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Correio Braziliense

Técnica transforma plásticos descartados em hidrocarbonetos para carros

Técnica transforma plásticos descartados em hidrocarbonetos líquidos de alta qualidade. Segundo cientistas norte-americanos, o novo insumo poderá virar matéria-prima para produtos automotivos, detergentes e até cosméticos


postado em 28/10/2019 06:00

(foto: Valdo Virgo/CB/D.A Press )
(foto: Valdo Virgo/CB/D.A Press )
O acúmulo de plástico é um dos maiores problemas contemporâneos. O uso exagerado e a dificuldade de desestruturar esse material são alguns dos entraves que dificultam sua reciclagem. Na tentativa de vencer essa dificuldade, cientistas norte-americanos desenvolveram uma técnica que consegue quebrar as moléculas do plástico e transformá-las em produtos líquidos, como óleos usados em motores de automóveis. O trabalho foi detalhado na última edição da revista especializada ACS Central Science.

Segundo os criadores do método, a cada ano, 380 milhões de toneladas de plástico são criadas em todo o mundo. E a estimativa é de que essa produção continue a crescer — muitos analistas preveem que a produção possa quadruplicar até 2050. “Mais de 75% desses materiais plásticos são descartados após o uso. Muitos acabam em nossos oceanos e em cursos de água, prejudicando a vida selvagem e disseminando toxinas”, frisa, em comunicado, Kenneth R. Poeppelmeier, pesquisador da Universidade de Northwestern, nos Estados Unidos, e um dos autores do trabalho.

Os pesquisadores explicam que, embora os plásticos possam ser derretidos e reprocessados, esse tipo de reciclagem gera materiais de menor valor. Não são, por exemplo, tão estruturalmente fortes quanto o original. Quando deixados na natureza ou em aterros, os plásticos não se degradam porque têm ligações carbono-carbono muito fortes. Em vez disso, se dividem em pequenos pedaços, conhecidos como microplásticos.

Enquanto para a maioria das pessoas esses laços fortes são um problema, a equipe do Laboratório Nacional de Argonne e do Laboratório Ames percebeu nessa característica uma oportunidade. “Procuramos recuperar a alta energia que mantém essas ligações convertendo cataliticamente as moléculas de polietileno em produtos comerciais de valor agregado”, conta Kenneth R. Poeppelmeier. “Certamente, há coisas que podemos fazer, como sociedade, para reduzir o consumo de plásticos. Mas sempre haverá casos em que os plásticos são difíceis de substituir. Por isso, realmente queremos ver o que podemos fazer para encontrar valor no lixo.”

Nanopartículas

Para decompor o plástico e reutilizá-lo, os cientistas construíram um catalisador composto por nanopartículas de platina — de apenas dois nanômetros de tamanho —,  que são depositadas em nanotubos de perovskita, com 50 a 60 nanômetros. A equipe escolheu a perovskita, um mineral raro, porque ela é estável sob altas temperaturas e pressões e excepcionalmente boa para conversão de energia.

Para controlar a interação entre os dois tipos de nanomoléculas, a equipe usou a deposição de camada atômica, uma técnica que permite o controle preciso de nanopartículas. Sob pressão e temperatura moderadas, o catalisador “cortou” a ligação carbono-carbono do plástico para produzir hidrocarbonetos líquidos de alta qualidade. Segundo os cientistas, esses líquidos poderão ser usados em óleo de motor, lubrificantes, ceras e até processados para produzir ingredientes para detergentes e cosméticos.

Pierre Monthe Esteves, professor do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), acredita que a pesquisa busca uma alternativa para um problema extremamente difícil, que gera danos ao meio ambiente durante muitos anos. “O acúmulo do plástico em lixões causa problemas sérios, porque não temos maneiras fáceis de tornar esse material viável novamente. O que mais se faz é queimá-lo, mas, ainda assim, não podemos usar o que foi destruído para outros fins. É um grande desafio”, diz.

Para Esteves, o surgimento da nanotecnologia, a técnica usada pelos cientistas norte-americanos, tem mudado esse cenário. “Por meio dessas nanopartículas, temos a possibilidade de desconstruir esse material e, ainda assim, usar suas características como base para outros produtos. Ultrapassamos a barreira microscópica, que foi o nosso limite durante muito tempo, e entramos em um mundo quântico. Dessa forma, conseguimos brincar com o plástico, fazer com que esse material possa ser reutilizado de diversas formas”, explica. 

 

380 milhões
de toneladas de plásticos são fabricados no mundo anualmente 

Menos desperdício

Os criadores da tecnologia destacam que ela tem vantagens quando comparada aos catalisadores disponíveis comercialmente. Segundo eles, esses equipamentos geram produtos de menor qualidade, com muitos hidrocarbonetos curtos, limitando sua aplicabilidade. Além de vencer essas limitações, a nova proposta funciona a partir de processos com menos desperdício. “Nossas descobertas têm amplas implicações para o desenvolvimento de um futuro no qual poderemos continuar a nos beneficiar de materiais plásticos, mas de maneira sustentável e menos prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana”, diz  Poeppelmeier.

O professor da UFRJ destaca que iniciativas para o uso otimizado do plástico tendem a crescer. “Pesquisas que buscam transformá-lo em outros materiais estão em alta. Muitas dão foco à transformação de combustíveis, algo que também ajuda a diminuir os danos provocados ao meio ambiente”, detalha Esteves. “Transformar esses produtos industriais, que acabam tendo que ser usados em algum momento, com o auxílio da nanotecnologia nos dá a oportunidade de usufruir dos benefícios desses materiais e ainda evitar os danos que são gerados pelo seu descarte.”

“Ultrapassamos a barreira microscópica, que foi o nosso limite durante muito tempo, e entramos em um mundo quântico. Dessa forma, conseguimos brincar com o plástico” 
Pierre Monthe Esteves, professor do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

“Nossas descobertas têm amplas implicações para o desenvolvimento de um futuro no qual poderemos continuar a nos beneficiar de materiais plásticos, mas de maneira (…) menos prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana”

Kenneth R. Poeppelmeier, pesquisador da Universidade de Northwestern, nos Estados Unidos


Para saber mais


Reúso molecular

Cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley (UC Berkeley), nos Estados Unidos, criaram um plástico que pode ser reduzido a suas composições moleculares e se transformar em matéria-prima para novos materiais. O PDK, como foi batizado, quando mergulhado em uma solução altamente ácida, perde a cor, a forma e o tamanho. Dessa forma, abre-se a possibilidade de ser usado no desenvolvimento de um produto com características completamente distintas.

A substância corrosiva ajuda a quebrar as ligações entre os monômeros e a separá-los dos aditivos químicos, em um processo chamado despolimerização. Os resíduos chegam ao nível molecular e têm condições de serem remontados. Adesivos, capas de telefone, cabos de computador e sapatos estão entre produtos com potencial para terem esses resíduos em sua composição.

Para isso, serão necessárias adaptações de diferentes setores da cadeia produtiva. “Estamos em um ponto crítico, em que precisamos pensar na infraestrutura necessária para modernizar as instalações de reciclagem para a futura triagem e processamento de resíduos”, alerta Brett Helm, líder do estudo, divulgado recentemente na revista Nature Chemistry. A equipe trabalha, agora, no desenvolvimento de plásticos PDK com uma ampla gama de propriedades térmicas e mecânicas. Segundo eles, esse material poderá ser aplicado em têxteis, espuma e impressão 3D.

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