RECICLAGEM DE GARRAFAS DE ÁGUA MINERAL

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1 RECICLAGEM DE GARRAFAS DE ÁGUA MINERAL Rafael Gustavo Jaeger Graduando em Engenharia de Produção. Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Av. Independência 2293 CEP: Santa Cruz do Sul- RS- Brasil. Telefone: (0xx- 51) Aline Lawisch Alves Bolsista de Iniciação Científica. Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Av. Independência 2293 CEP: Santa Cruz do Sul- RS- Brasil. Telefone: (0xx-51) Cintia Silveira Bolsista de Iniciação Científica. Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 Leandro Ricardo Wickert Bolsista de Iniciação Científica. Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 Daniela Zambelli Mezalira Bolsista de Iniciação Científica. Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 Cláudia Mendes Mählmann Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 Adriane de Assis Lawisch Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 Liane Mählmann Kipper Departamento de Química e Física- Universidade de Santa Cruz do Sul, Endereço: idem ao 1 ABSTRACT The growing use of the plastics, comes causing a great garbage accumulation in sanitary embankments of the whole world. It appears the recycling then as an exit for several environmental problems, such as, raw material shortage and environmental pollution. The recycling, besides decreasing the amount of garbage in the embankments increasing the time of use of the same, can generate employment and to promote the environmental understanding. Thus, he/she took place the mechanical recycling of plastics, being produced films of PP with the objective of making comparative analyses that checked the obtained quality of the recycled. The confirmation of the existent quality in the recycled plastic will contribute to change of the human being posture in relation to the final destiny of the generated residues. The pressed material obtained in the development of this work was shown potentially usable, for its transparency, homogeneity and simplicity of the used process. KEYWORD : mechanical recycle; quality; plastic. ENEGEP 2002 ABEPRO 1

2 1.INTRODUÇÃO Com a utilização crescente de objetos e embalagens que utilizam plásticos na sua composição, a geração de resíduos deste material tem aumentado significativamente, causando grandes problemas quanto ao seu destino final, pois os plásticos, geralmente, ocupam volumes consideráveis considerando a pequena massa que este material apresenta. A reciclagem deste tipo de material tem se mostrado uma alternativa viável para resolver problemas como o destino final de resíduos plásticos e a degradação ambiental provocada pelos processos industriais. Para que a reciclagem obtenha a viabilidade e sucesso necessários é imprescindível o envolvimento da comunidade, bem como do poder público, pois um dos maiores problemas observados reside na mistura feita deste material, principalmente com matéria orgânica, quando depositado nos lixos, ou quando da coleta do mesmo. A coleta seletiva, bem como campanhas de esclarecimentos, se mostram extremamente necessários para garantir a possibilidade de reciclagem de plásticos. Dentre os processos de reciclagem existentes, o mais utilizado é o mecânico. Neste trabalho avaliamos a reciclagem por prensagem de polipropileno, utilizando garrafas de água mineral, comparando com características deste material virgem, e em mistura de material reciclado e virgem. 2.JUSTIFICATIVA E PRESSUPOSTOS TEÓRICOS A reciclagem de materiais, principalmente resíduos sólidos plásticos, é uma atividade que vem se desenvolvendo pela força de seu mercado, que é basicamente composto por consumidores com consciência ambiental e que procuram produtos condizentes com sua filosofia. Segundo Pauli (1996), a primeira revolução verde objetivou o rendimento de produtos ecologicamente corretos. Agora chegou a hora, não de esperar que a terra produza mais, mas de esperar que o homem faça mais com o que a terra produz. Portanto, mapeamento do processo, qualidade total e outros itens comuns no meio empresarial e produtivo devem fazer parte da mentalidade de quem trabalha com reciclagem. O gerenciamento ecológico necessita da passagem do pensamento mecanicista para o pensamento sistêmico. Um aspecto essencial desta mudança é que a percepção do mundo como máquina cede lugar à percepção do mundo como um sistema vivo, esta idéia nos leva a valorizar a reciclagem, pois a visão sistêmica nada mais é do que esquecer o controle e a dominação, e pensar em cooperação e parceria, como os sistemas naturalmente sustentáveis que a natureza nos apresenta como exemplo (Callembach, 1993). Estes fatores somados ao surgimento de novas tecnologias de reciclagem de materiais, induzem o mercado consumidor a exigir produtos reciclados com boa qualidade. Assim, torna-se fundamental um rígido controle de qualidade que contribua para uma melhor aceitação dos produtos reciclados, por parte dos consumidores, aumentando também seu valor agregado. Dentre os vários tipos de materiais que podem ser reciclados, tem-se o plástico que pode ser reciclado de três formas: química, energética e mecânica. A reciclagem química reprocessa plásticos transformando-os em petroquímicos básicos: monômeros ou misturas de hidrocarbonetos, que servem como matéria-prima ENEGEP 2002 ABEPRO 2

3 para a obtenção de produtos nobres de elevada qualidade. O objetivo é a recuperação dos componentes químicos individuais para reutilizá-los como produtos químicos ou para a produção de novos plásticos (PLASTIVIDA, 2001). Esta forma de reciclagem permite tratar mistura de plásticos, reduzindo custos de pré-tratamento, custos de coleta e seleção. Além disso, a reciclagem química permite produzir plásticos novos com a mesma qualidade de um polímero original. É importante ressaltar que os materiais obtidos por este processo de reciclagem necessitam de um tratamento dispendioso na purificação final, sendo só indicado para produtos de alto valor econômico (CORPUS SANEAMENTO E OBRAS, 2001). Na reciclagem energética o objetivo é a queima do plástico em incineradores especiais gerando energia. Entretanto existe, nesse caso, um grande inconveniente, pois a queima do plástico gera outros resíduos sólidos e gasosos. Para realizar a reciclagem mecânica é necessário que o plástico a ser reciclado passe pelas etapas: separação, moagem, lavagem, secagem, aglutinação e extrusão. O processo de separação pode ser executado manualmente ou por processos físico-químicos. O plástico, após separado, é moído em pequenos fragmentos. Logo após é feita a limpeza do plástico picotado, afim de separar todo e qualquer contaminante. A próxima etapa é a secagem, visando a obtenção de uma boa homogeneização do material. Após o material aglutinado, sendo aquecido formando uma farinha, que é borrifada com água, dando origem a grânulos com volume e peso apropriados, facilitando a entrada do produto em uma extrusora. A etapa final da reciclagem mecânica é feita normalmente por uma extrusora, onde pode-se obter diretamente o produto final, que é o caso de mangueiras ou filmes plásticos, ou então granulados, que servirão de matéria-prima para formação de produtos por injeção, sopro, entre outros. Com a finalidade de estudar a qualidade dos materiais processados pela reciclagem mecânica foi escolhida a garrafa de água mineral de polipropileno(pp). Esse material coletado na UNISC é de fácil obtenção e se encontra em boas condições de limpeza, o que facilitou algumas etapas do processo de reciclagem. Como não se dispunha de um processo de extrusão para a realização de uma reciclagem mecânica completa, utilizou-se o processo de termo-prensagem, que consiste na utilização de uma prensa com aquecimento. O PP apresenta boa estabilidade térmica, rigidez, resistência química, resistência ao impacto (exceto em baixas temperaturas), estabilidade dimensional, transparência e translucidez. É um polímero branco, opaco, com cristalinidade entre 60 70% e com densidade de 0,90 a 0,91 g/cm³. Permeabilidade muito baixa a água e alta ao oxigênio. Excelentes características de isolamento térmico. Possui aplicações em componentes automobilísticos, armação de cadeiras, brinquedos, recipientes, embalagem de produtos diversos, utensílios de hospitais e laboratórios, entre outros (Lucca, 1999). O material plástico reciclado possui características que permitem sua utilização em diversas aplicações, possuindo a qualidade desejada e um menor custo de processamento. Ensaios físico-químicos tornam-se necessários para a comprovação da qualidade do material reciclado pelo processo mecânico. Atualmente o PP reciclado é utilizado na produção de utensílios domésticos. ENEGEP 2002 ABEPRO 3

4 3.METODOLOGIA 3.1. Amostragem e Preparação das amostras Foram utilizadas garrafas de água mineral sem gás de polipropileno e o polipropileno virgem. Primeiramente as garrafas, foram lavadas com água, e secas a temperatura ambiente. Em seguida foram picotadas. Estes pedaços foram fundidos em uma prensa com aquecimento, com a ajuda de duas chapas de zinco, produzindo filmes plásticos. Para a fundição da amostra utilizou-se uma temperatura de aquecimento da prensa de 160 º C e uma pressão máxima de 8 toneladas durante 5 minutos. Para a resina virgem de polipropileno também foram produzidos filmes, que foram apenas fundidos na prensa sob as mesmas condições utilizadas para o material reciclado. Também foi preparada uma mistura com 50% de polipropileno virgem e 50% de polipropileno das garrafas de água mineral sem gás Ensaios Físico-Químicos Ensaio de dureza Shore D: É a resistência à penetração ou ao risco, seguindo o método de ensaio ASTM D Determinação do índice de fluidez: Para a realização deste ensaio utilizouse a norma ASTM D1238 método A. Utilizou-se um peso de 2,16Kg e um tempo de corte de 30 segundos Ensaio de densidade: Neste ensaio de densidade dos materiais foi utilizado o Princípio de Arquimedes Deformação frente a temperatura: Para este ensaio foi utilizada uma estuda com circulação de ar. Fez-se um teste preliminar para verificar a faixa de temperatura em que o plástico iniciava sua deformação. Após foram feitos os testes utilizando-se como temperatura inicial de 150 º C durante 2 minutos. Variou-se a temperatura em 10 º C. Foi observada a reação do material verificando o aparecimento ou não de algum tipo de deformação visível Ensaio de Espectofotometria na região do Infravermelho: Para esta análise seguiu-se um procedimento padrão para todas as amostras de material. A leitura das amostras foram feitas num Espectrofotômtro FT-IR NICOLET MAGNA 550. ENEGEP 2002 ABEPRO 4

5 4.RESULTADOS OBTIDOS Foram produzidas cinco amostras de filmes plásticos de PP virgem, cinco amostras de PP reciclado e cinco amostras da mistura dos dois, denominado misto. Os filme de PP virgem apresentaram uma coloração branco leitosa, o PP reciclado uma cor azul, devido a coloração das garrafas. A mistura teve uma cor predominante azul com rajadas brancas. Todos apresentaram boa aparência. Na Figura 1 apresentamos o PP virgem em filme e pelets, e o PP reciclado em filme e picotado. Figura 1. Polipropileno virgem (leitoso) e Polipropileno reciclado (azulado) Ensaio de Determinação do Índice de Fluidez A Tabela 1 apresenta os índices de fluidez obtidos do PP virgem, misto e reciclado. Tabela 1 - Índice de fluidez das amostras de PP virgem, reciclado e misto. Amostra de PP Índice de Fluidez (g/10min) Virgem 5,39 Reciclado 3,64 Misto 6, Ensaio de Densidade Os resultado do ensaio de densidade dos materiais são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2. Resultados de densidade. Amostra de PP Densidade (g/cm³) Virgem 0,9025 Reciclado 0,8289 Misto 0,9214 ENEGEP 2002 ABEPRO 5

6 Os valores tabelados de densidade do PP variam entre 0,90 a 0,91 g/cm³, sendo que, para o reciclado foi observado valor inferior, e para o reciclado misto valor superior Ensaio de Dureza A Tabela 3 apresenta os resultados obtidos no ensaio de dureza. Tabela 3. Resultados de dureza. Amostra de PP Dureza Shore D Virgem 66,8 Reciclado 67,6 Misto 66, Ensaio de Especfotometria de Infravermelho Nas Figuras 2,3 e 4 são apresentados os espectros obtidos, onde observou-se o perfil do material, sendo que não foram observadas alterações consideráveis após a realização do processo de termo-prensagem. Figura 2. Espectro no Infravermelho do material misto ( 50%virgem e 50% reciclado). Figura 3. Espectro no Infravermelho do polipropileno virgem. ENEGEP 2002 ABEPRO 6

7 Figura 4. Espectro no Infravermelho do polipropileno reciclado. 4.5.Resultado das observações feitas variando o aquecimento das amostras Com a realização deste ensaio verificou-se que a deformação do plástico ocorria na faixa de 150 o 180 o C. Os resultados obtidos encontram-se na Tabela 4. Amostra Tabela 4 Resultados obtidos da exposição da amostra variando a temperatura. Temperatura de exposição ( o C) Plástico virgem Plástico misto Plástico reciclado 150 Não deformou Não deformou Não deformou 160 Não deformou Não deformou Deformou 170 Deformou Não deformou Deformou Não deformou Não deformou Não deformou 160 Não deformou Não deformou Não deformou 170 Não deformou Deformou Não deformou 180 Deformou - Deformou 150 Não deformou Não deformou Não deformou 160 Não deformou Não deformou Não deformou 170 Deformou Não deformou Não deformou Deformou Deformou 5. CONCLUSÃO O processo de reciclagem utilizado, prensagem com aquecimento, apresenta simplicidade no manuseio dos equipamentos e processamento, possibilitando a obtenção filmes reciclados com dimensões limitadas ao tamanho e características das placas da prensa. O material reciclado obtido apresentou características que viabilizam sua utilização para diversos fins, pois comparando os resultados entre os três tipos de amostras testadas observamos poucas diferenças. É importante considerarmos que o ganho ENEGEP 2002 ABEPRO 7

8 ambiental, pela reutilização de um bem não renovável e diminuição dos plásticos em aterros sanitários, é impossível de ser quantificado, por isso pesquisas envolvendo o tema que exploramos são de suma importância para garantia de nossa qualidade de vida. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CALLEMBACH, Ernest. Et al. Gerenciamento Ecológico. São Paulo: Cultrix, CORPUS SANEAMENTO E OBRAS. A reciclagem dos resíduos. Acessado em 14 de Março de LUCCA, J. Embalagens Plásticas Utilizadas na Indústria de Alimentos. Santa Cruz do Sul: UNISC, PAULI, Guinter. Emissão Zero. A busca de novos paradigmas. Porto Alegre: EDIPUCRS, 1996, p PLASTIVIDA. Reciclando. Acessado em 13 de Março de ENEGEP 2002 ABEPRO 8