificar a melhor solução ambiental, por categoria de impacto, para prover armazenagem para acondicionamento e transporte de tintas imobiliárias. Dentre os sistemas de produtos considerados para esta análise estão baldes plásticos, com alça, tampa e rótulo, e baldes de Folha de Flandres, com alça e tampa. Os resultados de qualquer ACV dão-se em função de muitos parâmetros, incluindo hipóteses e limitações. Assim, os valores finais e as conclusões aqui apresentadas somente devem ser utilizados seguindo o contexto e limitações apresentados neste estudo.

2 OBJETIVO E ESCOPO O objetivo deste estudo visa conhecer de maneira mais aprofundada os potenciais impactos dos sistemas de produto avaliados comparativamente, para o Brasil no ano base de 2013: baldes plásticos de PP, com alça, tampa e rótulo de mesmo material, e baldes de Folha de Flandres, com alças e tampa de mesmo material. Considera-se como função dos sistemas de produto analisados a armazenagem para acondicionamento e transporte de tintas imobiliárias. A unidade funcional refere-se assim ao intuito de viabilizar este tipo de acondicionamento, conforme exposto na Figura 1. Os fluxos de referência seguem a relação da quantidade de produtos suficientes para cumprir a unidade funcional. Figura 1 Relação das características de comparação dos objetos do estudo. A Figura 2 e a Figura 3 representam os sistemas de produto que objetivam prover armazenagem para acondicionamento e transporte de tintas imobiliárias. Destaca-se que a fase de envase e uso dos baldes não estão sob o escopo deste projeto.

3 Figura 2 Esquema representativo do sistema de produto de baldes de PP. Figura 2 Esquema representativo do sistema de produto de baldes de Folha de Flandres.

4 De forma resumida, a Tabela 1 traz maiores detalhes acerca dos sistemas de produto do estudo. Tabela 1 Aspectos dos sistemas de produto dos baldes para tintas imobiliárias. Para a alocação das cargas ambientais da destinação dos baldes à reciclagem ou ao reaproveitamento será utilizada a abordagem de 50%-50%, ou seja, metade dos impactos é associada ao produto que originou o resíduo e metade àquele que utilizou o produto reciclado. O método de avaliação de impacto de ciclo de vida utilizado neste estudo foi organizado pela ACV Brasil em parceria com a consultoria alemã ifeu (Institut für Energie- und Umweltforschung), que contempla as categorias de Esgotamento Abiótico, Aquecimento Global, Acidificação, Eutrofização, Depleção da Camada de Ozônio, Formação de Ozônio Fotoquímico, Uso de Água, Uso da Terra, Energia Primária, Toxicidade Humana e Ecotoxicidade. A revisão interna deste estudo foi realizada por membros internos da empresa condutora do estudo, e a avaliação externa do relatório final pela empresa KPMG. INVENTÁRIO DO CICLO DE VIDA Foram utilizados neste estudo dados da biblioteca de inventários ecoinvent v3.1, internacionalmente reconhecida pela quantidade e qualidade dos seus dados, com o auxílio de literatura disponível, além de dados primários coletados pela Braskem para a polimerização de PP, dados primários coletados por empresa transformadora dos baldes e rótulos de PP, além de dados secundários nacionais. Os dados do propileno e à montante são provenientes do ecoinvent, mas sempre que possível a matriz energética e os transportes são adaptados.

5 O cenário de destino final foi concebido com base no ecoinvent e replicam as características existentes no Brasil, por meio da adaptação de parâmetros disponíveis em planilhas eletrônicas desta biblioteca de inventários. Trata-se de uma customização e objetiva reproduzir lixões, aterros controlados e aterros sanitários. Ainda que tanto o balde de PP quanto o balde de Folha de Flandres possuam destinação final específica, como resíduos perigosos, conforme resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) 307/2002, e não podem, portanto, ser reciclados, nesse estudo computa-se a reciclagem. Essa premissa toma corpo a partir do processo interposto pela Associação Brasileira dos Fabricantes de Tintas (ABRAFATI) ao CONAMA, cujo objetivo é rever essa resolução e permitir a reciclagem desses recipientes. Assim, considera-se que os baldes de PP possuem taxa de reciclagem de 10% [CEMPRE 2014] e aqueles de Folha de Flandres, de 50% [ABEAÇO 2014]. A correlação de fontes de dados, origem e ano de referência para os dados utilizados podem ser resumidamente encontrados na Tabela 2. Tabela 2 Relação dos inventários, fonte e origem de dados e ano de referência. AVALIAÇÃO DE IMPACTO DO CICLO DE VIDA A Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida (AICV) classifica e combina a influência que um aspecto tem sobre meio ambiente, os fluxos de materiais, energia e emissões que permeiam um sistema de produção.

6 Desta forma, uma emissão identificada no Inventário do Ciclo de Vida é convertida em uma contribuição para este problema ambiental, multiplicando-a por um fator de equivalência, denominado fator de caracterização, que é exatamente a comparação entre o elemento escolhido e o potencial de impacto do fluxo em questão. Tome-se como exemplo o CO 2, tem-se ele como base de comparação para Aquecimento Global e faz-se a conversão cientificamente embasada das demais substâncias causadoras deste efeito em equivalentes de CO 2, por meio deste procedimento comparativo. O método de AICV utilizado para quantificar o impacto ambiental dos sistemas de produtos em análise é o resultado de uma compilação de categorias de impacto extraídas de diversos modelos conceituados em estudos do ramo, conforme apresentadas a seguir: Aquecimento Global: mudanças climáticas se referem ao impacto de emissões, denominadas emissões de gases de efeito estufa, no forçamento radiativo da atmosfera. Os fatores de caracterização (em kg equivalentes de dióxido de carbono/kg de emissão) são expressos como potencial de aquecimento global para um horizonte de tempo de 100 anos com base em [IPCC 2007], que representa modelo robusto e bem documentado e alcança alto grau de consenso entre a comunidade científica, sendo recomendado pelo Handbook do ILCD [ILCD 2011]. Depleção da Camada de Ozônio: representa o impacto na atmosfera da Terra, que leva à decomposição de moléculas de ozônio naturalmente presentes, perturbando o equilíbrio molecular na estratosfera. A consequência desse desequilíbrio é que uma maior quantidade de radiação UV-B atinge a superfície da Terra, causando danos a recursos naturais e à saúde humana. Os fatores de caracterização são aplicados nesta categoria com base em [WMO 2010], um método robusto, atualizado e amplamente aceito pela comunidade científica, sendo também recomendado pelo Handbook do ILCD [ILCD 2011]. Os fatores definem potenciais de depleção do ozônio (ODP) de diferentes gases (kg equivalente de CFC-11/kg de emissão). Acidificação: afeta ecossistemas aquáticos e terrestres, alterando o equilíbrio ácidobásico através da entrada de substâncias acidificantes. O Potencial de Acidificação (expresso como kg equivalentes de SO2/kg de emissão) é aplicado aqui como o fator de caracterização, com base em [CML 2001]. O método CML é bem documentado e inclui as substâncias mais importantes para a acidificação. Fatores de caracterização

7 genéricos são utilizados, com base em [Heijungs et al. 2004] e atualizações de [Hauschild and Wenzel 1998]. Eutrofização: inclui os impactos devido a níveis excessivos de macronutrientes em ecossistemas. Compostos contendo nitrogênio e fósforo estão entre os mais eutrofizantes. A eutrofização deve ser diferenciada em função do meio intermediário em que ocorre. O potencial de eutrofização de emissões para o ar e para a água é usado como fator de caracterização, com base em [CML 2001]. Toxicidade Humana (ar, água e solo): inclui impactos das emissões para o ar, água e solo que ameaçam a saúde humana. A toxicidade depende do destino ambiental das substâncias, da exposição dos seres humanos à substância e dos efeitos causados por essas substâncias para os seres humanos. Esta categoria inclui impactos de agentes tóxicos, com base em dados obtidos a partir de estudos de laboratório. Fatores de caracterização são de USEtox [Rosenbaum et al 2008], expressos como CTUh (escores de impacto de toxicidade em humanos em unidades tóxicas comparativas) que proporcionam o aumento estimado da morbidade na população humana global por unidade de massa de uma substância química emitida. Este método é robusto, bem documentado, transparente e apresenta escopo global, sendo também recomendado pelo Handbook do [ILCD 2011]. Ecotoxicidade (ar, água e solo): inclui impactos gerados por emissões para o ar, água e solo que ameaçam a saúde das espécies. A toxicidade depende do destino ambiental das substâncias, da exposição de espécies às substâncias e dos efeitos causados por essas substâncias à espécie. Os fatores de caracterização são retirados também de USEtox [Rosenbaum et al 2008] e expresso em unidades tóxicas comparativos (CTUh), fornecendo uma estimativa da fração potencialmente afetada de espécies integrada ao longo do tempo e do volume por unidade de massa de uma substância química emitida. Oxidação Fotoquímica: é a criação fotoquímica de substâncias reativas (principalmente de ozônio) que afetam a saúde humana e os ecossistemas. Este ozônio ao nível do solo é formado na atmosfera por óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis, na presença de luz solar. São calculados potenciais de criação de ozônio fotoquímico (POCP) (também conhecido como smog de verão) para emissão de substâncias para o ar com base em [CML 2001] e expressos em kg equivalentes de etileno/kg de emissão.

8 Inorgânicos Inaláveis: abrange os efeitos de partículas finas primárias e secundárias, para as quais já foi demonstrada correlação com doenças respiratórias por estudos epidemiológicos. Partículas finas secundárias são quantificadas e agregadas com partículas finas primárias como PM 2,5 equivalentes. Os fatores de caracterização são aplicados a partir de [Humbert et al 2009]. Esgotamento Abiótico: está relacionado com a extração de minerais e de combustíveis fósseis que entram no ecossistema. O fator de depleção abiótica (ADP) é determinado para cada extração de minerais e de combustíveis fósseis (kg equivalentes de antimônio/kg de extração) baseado nas suas reservas e taxa de extração. É obtido com base em [CML 2001], método bem documentado e robusto, relativamente completo para depleção de minerais e combustíveis fósseis, sendo recomendado pelo Handbook do ILCD [ILCD 2011]. Ocupação do Solo: reflete os danos aos ecossistemas devidos aos efeitos da ocupação do solo. A ocupação do solo pode acarretar impactos sobre o ambiente natural, como a perda da biodiversidade devida à redução da área natural disponível. Os fatores de caracterização, expressos em m²a, são retirados de ReCiPe [Goedkoop et al 2009]. Esta categoria é originalmente disposta de forma a agregar o solo agricultável e o urbano, e poderá ser desmembrada. Uso da Água: considerando-se a diminuição da disponibilidade mundial de água doce e da escassez de água em muitas partes do mundo, extrair água em uma área muito seca pode causar danos significativos aos ecossistemas e à saúde humana. No entanto, até agora não há modelos disponíveis para exprimir os danos em nível de ponto final. Fatores em nível de inventário, apenas expressando a quantidade total de água utilizada, são tomados a partir do ReCiPe [Goedkoop et al 2009], representados em m³. Uso de Energia Primária Não-Renovável: a demanda total de energia acumulada é um parâmetro para quantificar o consumo de energia primária de um sistema. Ele é calculado pela soma do conteúdo de energia de todos os combustíveis fósseis, nucleares e renováveis (incluindo biomassa) utilizados. Este indicador é descrito em [VDI 1997]. É uma medida da eficiência energética global de um sistema, independentemente de qual o tipo de fonte de energia utilizada.

9 RESULTADOS As informações fornecidas nesta seção devem ser usadas somente dentro dos limites de contexto e hipóteses deste estudo. Deve-se enfatizar que não é significativo extrair conclusões comparativas entre produtos com base em estágios individuais de ciclo de vida. Além disso, os impactos descritos pela ACV são estimativas dos impactos potenciais em vez de medições diretas dos impactos reais. Abaixo, na Figura 3 e na Figura 4, encontram-se os resultados comparativos deste estudo de Avaliação do Ciclo de Vida. Figura 3 Resultados comparativos da avaliação do ciclo de vida de baldes de 3,6 l para tintas imobiliárias.

10 Figura 4 Resultados comparativos da avaliação do ciclo de vida de baldes de 18 l para tintas imobiliárias. Excetuando-se Uso do Solo, Uso da Água e Ecotoxicidade (Solo) depreende-se que os baldes de PP possui desempenho ambiental superior aos baldes de Folha de Flandres. A análise de contribuição mostra que as etapas de produção da Folha de Flandres e do PP e de injeção do balde plásticos são os responsáveis primários pelos resultados. No caso da opção metálica, a Folha de Flandres pré-processada tem maciça representatividade, sendo determinantes para 100% das categorias analisadas, com exceção de Ecotoxicidade (Solo), em que os transportes são importantes. Por outro lado, no balde de PP, há maior equilíbrio entre as etapas do ciclo de vida de produção, processamento e acabamento final. Os transportes (entre os estágios do ciclo de vida) apresentam maior relevância em Ecotoxicidade e Toxicidade Humana.

11 CONCLUSÕES Os resultados indicam que os baldes de PP possuem desempenho ambiental superior, com exceção de Uso do Solo, Uso da Água e Ecotoxicidade (Solo). Destaca-se a diferença de desempenho ambiental em Ecotoxicidade (Ar e Água) e Toxicidade Humana (Ar e Água), Inorgânicos Inaláveis, Eutrofização e Formação de O 3 Fotoquímico. A análise de contribuição indica que as etapas de processamento do balde de PP, devido ao consumo de energia elétrica, e de produção da Folha de Flandres são as mais representativas para os resultados. Os transportes ganham maior destaque apenas em categorias como Ecotoxicidade (Solo e Ar) e Toxicidade Humana (Ar e Água, para o balde de PP, e Solo e Ar, para o de Folha de Flandres). O cenário de resíduos é mais influente aos sistemas de produto com maior taxa de reciclagem, o que elucida a presença mais relevante para a opção do balde de Folha de Flandres. A escolha por usar o método compilado a partir de modelos bem validados e reconhecidos reduz a incerteza em relação aos métodos de ponto final. A precisão dos fatores de caracterização, entretanto, depende do progresso das pesquisas em andamento nos mais diferentes campos da ciência, em busca de modelos de impacto do ciclo de vida, assim como da integração das descobertas atuais aos métodos operacionais da AICV. A quantificação das incertezas no nível do método de AICV, ainda não é um consenso na comunidade internacional, não existindo nenhum método revisado e reconhecido para tal análise. Assim, conclui-se que os baldes de PP são a melhor opção ambiental para as categorias Aquecimento Global, Uso do Solo Urbano, Ecotoxicidade (Ar), Toxicidade Humana, Esgotamento Abiótico, Depleção da Camada de O 3, Inorgânicos Inaláveis, Acidificação e Eutrofização. As exceções ficam por conta de Uso do Solo Agricultável, Uso da Água e Ecotoxicidade (Solo) (para os baldes de 18 litros), em que a situação inverte-se e os baldes de Folha de Flandres são a alternativa preferível. Para Ecotoxicidade (Água Doce) e Ecotoxicidade (Solo) (para os baldes de 3,6 litros), não é seguro concluir pela preferência de um desempenho ambiental sobre outro.

12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [ABEAÇO 2014] Associação Brasileira de Embalagem de Aço. Reciclagem Acesso em 18/06/2014. [CEMPRE 2014] Compromisso Empresarial para a Reciclagem. Fichas Técnicas: plásticos. Acessado em junho de [Althaus 2007] Althaus, H., Hischier, R., Osses, M., Primas, A., Hellweg, S., Jungbluth, N., Chudacoff, M. Life Cycle Inventories of Chemicals. ecoinvent Report nº 8. Dübendorf, [Doka 2003] Doka G. Life Cycle Inventories of Waste Treatment Services. Relatório do ecoinvent nº 13. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, [IPCC 2007] Fourth Assessment Report Contribution of Working Group I: Technical Summary International Panel on Climate Change. Março, [ILCD 2011] Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European Context. International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook [WMO 2010] Scientific Assessment of Ozone Depletion: World Meteorological Organization, Global Ozone Research and Monitoring Project. Report No. 52, 516 pp., Suíça, [CML 2001] de Bruijn, H., van Duin, R., Huijbregts, M., Lindeijer, E., Roorda, A., van der Ven, B., Weidema e J. B. Guinée, J.B. (Ed.). Centre of Environmental Science. Leiden University (CML): Handbook on Life Cycle Assessment. Operational Guide to the ISO Standards. Final report. Maio [Hauschild and Wenzel 1998] Hauschild M, Wenzel H. Environmental Assessment of Products Vol. 2: Scientific Background, Chapman & Hall, London (UK). [Heijungs et al. 2004] Heijungs R.; Koning, A.; Ligthart, T.; Koreromp, R. Improvement of LCA characterization factors and LCA practice of metals. TNO report R2004/347.

13 Comissionados por International Council on Mining and Metals, CML e TNO: Apeldoorn, [Humbert et al 2009] IMPACT user guide: draft for version 2.1. Quantis, Lausanne, Switzerland. [Rosenbaum et al 2008] USEtox the UNEP-SETAC toxicity model: recommended characterisation factors for Human Toxicity and freshwater Ecotoxicity in life cycle impact assessment. The International Journal of Life Cycle Assessment, Volume 13, Issue 7, pp , nov [Goedkoop et al 2009] ReCiPe 2008, A life cycle impact assessment method which comprise harmonized category indicators at the midpoint and the endpoint level, First edition Report I: Characterisation; 6 Janeiro 2009, 126p. [online]. [VDI 1997] VDI 4600: Kumulierter Energieaufwand (Cumulative Energy Demand). German and English. VDI-Gesellschaft Energietechnik Richtlinienausschuß Kumulierter Energieaufwand. Düsseldorf, 1997