Passaporte para a circularidade de plásticos incompatíveis com a reciclagem mecânica, a reciclagem química anda longe de ser unanimidade mundial. De dois anos para cá, cresce, em particular nos EUA e Alemanha, a rejeição à definição da tecnologia como reciclagem química sob a alegação do plástico recuperado ser uma parcela menor dos vários materiais por ela gerados e pelo fato de uma corrente de analistas enxergar no processo uma mera queima de lixo, caso da autarquia ambiental americana Environmental Protection Agency (EPA). Outra ala de críticos questiona a circularidade da reciclagem química por achá-la eletrointensiva e por liberar gases de efeito estufa. No plano da combinação da viabilidade econômica com a imagem de solução para o aquecimento global, a reciclagem química derrapa no salgado custo das suas instalações e na insuficiência de plantas e capacidades produtivas para diminuir de forma expressiva o descarte incorreto de milhões de toneladas anuais de plástico pós-consumo. Os predicados e flancos vulneráveis que hoje determinam a visão controversa da reciclagem química são esclarecidos sem partidarismo e com muito lastro técnico nesta entrevista de Alice Medeiros de Lima, professora doutora do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR).
Concorda com a visão da EPA, da reciclagem química como uma variante da incineração, ou a considera uma tecnologia específica para a reciclagem avançada de plásticos pós-consumo?
A reciclagem química é um tópico complexo e, de certa forma, controverso, principalmente quando se discute sua semelhança com a incineração e o verdadeiro papel na economia circular. Embora a EPA critique processos como pirólise e gaseificação, classificando-os como semelhantes à incineração por causa das emissões de poluentes, a reciclagem química apresenta, na verdade, uma gama de abordagens distintas, incluindo plásticos para combustíveis (plastics-to-fuels) e plásticos para produtos químicos (plastics-to-chemicals). Cada uma dessas abordagens tem diferentes objetivos e impactos, o que torna essencial uma análise mais detalhada e uma regulamentação específica para cada tipo de processo.
As dúvidas e incertezas do mercado partem, então, da diversidade de abordagens referentes a essa tecnologia?
A variedade de processos intitulados de reciclagem química gera confusão sobre o que realmente constitui a reciclagem avançada de plásticos. No processo de plásticos para combustíveis (plastics-to-fuels), para citar um caso, plásticos são convertidos em combustíveis posteriormente queimados, liberando CO₂ e outros poluentes, o que pode aproximar esse processo da incineração em termos de impacto ambiental. Por exemplo, a incineração pode gerar de até 4.605 g de CO₂ por kg de plástico [1], enquanto a conversão para combustíveis também resulta em emissões consideráveis. Embora a pirólise (um método comum no processo plastics-to-fuels) seja considerada menos poluente do que a incineração direta, ainda assim gera emissões significativas. A pirólise emite cerca de 50% menos CO₂ do que a incineração, mas continua a ser uma fonte relevante de poluentes atmosféricos [2, 3]. Além disso, o uso do óleo resultante da pirólise pode levar à emissão de mais óxidos de nitrogênio e carbono do que combustíveis convencionais. Ambientalistas, como os do movimento ‘Break Free From Plastic’ [4], argumentam que converter plásticos em combustível não deveria ser classificado como reciclagem, pois o destino final é a combustão, semelhante à incineração. Já o processo de conversão de plásticos em produtos químicos (plastics-to-chemicals) envolve a produção de produtos químicos que podem ser usados como matérias-primas industriais, promovendo redução na necessidade de matéria-prima virgem ao integrar esses materiais de volta ao ciclo produtivo.
Como este quadro afeta a identificação técnica da reciclagem química ?
A regulamentação enfrenta desafios significativos para classificar corretamente esses processos, devido à sua variedade. Em países como os EUA, a EPA ainda debate a possibilidade de regulamentar processos de reciclagem química, visto que não promovem a circularidade verdadeira e produzem emissões consideráveis, incluindo dioxinas e outros compostos químicos nocivos [5]. Essa complexidade torna difícil estabelecer normas claras e específicas, e a falta de uma regulamentação diferenciada pode levar ao greenwashing, quando práticas de reciclagem química são promovidas como sustentáveis sem uma análise rigorosa dos impactos ambientais envolvidos.
A reciclagem química pode ser vista como uma tecnologia de transição para reduzir a dependência de matéria-prima virgem, especialmente em um cenário onde a reciclagem mecânica não é viável para certos tipos de plásticos pós-consumo. Estudos [6, 7] indicam que a reciclagem de PET via pirólise, por exemplo, pode alcançar uma alta taxa de conversão em monômeros, o que permite um reaproveitamento valioso, contribuindo para a economia circular. No entanto, se não houver regulamentações rigorosas e transparência sobre os diferentes processos, há o risco de a reciclagem química ser implementada de forma ineficaz e com impacto ambiental comparável ao da incineração.
Assim, a reciclagem química, apesar de compartilhar alguns desafios com a incineração, é uma tecnologia específica e promissora para o tratamento de plásticos pós-consumo, com potencial de promover circularidade, desde que regulamentada adequadamente. Para que ela se diferencie efetivamente da incineração, é essencial uma nomenclatura clara e regulamentações específicas que considerem os impactos ambientais e o destino dos produtos finais, seja na forma de combustíveis, químicos ou monômeros reciclados. Em última análise, a reciclagem química pode ser uma ferramenta importante, mas apenas se implementada com cautela e transparência, como parte de uma estratégia mais ampla de sustentabilidade.
Além de um punhado de analistas e legisladores rejeitar, nos países desenvolvidos, a terminologia “reciclagem química”, críticos desse processo o consideram eletrointensivo (ponto falho em sustentabilidade) e alegam que uma redução satisfatória do volume (crescente) de sucata plástica imprópria para reciclagem mecânica exigiria de imediato, na atual crise climática, uma quantidade de caras recicladoras químicas muitíssimo acima do número e das capacidades das poucas plantas existentes. Esse cenário demonstra, como dizem alguns ativistas, que a reciclagem química é um falso brilhante para o grande público, uma tecnologia paliativa e incompatível com a urgência hoje requerida pelo combate às mudanças climáticas?
A reciclagem química é vista por alguns como insustentável, principalmente devido ao seu elevado consumo energético. Estudos [7] indicam que o custo da reciclagem química, incluindo a recuperação de monômeros de resíduos plásticos como o PET, permanece alto, necessitando de otimizações para alcançar uma viabilidade econômica sustentável em larga escala. Hoje em dia, a infraestrutura necessária para tratar resíduos plásticos de maneira significativa através da reciclagem química é limitada. Outro estudo [8] reporta que seria necessário um número substancial de novas instalações para atender a demanda crescente, o que implicaria um aumento significativo no consumo de recursos e energia, comprometendo a viabilidade ambiental e econômica do processo. A falta de uma infraestrutura adequada também significa que, no curto prazo, a reciclagem química não consegue competir com métodos mais estabelecidos em termos de eficiência energética.
As propriedades das resinas, diferentes entre si, podem influir na eficácia da reciclagem química?
A reciclagem química pode expandir tanto o mercado quanto a fração de materiais recicláveis, mas isso depende das características dos polímeros. Alguns deles podem e devem ser despolimerizados para retornar aos monômeros originais, como PET e poliamidas, que apresentam calor de despolimerização baixo a moderado (ΔH < 70 kJ/mol). Em geral, esses polímeros resultam de polimerizações de condensação e são mais eficientes para reciclagem química. Já os poliolefinas são recomendadas para conversão em matérias-primas genéricas, pois têm alto consumo de energia quando despolimerizadas até monômeros. No entanto, existem polímeros, como PVC, que são muito difíceis de reciclar e apresentam grande demanda de recursos e energia, o que exige outro tipo de solução [9].
Embora a reciclagem química enfrente limitações consideráveis, ela pode desempenhar um papel importante como tecnologia de transição. Em um cenário onde as alternativas avançadas de reciclagem ainda estão em desenvolvimento, essa abordagem pode complementar a reciclagem mecânica para tipos de plásticos que não podem ser recuperados por meios convencionais. Dessa forma, a reciclagem química ajuda a reduzir a dependência de matéria-prima virgem, ainda que não deva ser vista como uma solução final para a sustentabilidade.
Em síntese, a reciclagem química pode ser vista como uma solução paliativa e transitória. Ela representa um ‘falso brilhante’ quando apresentada como a solução principal para a crise de resíduos, pois sua sustentabilidade depende de avanços tecnológicos e regulamentações que incentivem práticas energeticamente eficientes e ambientalmente responsáveis. Sua efetividade, portanto, dependerá de melhorias contínuas e de uma aplicação cautelosa dentro de uma estratégia mais ampla de combate à crise climática e de desenvolvimento de alternativas mais sustentáveis e circulares.
Resinas recicladas não são o único material resultante da reciclagem avançada de resíduos poliméricos e, para ela ser bem sucedida, o plástico pós-consumo deve passar por pré-preparo rigoroso na purificação e descontaminação. Como avalia a custo/benefício técnico, econômico e sustentável da operação da reciclagem química versus a alternativa mais simples e acessível da queima, para gerar energia, do lixo plástico mecanicamente irreciclável?
A reciclagem química e a queima de resíduos plásticos irrecicláveis mecanicamente representam duas abordagens distintas para o gerenciamento de resíduos, cada uma com vantagens e desvantagens específicas. Enquanto a queima é um método simplificado e acessível, a reciclagem química apresenta um potencial mais significativo em termos de economia circular, mas requer um custo inicial elevado e maior consumo de energia.
A reciclagem química oferece um caminho tecnicamente avançado para converter resíduos plásticos em produtos de maior valor agregado, como monômeros e hidrocarbonetos, que podem ser reutilizados na fabricação de novos materiais plásticos. Em especial, a pirólise, uma das principais tecnologias de reciclagem química, permite a conversão de grandes volumes de resíduos. Estudos [10] para uma planta com capacidade de processar 240 toneladas diárias de resíduos plásticos mistos, convertendo-os em produtos como nafta e BTX (mistura de benzeno, tolueno e xileno), reportam custo de produção para BTX em torno de $1,07/kg, comparado aos $0,68/kg do BTX derivado de petróleo. Embora competitivo, esse valor ainda é superior ao de fontes fósseis, destacando que a reciclagem química ainda enfrenta desafios econômicos, especialmente em relação aos custos com catalisadores e outras matérias-primas necessárias no processo.
A reciclagem química exige um pré-tratamento rigoroso dos resíduos plásticos, que envolve etapas de purificação e descontaminação, como lavagem e remoção de metais, elevando a complexidade e o custo operacional do processo. Além disso, a reciclagem química é altamente intensiva em energia e pode gerar emissões de gases de efeito estufa significativas, com estudos apontando emissões até 3,8 vezes superiores às dos processos petroquímicos convencionais [7, 8]. Essas emissões incluem tanto CO₂ quanto outros poluentes provenientes da decomposição dos plásticos e dos resíduos de pirólise. No entanto, com investimentos em captura de carbono e recuperação de energia, esses impactos ambientais podem ser reduzidos, tornando a reciclagem química uma alternativa mais alinhada com práticas sustentáveis.
Ainda no plano da sustentabilidade, como avalia a complexidade técnica da pirólise?
Quando realizado em escala industrial, esse processo requer controle rigoroso de temperatura e agitação para minimizar a deposição de coque e maximizar os rendimentos de óleo. O processo consome de 1,5 a 2 GJ (giga joule) de energia por tonelada de produto líquido. Isso equivale a menos da metade da energia disponível nos gases produzidos, permitindo que o processo seja parcialmente autossustentável ao reutilizar subprodutos energéticos [9]. Contudo, para transformar o óleo de pirólise em produtos químicos de alto valor, são necessárias tecnologias adicionais, como o craqueamento a vapor, que consome entre 14 e 17 GJ de energia por tonelada – uma necessidade que se compara à produção de hidrocarbonetos a partir do petróleo bruto, elevando ainda mais o consumo energético total do processo [11] .
A queima de resíduos plásticos para geração de energia representa uma solução técnica mais simples, pois requer menos etapas de pré-tratamento e pode ser aplicada de forma rápida e econômica. É uma alternativa viável para resíduos plásticos que não podem ser reciclados mecanicamente e que não têm viabilidade econômica para reciclagem química. No entanto, essa prática apresenta limitações importantes do ponto de vista ambiental. Embora seja uma solução acessível, a queima gera emissões significativas de CO₂ e outros poluentes, e não contribui para a circularidade dos materiais. No longo prazo, a incineração de resíduos plásticos perpetua a necessidade de novas matérias-primas virgens, limitando o potencial de reaproveitamento de recursos e contribuindo para o aumento das emissões globais de gases de efeito estufa.
A escolha entre reciclagem química e queima de resíduos plásticos depende dos objetivos específicos do gerenciamento de resíduos. Se o foco é alcançar uma abordagem mais circular e sustentável, a reciclagem química, mesmo com altos custos e consumo energético, oferece vantagens ao permitir o reaproveitamento de materiais e reduzir a dependência de matéria-prima virgem. Apesar de os custos operacionais e os desafios técnicos serem consideráveis, a reciclagem química é uma opção mais viável para o futuro da economia circular, desde que existam incentivos e regulamentações para promover práticas energeticamente eficientes.
Por outro lado, a queima, embora mais acessível e rápida, é uma solução de curto prazo que não permite a reintegração de materiais na cadeia produtiva, contribuindo apenas para a geração de energia e eliminando os resíduos de forma irreversível. A incineração é, portanto, uma alternativa paliativa que atende à demanda por descarte rápido, mas que não contribui para um ciclo de vida sustentável dos materiais plásticos. Assim, em um contexto de transição para uma economia mais circular, a reciclagem química representa um caminho com maior potencial de longo prazo, mas que exige investimentos, inovações tecnológicas e regulamentações para atingir um nível de sustentabilidade compatível com as necessidades ambientais e econômicas globais.
Poderia explicar o estudo sobre reciclagem de polímeros que está sendo realizado pelo seu grupo de trabalho na UFSCAR?
Faço parte do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT, https://inctcircularidade.com/) – Circularidade em Materiais Poliméricos, iniciativa para promover a transição da economia linear para a circular no setor de plásticos no Brasil. O projeto está estruturado em cinco Work Packages (WPs), cada um com objetivos específicos e que, em conjunto, buscam aprimorar a sustentabilidade e eficiência na cadeia produtiva de materiais poliméricos. Temos mais de 60 pesquisadores envolvidos de diversas instituições do país.
Qual o foco específico dos cinco WPs?
No WP1 (Mitigação do consumo de recursos naturais virgens), visamos reduzir a dependência de recursos naturais virgens na produção de polímeros. O foco está no desenvolvimento de técnicas que aproveitam resíduos agroindustriais e outras biomassas para a criação de moléculas fundamentais, como CO₂ e CH₄, que podem ser recuperadas e reutilizadas. A abordagem inclui o uso de ‘blocos de construção’ derivados da biomassa para produzir novos materiais, promovendo uma cadeia mais sustentável e integrando recursos renováveis ao ciclo produtivo.
O WP2 (Extensão do ciclo de vida) busca aumentar a durabilidade e a reciclabilidade dos materiais poliméricos. Estudos focam em melhorar a resistência e compostabilidade dos polímeros e desenvolver materiais mais facilmente reutilizáveis na cadeia produtiva. Tecnologias como a modificação química dos polímeros e o uso de catalisadores avançados são exploradas para permitir que materiais compostáveis ou recicláveis retornem ao ciclo produtivo, prolongando seu uso e minimizando a geração de resíduos.
O WP3 (Destinação e tratamento pós-consumo) foca em estratégias de tratamento para resíduos pós-consumo e explora diversos métodos de reciclagem, incluindo a reciclagem química, biológica e energética. Entre as metodologias em destaque estão a pirólise de plásticos para recuperação de monômeros e a biodigestão integrada, que visa o reaproveitamento de resíduos orgânicos e a separação de componentes multicomponentes. Além disso, o WP3 considera o uso de tecnologias inovadoras, como extração com CO₂ supercrítico, para aumentar a eficiência e sustentabilidade desses processos.
O WP4 (Controle de qualidade e redução de contaminantes) visa monitorar e reduzir a geração de micro e nanoplásticos, desafio significativo na cadeia produtiva e no tratamento de resíduos. São desenvolvidas metodologias avançadas para detecção de microcontaminantes usando técnicas analíticas como microtomografia e fluorescência de raios-X. A abordagem visa não apenas detectar esses contaminantes, mas propor formas de mitigá-los ao longo do ciclo de vida dos polímeros, contribuindo para uma cadeia de produção mais limpa e sustentável.
No WP5 (Ferramentas e indicadores quantitativos), o estudo busca fornecer uma compreensão abrangente dos impactos ambientais e econômicos dos polímeros utilizando análise do ciclo de vida (LCA) e avaliação técnico-econômica (TEA). Utilizando metodologias baseadas nas normas ABNT ISO, o WP5 avalia desde a produção agrícola e/ou extração e tratamento/processamento dos materiais até o fim de vida do material. Essa análise permite identificar pontos críticos e oportunidades de melhoria, fornecendo subsídios para a criação de polímeros com menor impacto ambiental e maior viabilidade econômica. Eu trabalho especificamente no WP5 e, no momento, conduzimos exames de avaliação técnica, econômica e ambiental de processos de reciclagem química no Brasil, com o objetivo de identificar práticas mais sustentáveis e adaptáveis às condições locais.
Quais os focos das pesquisas do INCT no âmbito dos plásticos e como a cadeia do material pode desfrutar e participar mais a fundo dessas atividades?
Eu agrupo a atuação do instituto nos cinco tópicos seguintes:
- Sustentabilidade ambiental – promoção de materiais e processos mais sustentáveis, contribuindo para a redução do impacto ambiental associada à produção e descarte de plásticos.
- Inovação tecnológica – o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem e processamento aumenta a eficiência e a qualidade dos materiais recuperados, agregando valor à cadeia produtiva.
- Competitividade industrial – a transferência de tecnologias inovadoras para a indústria nacional fortalece a competitividade do setor plástico brasileiro no mercado global.
- Engajamento social– as iniciativas de educação e conscientização promovem uma cultura de consumo responsável e incentivam práticas sustentáveis.
- Apoio a políticas públicas – a elaboração de propostas embasadas em pesquisas científicas auxilia na criação de políticas públicas eficazes que promovam a economia circular no setor de plásticos.
Referências
- Eriksson, O., & Finnveden, G. (2009). Plastic waste as a fuel – CO₂-neutral or not? Energy & Environmental Science, 2(9), 907. https://doi.org/10.1039/b908135f
- Tan, A. F. J., Yu, S., Wang, C., Yeoh, G. H., Teoh, W. Y., & Yip, A. C. K. (2024). Reimagining plastics waste as energy solutions: Challenges and opportunities. NPJ Materials Sustainability, 2(1), 1–7. https://doi.org/10.1038/s44296-024-00007-x
- Kabeyi, M. J. B., & Olanrewaju, O. A. (2023). Review and design overview of plastic waste-to-pyrolysis oil conversion with implications on the energy transition. Journal of Energy, 2023, e1821129. https://doi.org/10.1155/2023/1821129
- Break Free From Plastic. (n.d.). Disponível em https://www.breakfreefromplastic.org/
- EPA. (n.d.). EPA proposes new protections for communities from fuels made using plastic waste-based feedstocks. Disponível em https://www.epa.gov/chemicals-under-tsca/epa-proposes-new-protections-communities-fuels-made-using-plastic-waste-based
- Monteiro, A. (2018). Contribuição da reciclagem química de resíduos plásticos para o desenvolvimento sustentável (Tese de doutorado). UFRJ. Disponível em http://hdl.handle.net/11422/11604
- Urm, J. J., Choi, J. H., Kim, C., & Lee, J. M. (2023). Techno-economic analysis and process optimization of a PET chemical recycling process based on Bayesian optimization. Computers & Chemical Engineering, 179, 108451. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2023.108451
- Anglou, E., Ganesan, A., Chang, Y., Gołąbek, K. M., Fu, Q., Bradley, W., Jones, C. W., Sievers, C., Nair, S., & Boukouvala, F. (2024). Process development and techno-economic analysis for mechanochemical recycling of poly(ethylene terephthalate). Chemical Engineering Journal, 481, 148278. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148278
- Lange, J.-P. (2021). Managing plastic waste: Sorting, recycling, disposal, and product redesign. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 9(47), 15801–15815. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05013
- Yadav, G., Singh, A., Dutta, A., Uekert, T., DesVeaux, J. S., Nicholson, S. R., Tan, E. C. D., Mukarakate, C., Schaidle, J. A., Wrasman, C. J., Carpenter, A. C., Baldwin, R. M., Román-Leshkov, Y., & Beckham, G. T. (2023). Techno-economic analysis and life cycle assessment for catalytic fast pyrolysis of mixed plastic waste. Energy & Environmental Science. https://doi.org/10.1039/d3ee00749a
- Abbas-Abadi, M. S., Ureel, Y., Eschenbacher, A., Vermeire, F. H., Varghese, R. J., Oenema, J., Stefanidis, G. D., & Van Geem, K. (2023). Challenges and opportunities of light olefin production via thermal and catalytic pyrolysis of end-of-life polyolefins: Towards full recyclability. Progress in Energy and Combustion Science, 96, 101046. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2022.101046
