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Pesquisa revela futuro da reciclagem química de resíduos plásticos

Uma nova pesquisa do Cornell College of Engineering visa facilitar o processo de reciclagem química – uma indústria emergente que poderia transformar produtos residuais de volta em recursos naturais, quebrando fisicamente o plástico em moléculas menores a partir das quais foi originalmente produzido.

Em um novo artigo, “Avaliação e Otimização do Ciclo de Vida Conseqüente da Reciclagem Química de Resíduos de Plástico de Polietileno de Alta Densidade”, publicado na edição de 13 de setembro da revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering , Fengqi You, the Roxanne E. e Michael J. Zak Professor em Engenharia de Sistemas de Energia e aluno de doutorado Xiang Zhao detalham uma estrutura que incorpora vários modelos matemáticos e metodologias que incluem tudo, desde equipamentos de reciclagem química, processos e fontes de energia até efeitos ambientais e o mercado de produtos finais.

A estrutura é a primeira análise abrangente desse tipo que quantifica os impactos ambientais do ciclo de vida da reciclagem de resíduos de plástico, como mudanças climáticas e toxicidade humana.

Bilhões de toneladas de plástico foram produzidos desde a década de 1950, mas a maior parte – 91%, de acordo com um estudo frequentemente citado – não foi reciclado. Embora o cultivo de aterros e áreas naturais contaminadas estejam entre as preocupações, a falha em reduzir e reutilizar o plástico também é vista por alguns como uma oportunidade econômica perdida.

É por isso que a indústria emergente de reciclagem química está atraindo a atenção da indústria de resíduos e de pesquisadores como você, que está ajudando a identificar tecnologias ideais para a reciclagem química e fornecendo um roteiro para o futuro da indústria.

A reciclagem química não apenas cria uma “economia circular”, na qual um produto residual pode ser transformado em um recurso natural, mas também abre a porta para plásticos como o polietileno de alta densidade – usado para produzir itens como garrafas rígidas, brinquedos , tubulações subterrâneas e envelopes de pacotes postais – para serem reciclados com mais freqüência.

Sua estrutura pode quantificar as consequências ambientais da dinâmica do mercado que as avaliações típicas de sustentabilidade do ciclo de vida negligenciariam. É também o primeiro a combinar a otimização da superestrutura – uma técnica computacional para pesquisar um grande espaço combinatório de caminhos de tecnologia para minimizar custos – com análise do ciclo de vida, informações de mercado e equilíbrio econômico.

O artigo destaca os benefícios da otimização consequencial do ciclo de vida quando comparada com ferramentas analíticas mais tradicionais. Em um cenário, para maximizar os resultados econômicos ao mesmo tempo em que minimiza os impactos ambientais, a otimização do ciclo de vida produziu uma redução de mais de 14% nas emissões de gases de efeito estufa e uma redução de mais de 60% da poluição fotoquímica do ar quando comparada com a abordagem de avaliação do ciclo de vida atribucional normalmente utilizado em estudos de avaliação ambiental.

Embora a análise forneça aos especialistas da indústria e formuladores de políticas um caminho geral para o avanço da reciclagem química e uma economia circular para plásticos, inúmeras opções e variáveis ​​ao longo do caminho tecnológico devem ser consideradas. Por exemplo, se a demanda do mercado por produtos químicos básicos como etileno e propileno for forte o suficiente, a estrutura recomenda um tipo específico de tecnologia de separação química, enquanto se butano ou isobuteno são desejados, outro tipo de tecnologia é ideal.

“É um processo químico e existem tantas possibilidades”, disse você. “Se quisermos investir em reciclagem química, que tecnologia usaremos? Isso realmente depende da composição de nossos resíduos, as variantes do plástico de polietileno , e depende dos preços de mercado atuais para produtos finais como combustíveis e hidrocarbonetos.”

As consequências ambientais da reciclagem de produtos químicos dependem de variáveis ​​como o processo do fornecedor de matérias-primas e produtos químicos. Por exemplo, a estrutura descobriu que produzir buteno no local, em vez de tê-lo fornecido, pode reduzir a poluição fotoquímica do ar de usinas de reciclagem em quase 20%, enquanto o uso de gás natural no local aumenta mais de 37% da radiação ionizante potencialmente prejudicial.

“Sempre há algo que podemos mudar e ajustar na tecnologia e no processo, e essa é a parte complicada”, disse You, que acrescentou que, à medida que novas técnicas de reciclagem química surgem e os mercados mudam, a consequente otimização do ciclo de vida continuará a ser uma ferramenta poderosa para orientar a indústria emergente.


Fonte: Xiang Zhao et al, Avaliação do Ciclo de Vida Consequencial e Otimização da Reciclagem Química de Resíduos de Plástico de Polietileno de Alta Densidade, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2021). DOI: 10.1021 / acssuschemeng.1c03587

Eudes

Especialista na Gestão Industrial e Liderança Produtiva no mercado de Embalagens flexíveis, Rótulos e Corrugados.

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