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Muhammad Rabnawaz, professor associado da conceituada Escola de Embalagem da Universidade Estadual de Michigan e recentemente nomeado para a Academia Nacional de Inventores, sempre acreditou que a solução mais brilhante é também a mais simples.
Essa crença está refletida na nova publicação de sua equipe na revista Sistemas Sustentáveis Avançados.
Rabnawaz e seus colegas mostraram que o cloreto de sódio – sal de cozinha – pode superar o desempenho de materiais muito mais caros que estão sendo explorados para ajudar a reciclar plásticos.
“Isso é realmente emocionante”, disse Rabnawaz. “Precisamos de soluções simples e de baixo custo para enfrentar um grande problema como a reciclagem de plásticos”.
Embora os plásticos tenham sido historicamente comercializados como recicláveis, a realidade é que quase 90% dos resíduos plásticos nos Estados Unidos acabam em aterros sanitários, em incineradores ou como poluição ambiental.
Uma das razões pelas quais os plásticos se tornaram tão descartáveis é que os materiais recuperados da reciclagem não são valiosos o suficiente para gastar o dinheiro e os recursos necessários para obtê-los.
De acordo com as projeções da equipe, o sal de cozinha poderia virar a economia e reduzir drasticamente os custos quando se trata de um processo de reciclagem conhecido como pirólise, que funciona através de uma combinação de calor e química.
Embora Rabnawaz esperasse que o sal tivesse um impacto devido à forma como conduz bem o calor, ele ainda ficou surpreso com o seu bom funcionamento. Ele superou os catalisadores caros – produtos químicos projetados para estimular as reações – e ele acredita que sua equipe apenas começou a explorar seu potencial.
Além disso, o trabalho já chama a atenção de grandes nomes da indústria, disse ele.
Na verdade, a pesquisa foi parcialmente apoiada pela Conagra Brands, uma empresa de bens de consumo embalados. O Departamento de Agricultura dos EUA e a MSU AgBioResearch também ajudaram a financiar o trabalho.
Um catalisador que vale o seu sal
A pirólise é um processo que decompõe os plásticos em uma mistura de compostos mais simples, à base de carbono, que se apresentam em três formas: gás, óleo líquido e cera sólida.
Esse componente de cera é muitas vezes indesejável, disse Rabnawaz, mas pode representar mais da metade dos produtos, em peso, dos métodos atuais de pirólise. Isso mesmo quando se utilizam catalisadores, que são úteis, mas muitas vezes podem ser tóxicos ou proibitivamente caros para serem aplicados no gerenciamento de resíduos plásticos.
A platina, por exemplo, tem propriedades catalíticas muito atractivas, razão pela qual é utilizada em conversores catalíticos para reduzir as emissões nocivas dos automóveis. Mas também é muito caro, e é por isso que os ladrões roubam conversores catalíticos.
Embora seja improvável que os bandidos roubem materiais à base de platina de um reator de pirólise sufocante, tentar reciclar plásticos com esses catalisadores ainda exigiria um investimento pesado – milhões, senão centenas de milhões, de dólares, disse Rabnawaz. E os catalisadores actuais não são suficientemente eficientes para justificar esse custo.
“Nenhuma empresa no mundo tem tanto dinheiro para gastar”, disse Rabnawaz.
Em trabalhos anteriores, Rabnawaz e sua equipe mostraram que o óxido de cobre e o sal de cozinha funcionavam como catalisadores para quebrar um plástico conhecido como poliestireno. Agora, eles demonstraram que o sal de cozinha por si só pode eliminar o subproduto da cera na pirólise de poliolefinas – polímeros que representam 60% dos resíduos plásticos.
“Esse primeiro artigo foi importante, mas não fiquei animado até trabalharmos com poliolefinas”, disse Rabnawaz. “As poliolefinas são enormes e acabamos de superar os catalisadores caros.”
Juntando-se a Rabnawaz neste projeto estavam Christopher Saffron, professor associado da Faculdade de Agricultura e Recursos Naturais, o acadêmico visitante Mohamed Shaker e o estudante de doutorado da MSU Vikash Kumar.
Ao usar o sal de cozinha como catalisador para pirolisar poliolefinas, a equipe produziu principalmente óleo líquido contendo moléculas de hidrocarbonetos semelhantes às encontradas no combustível diesel, disse Rabnawaz. Outra vantagem do catalisador de sal, mostraram os pesquisadores, é que ele pode ser reutilizado.
“Você pode recuperar o sal simplesmente lavando o óleo obtido com água”, disse Rabnawaz.
Os pesquisadores também mostraram que o sal de cozinha auxilia na pirólise de filmes plásticos metalizados, comumente usados em embalagens de alimentos, como sacos de batatas fritas, que atualmente não são reciclados.
Embora o sal de cozinha puro não tenha superado o desempenho de um catalisador de platina-alumina, a equipe também testou com filmes metalizados, os resultados foram semelhantes e o sal custa uma fração do custo.
Rabnawaz, no entanto, enfatizou que os filmes metalizados, embora úteis, são inerentemente problemáticos. Ele imagina um mundo onde esses filmes não sejam mais necessários, e é por isso que sua equipe também está trabalhando para substituí-los por materiais mais sustentáveis.
A equipe também continuará trabalhando para promover seu projeto de pirólise.
Por exemplo, a equipe ainda não caracterizou completamente os produtos gasosos da pirólise com sal de cozinha. E Rabnawaz acredita que a equipe pode melhorar esta abordagem para que os produtos líquidos contenham produtos químicos com aplicações mais valiosas do que serem queimados como combustível.
Ainda assim, os primeiros retornos das novas táticas de sal de cozinha da equipe são encorajadores. Com base numa análise económica rápida e preliminar, a equipa estimou que um reactor de pirólise comercial poderia triplicar os seus lucros apenas com a adição de sal.
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