Por que este estudo foi selecionado como um exemplo?
A concepção de uma avaliação do ciclo de vida (LCA) é um procedimento complexo e
demanda bastante tempo. Portanto, uma exposição detalhada de sua estrutura e planejamento
não é possível dentro do sistema NOP. Entretanto, um exemplo prático será discutido
posteriormente para ilustrar a colocação dos procedimentos nas exigências da série padrão
DIN/ISO 14040 na prática. Para tanto, o projeto “Comparação da LCA para enchimentos de
embalagens derivados de amido ou poliestireno” promovido pela Federação Alemã de Meio
Ambiente (German Environmental Federation), DBU (Würdinger et al., 2002), foi escolhido.
Juntamente com a própria abordagem utilizada os resultados do estudo selecionado são
particularmente interessantes pois mostram que o uso de matérias-primas renováveis não é
per se ecologicamente vantajoso.
Sobre o estudo
“Materiais biodegradáveis baseados em fontes de matérias-primas renováveis têm sido
discutidos, desenvolvidos e propostos há algum tempo como a solução dos problemas
ambientais. No entanto, a introdução em larga escala no mercado ainda não é uma realidade.
Isto é freqüentemente atribuído à falta de clareza relacionada com a avaliação ecológica. Estas
incertezas, no entanto, têm efeito sobre o comportamento do cliente, o desenvolvimento do
produto ou sobre a disposição dos efluentes. Até hoje, os resultados de pesquisa que permitem
uma avaliação segura dos benefícios ambientais de tais materiais são dificilmente publicados
(Würdinger et al., 2002). A razão para este estudo foi a dúvida se os polímeros baseados em
matérias-primas renováveis deveriam ser estimulados em larga escala de agora em diante.
Dois sistemas de enchimento de embalagens foram selecionados como objetos relevantes de
pesquisa: um destes está baseado em matérias-primas renováveis derivadas do amido e o
outro no poliestireno expandido (EPS) que é produzido a partir de matérias-primas fósseis.
Figura 1: Enchimentos de embalagem
1
Objetivo e Definições
Escopo e Objetivos
A análise de um exemplo prático relevante mostrará se o uso de plástico versus matériasprimas renováveis é ou não ecologicamente razoável. A seguir, os seguintes sistemas de
enchimento de embalagens foram selecionados como exemplos:
1- sistemas de embalagem com base em poliestireno expandido (EPS)
2- sistemas de embalagem com base em amido expandido (renovável)
3- sistemas de embalagem com base em materiais recicláveis (poliestireno reciclável).
O exemplo 3 não será considerado a seguir para assegurar a clareza do exemplo prático e para
restringir o alcance da exposição.
A Função Selecionada ou a Unidade Funcional
A utilização dos sistemas de produtos examinados como materiais de enchimento para o
transporte de embalagens foi considerado de acordo com a sua função. Durante a avaliação
assume-se que diferentes sistemas de produtos não diferem em suas qualidades técnicas. O
volume do enchimento foi escolhido como uma unidade funcional do balanço. Todos os
dados e resultados referem-se ao volume de embalagem de 100 m³.
Os Limites do Sistema
Os limites do sistema demarcam o objeto de investigação do ambiente. Os limites do sistema
foram escolhidos “do berço ao túmulo”. Isto significa que todos os materiais relevantes e
fluxos de energia são considerados, partindo da investigação das matérias-primas, exploração,
transporte, procedimentos preliminares ao processo produtivo, uso de sistemas de produção e,
finalmente, a disposição dos efluentes.
As políticas externas da República Federativa Alemã formam a área de referência deste
estudo. Se os materiais (por exemplo, petróleo) são fornecidos por outros países, o país de
origem é a área de referência. O material é avaliado em relação ao respectivo mercado
compartilhado do material na Alemanha. O ano de 1997 foi escolhido como ano de referência.
Critérios de corte (Detalhes dos Limites)
No levantamento, todos os materiais e fluxos de energia de um determinado processo em
quantidades menores que 1% em relação à massa de saída desejada foram cortados. A soma
dos processos cortados não excedeu 5% da saída desejada. Porém, fluxos de materiais com
2
participação menor que 1% em relação à massa desejada de saída foram considerados se estes
forem interessantes para a LCA como um todo em relação aos aspectos toxicológicos e
energéticos.
Como a análise de inventário foi preparada?
Perspectivas calculadas
Uma série de diferentes perspectivas foi organizada e calculada a fim de cumprir os objetivos
do estudo, p. ex. a resposta da questão para a tolerância do uso de plásticos baseados no
reutilização de matérias-primas.
Tais perspectivas são importantes para considerar a influência dos diferentes fatores sobre o
sistema em questão. Em relação ao enchimento de embalagem de amido expandido, 20
perspectivas foram analisadas. A Tabela 1 mostra a seleção das perspectivas examinadas.
Produção
Amido de
Amido de batata
Amido de trigo Amido de milho
milho
II
(trigo
Trigo, extensivo
produzido de
maneira
convencional)
Utilização
Utilização
Utilização
Utilização
Reciclagem
Reciclagem
simples
simples
simples
interna (quatro
interna (duas
vezes reutilizada) vezes reutilizada)
Disposição
inserida com
inserida com os
inserida com os inserida com os inserida com o
os resíduos
resíduos
resíduos
resíduos
remanescentes
remanescentes e
remanescentes
remanescentes e e compostagem
e misturada
misturada com a
e
com a coleta
coleta de
com a coleta de coleta de resíduos
de resíduos
resíduos
resíduos
esgoto biológico
misturada misturada com a
Tabela 1: Seleção dos cenários examinados –enchimentos de embalagem de amido expandido
Processos Parciais de um Processo Geral
Similarmente à área de enchimentos de embalagem de amido expandido, o cenário para
poliestireno expandido foi examinado nas áreas parciais. Como um exemplo destes cenários, a
fabricação de embalagens de poliestireno primário (EPS) é mostrada a seguir (figura 2). Uma
3
utilização simples dos enchimentos de embalagem, com subseqüente disposição dos resíduos
via reciclagem orientada pelos materiais foram assumidas para o presente cenário.
Para deixar claro os limites do sistema, a produção primária de poliestireno é mostrada em
detalhes na figura 3.
Raw material
aquisition
Production of styrenebutadiene rubber (SBR)
Production of
primary polystyrene (GPPS)
Production of pentane/
butane
Production of polystyreneloose-fill
Distribution/sales
Usuage (single)
Packer
Recipient
Deduction output
Disposal
Production GPPS
(matrix)
Recording according
to type
Recycling yard,
regranulation
GPPS
Figura 2: Processos parciais de um cenário EPS
Como Proceder com os Dados Coletados?
Os fluxos relevantes de material e energia dos processos parciais requeridos para o produto
final foram coletados para estabelecer o “coração” da LCA - a análise de inventário. As
entradas e saídas dos dados de um processo específico foram derivadas e trabalhadas e, a
seguir, os resultados foram registrados e calculados. As indicações, cortes e limitações
definidas na etapa do escopo e objetivos foram também satisfeitas ou ajustadas de acordo com
as condições do banco de dados disponível. Portanto, a avaliação de impacto foi efetuada com
base nos resultados da análise de inventário.
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Exploitation of natural gas
Hydrocarbon source
Processing of natural gas
Ethylene production
Benzene production
Exploitation of crude oil
Distillation to naphta
Naphta
Ethylene
Reformation to benzene
Benzene
Benzene
Production of ethylbenzene
Production of styrene
Polymerization of styrene
Primary polystyrene
Figura 3: Diagrama - produção de poliestireno primário
A avaliação
De acordo com as diretrizes da norma ISO 14042, a avaliação de impacto da LCA consiste em
três partes:
- Seleção das categorias de impacto a serem consideradas
- Atribuição dos resultados da análise de inventário nas categorias de impacto (classificação)
- Cálculo dos resultados de indicadores de impacto (caracterização)
Neste estudo, as seguintes categorias de impacto foram consideradas:
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Categorias de impacto selecionadas
Aquecimento global
Redução de ozônio estratosférico
Geração fotoquímica de ozônio troposférico
Eutrofização
Acidificação
Toxicidade humana
Ecotoxicidade
Redução de recursos não-bióticos
Uso da terra
Tabela 2: Categorias de impacto consideradas
Seguindo a seleção das categorias de impacto, os parâmetros determinados na análise de
inventário como emissões de dióxido de carbono e metano têm de ser relacionadas aos seus
diferentes efeitos ambientais.
Classificação
Os parâmetros da análise de inventário relacionados a uma categoria de impacto têm de ser
transferidos para uma unidade comum de medida no decorrer da classificação. Um parâmetro
da análise de inventário pode ser relacionado a diferentes categorias de impacto.
Aquecimento global
CO2, CH4, N2O
Redução de ozônio
N2O
Geração
fotoquímica
de Benzeno, CH4, NOx, Formaldeído, NMVOC, VOC,
ozônio
pentano, butano
Eutrofização
NOX, NH3, P-ges., CSB, N-ges., NH4, Nitrato
Acidificação
H2S,HCl, HF, NH3, NOX, SO2
Toxicidade humana
Ecotoxicidade
Redução de recursos nãobióticos
As, BaP, benzeno, Cd, Cr, PCDD/F, Ni, Pb, SO2, diesel
partículas, biocidas
AOX, cloreto, NH4+, H2S, HF, NH3, NOx, SO2
Petróleo, gás natural, carvão
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Uso da terra
Área
Tabela 3: Classificação
Caracterização
Uma das tarefas da caracterização é a transferência daqueles parâmetros de balanço de massa
ou energia que foram relacionados a uma categoria de impacto em unidades comuns de
medida. Isto é necessário porque a contribuição de diferentes materiais para um efeito
ambiental difere consideravelmente. Por exemplo, o metano tem potencial de aquecimento
global aproximadamente 25 vezes maior que o dióxido de carbono e o potencial de
aquecimento global do gás do riso N2O é aproximadamente 320 vezes maior que o CO2. Na
próxima etapa, os indicadores de resultado têm de ser formados a partir das modificações dos
resultados da análise de inventário. Por último, os resultados precisam ser avaliados.
Resultados do estudo
Nenhuma vantagem ecológica pode ser determinada para um produto com base apenas nos
cenários abordados na LCA. Conseqüentemente, alguns resultados do estudo são introduzidos
como exemplos.
A Disposição do Resíduo é Importante
A comparação entre o amido e os cenários EPS mostra claramente que a aplicação do termo
“CO2-neutro”, o qual é utilizado de forma análoga à neutralidade no que diz respeito ao
aquecimento global, não se aplica principalmente ao enchimento de embalagem de amido, de
matérias-primas renováveis, embora o termo possa ser utilizado. Entretanto, isto só é possível
se pré-requisitos específicos são satisfeitos. Acima de tudo, a utilização energética ou como
matéria-prima do enchimento de embalagem de amido usado, inevitavelmente tem de ser
considerada. A utilização não é viável. Por outro lado, a disposição convencional poderia
levar à emissão de metano, gás de efeito estufa. Ademais, a restrição do uso de aditivos
derivados de matérias-primas fósseis tem um efeito positivo. Estes aspectos juntos a utilização
do produto já usado e a restrição do uso de aditivos, poderia levar a reduções discretas em
relação ao potencial de aquecimento global. A maior utilização de fontes de energia
renováveis poderia melhorar este resultado.
A Reciclagem de Embalagens Reduz o Impacto Ambiental
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Independentemente do material, a reciclagem de enchimentos de embalagem é uma medida
efetiva para a redução de impactos adversos no meio ambiente que estão relacionados ao uso
deste tipo de embalagem. Por outro lado, as vendas e a grande utilização resultam em
pequenas contribuições à avaliação do impacto ambiental. Portanto, a economia no consumo
de materiais e a redução dos gastos devido à reciclagem na produção de enchimentos de
embalagem contribuem diretamente para os resultados. O mesmo se aplica para a redução das
quantidades de efluentes que é significativa em quase todos os casos. Por outro lado, a
influência benéfica da reciclagem de enchimentos de embalagem deve também ser atribuída
ao fato de que este tipo de embalagem pode ser reciclada sem limpeza e com custos de
transporte relativamente baixos - com exceção das embalagens de bebidas, por exemplo.
Assim, para quase todos os indicadores, uma dupla reciclagem leva à metade dos resultados
de impacto ambiental, e uma quádrupla reciclagem a um quarto.
Comparação dos Cenários de EPS e Amido
Existem diferenças bastante claras entre os diferentes tipos de cenários para o uso de
enchimento de embalagens em relação aos seus efeitos ambientais. Entretanto, vantagens
fundamentais não surgem nem da utilização de amido nem de poliestireno. As formas de
preparação do material, bem como a disposição dos efluentes, são extremamente importantes
para o impacto ambiental. Com relação à etapa de disposição, um fator decisivo é o benefício
energético adicional a partir da utilização térmica, por exemplo.
Conseqüentemente, não é a origem das matérias-primas que é crucial para a relevância
ambiental dos cenários, mas o tipo dos processos combinados na respectiva expectativa de
vida. Obviamente, existem cenários de EPS bem como de amido muito bons, apesar de que
ambos são cenários concebíveis que parecem claramente mais desfavoráveis. A variação de
amplitude entre cenários de materiais idênticos é similar àquela dentro da totalidade de
cenários. Independentemente do tipo de material, existem potenciais otimizações para serem
consideradas. Os cenários do amido podem ser realizados de forma similar aos bons cenários
EPS apenas se o enchimento de embalagem é energeticamente reciclado.
A degradação biológica como uma vantagem?
A biodegradabilidade do material de embalagem não é uma propriedade do material a qual é
necessária para produção. Sua vantagem parece estar na área de disposição de efluentes.
Entretanto, ela tem um efeito positivo apenas se o enchimento de embalagem de amido é
microbiologicamente fermentado à biogás e posteriormente utilizado energicamente com alta
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eficiência. Compostagem é mais um caminho de descarte que depende da degradação
biológica. Este caminho parece ser desfavorável em comparação com a utilização energética.
Os resultados mostram claramente que a degradação biológica sozinha não basta como um
critério para a compatibilidade e sustentabilidade ambiental de um material ou produto.
A disposição do produto após o uso e o efeito que a degradabilidade biológica têm sobre a
sustentabilidade ecológica do produto é crucial. Entretanto, este resultado pode ser alterado
se a degradabilidade biológica é uma propriedade essencial do material. Em função desses
resultados, os autores, no entanto, levantam a questão se este deveria ser um objetivo que
valha à pena desenvolver plásticos a partir da reutilização de matérias-primas que não são
biodegradáveis, mas são duráveis. Tais plásticos poderiam ser usados muitas vezes e
poderiam, finalmente, serem reciclados.
Würdinger, E., Roth, U., Wegener, A., 2000. Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen:
Vergleichende Ökobilanz für Loose-fill-Packmittel aus Stärke bzw. Polystyrol.
DBU-Az. 04763.
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