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REAPROVEITAMENTO DO POLIESTIRENO EXPANDIDO: COMPROVAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DO EMPREGO DE RESÍDUOS DE EPS

C. A. Alves Jr., C. L. Bammesberger, A. R. Merkle, J. C. Marinoso Jr., M. A. M. Ladeia, T. Hardt

e-mail para correspondência: [email protected] SENAI Joinville

RESUMO

O poliestireno expandido (EPS) é largamente empregado no acondicionamento de equipamentos eletrônicos, em recipientes alimentícios, entre outros fins. Porém, pesquisas mostram que apenas 2% da população brasileira sabe que o EPS pode ser reaproveitado e/ou reciclado. Este trabalho teve como objetivo realizar o reaproveitamento do resíduo de EPS coletado nas unidades SENAI Joinville. Inicialmente, foi feita uma conscientização com os estudantes e a coleta do resíduo gerado na instituição. Os resíduos foram endereçados a uma empresa que recicla o resíduo, e o material voltou à forma de poliestireno (PS). Depois, foram injetadas peças com o material reaproveitado e com PS virgem, para efeito comparativo do aspecto visual e das propriedades mecânicas, por meio da microdureza Vickers. Os resultados comprovaram que houve êxito no reaproveitamento do resíduo de EPS e que o seu reaproveitamento não altera suas características, tornando-o possível de ser aplicado em produtos onde o material virgem é utilizado.

Palavras-chave: EPS, reaproveitamento, resíduo, conscientização INTRODUÇÃO Vive-se em um mundo onde o petróleo é o mais importante dos recursos

naturais, denominado “ouro negro” devido a seu alto valor e por toda a economia

mundial estar relacionada e interligada a esta extração e aos inúmeros produtos

formados a partir dele, na qual são utilizados diariamente pelos mais variados ramos

da indústria(1).

Apesar de suas diversas utilizações, o mesmo não tem muita utilidade sem

passar por processos industriais. Nas refinarias, o petróleo é direcionado às torres

de destilação, onde se inicia o processo de craqueamento no qual seus diversos

componentes são separados por diferenças de volatilidade(2). Entre esses

componentes, os materiais poliméricos possuem grande importância no

desenvolvimento mundial.

O polímero é um material formado por inúmeras unidades químicas

21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais09 a 13 de Novembro de 2014, Cuiabá, MT, Brasil

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chamadas de meros, aliando boas propriedades mecânicas com baixa massa

especifica, substituindo em muitos casos materiais metálicos e cerâmicos(3). Muitos

deles são produzidos em larga escala, porém, o impacto ambiental gerado também

é bastante alto, tanto pela parte produtiva quanto ao fato de a maioria não ser

biodegradável. Um exemplo de impacto ambiental ocorre com o plástico que é

lançado ao mar, fazendo com que muitos animais acabem morrendo pelo consumo

desse resíduo(4).

O mundo do século XXI investe cada vez mais em ideias e tecnologias para

amenizar o impacto ambiental causado pela alta produção, além do consumo dos

produtos gerados. Logo, devem-se buscar soluções tecnológicas mais sustentáveis

além de se aplicar o conceito da reciclagem e da reutilização aos resíduos gerados,

para aproveitar melhor o insumo e evitar a geração de mais produtos.

Nota-se a importância de realizar o reaproveitamento do poliestireno

expandido (EPS), uma vez que ele é utilizado em larga escala no acondicionamento

de equipamentos eletrônicos, em recipientes para alimentos e bebidas, peças de

construção civil, entre outros fins. Constata-se também a relevância do trabalho no

quesito informativo, visto que cerca de 2% da população brasileira sabe que o EPS

pode ser reaproveitado e/ou reciclado. De acordo com a Associação Brasileira de

Poliestireno Expandido (ABRAPEX®) foram produzidas 55 mil toneladas de EPS no

ano de 2007 e importaram-se outras duas mil, todavia reciclaram-se apenas cinco

mil toneladas(5). O EPS não reciclado é destinado ao aterro sanitário(6), e devido à

sua baixa massa específica (as pérolas de EPS consistem em até 98% de ar e 2%

de PS), esgotam rapidamente à sua capacidade de armazenamento de resíduos(7).

O município de Joinville tem auxiliado na separação do EPS do lixo reciclável

urbano, porém esse processo de reciclagem também envolve empresas privadas,

grandes consumidoras de EPS, e a cobrança de impostos em várias etapas, o que

dificulta o processo de segregação adequada para o mesmo.

O objetivo deste trabalho foi reaproveitar o resíduo de EPS gerado no SENAI

Norte Joinville, transformando-o novamente em PS e utilizar esta matéria-prima

reaproveitada em um processo de injeção. Para verificar o aspecto do material,

foram injetadas peças com material virgem e também reaproveitado, e as mesmas

passaram por testes de microdureza Vickers, para um comparativo de sua

propriedade mecânica.


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MATERIAIS E MÉTODOS

Primeiramente, realizou-se a coleta dos resíduos de EPS nas unidades

SENAI Norte I e II, com o auxílio de estudantes, e profissionais da limpeza no

período de um mês. Neste período, foram coletados 11,6 kg de EPS, dos mais

diversos tipos e formatos. Este material foi encaminhado até a unidade da

Termotécnica® - unidade Pirabeiraba, que trabalha com a reciclagem deste tipo de

material.

No local, os resíduos passaram por um processo de triagem, onde são

retirados materiais que não são EPS, como outros plásticos, papéis e adesivos,

pois eles irão contaminar o material, além de acarretar em problemas ao maquinário.

Após, o EPS foi direcionado ao triturador, para reduzir seu tamanho para pequenos

grãos. O material triturado seguiu para um silo de armazenagem, que encaminhou o

conteúdo para uma extrusora. Na máquina, o EPS foi submetido a uma temperatura

de 140ºC aliado a uma compactação, para que o ar contido no material evacue sob

uma alta pressão, aumentando sua massa específica. Depois disso, o material

extrudado foi triturado e encaminhado a uma pelletizadora, gerando os pellets de PS

reaproveitados. A Fig. 1 mostra o fluxograma do processo experimental realizado

neste trabalho.

Figura 1 - Fluxograma do procedimento experimental. Fonte: Os autores (2013)

O material produzido foi levado para o SENAI, para o processo de injeção. Esta

etapa foi realizada em uma Injetora Primax® R1000, e foram produzidos chaveiros, tanto

com PS reaproveitado como PS virgem. Os parâmetros de injeção empregados na injeção

dos chaveiros são descritos na Tab. 1.

Tabela 1 - Condições de injeção dos chaveiros

Pinjeção

(bar)

Precalque

(bar)

tinjeção

(s)

trecalque

(s)

tresfriamento

(s)

Tinjeção

(oC)

Tdosagem

(oC)

Ttransição

(oC)

Talimentação

(oC)

Chaveiro 700 0 2,55 0,0 15 200 200 190 180

Fonte: Os autores (2013)


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Os chaveiros injetados foram ensaiados na UDESC-CCT, no laboratório de

ensaios mecânicos, em um microdurômetro Shimadzu, modelo HMV-2T, equipado

com um penetrador de forma piramidal de diamante com base quadrada e ângulo de

136º, utilizando uma carga de 25 g (245,2 mN). O sistema de medida era monitorado

por um computador que possui uma câmera de alta definição para a captura de

imagens e o tratamento das diagonais impressas na amostra. Em cada amostra,

foram feitas cinco indentações. A Fig. 2 mostra uma das marcações feitas no

material.

Figura 2 – Indentação feita em uma amostra de chaveiro de PS. Fonte: Os autores (2013)

O valor da microdureza Vickers é obtido por meio da Eq. (A), utilizando o

comprimento das diagonais.

(A)

Onde P corresponde à carga aplicada no ensaio (kgf) e d é a média das

diagonais horizontal e vertical (mm).

Com os valores de microdureza obtidos de cada endentação, foram

calculadas a média, o desvio padrão e o intervalo de confiança, obtido por meio da

Eq. (B).

(B)

Onde representa a média das amostras e DM é a dispersão da medida,

calculada pela Eq. (C).

(C)


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Onde representa o valor obtido na tabela de distribuição t de Student,

sendo α/2 = 0,025, n-1 representa os graus de liberdade, s é o desvio padrão e n é o

número de amostras analisadas(8).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Fig. 3 mostra o aspecto visual dos chaveiros injetados com PS virgem (a) e

com PS reaproveitado (b). Ambos os produtos obtiveram ótimo aspecto visual e sem

nenhum defeito visual de injeção, o que indica que os parâmetros de injeção

utilizados foram ideais, e que não houve diferença visual entre os materiais.

Figura 3 – a) chaveiro injetado com PS virgem; b) chaveiro injetado com PS

reaproveitado. Fonte: Os autores (2013).

A Tab. 2 apresenta os valores de microdureza obtidos pelo ensaio das

amostras, além de sua média e o intervalo de confiança obtido, calculado por meio

das Eq. (B) e (C).

Tabela 2 - Valores comparativos de HV das amostras de PS reaproveitado e PS virgem

Microdureza Vickers (HV)

Amostra Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5 Média IC (95%)

PS reaproveitado 20,12 19,33 21,27 20,95 21,28 20,59 1,05

PS virgem 18,77 19,62 20,01 19,62 20,63 19,73 0,84 Fonte: Os autores (2013)

Para um melhor comparativo entre os resultados apresentados, foram

construído um gráfico de colunas das médias, juntamente com o intervalo de

confiança, apresentados na Fig. 4.


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Figura 4 - Gráfico comparativo entre os resultados de microdureza Fonte: Os autores

(2013)

Realizando um comparativo entre o PS reaproveitado e o PS virgem,

observou-se que o resultado da microdureza média do material reaproveitado é

4,36% menor que o material virgem, mas analisando os seus intervalos de

confiança, há uma forte intersecção entre eles, o que comprova que a diferença

entre as duas amostras, de acordo com a propriedade analisada, não é significativa.

Portanto, de acordo com aspectos visuais e os resultados de microdureza obtidos,

pode-se afirmar que o processo de reaproveitamento do EPS, oriundo do PS virgem,

não alterou suas características, de acordo com os parâmetros analisados, o que

poderia sugerir sua aplicação em diversos produtos onde o material virgem é

empregado.

CONCLUSÕES Difundir sobre as propriedades e a capacidade do reaproveitamento do

resíduo de EPS é essencial para que a sustentabilidade seja corretamente visada,

visto esse ser um material de grande aplicação nos dias atuais, e que seu

reaproveitamento (ou até reciclagem em outras situações) não é muito conhecida

pelas pessoas. De acordo com os procedimentos realizados no reaproveitamento do

resíduo de EPS, os resultados obtidos comprovaram que, de acordo com os

parâmetros analisados, é possível o reaproveitamento do material para a obtenção

de PS e sua posterior aplicação, pois não houve nenhuma diferença visual no

material e a diferença média entre a microdureza Vickers do material virgem e do


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reaproveitado foi de apenas 4,36%, sendo que a intersecção entre os intervalos de

confiança indicam que essa variação entre as amostras não é significativa.

AGRADECIMENTOS SENAI Joinville: em especial ao seu Olavo e toda a equipe de limpeza, no

auxílio na separação do material, e ao prof. Fernando Kasten pelo auxílio no

processo de injeção do PS;

Termotécnica®: agradecimentos aos senhores Paulo Michels, Joanildo Luz e

Everton Santos, por toda a ajuda na parte do transporte e reaproveitamento do

resíduo de EPS;

UDESC – CCT: agradecimentos ao prof. Dr. César Edil da Costa, pelas

análises de microdureza na instituição.

REFERÊNCIAS

1. GAUTO, M. A., ROSA, G. R. Processos e Operações Unitárias da Indústria Química. Rio de Janeiro, Ed. Ciência Moderna, 2011.

2. SHREVE, R. N., BRINK JR., J. A. Indústrias de Processos Químicos. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan,4ª ed., 1997.

3. CALLISTER JR., W. D. Ciência e Engenharia de Materiais – Uma Introdução. Rio de Janeiro, LTC, 7ª ed., 2008.

4. ECYCLE. Prós e contras do plástico para o meio ambiente. Disponível em: <http://www.ecycle.com.br/component/content/article/35/686-pros-e-contras-do-plastico-para-o-meio-ambiente.html>. Acesso em: 18 de agosto de 2014.

5. ABRAPEX. Disponível em: <http://www.abrapex.com.br>. Acesso em: 04 de agosto de 2013.

6. BAHIENSE, M. Avanços nas construções sustentáveis. SECOVI-SP. Disponível em: <http://www.secovi.com.br/noticias/avancos-nas-construcoes-sustentaveis/7555/>. Acesso em: 18 de agosto de 2014.

7. CHAGAS, F. H. C., BERRETTA-HURTADO, A. L., GOUVÊA, C. A. K. Logística Reversa: Destinação dos Resíduos de Poliestireno Expandido (Isopor®) Pós-Consumo de uma Indústria Catarinense. In: 3rd International Workshop | Advances in Cleaner Production, São Paulo, 2011.

8. UFSC – Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Disponível em: <http://www.cfh.ufsc.br/gcn7901/images/TABELAt-STUDENT.jpg>. Acesso em 23 set. 2013.


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REUSE OF EXPANDED POLYSTYRENE: PROOF OF SUSTAINABILITY OF USE

OF EPS RESIDUES

Expanded polystyrene (EPS) is widely used in the packaging of electronic equipment, food container, among other purposes. However, researches show that only 2% of the population knows that EPS can be reused and/or recycled. The aim of this study was to realize the reuse of EPS residue collected at SENAI Joinville units. Initially, it was made an awareness with the students and the collect of the residues generated at the institution. The residues were addressed to a company that recycles the waste, and the material returned to the polystyrene (PS) form. Afterwards, pieces with virgin PS and the reused material were injected, for comparison of the visual appearance and mechanical properties, by Vickers microhardness. Results showed that there was success in the reuse of EPS residues, and this process did not change its characteristics, making it possible to be applied to products where the virgin material is utilized.

Keywords: EPS, reuse, residues, awareness


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