A RECICLAGEM DE POLÍMEROS VISANDO O CONTATO
COM ALIMENTOS
Sandra A. Cruz*, Éder C. Oliveira, Fernando C. S. de Oliveira, Pâmela S. Garcia
Universidade Federal do ABC – UFABC
Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas
*
[email protected]
Os resíduos sólidos urbanos (RSUs) são atualmente um dos maiores problemas ambientais, por serem gerados em
grande quantidade e ocuparem extensos espaços por um longo período, resultando na diminuição do tempo de vida útil
dos aterros sanitários e lixões. Os polímeros constituem um grande percentual da composição do RSUs, sendo que as
embalagens plásticas contribuem com maior volume e massa. Portanto, o desenvolvimento e o gerenciamento de
tecnologias que possibilitem o retorno destes materiais a sua aplicação original é de grande importância para sociedade
contemporânea. Neste trabalho, será abordada a problemática dos resíduos sólidos urbanos no Brasil e a influência da
indústria de embalagens plásticas na geração desses resíduos. Ainda, será apresentado o cenário atual das exigências e
limitações do uso de material reciclado para contato com alimento, bem como as possíveis tecnologias que viabilizem
este segmento.
Palavras-chave: Reciclagem, resíduos pós-consumo, embalagem para alimento, polímero.
The recycled polymer used in the segment of the direct food contact package
Municipal solid waste has recently become one of the severest environmental problems. This is because it is generated
on a large scale and occupies large spaces for long periods resulting in a decrease in the useful life of landfills. These
polymers comprise a large percentage of municipal solid waste. Food packaging is responsible for the largest amount of
these polymers and therefore the development and management of technologies that facilitate the returning of these
materials to their original purpose are urgently needed. In this paper, it will be presented data that approach and current
scene segment of the recycled polymer to the direct food contact package.
Keywords: Recycling, polymer, packaging for food, municipal solid waste
1
Introdução
Os resíduos sólidos urbanos são atualmente um dos maiores problemas ambientais, por
serem gerados em quantidades relativamente elevada e ocuparem extensos espaços por períodos
longos. Este fato resulta diretamente na diminuição do tempo de vida útil de aterros sanitários e
lixões. Neste contexto, os polímeros contribuem com um grande percentual em massa e volume.
Apesar da consolidação da reciclagem de polímeros, no Brasil, toneladas deste material continuam
sendo descartadas em aterros sanitários e lixões. Situação esta que tende a se agravar devido,
principalmente, a ausência de um programa de reciclagem abrangente e responsável e ao crescente
consumo destas embalagens em mercados recém abertos.
Anais do 10o Congresso Brasileiro de Polímeros – Foz do Iguaçu, PR – Outubro/2009
A indústria de embalagens é uma das que mais crescem atualmente, correspondendo a 35%
do mercado de transformação de plástico. Portanto, seria fundamental que houvesse um retorno
destas embalagens a sua aplicação original, garantindo um mercado ascendente. Porém, a
reciclagem visando o segmento de embalagens (reciclagem de polímeros para contato direto com
alimento) é restringida devido aos eventuais processos de migração de contaminantes que podem
ocorrer do material reciclado para o alimento. Uma das alternativas encontradas está sendo a
utilização de embalagens multicamadas para alimentos, na qual o mesmo entra em contato somente
com a resina virgem, ou seja, o material reciclado se situa entre duas camadas de resina virgem.
Outras tecnologias também permitem o uso de material reciclado para contato com alimento, tal
como a denominada superclean.
Este trabalho tem como objetivo principal realizar uma abordagem sobre a reciclagem de
polímeros para contato com alimento, de modo a verificar as informações, tanto em bases
científicas, como a Web of Science, quanto na Internet, relacionadas a este tema. Inicialmente, foi
realizada uma discussão sobre a problemática dos resíduos sólidos urbanos, seguida do
levantamento do mercado de polímeros, no qual se identificou que a indústria de embalagens
representa um grande percentual de mercado e portanto, contribui de forma efetiva na geração de
resíduos. Ainda, foi apresentado o cenário atual das exigências e limitações do uso de material
reciclado para contato com alimento, bem como as possíveis tecnologias que viabilizem este
segmento.
1.1 Os resíduos sólidos urbanos
Apesar dos polímeros terem conquistado aos poucos seu espaço, como material de grande
importância para a sociedade atual, seu descarte é ainda um problema para o mundo, e
principalmente para o Brasil. Sua baixíssima degradabilidade e o seu elevado volume fazem com
que seus rejeitos ocupem uma grande área por longos períodos, prejudicando a vida útil dos aterros
sanitários e lixões [1].
No Brasil, a falta de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos (RSU) resulta em descarte
inadequado, e pode contribuir para entupimentos da rede de esgoto, propiciar condições de
proliferação de vetores, gerando graves problemas ambientais. Segundo dados de 2004 [2], estimase que a quantidade de RSUs gerados diariamente no Brasil oscile entre 120 mil e 130 mil
toneladas, sendo que, em âmbito mundial este valor pode alcançar os 10 milhões de toneladas. Isto
se torna ainda mais grave devido, principalmente, ao aumento acentuado dos bens de consumo
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popularizados pelo incremento da produção industrial e pelo crescimento gradativo e desordenado
da população.
Neste contexto, caracterizar a composição dos RSUs é importante no sentido de se obter
subsídios e informações adequadas para uma correta avaliação do planejamento e verificação da
eficiência dos sistemas de coleta e disposição final. Além disso, pode ser uma importante
ferramenta para a indústria da reciclagem de materiais, na medida em que direciona a produção do
reciclador para determinada matéria-prima, indicando o produto mais adequado, qual matéria pode
ser obtida mais facilmente e em qual época do ano, etc [3,4,5].
Normalmente, a composição do RSU é subdividida em cinco tipos de resíduos: matéria
orgânica, vidros, metais, plásticos e papéis [4]. Segundo um estudo realizado em 2008, pelo
Compromisso Empresarial para a Reciclagem (CEMPRE), sobre a composição média da coleta
seletiva no Brasil [6], os resíduos plásticos encontram-se em torno de 22% em massa, como pode-se
observar na Figura 1.
Figura 1 – Composição mássica dos resíduos sólidos urbanos em sistemas de coleta seletiva, no
Brasil, em 2008 [6].
1.2 O mercado de polímeros
Dentre as indústrias que mais contribuem para a geração de resíduo plástico está a de
embalagens, situando-se entre as de maior crescimento nos últimos anos, segundo a Associação
Brasileira de Embalagens (ABRE) [7]. O desenvolvimento de novas técnicas e processos de
produção aliado ao baixo preço das resinas termoplásticas, tornaram as embalagens plásticas um
componente essencial para a venda de produtos. Dados da Associação Brasileira da Indústria
Química (ABIQUIM) [8] indicam um aumento gradativo do uso de materiais termoplásticos, dentre
eles, os utilizados para confecção de embalagens de rápido descarte, como mostram os dados da
Figura 2.
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Figura 2 – Consumo aparente de resinas termoplásticas no Brasil [8].
Em um âmbito mundial, as aplicações de polímeros reciclados ampliam-se cada vez mais,
principalmente no mercado de construção civil, brinquedos, utilidades domésticas, calçados,
embalagens não alimentícias, fibras, dentre outros. Entretanto, dados recentes do setor indicam que
a maior parte, aproximadamente 35% do consumo da resina virgem, é destinada justamente para
embalagens alimentícias [9]. Portanto, seria fundamental que houvesse um retorno destes materiais
a sua aplicação original, a fim de garantir o fechamento do ciclo de vida útil dessas embalagens e
aumentar o seu valor agregado, uma vez que a resina destinada ao segmento de alimentos possui um
maior valor de mercado. No entanto, para o seu retorno, torna-se imprescindível o desenvolvimento
de tecnologias e pesquisas relacionadas a rotas de reciclagem, respeitando as legislações vigentes.
1.3
Aspectos gerais sobre a reciclagem dos polímeros para contato com alimento
No Brasil, a reciclagem é normalizada segundo a Sociedade Americana de Ensaios de
Materiais (ASTM) [10]. Este órgão subdivide os diferentes tipos de reciclagem em primária,
secundária, terciária e quaternária. A reciclagem primária, também conhecida como reciclagem
mecânica, consiste na recuperação de aparas, rebarbas ou peças defeituosas produzidas no processo
de transformação [10,11]. A reciclagem secundária, ou reciclagem mecânica, consiste na
recuperação de material proveniente de resíduos pós-consumo que por meio de processos
operacionais de recuperação, como lavagem, moagem e secagem, são novamente extrudados e
peletizados para geração de novos produtos. A reciclagem terciária, reciclagem química, consiste na
quebra das cadeias poliméricas, que por meio de reações de despolimerização produz os
monômeros que poderão ser novamente polimerizados. Por fim, tem-se a reciclagem quaternária, ou
seja, a reciclagem energética, a qual se baseia na recuperação de energia a partir da incineração de
resíduos plásticos.
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A maior parte das empresas brasileiras utiliza em seu processo a reciclagem mecânica,
devido a vários fatores como custo de mão-de-obra, baixo investimento para instalação da planta de
reciclagem, grande volume de polímero pós-consumo, dentre outros [12]. No Brasil, observa-se um
aumento no volume, diversidade e qualidade de produtos obtidos por reciclagem mecânica. É
importante ressaltar, que a reciclagem de polímeros, bem como o método a ser empregado, depende
de vários fatores como a quantidade e a qualidade do material, o custo, o processamento e a
existência e exigência do mercado para o produto final [12].
Como dito anteriormente, a indústria de embalagens encontra-se como a de maior
crescimento [7], e por isso, seria de grande interesse econômico e ambiental que os materiais
poliméricos retornassem a sua aplicação original. Porém, o descarte e acondicionamento
inadequado das embalagens fazem com que os plásticos possam ser contaminados por impurezas,
ou ainda, por substâncias nocivas, tais como pesticidas e inseticidas, devido principalmente, a
ausência de um programa de gestão integrada de resíduos no país.
A utilização de material reciclado em embalagens para contato direto com alimentos é
restringida no Brasil, pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA [13], e por outros
órgãos internacionais como a Food and Drugs Administration – FDA [14], nos Estados Unidos e
pela agência européia International Life Sciences Institute – ILSI [15]. Segundo estes, a restrição
está diretamente relacionada aos eventuais processos de migração de contaminantes do material
reciclado para o alimento. Isto devido à possível ocorrência de absorção de produtos tóxicos pelo
mau uso destas embalagens, do armazenamento de pesticidas, produtos de limpeza, solventes,
dentre outros. A facilidade de sorção e difusão destes componentes sustenta tais cuidados e faz com
que as agências reguladoras adotem medidas ultraconservadoras [16].
No Brasil, a Resolução RDC nº 91 de 11 de maio de 2001 [13], regulariza o uso de
embalagens recicladas para alimento. O regulamento descreve que as embalagens e equipamentos
que estiverem em contato direto com alimentos, devem ser obrigatoriamente produzidos seguindo o
regulamento técnico de Boas Práticas de Fabricação (BPF) para que, nas condições normais ou
previsíveis de uso, não produzam migração para os alimentos de componentes indesejáveis, tóxicos
ou contaminantes em quantidades, tais que, superem os limites máximos estabelecidos de migração
total ou específica. Estes componentes também não devem apresentar risco à saúde humana e/ou
ocasionar modificações inaceitáveis na composição dos alimentos ou nas características sensoriais
dos mesmos.
Em 2008, por meio da resolução RDC nº 20, a ANVISA aprovou o uso do poli (tereftalato
de etileno) (PET) pós-consumo reciclado para confecção de embalagens para contato com alimento
[13]. A medida permite que as empresas autorizadas reciclem boa parte do material, que até então
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tinha como destino lixões e aterros sanitários [14]. A principal exigência para o uso do PET
reciclado em contato com o alimento é o registro do produto na ANVISA, onde o rótulo da
embalagem deve conter o nome do produtor, número de lote e a expressão PET-PCR (PET pósconsumo reciclado). Além disso, deve ser apresentado a tecnologia que comprove a limpeza, a
técnica de descontaminação ou o uso de barreiras que impeçam a migração dos contaminantes da
resina para o alimento.
Os contaminantes presentes no material reciclado podem ser extremamente variados, o que
dificulta uma análise qualitativa mais rigorosa sobre sua identificação e toxicidade. Por este motivo,
são realizados ensaios de migração específica. Tais ensaios consistem em expor o polímero a um
modelo de contaminantes estipulado pela FDA, que abrange uma ampla variedade de compostos
químicos com disponibilidade potencial para consumidores e que tenham um comportamento
diferenciado frente aos polímeros. A concentração utilizada destes modelos para realização da
contaminação forçada deve ser extremamente alta, de modo a supor o “pior caso” que poderia
ocorrer na prática. O material contaminado é exposto ao contato com simulantes de alimentos, os
quais serão posteriormente analisados com métodos analíticos adequados, o que nem sempre é
simples, uma vez que os níveis de concentração de tais contaminantes são extremamente baixos
[14,15].
1.4
Desenvolvimento de tecnologias de reciclagem para contato com alimento
A reciclagem visando o contato com alimentos pode ocorrer por meio da reciclagem
química, ou por meio da reciclagem mecânica [17].
No caso da reciclagem química, as reações de despolimerização podem resultar em
monômeros. A despolimerização pode ocorer por: metanólise, glicólise ou pela hidrólise, onde os
monômeros são purificados, através de métodos físicos, como a cristalização e destilação a vácuo
para serem posteriormente utilizados para a produção de um novo polímero [18, 19].
Resinas recicladas provenientes da reciclagem mecânica podem ser utilizadas para produção
de embalagens monocamada, contendo material reciclado, só é possível devido a um intenso
tratamento de descontaminação, conhecido como superclean. Este processo consiste em submeter o
polímero, normalmente o PET, a uma etapa de lavagem intensa com produtos químicos não
cáusticos a temperaturas próximas de 260ºC sob pressão. Após essa etapa, o material é exposto a
vácuo durante períodos de tempo pré-determinados com posterior filtragem. Este tipo de tecnologia
tem demonstrado alta eficiência, uma vez que polímeros submetidos a este processo indicaram
quantidade de contaminantes abaixo do estipulado pela FDA, que é de 0,5 ppb, através dos ensaios
de migração específica [14,20].
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Por último, as barreiras funcionais podem ser utilizadas formando uma camada protetora
entre o alimento e a resina reciclada. Esta camada deve possuir o efeito suficiente de barreira para
minimizar a migração de possíveis contaminantes presentes no polímero reciclado, abaixo das
quantidades que poderiam ser perigosas para a saúde humana ou ainda, que poderiam alterar as
características organolépticas dos alimentos [20]. Cruz e colaboradores [21] avaliaram a utilização
do PET reciclado em embalagens para alimentos por meio da deposição de filmes de carbono
amorfo hidrogenado (a-C:H) pelo processo PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour
Deposition). Segundo estes autores, os resultados obtidos pelos ensaios de migração de
contaminantes evidenciaram que a barreira funcional formada por a-C:H promovem uma redução
das propriedades de transporte.
1.5 O mercado de polímeros para contato com alimento
Nos Estados Unidos a reciclagem de polímeros para contato direto com alimentos é
permitido desde 1990 [14]. Atualmente, este país apresenta-se como um dos que mais reciclam
polímeros para esta finalidade. Até 2008, a FDA autorizou 118 empresas a produzir embalagens
para alimentos a partir de material reciclado. A Figura 4 apresenta a porcentagem dos tipos de
polímeros produzidos por estas empresas [14].
Figura 4 – Porcentagem dos tipos de polímeros utilizados para contato direto com alimento em
empresas americanas [14].
O ascendente uso dos polímeros recicláveis, tanto nos Estados Unidos como na Europa, é
explicado, dentre outros fatores, pela criação da regulamentação que exige a utilização de até 25%
da resina reciclada na composição total na confecção de embalagens [22]. Na Figura 4, observa-se
que o PET é o polímero mais reciclado, representando 77% do total. Provavelmente, este fato devese ao elevado consumo de embalagens de rápido descarte, tais como, as bebidas não alcoólicas
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carbonatadas. Ainda, o custo mais elevado da resina virgem, a alta competitividade do seu processo
de reciclagem e o fato da mesma apresentar, dependendo da tecnologia empregada, propriedades
similares a da resina virgem, tornaram-se um incentivo a reciclagem deste polímero.
A aplicação dos polímeros reciclados em embalagens tem aumentado nos Estados Unidos,
atingindo diversos produtos como, por exemplo, embalagens para bebidas, embalagens para
alimentos perecíveis e não perecíveis, como mostra a Figura 5 [14].
Figura 5 – Aplicações de polímeros reciclados para embalagens com contato direto com
alimento [14].
No Brasil, a empresa Bahia PET foi à pioneira no processo do desenvolvimento de
reciclados para contato com alimentos, por meio do processo bottle-to-bottle, que utiliza tecnologia
desenvolvida na Alemanha com aprovação da FDA. Após a liberação da ANVISA para esta
empresa, outras recicladoras entraram com pedido de autorização. Porém, devido à lei ser muito
recente, somado com a forte oposição da sociedade no uso de reciclado em contato com o alimento,
ainda há uma grande carência de dados e informações a respeito deste mercado no Brasil [23].
1.6 Monitoramento de artigos científicos
Com o intuito de verificar o crescimento de pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de
tecnologias de polímeros reciclados para contato com alimento, foi realizada uma pesquisa de
artigos científicos na base dados da Web of Science [24]. A busca foi realizada utilizando as
palavras chaves de cinco principais tipos de polímeros que são empregados no mercado de
embalagens para alimentos: “poly (terephthalate ethylene)”, “polypropylene”, “polystyrene”, “high
density polyethylene”, “low density polyethylene” combinados com as palavras “recycl*” e “food”.
A Figura 6 apresenta os resultados obtidos dos artigos publicados no período de 1999 a 2009.
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Figura 6 – Resultado do monitoramento de artigos científicos [14].
Os dados obtidos, observados na Figura 6, indicam que apesar de ser verificado um aumento
no número de pesquisas relacionadas a reciclagem de polímeros para contato com alimento, ainda
existe uma carência de publicações relacionadas a este tema. Este fato pode ser confirmado pelo
pequeno número de publicações observadas nesse período.
2
Conclusões
O descarte inadequado de grandes volumes de resíduos, principalmente os de rápido
descarte, resulta em um grande problema no gerenciamento dos RSUs no Brasil. Neste cenário, os
plásticos ocupam o segundo lugar na composição, contribuindo com 22% em massa. Dados
estatísticos apontaram o setor de embalagens alimentícias como à principal geradora destes
resíduos. Assim, a reciclagem destes materiais é sem dúvida a melhor alternativa para minimizar
problemas ambientais e aumentar o tempo de vida útil dos aterros sanitários e lixões.
Atualmente, diferentes tipos de tecnologias podem ser empregadas para viabilizar o uso de
resinas recicladas para contato com alimento, dentre elas pode-se citar a superclean e o uso de
barreiras funcionais, que diminuem a concentração e migração de contaminantes, respectivamente.
No Brasil, a homologação da ANVISA para o uso de polímeros reciclados para contato com
alimento ocorreu recentemente, o que faz com que ainda, existam poucas empresas atuando
formalmente nesta área, tal como, a empresa Bahia PET.
Pode-se verificar um aumento no número de artigos publicados na área, entretanto observase que ainda existe uma carência de publicações relacionadas a este campo de pesquisa.
Agradecimentos
Os autores agradecem a Universidade Federal do ABC pelo apoio à pesquisa em desenvolvimento.
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3
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