A ligação do PET com a crise ambiental: avaliação de impacto e estratégias de mitigação

Recentemente, uma equipe de pesquisa da Academia Chinesa de Ciências conduziu uma avaliação do ciclo de vida (ACV) do berço ao berço de garrafas PET para avaliar sua sustentabilidade ambiental. Das emissões de carbono à liberação de substâncias tóxicas, esta avaliação oferece insights sobre os impactos multifacetados do PET na atmosfera, nos corpos d'água e nos ecossistemas da Terra.

Avaliando a contribuição da produção de PET para as emissões globais de carbono

A emissão de gases de efeito estufa (GEE) amplifica o efeito estufa na atmosfera terrestre, contribuindo para o aquecimento global ao reter calor na atmosfera terrestre. Na cadeia da indústria de PET, os GEE resultam principalmente da dependência de combustíveis fósseis e do uso de eletricidade com alta intensidade de carbono durante os processos de produção.

Com base na Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (ACV) conduzida pela equipe de pesquisa, o fator de emissão para garrafas PET é de 1,6 × 10−1 kg de CO2 equivalente, com um fator de impacto de 4,6 × 10³ kg de CO2 equivalente por quilograma. Isso indica que a produção de um quilograma de garrafas PET resulta em emissões de aproximadamente 4,6 toneladas métricas de CO2 equivalente.

Então, a produção de PET é realmente uma grande contribuinte para as emissões globais de carbono?

De fato, as emissões globais de carbono se originam principalmente da combustão de combustíveis fósseis (como carvão, petróleo e gás natural), atividades industriais (incluindo produção de aço, cimento e produtos químicos), transporte (carros, aviões, navios), construção (aquecimento, resfriamento e uso de eletricidade), agricultura e mudanças no uso da terra.

De acordo com dados da EPA e de outras fontes, a produção de plástico, incluindo a produção de PET, de fato contribui com uma quantidade considerável de emissões de dióxido de carbono. No entanto, em comparação com outras grandes fontes de emissão, a quantidade total proveniente da produção de plástico é relativamente pequena.

Mesmo com estimativas mais altas, a produção de plástico emite aproximadamente 500 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono anualmente, o que representa apenas cerca de 1,3% das emissões totais globais (com base nas emissões globais de 2019 de aproximadamente 37 bilhões de toneladas métricas de dióxido de carbono).

Impactos na toxicidade ambiental e nos ecossistemas aquáticos

A produção de resina PET ou garrafas PET (pré-formas) emite compostos perigosos, como óxido de etileno e formaldeído, cancerígenos, apresentando riscos substanciais à saúde, incluindo doenças respiratórias e reações alérgicas. Estudos revelam que a fabricação de um quilo de garrafas PET libera cerca de 14 toneladas métricas de substâncias tóxicas equivalentes a 1,4-diclorobenzeno, o que representa riscos potenciais consideráveis ​​à saúde.

Além disso, avaliações de impacto do ciclo de vida de garrafas PET indicam profundos efeitos tóxicos nos ecossistemas aquáticos. Produtos químicos liberados durante a produção de PET podem chegar a rios e lagos por meio de descarte de águas residuais, chegando eventualmente aos oceanos, contribuindo para a ecotoxicidade aquática terrestre e marinha. O descarte inadequado de garrafas PET agrava esses impactos, gerando microplásticos que colocam em risco os organismos aquáticos e perturbam o equilíbrio ecológico. Em última análise, essas substâncias nocivas podem entrar no corpo humano através da cadeia alimentar.

A eutrofização da água doce é outro impacto significativo do PET nos ecossistemas aquáticos. Isso se refere principalmente à presença excessiva de nutrientes como fósforo e nitrogênio em corpos d'água, levando ao crescimento excessivo de algas e plantas aquáticas, à deterioração da qualidade da água, à mortalidade de peixes e à redução da biodiversidade, impactando severamente os ecossistemas aquáticos. 

Preocupações com a poluição atmosférica fotoquímica e a acidificação do solo

A poluição fotoquímica do ar consiste principalmente em poluição fotoquímica formada sob a luz solar por óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COVs) de escapamentos de veículos, incluindo processos de produção de PET.

A acidificação do solo refere-se ao aumento da acidez do solo devido à deposição de substâncias ácidas, como dióxido de enxofre (SO₂) e óxidos de nitrogênio, afetando negativamente as plantas e as comunidades microbianas do solo.

Durante a produção de PET, a combustão de combustíveis fósseis e as emissões industriais liberam substâncias ácidas, levando à acidificação do solo e à perturbação do equilíbrio do ecossistema. Os óxidos de nitrogênio não apenas desencadeiam diversas doenças respiratórias, como também constituem importantes fontes de smog fotoquímico e chuva ácida. Além disso, o etilenoglicol, principal matéria-prima na produção de PET, evapora durante a preparação da resina PET em temperaturas de até 90 graus Celsius, potencialmente representando riscos ambientais e à saúde humana.

A avaliação indica que as garrafas PET têm um fator de impacto de oxidação fotoquímica de 1,2 kg de equivalente de C₂H₄/kg e um fator de impacto de acidificação do solo de 5 × 10⁻¹ kg de equivalente de SO₂/kg. Reduzir a dependência de combustíveis fósseis e implementar medidas eficazes para gerenciar a poluição atmosférica fotoquímica são cruciais para a proteção do meio ambiente.

Implicações ambientais da destruição da camada de ozônio

A camada de ozônio protege a superfície da Terra da radiação ultravioleta nociva do sol. Durante a produção de garrafas PET, substâncias como clorofluorcarbonetos (CFCs) podem ser liberadas, com um fator de impacto de 1 kg de CFC-11 equivalente por quilo de PET. Embora o uso de CFCs tenha diminuído significativamente, seus efeitos a longo prazo ainda merecem atenção. A redução da camada de ozônio aumenta a radiação ultravioleta, o que impacta negativamente a saúde humana (por exemplo, câncer de pele e catarata) e os ecossistemas.

Como podemos aliviar a crise ambiental

Para lidar com os impactos ambientais mencionados acima, os fabricantes da indústria de PET podem adotar várias estratégias para melhorar seus processos de produção.

Do ponto de vista da produção, a implementação de sistemas de circuito fechado pode minimizar emissões e resíduos. Aprimorar os equipamentos de produção e promover a inovação tecnológica, como o desenvolvimento de soluções de reutilização de resíduos, como o tratamento de águas residuais e gases, pode reduzir ainda mais os impactos ambientais negativos.

Medidas rigorosas de gestão e monitoramento ambiental são essenciais. Estas incluem monitoramento em tempo real, conformidade com as normas e regulamentos ambientais relevantes e medidas preventivas para evitar acidentes e incidentes de poluição.

Além disso, o uso de fontes de energia limpas e renováveis, como energia solar e de biomassa, pode reduzir significativamente as emissões de carbono.

Por fim, o desenvolvimento de PET de origem biológica e PET reciclado pode reduzir a dependência de recursos fósseis. A otimização dos processos de produção garante que seu desempenho e sustentabilidade atendam às demandas do mercado.

Do ponto de vista do consumidor, é essencial descartar garrafas PET usadas de acordo com as normas, em vez de descartá-las casualmente. Isso exige o fomento da consciência ambiental entre as pessoas.

Práticas sustentáveis ​​da Wankai na produção de PET

A Wankai New Materials Co., Ltd., fabricante global de resina PET, implementou medidas abrangentes para aumentar a eficiência energética, a liberação de compostos tóxicos e reduzir as emissões de carbono, ao mesmo tempo em que pesquisa ativamente o PET verde para promover o desenvolvimento sustentável.

A empresa utiliza equipamentos avançados de policondensação contínua (CP) e polimerização sólida (SSP), projetados pela China Kunlun Contracting Engineering Co., Ltd. (CKCEC) e pela suíça BUHLER (Polymetrix), respectivamente. Esses processos altamente selados reduzem as emissões de poluentes da fonte e aplicam diversas medidas de controle da poluição do ar.

Na fábrica de Haining da Wankai, iniciativas de energia renovável, como a esterificação de energia térmica residual, a geração de energia a partir de gás de pântano e a geração de energia fotovoltaica em telhados, reduziram substancialmente a dependência de combustíveis fósseis e as emissões de carbono. Em 2022, a fábrica produziu aproximadamente 14.386,878 MWH de energia renovável, resultando em uma redução de aproximadamente 8.204,837 toneladas nas emissões de CO2. Além disso, os aprimoramentos na eficiência energética em torres de resfriamento, aquecedores e estações de meio térmico economizaram 2.942,4 MWH de eletricidade e 6.227,12 toneladas de carvão padrão, reduzindo ainda mais as emissões de CO2 em cerca de 18.942,74 toneladas.

A Wankai também adotou medidas inovadoras para reduzir as emissões de águas residuais e atmosféricas. O desenvolvimento de tecnologia de combustão com baixo teor de nitrogênio para caldeiras de polpa de água-carvão reduziu as emissões de óxido de nitrogênio (NOx) em cerca de 30%. Um sistema de coleta de gases de escape foi projetado para capturar e reciclar o glicol das emissões, evitando o desperdício de recursos e a poluição do ar.

Para o tratamento de águas residuais, a empresa implementou a separação de águas pluviais e de esgoto e estabeleceu diversos sistemas de coleta de águas residuais, incluindo águas residuais de produção, esgoto doméstico, águas pluviais iniciais e águas residuais de emergência. Sua estação integrada de tratamento de águas residuais emprega processos avançados como "hidrólise acidificação + anaeróbica + anóxica + aeróbica + sedimentação secundária + reação trifásica" para garantir que a água tratada atenda aos padrões de descarte. O monitoramento online contínuo das águas residuais garante a conformidade com os padrões ambientais.

A Wankai e suas principais subsidiárias cumprem rigorosamente as leis e regulamentações de proteção ambiental da China, abrangendo ar, água, resíduos sólidos, ruído, prevenção da poluição do solo e avaliações de impacto ambiental. Elas também cumprem os padrões nacionais e industriais para águas superficiais, águas subterrâneas, ar ambiente, ambiente sonoro e qualidade do solo.

Para desenvolver um poliéster mais sustentável, a Wankai adotou diversas estratégias. Em colaboração com a Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu o Polietileno 2,5-furanodicarboxilato (PEF), um novo poliéster de origem biológica. Recentemente, o Zhink Group, empresa controladora da Wankai, firmou parceria com a francesa Carbios, planejando construir uma linha de produção de PET reciclado (RPET) com capacidade para 50.000 toneladas por ano, utilizando tecnologia avançada de degradação enzimática para alcançar a economia circular. Esta empresa também desenvolveu e comercializou com sucesso PET resistente a altas temperaturas, com 12% de conteúdo de origem biológica.

Conclusão

A avaliação de impacto do ciclo de vida das garrafas PET destaca emissões substanciais de carbono, emissões tóxicas e impactos ecológicos. No entanto, empresas como a Wankai estão enfrentando ativamente esses desafios por meio de sistemas de produção em circuito fechado, integrando fontes de energia limpa, otimizando o tratamento de águas residuais e promovendo soluções sustentáveis ​​em PET. Essas iniciativas ressaltam sua sólida execução e responsabilidade em relação à gestão ambiental e ao desenvolvimento sustentável na indústria do plástico.