Milhões de toneladas de plástico são descartadas todos os anos, mas apenas uma pequena parcela retorna ao ciclo produtivo. Um dos maiores obstáculos é a necessidade de separar cada tipo de plástico antes da reciclagem, um processo caro, demorado e complexo. Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e da Ewha Womans University, na Coreia do Sul, desenvolveram uma tecnologia capaz de eliminar essa etapa. Ao mesmo tempo, o método transforma diretamente plásticos misturados em hidrogênio limpo e captura o carbono em forma de mineral sólido.
Nova técnica recicla plásticos misturados sem separação
Os pesquisadores publicaram o estudo na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Nele, a equipe apresenta uma alternativa para reaproveitar três dos plásticos mais utilizados no mundo: PET, polietileno (PE) e polipropileno (PP).
Em vez de exigir a separação desses materiais antes do processamento, a tecnologia trata todos eles no mesmo reator.
Segundo os autores, essa estratégia pode reduzir significativamente os custos da reciclagem química. Além disso, ela amplia o aproveitamento de resíduos que hoje acabam em aterros sanitários ou seguem para a incineração.
Como resultado, o processo diminui o volume de lixo plástico e produz hidrogênio de alta pureza, um combustível considerado essencial para a transição energética.
Como funciona o novo processo químico
A tecnologia utiliza um método conhecido como tratamento térmico alcalino (ATT).
Durante a reação, o sistema aquece os plásticos na presença de hidróxido de sódio. Em seguida, o composto quebra as cadeias moleculares do material e libera hidrogênio.
Uma das maiores vantagens está na temperatura de operação.
Enquanto a gaseificação convencional exige temperaturas extremamente elevadas, o ATT funciona entre 300 °C e 400 °C abaixo desse padrão.
Por isso, a tecnologia pode reduzir o consumo de energia caso a indústria consiga aplicá-la em larga escala.
Nos testes de laboratório, os pesquisadores obtiveram hidrogênio com pureza superior a 90%. Esse nível atende às exigências de diversas aplicações industriais e energéticas após as etapas convencionais de purificação.
Pré-tratamento supera o desafio dos plásticos mais resistentes
O PET reage facilmente ao tratamento químico. No entanto, o polietileno e o polipropileno possuem uma estrutura molecular muito mais estável.
Para resolver esse problema, a equipe desenvolveu um pré-tratamento térmico com ar.
Essa etapa modifica levemente a superfície dos plásticos, aumenta sua reatividade e facilita a transformação química.
Graças a essa estratégia, o processo trata os três materiais simultaneamente. Até então, tecnologias de baixa temperatura encontravam grande dificuldade para alcançar esse resultado.
Processo captura o carbono em vez de liberar CO₂
Outro diferencial importante envolve a forma como o sistema administra o carbono.
Nos processos convencionais de valorização energética, grande parte do carbono presente nos plásticos acaba sendo liberada como dióxido de carbono (CO₂).
Neste caso, porém, o hidróxido de sódio captura o carbono durante a reação e o transforma em carbonato de sódio, um composto sólido.
Depois disso, esse material pode ser convertido em carbonato de cálcio, um mineral amplamente utilizado na fabricação de cimento, papel, tintas, plásticos e materiais de construção.
Segundo os pesquisadores, mais de 75% do carbono originalmente presente nos resíduos permanece retido em compostos sólidos ou líquidos estáveis.
Ao mesmo tempo, menos de 13% segue para a fase gasosa, o que reduz praticamente a zero as emissões diretas de CO₂ durante o processo.
Tecnologia fortalece a economia circular do hidrogênio
Hoje, a eletrólise alimentada por fontes renováveis responde pela maior parte da produção de hidrogênio de baixa emissão.
Entretanto, os autores acreditam que a nova tecnologia pode complementar essa estratégia ao transformar resíduos plásticos de difícil reciclagem em uma nova fonte de energia.
Além disso, o método elimina a etapa de separação dos materiais e pode reduzir um dos principais custos da reciclagem química.
Isso não significa que a reciclagem mecânica perderá importância.
Pelo contrário, ela continua sendo a melhor opção para resíduos limpos e previamente separados. Já a nova tecnologia oferece uma alternativa para materiais misturados que atualmente possuem baixo valor econômico.
Ainda existem desafios antes da aplicação comercial
Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores ressaltam que a tecnologia ainda permanece em fase experimental.
Agora, a equipe pretende avaliar o desempenho do processo fora do laboratório e verificar se ele consegue competir economicamente com outras formas de produção de hidrogênio.
Além disso, os cientistas precisarão estudar o consumo de reagentes, a recuperação do hidróxido de sódio, a eficiência energética global e o tratamento dos subprodutos.
Outro desafio será adaptar a tecnologia aos resíduos reais das centrais de reciclagem, onde os plásticos normalmente chegam misturados com tintas, etiquetas, restos de alimentos, aditivos e outros contaminantes.
Mesmo assim, a combinação entre reciclagem química, captura de carbono e produção de hidrogênio coloca essa tecnologia entre as propostas mais promissoras para reduzir o impacto ambiental dos resíduos plásticos. Se os próximos estudos confirmarem sua viabilidade técnica e econômica, ela poderá transformar materiais que hoje representam um problema ambiental em uma importante fonte de energia de baixas emissões.
[ Fonte: EcoInventos ]
