IDENTIFICAÇÃO DO RESÍDUO
3.1 - Coleta e Separação dos Resíduos
A etapa inicial e mais importante para a reciclagem é a triagem, que consiste na
separação dos plásticos do resíduo recebido e na eliminação de contaminantes. Os
ferrosos são eliminados através de ação magnética ou eletrostática; os nãoferrosos, pelo uso de ar para flotar materiais leves como o papel, e hidrociclone ou
tanque de flotação, para separar as resinas por diferença de densidade.
Esta separação pode ser efetuada no local de reciclagem, no próprio ponto de
geração (denominada então "coleta seletiva") ou em usinas operadas para esta
finalidade, conhecidas como usinas de triagem.
Os resíduos podem ser provenientes de um processamento industrial, de
recipientes de lixo que aguardam a coleta nas calçadas, de depósitos de lixo ou,
ainda, de locais de disposição final como lixões, através dos "catadores", que
constituem a reciclagem informal, ou até mesmo de depósitos de intermediários,
conhecidos como "sucateiros", que arregimentam catadores ou arrematam o
material plástico em leilões e outras fontes10.
A distinção entre estes pontos diversos de triagem reside na qualidade e
apresentação do resíduo a ser reciclado, além do volume e freqüência do
fornecimento. Desta forma, a origem do fornecimento torna-se um parâmetro
importante de avaliação da matéria-prima para o reciclador10.
A Figura 3-1 apresenta a seqüência de atividades realizadas desde a coleta do
material em domicílios, de responsabilidade pública, até a reciclagem dos resíduos
e sua transformação em novos produtos de consumo.
Existem várias formas de lidar com os resíduos. A primeira delas, amplamente
utilizada, consiste na recuperação pela própria indústria que os gera, através de
moagem e retorno ao processo de produção juntamente com a matéria-prima
virgem.
Figura 3-1 - Atividades realizadas até a reciclagem, envolvendo a coleta
seletiva e o Centro de Triagem, no município de São Paulo
A segunda forma consiste na recuperação a partir do lixo urbano, que contém o
plástico mais contaminado e que exige, portanto, os processos mais dispendiosos
de coleta e separação por "famílias ou grupos" (PVC, PE, PP, PS, PET).
A separação por "grupos" pode ser feita visualmente ou realizada por diferença de
densidade entre os polímeros, como visto adiante na Figura 3-4.
A expectativa da sociedade no sentido de que haja maior reciclagem esbarra em
dificuldades de ordem prática, como a coleta e o transporte destes resíduos e sua
separação na usina de triagem, bem como na dificuldade de geração de materiais
homogêneos em volumes significativos. A diversidade das fontes dificulta a triagem
dos resíduos em frações homogêneas.
Em comparação, portanto, a outras fontes de captação de resíduos, o uso do
resíduo sólido urbano proveniente do lixão é o que apresenta maior dificuldade,
pois o material necessita ser separado e classificado por "grupos" de plásticos
(Figura 3-4), exigindo mais equipamentos e, portanto, maior espaço, mais energia
e gastos com água no processo de lavagem. Esta água necessita ainda tratamento
antes do descarte.
O mais recomendável é a separação prévia dos resíduos sólidos urbanos em dois
tipos: resíduo seco (papéis, plásticos, metais, vidros, etc.) e resíduo úmido (restos
de alimentos). Outra opção consiste nos PEV (Postos de Entrega Voluntária) onde o
consumidor final espontaneamente descarta os resíduos secos.
3.2 - Identificação do Plástico
Os plásticos são divididos em duas grandes categorias: termofixos e
termoplásticos. Os termofixos representam aproximadamente 20% do total de
plásticos consumidos no Brasil e são aqueles que, após conformados por um dos
processos usuais de transformação, não podem ser reprocessados por não
"amolecerem", ou seja, não podem ser fundidos para uma nova moldagem. Um
exemplo clássico desta categoria é a "baquelite", utilizada em cabos de panela.
Podem ser citadas ainda outras resinas termofixas de uso comum, como alguns
poliuretanos (PU) e copolímeros de etileno e acetato de vinila (EVA), que são
utilizados em solas para calçados; resinas fenólicas utilizadas em revestimento de
móveis; poliésteres utilizados na fabricação de telhas reforçadas com fibra de vidro,
entre outros. Estas resinas, apesar de não serem mais moldáveis, podem ser
utilizadas, após moagem, para outras aplicações tais como carga em sua própria
composição ou na de outros produtos, e até mesmo como condicionadores de
asfalto12.
Os termoplásticos são os mais utilizados, podendo ser reprocessados várias
vezes, pelo mesmo ou por outros processos de transformação. Quando submetidos
a uma temperatura adequada, estes plásticos amolecem, permitindo uma nova
conformação. Alguns exemplos são o policloreto de vinila, polietileno, polipropileno,
poliestireno e outros.
Antes de qualquer análise química ou física, as diversas resinas podem ser
facilmente reconhecidas através de um código utilizado em todo o mundo. O
mesmo foi criado com o intuito de possibilitar a identificação imediata de uma
resina reciclável, quando já conformada por processo anterior. Consistindo em
sinais de representação, este código traz um número convencionado para cada
polímero reciclável e/ou o nome do polímero utilizado, ou de preponderância, no
caso de uma mistura de polímeros.
Estes sinais são impressos no rótulo do produto ou estampados na própria peça. No
Brasil, o código de identificação foi alocado pela ABNT – Associação Brasileira de
Normas Técnicas, na norma NBR 13230- "Simbologias Indicadas na Reciclabilidade
e Identificação de Plásticos" (em revisão), de acordo com o sistema apresentado na
Figura 3-2 seguinte. Nessa figura, são também indicados alguns dos usos mais
comuns de cada resina.
A Figura 3-3, "Reciclagem: como separar o PVC dos demais plásticos", fornece
orientação específica quanto à identificação e separação do PVC.
Figura 3-2 - Símbolos que indicam a reciclabilidade e identificam o
polímero que constitui o produto
Os sistemas de símbolos foram desenvolvidos para auxiliar na identificação e
separação manual dos plásticos, já que não existe, até o momento, nenhum
sistema automático de separação com essa finalidade12.
Se, eventualmente, um destes símbolos não estiver presente no artefato a ser
reciclado, há vários outros métodos simples disponíveis para a sua identificação.
A técnica de separação por densidade, indicada na Figura 3-4, em seqüência, é um
método bastante utilizado para a identificação das resinas, quando a compra dos
resíduos é feita de forma "misturada", ou seja, com diversos grupos de resinas
presentes.
Para uma boa utilização desta técnica várias soluções aquosas são preparadas, com
densidades abaixo ou acima de 1,0 g/cm3, de maneira a se obter meios
diferenciados de densidade para a subsequente separação das peças "misturadas".
Para o preparo de soluções de densidade abaixo de 1,0 g/cm3, são utilizadas
misturas álcool etílico/ água e, para soluções de densidade acima de 1,0 g/cm3, são
utilizados cloreto de sódio (sal de cozinha) ou cloreto de cálcio (CaCl2.2H2O) e
água.
Conforme pode ser observado na Figura 3-4, algumas resinas flutuam enquanto
outras afundam na solução do tanque, sendo então separados e submetidos a novo
banho para outra separação, e assim sucessivamente, até separação completa dos
componentes da mistura.
Na Tabela 3-1 é apresentada, para uso da técnica, uma lista de soluções aquosas
de etanol, cloreto de sódio e cloreto de cálcio, com a respectiva concentração do
reagente (em peso) e densidade resultante, de forma a permitir não só a
identificação de uma determinada resina, como também a separação dos
componentes de misturas ou a eliminação de contaminantes (Figura 3-4).
Tabela 3-1 – Densidade de soluções aquosas de álcool etílico, cloreto de
cálcio e cloreto de sódio a 20ºC22
Etanol
(% em
peso)
Densidade
(g/cm3)
NaCl
(% em
peso)
Densidade
(g/cm3)
CaCl2.2H2O
(% em
peso)
Densidade
(g/cm3)
11
0,98
1
24
0,96
2
1,004
7,5
1,06
1,001
12,0
36
0,94
4
1,10
1,025
17,0
1,15
48
0,92
8
1,054
22,0
1,20
58
0,90
12
1,083
28,0
1,26
66
0,88
16
1,114
32,0
1,30
74
0,86
20
1,145
36,0
1,35
82
0,84
24
1,177
40,0
1,40
*
*
26
1,194
*
*
Figura 3-4 - Separação de resinas por diferença de densidade28
A confirmação da densidade obtida pelas soluções pode ser feita através de
densímetro, para densidade acima de 1,0 g/cm3 ou por alcoômetro, para densidade
abaixo de 1,0 g/cm3.
Cabe destacar que produtos de PET, caso presentes no resíduo, sairão junto com o
PVC, devido a possuírem praticamente a mesma densidade. A separação entre
ambos deverá ser feita utilizando o método visual ou através de luz polarizada (ver
figura 3-6).
Alguns testes permitem que uma resina seja rapidamente identificada, através de
algumas características de comportamento, quando submetidas a análises como
densidade, teste de chama e ponto de fusão. Recomenda-se que mais de um tipo
de teste seja efetuado, de forma a garantir uma resposta segura.
Na Tabela 3-2 estão indicados os plásticos mais comumente utilizados e seu
comportamento quando submetidos a testes de identificação rápida.
O teste de chama consiste na queima de uma amostra e observação do seu
comportamento quando queimada, quanto à cor da chama, odor exalado e cor dos
fumos, entre outras características.
Recomenda-se que uma amostra conhecida e confiável da resina seja submetida ao
mesmo teste a título de comparação; isto porque polietileno (PE) e polipropileno
(PP), tanto quanto diferentes poliamidas (nylon) podem não ser reconhecidas
rapidamente pelo odor exalado ou pela cor da chama durante a queima. Neste
caso, o teste de densidade ou a determinação da temperatura do ponto de fusão
são mais úteis, para confirmar a identificação do tipo de resina.
A determinação do ponto de fusão ou de amolecimento da resina é bastante
importante no auxílio à identificação. Ao ser submetida a um aquecimento
constante e contínuo, a resina sofrerá amolecimento e fluidização, até que seja
ultrapassado o limite em que ocorrerá sua decomposição.
Existem diversos equipamentos comerciais que determinam a faixa de
amolecimento do plástico ou seu ponto de fusão. Um aparelho simples e de baixo
custo pode, no entanto, ser montado a partir de vidraria de laboratório.
O aparelho é composto de um tubo de ensaio contendo a amostra (pequeno
fragmento da resina), ao qual é amarrado um termômetro, de 200ºC ou 400ºC,
com o bulbo na altura da mesma. O sistema é imerso em um líquido de
aquecimento, que pode ser glicerina ou óleo de silicone, contido em um tubo mais
largo, mantido na vertical sobre uma tela de amianto. O calor é fornecido por bico
de Bunsen. A escolha do líquido de aquecimento depende do tipo de resina a ser
identificada, pois cada líquido suporta uma determinada temperatura de trabalho.
(Figura 3-5)
Figura 3-5 – Sistema a partir de material de laboratório para
determinação do ponto de fusão de uma resina.
Tabela 3-2 – Testes para identificação rápida de polímeros22,24
Resina
Características da
Chama e
Comportamento
do Polímero
PVC Rígido
Amarela,
vértice verde. Autoextinguível
PVC Flexível
SAN
Polietileno de
Baixa
Densidade
Polietileno de
Alta
Amarela,
vértice verde. Autoextinguível
Amarela,
crepita ao queimar,
fumaça pouco
fuliginosa.
Polímero amolece e
borbulha
Azul, vértice
amarelo.
Polímero pinga
como vela
Azul, vértice
amarelo.
Odor
Temperatura
de
Fusão ou
Amolecimento
(ºC)
Densidade
(g/cm3)
"Cloro"
210
1,38-1,45
"Cloro"
150
1,19-1,35
Estireno
130
1,08
Vela
110
0,89-0,93
Vela
130
0,94-0,98
Densidade
Polipropileno
Poliestireno
ABS
PET
Acetato de
Celulose
Acetato
Butirato de
Celulose
Polímero pinga
como vela
Azul, vértice
amarelo.
Polímero pinga
como vela
Amarela, crepita ao
queimar, fumaça
fuliginosa –
carbono.
Polímero amolece e
pinga
Chama semelhante
à do poliestireno.
Polímero amolece e
pinga
Amarela.
Polímero incendeia
e se contrai
Amarela.
Polímero incendeia
Azul faiscando.
Polímero incendeia
Poliacetal
Policarbonato
Poliuretanos
PTFE
Nylon 6
Nylon 6,6
Nylon 6,10
Nylon 11
Poli
(Metacrilato
de Metila)
Azul, sem fumaça,
com centelha.
Cuidado ao cheirar
Pode ser autoextinguível.Polímero
decompõe-se.
Fumaça fuliginosa
com brilho
Bastante fumaça
Polímero se
incendeia e
deforma
Azul, vértice
amarelo. Centelhas.
Polímero difícil de
queimar. Forma
fibras e bolinhas
nas pontas
Semelhante ao
Nylon 6
Semelhante ao
Nylon 6
Semelhante ao
Nylon 6
Queima
lentamente,
mantendo a chama
amarela em cima e
azul embaixo.
Polímero amolece e
quase não
apresenta
carbonização. Não
pinga
Agressivo
165
0,85-0,92
Estireno
230
1,04-1,08
Borracha
queimada e
monômero
de estireno
175
1,04-1,06
-------
255
1,38-1,41
Ácido
acético
230
1,25-1,31
Manteiga
rançosa
180
1,15-1,25
Formaldeído
175
1,42-1,43
Acre
230
1,20-1,22
-------
205
1,21
-------
327
2,14-2,17
Pena ou
cabelo
queimado
220
1,12-1,16
260
1,12-1,16
215
1,09
180
1,04
120 - 160
1,16-1,20
Semelhante
ao Nylon 6
Semelhante
ao Nylon 6
Semelhante
ao Nylon 6
Alho ou
resina de
dentista
Observações: SAN: Copolímero acrilonitrila-estireno;
ABS: Copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno;
PET: Poli (tereftalato de etileno);
PTFE: Poli (tetrafluoretileno) (Teflon)
Esta técnica é bastante utilizada para o reconhecimento de poliolefinas (polietileno
de alta e baixa densidade; polipropileno) ou poliamidas (poliamida 6, poliamida 6,6
e outras).
O teste de solubilidade é útil para reforçar as conclusões sobre o tipo da resina que
está sendo analisada. O procedimento para este teste consiste na pesagem de uma
pequena quantidade do material finamente dividido, cerca de 0,3 gramas se
possível, e adição do mesmo a um tubo de ensaio, juntamente com 15 ml do
solvente.
O sistema deve ser agitado em intervalos de tempo, observando-se a ação do
solvente por um período de várias horas. A solubilidade dos materiais plásticos de
uso mais comum é apresentada na Tabela 3-3.
A aditivação, muitas vezes, pode interferir no teste, modificando o comportamento
da resina sob a ação do solvente.
Alguns polímeros podem ser identificados quando expostos ao teste da luz
polarizada. O policarbonato, quando não pigmentado, por exemplo, pode ser
distinguido facilmente do acrílico, acetato de celulose, poliestireno ou PVC pelo uso
de luz polarizada; assim como o PVC pode ser diferenciado do PET. Na luz
polarizada, o policarbonato apresenta linhas coloridas distintas que revelam uma
tensão interna do material.
Os polarizadores são dispositivos mediante os quais é possível limitar a radiação
luminosa a um só plano. A luz natural possui campos eletromagnéticos que vibram
em todos os planos possíveis porém, passando através de um polarizador, passa a
vibrar numa determinada direção, Existem vários tipos deles, construídos de
diversas formas, de acordo com a substância a ser analisada.
O mais simples e barato é o polaróide, constituído de placas de plástico (álcool
polivinílico) revestidas com uma camada fina de iodo. A luz, ao incidir no polímero,
é polarizada, provocando regiões de contraste. As regiões escuras estão
relacionadas ao eixo ótico perpendicular ao filtro polarizador e as coloridas ou de
contraste, ao eixo paralelo; região esta em que a luz emerge do cristal analisado13.
Um esquema simples da operação de um polarizador está apresentado na Figura 36, em que o PET, submetido à luz polarizada, refrata a luz formando um "arco-íris"
de modo bastante intenso, o que não ocorre com o PVC.
O feixe monocromático do aparelho, proveniente de uma lâmpada de vapor de
sódio ou, mais raramente, de mercúrio, é polarizado primeiro por uma placa que se
mantém fixa. A luz passa, então, através da câmara onde estão as amostras para
exame. O feixe emergente das mesmas é analisado pela segunda placa.
Se a luz vinda do polarizador encontrar a segunda placa (lentes do observador) em
posição cruzada, isto é, a 90º em relação à primeira, não poderá atravessá-la e,
portanto, o campo ocular do observador permanecerá escuro. Quando as duas
placas estiverem em posição paralela, o campo da ocular se iluminará até alcançar
o nível máximo.
Primeira placa de polarização
Figura 3-6 – Esquema de um polarizador, mostrando o comportamento do
PET e do PVC quando submetidos à luz polarizada
Ao se interpor a amostra oticamente ativa entre as duas placas, o plano de
polarização girará de um certo ângulo e o campo de iluminação da ocular se
diferenciará. Este teste para polímeros distingue maiores diferenças de intensidade
do que uma intensidade absoluta frente a duas amostras distintas.
Outras análises mais específicas podem ser realizadas através de técnicas
instrumentais, tais como:
•
•
•
•
Espectroscopia no infravermelho;
Análise térmica diferencial;
Análise por ultravioleta de transmissão ou fluorescência;
Análise por raios X ou raios gama.
As Universidades Estaduais e Federais possuem estes equipamentos e, se
necessário for, pode-se pedir o auxílio de seus técnicos.
Tabela 3-3 – Solubilidade de polímeros em solventes orgânicos22
Resina
Gasolina
Tolueno
Cloreto
de
Metileno
Acetona
Acetato
de Etila
Ciclohexanona
Polietileno
-
-
-
-
-
-
Polipropileno
-
-
-
-
-
-
Poliestireno
+
+
+
+
+
+
ABS
M
+
+
+
+
+
Nylon 6
-
-
-
-
-
-
Nylon 6,6
-
-
-
-
-
-
-
M
+
+
+
+
-
M
+
+
+
+
-
-
+
M
M
M
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
M
M
M
M
+
Acetobutirato
de Celulose
Poli
(Metacrilato
de Metila)
Policarbonato
Poli
(Tereftalato
de Etileno)
Poli (Cloreto
de Vinila) –
rígido
Poli (Cloreto
de Vinila) –
flexível
Convenções: (-) Insolúvel; (+) Solúvel; (M) Mela e/ou incha
Tabela 3-3 (Continuação) – Solubilidade de polímeros em solventes
orgânicos22
Resina
CCl4
Acetona
Etanol
Quente
Tricloro
Etileno
Benzol
Ácido
Fórmico
Solventes
Especiais
Poliacetal
-
-
-
-
-
-
-
Acrilato e
Metacrilato
-
+
-
+
+
-
Tolueno
ABS
M
+
-
+
M
-
SAN*
-
+
-
-
-
-
-
+
-
+
-
-
Ácido acético
M
+
-
+
-
-
----
-
-
-
-
M
-
----
-
-
-
-
-
-
----
-
-
-
-
-
-
Nitrobenzeno
quente
Polipropileno
-
-
-
-
-
-
----
Poliestireno
-
+
-
+
+
-
Esteres
Policarbonato
M
M
-
+
M
+
----
Nylon 6,6
-
-
-
-
-
+
Nylon 6,10
-
-
-
-
-
+
Nylon 11
-
-
-
-
-
-
----
PTFE
-
-
-
-
-
-
----
Poliuretanos
-
-
-
-
-
-
----
Acetato de
Celulose
Acetato de
Butil-celulose
Polietileno de
Baixa
Densidade
Polietileno de
Alta
Densidade
Poliéster
Saturado
Dicloreto de
etila
Metil-etilcetona
Convenções: (-) Insolúvel; (+) Solúvel; (M) Mela e/ou incha18;
ABS: Copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno;
SAN: Copolímero acrilonitrila-estireno;
PTFE:Poli (tetrafluoretileno) (Teflon).
Ácido
sulfúrico
Ácido
sulfúrico