ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO...

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA UFBA

ESCOLA POLITCNICA DEPARTAMENTO DE HIDRULICA E SANEAMENTO

REDE DE TECNOLOGIAS LIMPAS -TECLIM

NGELA MARIA FERREIRA LIMA

ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO TEREFTALATO (PET) NA

REGIO METROPOLITANA DE SALVADOR COMO SUBSDIO PARA ANLISE DO CICLO DE VIDA

Monografia do Curso de Especializao em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na

Indstria - UFBA

Orientao: Prof. Dr. Asher Kiperstok - UFBA

Salvador - 2001

1

AGRADECIMENTOS

Ao profo Asher Kiperstok pela orientao deste trabalho e ensinamentos na rea de Produo Limpa. As empresas PROPPET, BAHIAPET, ENGEPACK, COOPCICLA, LIMPURB, pelas informaes fornecidas. A COPENE, setor de documentao e informao, pelo acesso ao acervo bibliogrfico. Ao profo Clio Andrade pela valiosa contribuio no aspecto metodolgico.

2

RESUMO

Esta pesquisa tem como objetivo conduzir um levantamento da cadeia produtiva

da embalagem de refrigerante de Polietileno Tereftalato (PET), na Regio

Metropolitana de Salvador (RMS) para servir de subsdio a futuros trabalhos de

Anlise do Ciclo de Vida (ACV).

O estudo faz uma abordagem da cadeia produtiva desde a extrao da matria

prima at a disposio final da embalagem de PET, sendo composta das etapas

de extrao e refino do petrleo, processos de obteno do etileno, para-xileno,

etileno glicol, dimetil tereftalato, polietileno tereftalato, transformao da resina,

moldagem por injeo e sopro, engarrafamento, comercializao, uso, disposio

final e coleta seletiva.

Palavras-chave: Polietileno Tereftalato, PET, Anlise do Ciclo de Vida, ACV,

Plsticos

ABSTRACT

This research has the objective to lead a survey of the productive chain of

Polyethylene Terephthalate ( PET) for soft drink bottles in the Metropolitan Region

of Salvador (RMS) to subsidize future works of Life Cycle Analysis (LCA). Focuses

the productive chain since the extraction of raw materials until the final disposal of

PET bottles. It includes different stages of the plastic production such as the

extraction and processing of crude oil, production of ethylene, p-xylene, ethylene

glycol, dimethyl terephthalate, polyethylene terephthalate, injection molding,

injection blow molding, bottling, trading, use, final disposal and selective collection.

Keywords: Polyethylene Terephthalate, PET, Life Cycle Analysis, LCA, Plastics

3

SUMRIO

LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................................... 5

LISTA DE TABELAS....................................................................................................................... 6

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ...................................................................................... 7

1. INTRODUO.................................................................................................................... 8

2. CARACTERIZAO DOS RESDUOS SLIDOS..................................................... 12

3. OS PLSTICOS E O POLIETILENO TEREFTALATO (PET).................................. 15 3.1 - Reciclagem dos Plsticos ........................................................................................................ 16 3.2 - Polietileno Tereftalato - PET ................................................................................................ 18 3.3 - Demanda de PET no Setor de Embalagens .......................................................................... 20 3.4 - Pet versus Embalagens de Vidro e Alumnio........................................................................ 20

4. ANLISE DO CICLO DE VIDA ..................................................................................... 22 4.1 - Fases de uma ACV:................................................................................................................ 26

4.1 .1 - Definio dos objetivos e escopo ................................................................................ 27 4.1.2 - Anlise de inventrio..................................................................................................... 30 4.1.3 - Avaliao de impacto .................................................................................................... 34 4.1.4 - Interpretao.................................................................................................................. 36

4.2 - Softwares de ACV................................................................................................................... 36 4.3 - Estudo de Caso de ACV na Colmbia................................................................................... 36

5. CADEIA PRODUTIVA DA EMBALAGEM DE PET NA RMS ........................................... 40 5.1 - Cadeia Produtiva do PET na RMS ....................................................................................... 41 5.2 - Descrio da Cadeia Produtiva.............................................................................................. 45

5.2.1 - Extrao do Petrleo ..................................................................................................... 45 5.2.2 - Refino do Petrleo......................................................................................................... 45 5.2.3 - Processo do Etileno ....................................................................................................... 50 5.2.4 - Processo do Para-xileno ................................................................................................ 53 5.2.5 - Processo do Etileno Glicol ............................................................................................ 56 5.2.6 - Processo do Dimetiltereftalato (DMT).......................................................................... 57 5.2.7 - Processo de Polimerizao do Polietileno Tereftalato (PET)...................................... 64 5.2.8 - Processo de Moldagem das Embalagens....................................................................... 71 5.2.9 - Engarrafamento ............................................................................................................. 79 5.2.10- Comercializao, Uso e Disposio Final.................................................................... 79

6. CONCLUSES E RECOMENDAES ........................................................................ 85

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................ 88 8. ANEXOS .............................................................................................................................. 91 8.1 - Mapa da Regio Metropolitana de Salvador................................................................ 91 8.2 - Cadeia Produtiva do PET na RMS............................................................................... 92

8.3 - Produtos Fabricados com PET Reciclado....................................................................92 8.4 - Legislao Ambiental das Embalagens Plsticas.........................................................93

4

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Composio mdia das resinas nos resduos plsticos rgidos

separados em programas de coleta seletiva 12

Figura 2 - Material reciclvel obtido da coleta seletiva 13 Figura 3 - Produo e reciclagem do PET no Brasil 19 Figura 4 - Pases que desenvolveram ACV 24 Figura 5 - Atividades em 5 estgios de ciclo de vida 25 Figura 6 - Fases de uma ACV 26 Figura 7 - Dimenses da ACV 27 Figura 8 - Ciclo de vida de garrafas de vidro 28 Figura 9 - Exemplo de um sistema do produto para a Anlise de

Inventrio 31

Figura 10 - Exemplo de uma unidade de processo dentro do sistema de produto

32

Figura 11 - Anlise do Ciclo de Vida de garrafas PET na Colmbia 37 Figura 12 - Comparao de ciclo de vida de garrafas retornveis vs. no

retornveis 38

Figura 13 - Comparao das fases do ciclo de vida do PET 39 Figura 14 - Cadeia produtiva do PET na RMS 42 Figura 15 - Localizao das empresas de primeira e segunda gerao do

PET no Plo Petroqumico de Camaari 44

Figura 16 - Processo de refino do petrleo 48 Figura 17 - Processo de obteno do etileno 53 Figura 18 - Processo de obteno do Dimetil Tereftalato - DMT 60 Figura 19 - Polimerizao na fase fundida 64 Figura 20 - Polimerizao no estado slido 65 Figura 21 Resina de PET em pellets 70 Figura 22 - Tipos de garrafas de PET - antes e depois 71 Figura 23 - Pr-formas 72 Figura 24 - Planta de localizao da empresa "A" 73 Figura 25 - Garrafa PET de 2 L 74 Figura 26 - Processo de moldagem por injeo e sopro 75 Figura 27 - Container da COOPCICLA 80 Figura 28 - Fardos de embalagens PET 80 Figura 29 - Postos de Entrega Voluntria de Salvador 81 Figura 30 - Embalagens de PET monocamada e multicamada 82

5

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Composio de plstico no lixo em Salvador - 1995 e 1999 13

Tabela 2 - Percentual dos materiais reciclveis recolhidos pela COOPCICLA e CENBA

14

Tabela 3 - Identificao, caractersticas e aplicaes dos plsticos 17

Tabela 4 - Produo e reciclagem de PET no Brasil 19

Tabela 5 - ACV comparando 3 sistemas de embalagens nos EUA 21

Tabela 6 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo de refino de petrleo

49

Tabela 7 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do etileno

54

Tabela 8 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do para-xileno

55

Tabela 9 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do dimetil tereftalato

62

Tabela 10 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do polietileno tereftalato

69

Tabela 11 - Relao entre a garrafa de PET tipo base-cup e petalide 70

Tabela 12 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo de moldagem por injeo

76

Tabela 13 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo de moldagem por sopro

77

6

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ACV - Anlise do Ciclo de Vida

COOPCICLA - Cooperativa de Agentes Autnomos de Reciclagem

DMT - Dimetil Tereftalato

LCA - Life Cycle Analysis

LIMPURB - Limpeza Pblica de Salvador

PET - Polietileno Tereftalato

RMS - Regio Metropolitana de Salvador

7

1. INTRODUO

Na sociedade contempornea vem se acentuando cada vez mais o uso dos

plsticos. A abundncia de produtos plsticos no mundo, por outro lado, tem

criado srios problemas ambientais. A no biodegradabilidade da maioria dos

plsticos e os gases produzidos durante a incinerao so algumas das

dificuldades para o problema do resduo plstico. Este fator se contrape ao

sucesso da indstria dos plsticos em fabricar seus produtos com propriedades

funcionais magnficas. Plsticos constituem uma grande poro, especialmente

no volume, dos resduos slidos coletados pelas municipalidades no mundo. Para

diminuir os impactos ambientais desde a extrao do petrleo at a sua

disposio em aterros sanitrios e lixes, necessita-se da formao de dados

com enfoque do ciclo de vida completo, que inclui diferentes estgios tais como

extrao, processamento da matria prima, manufatura, transporte, distribuio,

uso, reuso, reciclagem e disposio final. O conceito de Anlise do Ciclo de Vida

foi desenvolvido para este propsito e usado em diferentes aplicaes (SONG,

1999). Este trabalho pretende levantar a cadeia produtiva da embalagem de

refrigerante de Polietileno Tereftalato (PET) na Regio Metropolitana de Salvador,

para servir de subsdio para a conduo de futuros estudos de Anlise do Ciclo de

Vida.

Nas ultimas dcadas o plstico foi um dos materiais que mais se desenvolveu e

aumentou de produo. Esta abundncia est acarretando srios problemas

ambientais.

Os resduos plsticos podem ser classificados quanto origem, em industriais,

urbanos e agrcolas. Os rejeitos plsticos industriais provm principalmente de

refugos de indstrias de transformao, como peas fora de especificao tcnica,

aparas e rebarbas do processo. O material j selecionado conhecido e muitas

vezes reaproveitado na prpria indstria ou vendido a terceiros para reciclagem.

Os resduos slidos urbanos so gerados tanto pelo comrcio e servios como

nas residncias por consumidores finais. No Brasil, o destino principal desses

8

resduos tem sido vazadouros, rios, manguezais, lagoas, aterros etc. Sem maiores

preocupaes tcnicas, econmicas e ambientais, tal prtica ocasiona um

desperdcio irracional desses materiais. Alm de poluio visual, pode ocasionar

deslizamento de encostas, entupimentos de canais e valas (CEMPRE, 1998).

Os plsticos se degradam muito lentamente no meio ambiente. Possuem como

caractersticas a resistncia a radiaes, calor, ar e gua. Os tipos mais

encontrados no lixo urbano so: Polietileno de Alta Densidade (PEAD) usado

em embalagens para detergentes e leos automotivos, sacolas de

supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades

domsticas; Polietileno de Baixa Densidade (PEBD) - sacolas para

supermercados e lojas, filmes para embalar leite e outros alimentos, sacaria

industrial, filmes para fraldas descartveis, bolsa para soro medicinal, sacos de

lixo etc; Polietileno Tereftalato (PET) - frascos e garrafas para uso

alimentcio/hospitalar, cosmticos, bandejas para microondas, filmes para udio e

vdeo, fibras txteis; Policloreto de Vinila (PVC) - embalagens para gua mineral,

leos comestveis, maioneses, sucos, perfis para janelas, tubulaes de gua e

esgoto, mangueiras, embalagens para remdios, brinquedos, bolsas de sangue,

material hospitalar etc; Polipropileno (PP) - filmes para embalagens e alimentos,

embalagens industriais, cordas, tubos para gua quente, fios e cabos, frascos,

caixas de bebidas, autopeas, fibras para tapetes, utilidades domsticas, potes,

fraldas, seringas descartveis etc; Poliestireno (PS) - potes para iogurtes,

sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da

porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartveis, brinquedos etc

(CEMPRE, 1998; PLASTIVIDA, 2001).

. Esta pesquisa tem como objetivo conduzir um levantamento da cadeia produtiva

da embalagem de refrigerante PET de 2 litros, na Regio Metropolitana de

Salvador (RMS) para servir de subsdio a futuros trabalhos de Anlise do Ciclo de

Vida (ACV).

9

Anlise de Ciclo de Vida (ACV) um instrumento de avaliao do impacto

ambiental associado a um produto ou processo, compreendendo etapas que vo

desde a retirada das matrias-primas elementares da natureza, que entram no

sistema produtivo, disposio do produto final, aps o uso. Serve como base

para detectar a estratgia mais conveniente para a minimizao dos impactos.

O estudo pretende fazer uma abordagem da cadeia produtiva desde a extrao da

matria prima at a sua disposio final da embalagem de PET, por tratar-se de

um plstico que possui um dos maiores percentuais de separao, 21 %, em

programas de coleta seletiva.

Esta pesquisa se insere dentro da linha de capacitao na metodologia de ACV,

desenvolvido pela Rede de Tecnologias Limpas da Bahia, TECLIM, no

Departamento de Hidrulica e Saneamento, da Escola Politcnica da Universidade

Federal da Bahia, visando formar profissionais capazes de desenvolver a

metodologia no estado.

Este trabalho est estruturado da seguinte forma:

No captulo 2, Caracterizao dos Resduos Slidos, abordam-se questes relacionadas aos resduos slidos, com enfoque para os plsticos, bem como o

aumento no lixo domstico nos ltimos anos e os ndices de reciclagem de

diversos materiais.

No captulo 3, Os Plsticos e o Polietileno Tereftalato, apresenta-se um breve histrico dos plsticos e suas definies, destacando o Polietileno Tereftalato

pelos ndices de crescimento nos ltimos anos.

O captulo 4, Anlise do Ciclo de Vida, fornece a fundamentao terica de ACV, enfocando as principais fases: Definio dos objetivos e escopo de trabalho;

anlise de inventrio; avaliao de impacto e interpretao.

J o captulo 5, Cadeia Produtiva da Embalagem de Polietileno Tereftalato na RMS, descreve os principais processos da cadeia produtiva do PET na RMS. Os dados ambientais apresentados so qualitativos.

10

Na Concluso incluem-se as sugestes e recomendaes sobre a cadeia produtiva do PET na Regio Metropolitana de Salvador.

11

2. CARACTERIZAO DOS RESDUOS SLIDOS

Este captulo aborda questes relacionadas aos resduos slidos, com enfoque

para os plsticos, bem como o aumento no lixo domstico nos ltimos anos e os

ndices de reciclagem de diversos materiais.

ultrapassando o papel/papelo que at ento predom

participao no lixo domstico (Tabela 1). Este aumento de

PET (refrigerante) 21%

PEAD/PEBD (produtos de limpeza, leite) 37%

PVC (gua m ineral, produtos de limpeza)

14%

PP (potes de margarina) 10%

Outros plsticos rgidos 18%

Segundo dados da empresa de Limpeza Pblica de Salvador, LIMPURB (1999),

os plsticos (moles e duros) representam 17,11% do lixo c letado em Salvador,

A composio de resduos slidos urbanos em algumas cidades do Brasil, em

programas de coleta seletiva mostrado na Figura 1. Os tipos de plsticos mais

encontrados no lixo urbano so: PEAD/PEBD, PET, PVC, PP e PS (CEMPRE,

1998). O PET, oriundo das embalagens de refrigerante, possui um dos maiores

percentuais de separao entre os plsticos encontrados em programas de coleta

seletiva, 21 %, ficando somente atrs dos Polietilenos (PEAD e PEBD), 37 %.

Esta uma indicao de nvel de consumo deste material, demandando ateno

para a importncia de novos estudos com foco ambiental, que sejam dirigidos

no s para o destino destes resduos, mas tambm para a sua gerao no

processo produtivo.

Figura 1 - Composio mdia das resinas nos resduos plsticos rgidos separados em programas de coleta seletiva

Fonte: CEMPRE, 1998

o

inava como a maior

ve-se a substituio do

12

papel por plstico nas embalagens, assim como a mudana de hbito da

populao no uso de alimentos preparados industrialmente (LIMPURB, 1999).

Tabela 1 Composio de plstico no lixo em Salvador, 1995 e 1999

ANO Tipo de Plstico 1995 1999

Variao

Plstico Mole 8,16 % 12,04 % +47,55 %

Plstico Duro 3,12 % 5,07 % +62,50 %

Total 11,28 % 17,11 Fonte: LIMPURB, 1999

O acompanhamento da coleta seletiva executada pela Cooperativa de Agentes

Autnomos de Reciclagem, COOPCICLA, em 14 bairros de Salvador, indicou que

761 t de resduos foram captados em 2000 (Figura 2 e Tabela 2).

Alm da coleta dos reciclveis nos domiclios, a COOPCICLA separa materiais

reciclveis na Central de Badameiros, CENBA, localizada prximo ao Aterro de

Canabrava obtendo 3.584 t/ano (LIMPURB, 2000).

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

Papel Papelo Vidro Plstico Metal Alumnio Outros

material reciclvel

kg/a

no

Figura 2 Material reciclvel obtido da coleta seletiva Fonte: LIMBURB, 2000

13

Tabela 2 - Percentual dos materiais reciclveis recolhidos pela COOPCICLA e CENBA

Materiais Reciclveis ( kg/ano) Componentes COOPECICLA CENBA Total %

Papel 204.731 2.490.142 2.694.873 62,01 Papelo 190.076 363.201 553.277 12,72 Vidro 148.669 8.279 156.948 3,61 Plstico 50.288 485.288 535.576 12,31 Metal 107.788 216.730 324.518 7,47 Alumnio 59.941 19.149 79.090 1,81 Outros 0 1.185 1.185 0,07 Total 761.493 3.583.974 4.345.467 100

Fonte: Limpurb/2000

Dados da caracterizao dos resduos slidos urbanos em Salvador, apontam

para um crescimento dos materiais plsticos nos ltimos anos.

Os plsticos coletados no programa de coleta seletiva em Salvador representam

12,31 %, do total de materiais reciclveis. No foram considerados os diferentes

tipos de resinas no levantamento realizado pela Limpurb.

No prximo captulo sero abordadas as questes relacionadas aos plsticos,

tais como sua origem e caractersticas, com destaque para o Polietileno

Tereftalato.

14

3. OS PLSTICOS E O POLIETILENO TEREFTALATO (PET)

Depois das idades da pedra, bronze e ferro a sociedade industrializada

parece estar vivendo a era dos plsticos. Na atualidade a presena dos plsticos

uma constante. A maioria deles no existia antes dos anos 30. Na segunda

metade do sculo XIX deu-se o desenvolvimento da celulide, um material plstico

baseado em celulose modificada de material natural que era produzido da madeira

ou palha. Em seguida novos compostos, como a resina de acetato de celulose,

surgiram para explorar as caractersticas deste produto. Entre 1900 e 1940 muitos

progressos cientficos e tecnolgicos foram atingidos. Em 1907 o primeiro

termorrgido, a baquelite, foi patenteado. A primeira guerra mundial estimulou o

desenvolvimento de materiais como o Policloreto de Vinila (PVC) na Alemanha.

No comeo dos anos 30, a estrutura e sntese das substncias chamadas de

materiais polimricos, foram adequados pela teoria cientfica. Este progresso

criou a base para a sntese de um grande nmero de novos polmeros (MULDER,

1998).

So considerados polmeros as molculas relativamente grandes, de peso

molecular da ordem de 103 a 106 cuja estrutura composta de unidades qumicas

repetidas, os monmeros (MANO, 1988).

Seguem alguns exemplos de polmeros:

Macromolculas lineares

cadeias C - C

H H H H H C C C C C H R H R H

15

heterotomos

H H H C X C X C H H H

A matria-prima do plstico derivada do petrleo, que formado por uma

complexa mistura de compostos. Pelo fato destes compostos possurem diferentes

grupos aromticos

R

C X R

temperaturas de ebulio, possvel separ-los em misturas ou cortes atravs de

colunas de destilao. Um desses cortes, a nafta, fornecida para as centrais

petroqumicas, onde passa por uma srie de processos, dando origem aos

principais monmeros, como por exemplo, o eteno. Processos diversos

transformam os monmeros em polmeros que se classificam, de acordo com as

caractersticas de fusibilidade, em:

Termoplsticos - polmeros lineares ou ramificados, que permitem fuso por

aquecimento e solidificao por resfriamento. Ex. PET.

Termorrgidos - So aqueles que por aquecimento ou outra forma de

tratamento, assumem a estrutura tridimensional, reticulada, com ligaes

cruzadas, tornando-se insolveis ou infusveis. Ex. Resina fenolformaldedo

(MANO, 1988).

3.1 - Reciclagem dos Plsticos Para facilitar a etapa de separao manual dos artefatos plsticos as empresas de

transformao e entidades ligadas reciclagem adotaram um sistema de

codificao de recipientes plsticos que consiste de um smbolo com 3 setas em

sequncia, normatizada pela norma NBR 13.230 de 1994, "Simbologia indicativa

de reciclabilidade e identificao de materiais plsticos" da Associao Brasileira

de Normas Tcnicas - ABNT. Na maioria das embalagens, o tringulo aplicado

em alto relevo na parte de baixo da mesma (CEMPRE, 1997). Cada tipo de

plstico recebeu uma numerao especfica e todas as embalagens plsticas

16

devem ter o respectivo tringulo com a identificao. A Tabela 3 apresenta os

vrios tipos de plsticos com identificaes e principais aplicaes.

Tabela 3 - Identificao, caractersticas e aplicaes dos plsticos

PLSTICO CARACTERSTICAS PRODUTOS

POLIETILENO TEREFTALATO

Transparente, inquebrvel,

impermevel e leve.

POLIETILENO

DE ALTA DENSIDADE

Inquebrvel, leve, rgido e

impermevel

POLICLORETO

DE VINILA

Rgido, transparente,

impermevel, resistente temperatura e inquebrvel

POLIETILENO

DE BAIXA DENSIDADE

Flexvel, leve, transparente e

impermevel

POLIPROPILENO

Conserva o aroma,

inquebrvel, transparente, brilhante, rgido e resistente a

mudanas de temperatura

POLIESTIRENO

Impermevel, rgido,

transparente e brilhante

OUTROS

Neste grupo encontram-se os seguintes plsticos:

ABS1/SAN2, EVA3 e PA4.

Flexibilidade, leveza, resistncia abraso,

possibilidade de design diferenciado

Fonte: PLASTIVIDA, 2001; CEMPRE, 1998

1 ABS = copolmero de acrilonitrila-butadieno-estireno 2 SAN = copolmero de estireno-acrilonitrila 3 EVA = copolmero de etileno-acetato de vinila 4 PA = Poliamidas alifticas

17

3.2 - Polietileno Tereftalato - PET

O Polietileno Tereftalato foi desenvolvido em 1941 pelos qumicos ingleses

Whinfield e Dicson. A partir de 1950, ele foi utilizado na fabricao de fibras pela

ICI na Inglaterra e pela E.I. Du Pont de Nemours, nos Estados Unidos. Mas as

garrafas produzidas com este polmero s comearam a ser fabricadas na dcada

de 70, aps cuidadosa reviso dos aspectos de segurana e meio ambiente

(CEMPRE, 1998).

No Brasil o PET surgiu em 1988, seguindo a mesma trajetria do resto do mundo.

Primeiramente foi utilizado na indstria txtil. Somente em 1993 que passou a

ser utilizado com expresso no mercado de embalagens nacional (CEMPRE,

1998; CEMPRE-Informa, 2001). A Tabela 4 e a Figura 3 apresentam nmeros

sobre a produo e reciclagem de PET no Brasil. Observa-se que existe um

aumento da demanda da resina de PET nos ltimos anos, alm da demanda

deste produto para refrigerantes. um indicativo do segmento de novos

mercados para a resina, como o de gua mineral, detergentes, leo etc. Neste

mesmo perodo houve um aumento na reciclagem de PET, devido aos programas

de reciclagem nas principais cidades brasileiras.

O Polietileno Tereftalato um polister, transparente, brilhante, leve com boa

performance de design e facilidade de moldagem, que proporciona alta resistncia

mecnica (impactos) e qumica alm de ter barreiras para gases e odores. Devido

s caractersticas acima e ao seu peso ser muito menor que as embalagens

tradicionais, ao ser usado pelas indstrias de bebidas, ele reduziu os custos de

transporte e produo.

Atualmente o mercado de PET ps-consumo no Brasil para produo de cordas

(multifilamento), fios de costura (monofilamento) e cerdas de vassouras e escovas.

Outros usos so: moldagem de autopeas, lminas para termoformadores,

garrafas de detergentes, mantas no tecidas e carpetes (CEMPRE,1998).

18

Tabela 4 - Produo e reciclagem de PET no Brasil

ANO Demanda Nacional (t)

(resina PET)

Demanda para

Refrigerantes (t)

Reciclagem

Ps-consumo

(t) (%)

reciclado/demanda

nacional

1994

80 mil

- 3 mil 3.75

1995 120 mil - 18 mil 15

1996 150 mil - 22 mil 14,70

1997 211 mil 185,7 mil 30mil 14,22

1998 260 mil 223,6 mil 40 mil 15,38

1999 286 mil 237,4 mil 50 mil 17,48

2000 315 mil 255,1 mil 67 mil 21,27

Fonte: CEMPRE-INFORMA, 2001

Figura 3 - Produo e reciclagem do PET no Brasil

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

ANO

PRO

DU

O (t

)

Demanda Nacional (t) - resinaDemanda para RefrigerantesReciclagem ps consumo

ANO

11994 21995 31996 41997 51998 61999 72000

Fonte: Baseado em CEMPRE-INFORMA, 2001

19

3.3 - Demanda de PET no Setor de Embalagens

A resina PET est em expanso no mercado de refrigerante, substituindo cada

vez mais outros tipos de embalagens, como o vidro, pois apresenta diversas

vantagens na produo e transporte. Outros mercados de embalagens de PET,

envase de gua mineral e leo comestvel, esto contribuindo para o aumento da

quantidade de PET produzido. Uma outra resina, Polietileno Naftalato (PEN), tambm recomendada para o

segmento de garrafas retornveis. As principais caractersticas da embalagem

PEN so: temperatura de lavagem a 850 C , alta barreira ao oxignio e a luz UV e

resistncia a vcuo e presso (ANJOS, 2001).

3.4 - Pet versus Embalagens de Vidro e Alumnio

Na dcada de 80, vrios estudos de ciclo de vida foram realizados comparando

os diferentes tipos de embalagens. Alguns destes estudos foram discrepantes

nos resultados. Este fato ilustra a importncia da qualidade dos dados que entram

num estudo e a metodologia a ser seguida (CHEHEBE, 1998).

Segundo estudos comandados pelo NAPCOR (National Association for Plastics

Container Recovery) nos EUA e conduzidos pela empresa "Franklim Associates"

existem vantagens na reduo do uso de recursos naturais com a utilizao de

embalagens de PET (Tabela 5) (FRANKLIM ASSOCIATES,1993). Compara o

impacto ambiental do PET com vidro e o alumnio e com exceo da taxa de

reciclagem para a lata de alumnio, a garrafa PET apresenta vantagens para todos

os outros itens.

A embalagem de alumnio tem sido no Brasil, a embalagem de maior taxa de

reciclagem devido ao seu maior valor de compra, fomentando uma economia

informal para este tipo de recipiente. Essa varivel, valor de compra da

embalagem ps-consumo, tem sido um dos principais alavancadores da sua

20

reciclagem, o que um ponto importante a ser considerado num estudo de

Anlise do Ciclo de Vida.

Tabela 5 ACV comparando 3 sistemas de embalagens nos EUA

Itens

Garrafa PET

(567 mL)

Garrafa de

vidro (453 mL)

Lata de

Alumnio (340 mL)

Garrafa PET

(2000 mL)

Taxa de reciclagem, 1993 (%)

36 34 62 36

Para produzir e entregar 1000 gal: Peso do container (lb)

360

3.843

374

262

Energia (MBTU)

19,9 33,1 23,8 12,7

Energia de combustvel fssil (MBTU)

17,6 29,4 19,7 11,2

Energia nuclear, madeira e outras (MBTU)

2,3 3,7 4,5 1,5

Emisses atmosfricas (lb)

48 99 83 30

Efluente lquido (lb)

9 12 16 5

Resduo slido (lb)

474 3.214 774 295

Fonte: FRANKLIM ASSOCIATES,1993. Para uma melhor divulgao dos conceitos bsicos de Anlise do Ciclo de Vida, o

captulo 4 apresenta um referencial terico desse assunto.

21

4. ANLISE DO CICLO DE VIDA

Este captulo fornece a fundamentao terica bsica de ACV, enfocando as principais fases: Definio dos objetivos e escopo de trabalho; Anlise de

inventrio; Avaliao de impacto e; Interpretao.

Anlise do Ciclo de Vida um instrumento de avaliao do impacto ambiental

associado a um produto ou processo, compreendendo etapas que vo desde a

retirada das matrias-primas elementares da natureza que entram no sistema

produtivo (bero) disposio do produto final, aps uso (tmulo). Inclui extrao,

processamento da matria prima, manufatura, transporte, distribuio, uso, reuso,

manuteno, reciclagem e disposio final. Permite uma viso abrangente dos

diversos impactos provocados ao meio ambiente, possibilitando a identificao

das medidas mais adequadas do ponto de vista ambiental e econmico para sua

minimizao, constituindo-se assim numa tcnica de gerenciamento ambiental e

de desenvolvimento sustentvel (CHEHEBE, 1998; JENSEN,1997;

GRAEDEL,1998)

Nos ltimos anos tem aumentado o interesse em ACV pelas indstrias,

especialistas ambientais, autoridades, associaes de consumidores,

organizaes ambientais e o pblico em geral que querem conhecer a qualidade

ambiental dos processos de produo e dos produtos. Est se tornando um

instrumento comum nos pases da Europa, nos Estados Unidos. Sua aplicao

tem iniciado no BrasiI com a Mercedes-Benz do Brasil S/A e o Centro de

Tecnologia de Embalagem - CETEA do Instituto Tcnico de Alimentao - ITAL

(CHEHEBE, 1998). A Mercedes-Benz do Brasil S/A desenvolveu entre 1996 e

1997, um projeto piloto onde fez um comparativo entre almofadas de bancos

confeccionadas a partir da fibra de coco e outra confeccionada com espuma de

poliuretano. O CETEA/ITAL desenvolveu um estudo denominado "Anlise do Ciclo

de Vida de embalagens para o mercado brasileiro" com o objetivo de conduzir um

22

estudo em vinte sistemas de embalagens no mercado nacional, considerando as

condies e o nvel de tecnologias.

Segundo CHEHEBE (1998), HOOF (2000) e JENSEN (1997) os primeiros estudos

de ACV foram realizados pela Coca-Cola em 1969 com o objetivo de analisar

diferentes tipos de embalagens para refrigerantes e qual apresentava ndices mais

adequados de emisses.

O processo de quantificao do uso dos recursos naturais e dos ndices de

emisses tornou-se conhecido como REPA (Resource and Environmental Profile

Analysis). Na Europa os primeiros estudos de comparao ecolgica de produtos,

foram chamados de ecobalano, e foram realizados na Suia em 1974. Logo em

1984 a agncia Suia de Proteo ao Meio Ambiente publicou um boletim de

ecobalano para materiais de embalagem.

Os ecobalanos mostram uma estrutura para o clculo dos dados dentro da

metodologia. Em cada fase existem entradas e sadas de materiais, energia e

emisses. Nem todos os componentes tem a mesma unidade de contribuio.

Atravs do ecobalano se elabora uma estrutura para inventariar, calcular e

comparar os dados.

O pas que mais desenvolveu casos de ACV foi a Alemanha, por causa dos

resduos slidos que estavam no centro das atenes da opinio pblica nos anos

80. A Figura 4 mostra a participao individual de cada pas em termos do

nmero de estudos realizados (HOOF, 2000).

A Sociedade Internacional para a Qumica e Toxicologia Ambiental (SETAC) foi

uma das fomentadoras da metodologia de ACV na Amrica do Norte (1990),

seguido pela mesma organizao em Leiden, Holanda. Muitos conceitos adotados

pela SETAC foram adotados pela Organizao Internacional de Padronizao,

ISO. (CHEHEBE, 1998; HOOF, 2000).

23

Alemanha40%

Suia18%

Sucia5%

Reino Unido7%

EUA12%

Frana3%

Austria5%

Holanda4%

Outros6%

Figura 4 - Pases que desenvolveram estudos de ACV Fonte: HOOF, 2000

As principais normas padronizadas pela ISO sobre Anlise do Ciclo de Vida, so:

ISO 14040 - International Standard. Environmental Management - Life

Cycle Assessment - Principles and Framework. 1997.

ISO 14041 - International Standard. Environmental Management - Life Cycle

Assessment Goal and Scope Definition and Inventory Analysis.1998.


Assessment - Life Cycle Impact Assessment. 2000.


Assessment - Life Cycle Interpretation. 2000.

Segundo GRAEDEL (1998), algumas anlises que tratam de todos os estgios de

ciclo de vida, conforme a Figura 5, incluem:

Estgio 1 - Pr manufatura;

Estgio 2 - Operao de manufatura;

Estgio 3 - Entrega do produto;

Estgio 4 - Uso pelo consumidor;

Estgio 5 - Reuso, reciclagem ou descarte.

24

Uso pelo consumidor

Transporte Reuso ou reciclagem

Descarte

Embalagem

Montagem domdulo

Processamento dos materiais

Montagem do

produto

Manufatura dos materiais

Manufatura do componente

Extrao da matria prima

Figura 5 - Atividades em 5 estgios de ciclo de vida Fonte: GRAEDEL, 1998 ACV pode ser usada para:

Identificar oportunidades de melhoramento dos aspectos ambientais de

produtos em vrios pontos de seu ciclo de vida;

Avaliar tomada de deciso na indstria, assim como nas organizaes

governamentais e no governamentais (planejamento estratgico, projeto de

produto ou processo);

Selecionar indicadores relevantes da performance ambiental, incluindo

tcnicas de medio;

Promover marketing institucional e de produto (ISO 14.040, 1997).

ACV uma tcnica de gerenciamento ambiental (avaliao de risco, evoluo da

performance ambiental, auditorias ambientais e avaliao de impacto ambiental).

25

Como toda tcnica tambm possui limitaes. Algumas delas so:

Resultados de estudos de ACV focados nas questes regionais podem no

ser apropriado para aplicaes locais;

Qualidade dos dados utilizados. importante que venham de fontes

seguras;

A natureza da seleo feita em ACV (escolha dos limites do sistema,

seleo da origem dos dados e categoria de impacto) podem ser subjetivos;

Modelos utilizados para anlise de inventrio ou para avaliao de impacto

ambiental, so limitados por suas hipteses e podem no ser disponveis para

todos os impactos e aplicaes (ISO 14.040, 1997).

4.1 - Fases de uma ACV:

A Anlise do Ciclo de Vida inclui as seguintes fases, conforme a Figura 6:

4.1.1 - Definio dos objetivos e escopo de trabalho;

4.1.2 - Anlise de inventrio;

4.1.3 - Avaliao de impacto;

4.1.4 Interpretao.

26

Figura 6 - Fases de uma ACV

Aplicaes diretas: Desenvolvimento e

melhoria do produto Planejamento estratgico Elaborao de polticas

pblicas Marketing Outros

Interpretao

Avaliao de Impacto

Anlise do Inventrio

Objetivo e Escopo

Fonte: ISO 14.040, 1997 4.1 .1 - Definio dos objetivos e escopo

Os objetivos e escopo de um estudo de ACV devem ser claramente

definidos e consistentes com a aplicao pretendida. A definio do objetivo deve

incluir de forma clara os propsitos pretendidos e conter todos os aspectos

considerados relevantes para direcionar as aes que devero ser realizadas.

Segundo CHEHEBE, 1998, "o contedo mnimo de ACV deve referir-se s suas

trs dimenses: onde iniciar e parar o estudo do ciclo de vida (a extenso da

ACV), quantos e quais subsistemas incluir (a largura da ACV) e o nvel de

detalhes do estudo (a profundidade da ACV)". Estas dimenses devem ser

definidas de forma compatvel e suficiente para atender o estabelecido nos

objetivos do estudo, conforme ilustrado na Figura 7.

27

PROFUNDIDADE (Nvel de detalhes)

EXTENSO (incio e fim do

Figura 7 - Dimenses da ACV Fonte: CHEHEBE,1998

Exemplos das dimenses de uma ACV:

Garrafas de vidro: a extenso vai desde da matria prima, a areia, at o fim

de vida da embalagem, incluindo extrao da areia, produo da embalagem

(lavagem, mistura, fundio, prensagem, formao da boca, sopro,

transferncia do molde e sopro), engarrafamento, distribuio, consumo, fim

de vida e lavagem. A largura o detalhamento de cada subsistema que faz

parte da cadeia principal. A profundidade est focada com mais detalhes no

processo de produo. A Figura 8 mostra o fluxograma deste processo.

Areia

28

Prod

uo

Pedra Caulisa

Fundio

Prensagem

Formao da boca

dSopro

a boca

Transferncia do molde Pr-forma

Soprorrafamento Distribuio Consumo Fim de Vida Enga

reci

clag

em

Lavagem Garrafa retornvel

Mistura

Impurezas Lavagem Na H OAl 2 ONa

3 2

Na SO 4 CO 3 2

2 O 3 Fe

Figura 8 - Ciclo de Vida de garrafas de vidro Fonte: HOOF, 2000 Garrafas de PET: a extenso vai desde a extrao do petrleo at a sua

disposio final, onde inicia e para o estudo do ciclo de vida, ou seja, nas

etapas de extrao e refino de petrleo, processos de obteno do etileno,

para-xileno, etileno glicol, polimerizao do PET, moldagem das embalagens,

engarrafamento, uso, coleta e disposio; a largura est no detalhamento de

cada um desses processos e a profundidade no processo de polimerizao do

PET.

O escopo deve ser bem definido para que a largura, a profundidade e a extenso

do estudo sejam compatveis e suficientes para atingir o objetivo. ACV uma

tcnica interativa. O escopo do estudo pode ser modificado a medida que

informaes adicionais forem sendo coletadas.

Na definio do escopo, alguns itens devem ser considerados e claramente

descritos:

As funes do sistema estudado - a definio clara das caractersticas do

produto a ser modelado;

A unidade funcional - Um sistema pode ter um nmero de funes definidas.

A selecionada para o estudo dependente da meta e escopo do estudo. A

unidade funcional deve ser definida e mensurvel. Se define a partir de

funes que cumprem o produto.

Exemplos:

1000 L de refrigerantes vendidos em embalagens de PET de 2 L;

1000 L de gua mineral em embalagens de bebidas;

1000 Kg de Ketchup consumido.

Os limites do sistema - Determinam quais as unidades de processos devem

ser includas na ACV. Vrios fatores determinam este limite, como a aplicao

29

pretendida do estudo, a hiptese realizada, o critrio de corte, restries de

dados e custo. Os limites so geralmente apresentados em fluxogramas que

mostram a seqncia principal do sistema de produto em estudo.

A seleo das entradas e sadas, e o nvel de agregao em categorias dos

dados devem ser consistentes com os objetivos do estudo. O critrio utilizado para

o estabelecimento dos limites do sistema deve ser identificado e justificado no

escopo do estudo (CHEHEBE, 1998; ISO 14.040)

4.1.2 - Anlise de inventrio

A anlise de inventrio a fase de coleta e quantificao de todas as variveis

(matria-prima, energia, transporte, emisses atmosfricas, efluentes lquidos,

resduos slidos etc), relacionados com a anlise de vida de um produto ou

processo. A conduo do inventrio um processo interativo. A seqncia de

eventos envolve a checagem de procedimentos de forma a assegurar que os

requisitos de qualidade estabelecidos na primeira fase sejam obedecidos

(CHEHEBE, 1998).

Pode-se identificar as seguintes etapas:

Sistema do produto

uma relao de unidades de processos conectadas por fluxos de produtos. A

Figura 9 mostra um exemplo de sistema do produto. A sua descrio inclui fluxos

elementares que atravessam os limites do sistema (entradas e sadas).

Os "limites do sistema" separam o sistema de sua vizinhana. Esta age como

fonte de todos os insumos que entram no sistema bem como abrange tudo que

deixa o sistema (CHEHEBE, 1998; ISO14.041, 1998).

30

Figura 9 - Exemplo de um sistema do produto para a Anlise de Inventrio

Fluxos elementares

Outros sistemas

Fluxos elementares

Outros sistemas

Reciclagem / Reuso

Tratamento do resduo

Uso

Produo

Aquisio de matria prima

Suprimento de Energia

Transporte

Fonte: ISO14.041, 1998

Unidades de Processos

So ligadas umas s outras por fluxos intermedirios de produtos e/ou resduos

para tratamento, que podem alimentar outros sistemas por fluxos de produtos e

ao meio ambiente por fluxos elementares (Figura 10).

31

Exemplos de fluxo elementar entrando na unidade de processo so petrleo

bruto e radiao solar. Exemplos de fluxo elementar saindo do processo so

emisses para o ar, para a gua e radiao (ISO14.041, 1998).

Fluxo elementar de entrada



Fluxo elementar de sada



Unidades de processo



Figura 10 - Exemplo de uma unidade de processo dentro do sistema de produto Fonte: ISO14.041, 1998

Preparando a coleta de dados

Alguns cuidados devem ser tomados na coleta de dados, para assegurar o

entendimento das informaes solicitadas. So eles:

Desenho de fluxogramas especficos que mostram todas as unidades de

processo, incluindo suas inter-relaes;

Desenvolvimento de uma lista que especifique as unidades de medidas;

Descrio das tcnicas de coleta e/ou dados para cada categoria de

dados, de forma a ajudar os tcnicos locais a melhor entender que

informaes sero necessrias para os estudos (CHEHEBE, 1998).

Coleta de dados

Os procedimentos usados para coleta de dados variam com cada unidade de

processo nos diferentes estudos de ACV. Podem tambm variar devido a

32

composio e qualificao dos participantes no estudo, necessrios para

satisfazer os requerimentos de propriedade e confidencialidade. Estes

procedimentos devem ser relatados no documento.

A coleta de dados requer conhecimento sobre cada unidade de processo. Quando

os dados so coletados de literatura publicada, a origem destes deve ser

referenciada (ISO14.041, 1998).

Alguns exemplos de fontes de dados:

Literatura tcnica;

Normas tcnicas;

Licenas ambientais;

Informaes internas das empresas;

Internet;

Bancos de dados. Validao dos dados

Assim que as informaes forem recebidas ser importante validar se esto

compatveis com os dados de outras fontes. A validao dos dados pode ser

conduzida durante a sua coleta de dados. Deve envolver, por exemplo, balano de

massa, de energia, e/ou anlises comparativas de fatores de emisses

(ISO14.041, 1998; CHEHEBE, 1998).

33

Exemplo de folha de coleta de dados:

PROCESSO: DATA:

BALANO DE MASSA

ENTRADA DE MATRIAS-PRIMAS (kg/t) SADAS

OUTRAS ENTRADAS (kg/t) Comentrios:

ENTRADA DE ENERGIA

FONTES ENERGTICAS

TRANSPORTES

ATIVIDADES

DE TRANSPORTES

(por t)

meio (rodovirio, ferrovirio, martimo)

DISTNCIA (km) CARGA (t)

Fonte: Baseado em CHEHEBE, 1998

4.1.3 - Avaliao de impacto

O propsito da Avaliao de impacto traduzir os diferentes impactos (emisses,

matrias-primas, energia) calculados na fase de inventrio, em um eco-indicador

integral. Para este fim necessrio calcular o efeito que tem estes impactos sobre

os problemas ambientais (HOOF, 2000).

34

Os elementos da avaliao de impacto so:

Seleo e definio das categorias

So identificados os grandes focos de preocupao ambiental, as categorias e os

indicadores que o estudo utilizar. As categorias devem ser estabelecidas com

base no conhecimento cientfico dos processos e mecanismos ambientais

(CHEHEBE, 1998).

Algumas categorias consideradas so:

Exausto dos recursos no renovveis;

Uso do solo;

Aquecimento global;

Reduo do oznio na estratosfera;

Impactos toxicolgicos humanos;

Oxidantes fotoqumicos;

Acidificao;

Reduo do espao em aterros;

Ambiente de trabalho.

Classificao Os dados do inventrio so classificados e agrupados nas categorias

anteriormente selecionadas (relacionadas a efeitos ou impactos ambientais

conhecidos). Uma classificao adequada importante para contribuir com a

relevncia e validade da avaliao de impacto (CHEHEBE, 1998).

Caracterizao Os dados do inventrio atribudos a uma determinada categoria so modelados

para que os resultados possam ser expressos na forma de um indicador numrico

para aquela categoria (CHEHEBE, 1998).

35

4.1.4 - Interpretao Consiste na identificao e anlise dos resultado obtidos nas fases de inventrio

e/ou avaliao de impacto de acordo com o objetivo e o escopo previamente

definidos pelo estudo. Os resultados dessa fase podem tomar forma de

concluses e recomendaes aos tomadores de deciso. O objetivo da fase de

interpretao analisar os resultados, tirar concluses, explicar as limitaes e

fornecer recomendaes para a melhoria do inventrio do ciclo de vida.

(CHEHEBE, 1998).

4.2 - Softwares de ACV

Muitas instituies e companhias tem desenvolvido softwares para implementar

ACV. Alguns destes programas so elaborados para desenvolver uma ACV

completa, contemplando o Inventrio, a Avaliao de Impacto e algum tipo de

Interpretao. Outros s dispe a parte de Inventrio (JENSEN, 1997). Muitos

programas disponibilizam a verso demo sem custos, comos os softwares

Simapro, da Pr Consulting (http://www.pre.nl) e PEMS, da PIRA

(http://www.pira.co.uk).

4.3 - Estudo de Caso de ACV na Colmbia

Este estudo de Anlise de Ciclo de Vida de garrafas de PET foi desenvolvido em

Bogot, Colmbia, atravs da Universidade dos Andes, coordenado pelo Prof.

Bart Van Hoof. A anlise deste estudo foi realizada para embalagem de PET

para bebidas gasosas de 1,5 L para sistema retornvel e no retornvel

(descartvel), usando o software Simapro. Os dados para a anlise foram

aplicados por uma empresa produtora das embalagens de PET, que possui sua

planta em Bogot e uma empresa engarrafadora. Os tipos de embalagens

considerados foram: embalagens de bebidas gasosas de 1,5 L retornveis (120

g) e descartveis (80 g). A empresa produtora importa a matria prima e realiza

todo o processo de fabricao das embalagens para distribuir a nvel nacional.

Para esta ACV a unidade funcional foi definida como 1000 L de lquido colocado

36

no mercado local. A anlise considerou que uma garrafa retornvel reutilizvel

20 vezes. A Figura 11 mostra o ciclo de vida das garrafas de PET na Colmbia.

Retorno

Etiqueta Tampa

Impresso

Injeo Injeo

SoproSopro

InjeoInjeo

PET PE PVC PP

Fim de Vida

Consumo

Distribuio

Engarrafamento

Figura 11 - Anlise do Ciclo de Vida de Garrafas PET na Colmbia Fonte: HOOF, 2000

O resultado desta ACV mostra que a embalagem no retornvel tem maiores

impactos ambientais em comparao com a retornvel, conforme Figura 12.

Para 1000 L de bebida gaseificada engarrafada (unidade funcional) se requerem

750 garrafas no retornveis. No sistema retornvel necessita-se de 38

embalagens (cada garrafa retornvel se reutiliza aproximadamente 20 vezes).

37

Legenda: Bot = garrafa solid = slidos pesticid. = pesticidas PETNR = PET no retornvel ozone = oznio h. metals = metais pesados PETR = PET retornvel w. smog / s. smog = oxidantes

fotoqumicos energy = energia

greenh. = efeito estufa acidif = acidificao carcin. = carcinognicos eutroph. = eutrofizao Figura 12 - Comparao de ciclo de vida de garrafas retornveis vs. no retornveis Fonte: HOOF, 2000 Para a retornvel, a Figura 13 mostra que a etapa com maior impacto o

transporte, seguido das etapas de matria prima e produo. A prioridade de cada

etapa de distribuio e uso se aplica ao transporte do sistema retornvel , onde

cada garrafa realiza dois trajetos 20 vezes. A mesma forma de garrafa

submetida a um processo de lavagem 20 vezes. A no retornvel, a prioridade se

encontra na matria prima, seguida pelas etapas de produo, distribuio, uso e

reciclagem. Isto se deve a quantidade de material que se deseja para produo

das embalagens necessrias para engarrafar 1000 L de bebida gaseificada. O fim

de vida (impactos no aterro sanitrio) no se identifica como etapa prioritria

quando se considera todo o ciclo de vida da embalagem, pois os impactos

ambientais ao longo da cadeia produtiva so bem maiores.

38

Figura 13 - Comparao das fases do ciclo de vida do PET Fonte: HOOF, 2000 Esta ACV mostra que o impacto ambiental da garrafa retornvel menor que a

no retornvel, principalmente pela diminuio da extrao de matria prima, uma

das etapas prioritrias do ciclo de vida da garrafa PET (HOOF, 2000).

O prximo captulo apresenta o levantamento da cadeia produtiva do PET na

Regio Metropolitana de Salvador.

39

5. CADEIA PRODUTIVA DA EMBALAGEM DE PET NA RMS Este captulo descreve os principais processos da cadeia produtiva do PET na

RMS5 e aponta os dados ambientais de forma qualitativa.

As tendncias em materiais de embalagem nos segmentos de bebidas esto

voltadas para a reduo de peso mantendo o mesmo desempenho. A partir de

1993 verificou-se no Brasil mudanas no consumo de embalagens retornveis de

vidro pelas descartveis de PET no segmento de refrigerantes carbonatados,

devendo segundo estimativas, crescer nos prximos anos. Trata-se de uma

mudana devido a baixa demanda pelas embalagens de vidro que no vem

apresentando viabilidade econmica segundo as indstrias engarrafadoras de

bebidas (ANJOS, 2001).

Na produo de plsticos as empresas de primeira gerao so as fabricantes de

matrias primas, como o etileno e para-xileno. As de segunda gerao so

representadas pelo setor de resinas plsticas e o segmento de terceira gerao

pelas indstrias de transformao, que fabricam os produtos para o consumidor

final.

A partir da nafta - uma frao lquida do petrleo - so gerados produtos bsicos

como eteno e para-xileno que constituem as matrias-primas da segunda gerao.

Atravs de processos de purificao e adio de outros materiais produzem-se as

resinas plsticas, como o Polietileno Tereftalato.

5 A Regio Metropolitana de Salvador constituda por 10 municpios, so eles: Salvador, Candeias, Simes Filho, Lauro de Freitas, Madre de Deus, Itaparica, Vera Cruz, Camaari, Dias dvila e So Francisco do Conde (BASE CARTOGRFICA..., 1999). (Ver mapa da RMS no anexo 8.1 ).

40

Os dados da cadeia produtiva da garrafa de PET so apresentados a seguir. Os

processos de fabricao com seus respectivos fluxogramas tambm so

descritos.

5.1 - Cadeia Produtiva do PET na RMS

A cadeia produtiva da embalagem de refrigerante de PET na Regio

Metropolitana de Salvador engloba desde a extrao da matria-prima at a

disposio final. Conforme descrito na Figura 14 e Anexo 8.2, as etapas so:

extrao e refino do petrleo, processos de obteno do etileno e para-xileno,

etileno glicol, dimetil tereftalato, polietileno tereftalato, processos de

transformao da resina, moldagem por injeo e sopro, engarrafamento do

refrigerante, comercializao, uso, coleta seletiva e disposio final. Na coleta

seletiva o material repassado para intermedirios e vendido para outros estados

para se fazer a sua reciclagem.

As empresas da primeira e segunda gerao do PET, se localizam no Plo

Petroqumico de Camaari (Figura 15). As da terceira gerao localizam-se nos

municpios de Simes Filho, no Centro Industrial de Aratu, e em Salvador, no

bairro de Piraj.

Matria - prima

O processo inicia-se com a extrao e o refino de petrleo de onde se produz a

nafta, que segue para ser manufaturada e atravs de processos petroqumicos

distintos obtm-se os produtos eteno e para-xileno. O eteno segue para fabricao

do etileno glicol e o para-xileno para formao do dimetiltereftalato. O etileno glicol

e o dimetiltereftalato seguem para produtora do PET.

Moldagem das garrafas

Os produtores de garrafas compram o PET virgem no produtor local. A resina

sofre um processo de injeo na qual se obtm a pr-forma da garrafa.

41

me

petrleo

etileno

para-xileno

tanol

PET - Pellets

Resduos (pr-formas defeituosas)

pr-formas

garrafas

pos de Transporte: =oleoduto / tubovia

=Rodovirio

Figura 14 - Cadeia produtiva do PET na RMS

nafta

garrafas envasadas

etileno glicol

5.2.1 Extrao de Petrleo

5.2.10.2Consumidor

5.2.10.3Disposio Final(aterro sanitrio)

5.2.8.1 Moldagem por injeo

5.2.10.5Intermedirio

5.2.2Refino do Petrolo (nafta)

5.2.9Engarrafamento

5.2.10.4Coleta seletiva

5.2.10.6Reciclagem

5.2.5Processo do etileno

glicol

5.2.3 Processo do etileno

5.2.4Processo do para-

xileno

5.2.6Processo do DMT

5.2.7Polimerizao do PET

5.2.8.2Moldagem por

Injeo

5.2.10

5.2.10.1Comercializao

Ti

42

Engarrafamento

Os fabricantes de refrigerante compram as pr-formas de PET para serem

transformadas na forma final, atravs do processo de sopro. Em seguida passam

pelo processo de engarrafamento do refrigerante para serem comercializados.

Comercializao

A comercializao do refrigerantes se faz atravs de distribuidores, redes de

supermercados e outros postos de vendas.

Uso

O consumidor compra o refrigerante e faz o descarte da garrafa.

Coleta seletiva

As garrafas de PET so coletadas porta a porta pela Cooperativa de Agentes

Autnomos de Reciclagem - COOPCICLA, em 14 bairros de Salvador. Na sede

so prensadas com rtulo e armazenadas em fardos.

Aterro final

A maioria das embalagens tem como destino final o aterro sanitrio.

Intermedirios

Compram os fardos da COOPCICLA, prensam com equipamentos de maior

capacidade e vendem para outras cidades do Brasil. Outras fontes so os refugos

de pr-formas e garrafas oriundas das empresas de moldagem.

43

Figura 1 - Localizao das empresas de primeira e segunda gerao do PET no Plo Petroqumico de Camaari

PROPPET - Empresa produtora de DMT e PET

OXITENO - Empresa produtora do etileno glicol

COPENE - Empresa produtora do etileno e para-xileno

Fonte: Material publicitrio da COPENE, 2000

44

A seguir cada etapa do ciclo ser detalhada. 5.2 - Descrio da Cadeia Produtiva Na descrio da cadeia produtiva do PET algumas etapas so relatadas de

maneira sucinta, por no fazer parte do escopo deste estudo,

um maior detalhamento.

5.2.1 - Extrao do Petrleo

A perfurao e extrao de petrleo pode ser em terra (onshore) e no mar

(offshore). A principal diferena na perfurao entre elas est na distribuio dos

equipamentos de perfurao, layout da sonda e no apoio logstico. Em terra os

equipamentos so montados em volta da boca do poo, previamente preparado

para receber a sonda; no mar, os equipamentos so dispostos sobre uma

plataforma, com diferentes caractersticas, dependendo da profundidade e das

condies martimas. No mar devido as condies de transporte areo e martimo,

do pessoal e material, do uso das instalaes fixas e de equipamentos mveis

para diversas finalidades, os custos so maiores.

Previses indicam que no futuro para cada barril de petrleo descoberto em terra

firme, dois sero no mar (NEIVA, 1993). No caso do estado da Bahia a maior parte

da explorao se d em terra (ANP, 2000).

.

5.2.2 - Refino do Petrleo O petrleo, para que tenha seu potencial energtico aproveitado, deve ser

desdobrado em cortes de faixas de ebulio caractersticas, denominadas fraes.

Assim o leo bruto submetido ao processo de destilao. A Figura 16 ilustra as

etapas do processo de refino de petrleo.

A destilao um processo fsico de separao, baseado na diferena de pontos

de ebulio entre compostos coexistentes numa mistura lquida. O ponto de

ebulio do hidrocarboneto aumenta com o crescimento de seu peso molecular.

Assim, variando-se as condies de aquecimento de um petrleo, possvel

45

vaporizar-se compostos leves, intermedirios e pesados, que podem ser

separados para posterior condensao.

O processo de destilao tem incio com o bombeamento contnuo de petrleo

frio atravs de vrios trocadores de calor, onde o leo frio progressivamente

aquecido ao mesmo tempo que resfria os produtos acabados que deixam a

unidade. O conjunto de permutadores de calor dessa seo conhecido como

bateria de pr-aquecimento.

Antes do petrleo ser enviado seo de fracionamento, dever passar pela

dessalgadora (ou dessalinizadora), para a remoo de sais, gua e suspenso de

partculas slidas, permitindo uma maior flexibilidade operacional em relao aos

tipos de petrleo processados.

O processo de dessalgao acontece quando o leo cru pr-aquecido recebe uma

corrente de gua de processo para misturar com a gua residual, sais e slidos

presentes no cru. Uma vlvula misturadora provoca o ntimo contato entre a gua

injetada com os sais e sedimentos. A seguir a mistura de petrleo, gua e

impurezas, penetra no vaso de dessalgao caminhando atravs de um campo

eltrico de alta voltagem.

O petrleo dessalgado flui pelo topo do tambor e continua seu fluxo dentro da

unidade, enquanto a salmoura formada (gua, sais e sedimentos)

continuamente descartada do vaso de dessalgao.

Na sada dos fornos, com a temperatura prxima de 4000C, boa parte do petrleo

se encontra vaporizado, e nestas condies a carga introduzida na torre de

destilao.

O ponto de entrada conhecido como zona de vaporizao ou zona de flash, e

o local onde ocorre a separao do petrleo em duas correntes: uma constituda

de fraes vaporizadas que sobe em direo ao topo da torre, e outra lquida que

desce em direo ao fundo. Quanto mais prximo ao topo as temperaturas so

menores. Os hidrocarbonetos cujos pontos de ebulio so maiores ou iguais

temperatura de uma determinada bandeja, a ficam retidos, enquanto a parte

46

restante prossegue em direo ao topo at encontrar outra bandeja, mais fria,

onde o fenmeno se repete.

Os componentes mais leves da carga, que no se condensam em nenhum prato,

saem pelo topo e so condensados em trocadores de calor fora da torre, e o

lquido depois de resfriado, recolhido num tambor de acmulo.

Uma torre de destilao de petrleo que trabalha em condies prximas da

atmosfricas tem como produtos laterais o leo diesel, o querosene e a nafta

pesada.

A torre de pr-fracionamento (pr-flash) utilizada quando se deseja ampliar a

carga de uma unidade de destilao. Esta torre retira do petrleo os cortes mais

leves (GLP e nafta leve), permitindo desta forma ampliar a carga total da unidade

ou dimensionar-se os fornos e o sistema de destilao atmosfrica de menor

tamanho (ABADIE, ....).

A nafta leve e a pesada so enviadas como nafta bruta para as petroqumicas

onde serviro como matria prima para a produo do etileno e o para-xileno, as

outras unidades que compem o sistema de produo do PET. A

Tabela 6 descreve qualitativamente as entradas e sadas do processo do etileno.

47

Figura 16 - Processo de Refino do Petrleo

Ret

if.

Forno

Dessalinizao e pr-aquecimento

Des

tila

o a

tmos

fri

ca

pr-

frac

iona

men

to

Des

tila

o a

vc

uo

Est

abili

za

o

resduo de vcuo

gasleo pesado

gasleo leve

diesel pesado

diesel leve

querosene

nafta pesada

nafta leve

GLP

Ret

if.

Ret

if.

Petrleo

Fonte: ABADIE.....

48

Tabela 6 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo de refino de petrleo

PROCESSO: Refino de Petrleo

ENTRADAS DE MATRIAS-PRIMAS SADAS

Petrleo bruto

Nafta, querosene, diesel, gasleo

gua Efluentes lquidos

Emisses atmosfricas

Resduos slidos

OUTRAS ENTRADAS Comentrios:

ENTRADA DE ENERGIA

FONTES ENERGTICAS

Gs e leo combustvel Energia Trmica

TRANSPORTES

ATIVIDADES

DE TRANSPORTES

Meio (rodovirio, ferrovirio, martimo)


Nafta tubovia 33 (entre as empresas

produtoras e

consumidoras de nafta)

49

5.2.3 - Processo do Etileno

A nafta bruta, utilizada como matria prima na produo de todos os

petroqumicos bsicos incluindo-se o etileno, uma mistrura de hidrocarbonetos

cujo ponto inicial de destilao situa-se em torno de 30 oC e final a 200 oC. A

Figura 17 ilustra o processo de obteno do etileno.

Em alguns processos h uma segregao em leve, mdia e pesada atravs da

diferena de temperatura onde a frao leve a corrente que destila entre 30 e

80 oC, a mdia entre 80 e 140 oC e a pesada acima de 140 oC. Essa separao se

faz para otimizar a fase seguinte (craqueamento) pois dos trs tipos de estruturas

qumicas nela contida, parafinas, ciclo-parafinas e aromticas, esta ltima que

possui ponto de destilao entre 80 e 140 oC altamente estvel em presena de

calor, diminuindo assim o rendimento na produo do etileno. Essa corrente, nafta

mdia, tima carga para a produo de correntes aromticas (benzeno, tolueno

e xilenos) enquanto que as duas outras, leve e pesada, so timas matrias-

primas para a produo do etileno.

Na etapa de craqueamento, a nafta bruta aquecida previamente por correntes

de processos e alimentada junto com outra corrente de vapor d'gua, cujo objetivo

diminuir a presso parcial da nafta nos fornos de craqueamento, atingindo a

temperatura aproximada de 830 oC. Imediatamente aps deixarem os fornos

essas correntes so resfriadas em trocadores de calor para 400 oC interrompendo

a reao de quebra das molculas e em seguida para 200 oC, indo para a etapa

seguinte que o fracionamento primrio. Concentra-se na rea dos fornos o maior

consumo de energia de uma planta petroqumica, atravs do consumo de gs

combustvel oriundo do prprio processo. Consequentemente essa rea a maior

fonte de emisso atmosfrica (Dixido de Carbono -CO2, xido de Nitrognio -

NOx, Dixido de Enxofre - SO2, Material Particulado - MP, Hidrocarbonetos - HC e

Monxido de Carbono - CO). Uma grande quantidade de efluente lquido tambm

se d em fases de decoqueamento (limpeza interna com vapor e ar) das

serpentinas desses fornos. Parte desse vapor condensado e descartado em alta

vazo atravs do sistema de efluente lquido.

50

No fracionamento primrio a corrente a 200 oC alimentada na fracionadora de

gasolina cujo objetivo separar em trs fraes: A de fundo (resduo de pirlise),

a retirada lateralmente (gasleo) e a de topo (vapor d'gua, frao leve e

gasolina). Na frao de resduo de pirlise concentram-se os compostos mais

pesados e polmeros formados no craqueamento. Esse circuito possui um sistema

de filtros onde se retira as impurezas, sendo portanto a principal fonte de gerao

de resduos slidos, classificados como Classe I (resduos perigosos). A retirada

lateral, gasleo, incorporada a outras correntes que formaro subprodutos e a

de topo segue para a fracionadora seguinte, a Torre de Quench. Na frao de

fundo dessa torre so condensadas as correntes de vapor d'gua sendo uma

pequena parte dela descartada gerando efluente contaminado com HC.

Dessa fracionadora retirada a frao de gasolina para as unidades de

aromticos e na frao de topo so recuperadas as correntes de hidrocarbonetos

leves onde se encontra o etileno, tambm chamado de gs de carga.

A corrente do gs de carga alimentar o sistema de compresso, onde atravs de

resfriamento e variao de presso sero condensados a gua e gasolina

remanescente. As correntes de hidrocarbonetos que permanecerem na fase

gasosa passaro por secadores retirando a umidade para evitar a formao de

hidratos na fase seguinte que ser a separao do etileno.

Na primeira fase de separao do etileno a corrente passa por uma fracionadora

(Demetanizadora) onde retira-se o hidrognio e o metano. A corrente

remanescente segue para a fracionadora seguinte (Deetanizadora), onde a frao

de fundo composta por substncias mais pesadas que o etileno (propileno

propanos, butanos). A do topo o etileno.

51

Vapor d'gua

nafta

gs combustvel

FornoFracionamento

primrio compresso

mistura de hidrocarbonetose gs de carga

Sepa

ra

o m

etan

o /

H2

H2

CH4

mistura de hidrocarbonetos

(s/ gua e gasolina)

gasolina

gua mistura de

hidrocarboneto(C2 a C4)

Dee

tani

zado

o s

conversoacetileno

Fracionadora

etan

o,

eten

o e

acet

ileno

gasleo, resduo de pirlise e

resduos perigosos

gua

etileno

etano

ra

utro

Dee

tani

zado

ra

Figura 17 Processo de obteno do etileno Fonte: TANIMOTO, 1988

52

A ltima etapa consiste na purificao da corrente de etileno, onde traos de

acetilenos so convertidos para etilenos ao passar por um conversor. Na ltima

fracionadora retirada uma corrente concentrada de etano que retorna para ser

realimentada nos fornos como matria prima. A corrente de topo dessa

fracionadora (fracionadora de etileno) est com a pureza elevada e pronta para

ser consumida pelos clientes (TANIMOTO, 1988).

O etileno enviado para outra empresa onde servir como matria prima para a

produo do etileno glicol.

A Tabela 7 descreve qualitativamente as entradas e sadas do processo do etileno. 5.2.4 - Processo do Para-xileno

O para-xileno tambm chamado de dimetil benzeno, xilol e metil tolueno.

A corrente de nafta mdia, anteriormente citada, rica em aromticos e naftnicos,

processada em uma unidade de reforma cataltica com o objetivo de aumentar a

concentrao dos compostos aromticos. Aps uma separao usando destilao

extrativa, obtm-se uma corrente rica em benzeno, tolueno, xilenos e etilbenzeno,

que vai ser matria prima para a produo do para-xileno. Essa corrente passa

pelo primeiro processo de destilao saindo no topo uma corrente rica em para-

xileno, meta-xileno e etilbenzeno. A corrente de fundo saem o orto-xileno e

correntes mais pesadas (C9+). A mistura de para-xileno, meta-xileno e etilbenzeno

passa pelo processo de adsoro, separando o para-xileno dos demais

componentes. Neste processo usado um adsorvente que posteriormente

facilmente separado do para-xileno e recuperado para novamente ser usado no

processo, enquanto o produto final armazenado e enviado aos clientes.

Para a otimizao do processo, a corrente de meta-xileno e etilbenzeno passa por

um reator com o objetivo converter mais para-xileno que retornado a carga da

sua unidade.

Neste processo existem fornos que consomem gs combustvel e leo. Gera-se

53

Tabela 7 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do etileno

PROCESSO: Etileno Capacidade de Produo: 1.200.000 ton/ano


Nafta etileno

Vapor de gua Etano, hidrognio, metano, propeno, GLP,

butano, gasolina

gua de refrigerao Resduo de pirlise

Utilidades (ar comprimido, nitrognio, etc) Efluente contaminado, emisses atmosfricas e

resduos


ENTRADA DE ENERGIA

FONTES ENERGTICAS

Gs combustvel (metano) Emisses atmosfricas

Energia Eltrica

Vapor d'gua com alta presso Vapor d'gua de baixa presso

ATIVIDADES

DE TRANSPORTES (por t)



Etileno tubovia 1 (entre a empresa

produtora de etileno e a

de etileno glicol)

54

ao final de uma campanha catalisadores, adsorventes usados, argilas e peneira

molecular e, durante o processo, emisses fugitivas, emisses atmosfricas,

efluentes contaminados e resduos slidos (TANIMOTO,1998).

O para-xileno enviado para outra empresa onde servir como matria prima

para a produo do polietileno tereftalato. A Tabela 8 descreve qualitativamente

as entradas e sadas do processo do para-xileno.

Tabela 8 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do para-xileno

PROCESSO: para-xileno Capacidade de Produo: 230.000 t/ano


Nafta Para-xileno

Vapor de gua Solventes

gua de refrigerao

Utilidades (ar comprimido, nitrognio, etc) Efluente contaminado, emisses atmosfricas e

resduos


ENTRADA DE ENERGIA

FONTES ENERGTICAS

Energia Eltrica, gs e leo combustvel

Vapor d'gua com alta presso Vapor d'gua de baixa presso

TRANSPORTES

ATIVIDADES




Para-xileno tubovia 1 (entre a empresa

produtora de para-

xileno e a de dimetil-

tereftalato)

55

5.2.5 - Processo do Etileno Glicol

O monoetilenoglicol (MEG) o mais simples dos etilenoglicis

e produzido pela reao de gua com xido de etileno.

xido de etileno um dos mais importantes derivados do

etileno, produzido a partir da sua reao com o oxignio por

processo de oxidao cataltica. Segue a reao qumica.

O

H2C = CH2 + 1/2 O2 H2C - CH2 Etileno xido de etileno Etileno glicol um consumidor de xido de etileno. A

maioria das plantas de etileno glicol e xido de etileno

esto localizadas no mesmo site, minimizando assim o

armazenamento e transporte. Outras denominaes dadas a este

produto so: monoetilenoglicol, etilenoglicol, glicol

etilnico e 1,2-etanodiol.

O

H2C - CH2 + H2O HO-CH2 -CH2 -OH

xido de etileno gua

MEG

Os etilenoglicis so lquidos lmpidos, incolores, inodoros

e miscveis com gua em qualquer proporo. MEG empregado

na sntese do polietileno tereftalato (PET).

As reaes de processo do etileno glicol so fortemente exotrmicas e so

realizadas na fase lquida. No se utiliza catalisador, a presso do reator 1,76

kgf/cm2, a uma temperatura de 2000C, e tempo de residncia de 1 hora

(OXITENO, 2001; SRI, 1997).

56

5.2.6 - Processo do Dimetiltereftalato (DMT)

O dimetiltereftalato (DMT) um dos produtos utilizados na fabricao do

polietileno tereftalato.

A empresa localizada na Bahia a nica produtora nacional de DMT. A maior

parte da produo consumida no mercado interno para produzir o PET.

O processo de obteno de DMT com pureza superior a 99.9% a partir de p-xileno

dividido nas etapas abaixo e ilustrado na Figura 18 :

5.2.6.1 Oxidao

5.2.6.2 Esterificao

5.2.6.3 Destilao de ster Cru

5.2.6.4 Cristalizao

5.2.6.5 Destilao de DMT

5.2.6.6 Escamao e Ensacamento

O p-xileno e o metanol so as matrias primas utilizadas no processo do DMT. Os

subprodutos do processo, uma frao de resduo utilizado como combustvel

em fornos e uma corrente de benzoato de metila (BME) pode ser comercializada

ou usada como combustvel. No processo tambm se obtm uma corrente de

gua cida gerada na etapa de oxidao que depois de neutralizada enviada

para a central de tratamento de efluentes do plo petroqumico.

5.2.6.1 - Oxidao

O processo consiste na oxidao de uma mistura de p-xileno e de p-toluato de

metila (PTE) que reciclado de vrias sees do processo, com ar na presena

de catalisadores. A reao ocorre em dois sistemas paralelos, cada um com trs

reatores de coluna de borbulhamento em srie.

57

As reaes ocorrem a uma presso de 6 kgf/cm2 e a 160 0C. O calor gerado

utilizado na produo de vapor de 0,3 e 2,5 kgf/cm2.

As principais reaes so :

Oxidao de p-xileno

Oxidao de pt-ster

CH3 + 1.5 O2 --------> . + H2O cido p-tolico

COOH

CH3

CH3

p-xileno

+ 1.5 O2 -------> + H2O

CH3

COOCH3 COOCH3

COOH

p-toluato de metila (pte) cido monometilester tereftlico

Oxidao de p-xileno + 3 O2 --------> + 2H2O

COOH

COOH CH3

CH3

p-xileno cido tereftlico

O p-xileno no reagido retorna ao tanque alimentador e depois alinhado para os

reatores de oxidao e a gua cida removida na s o de destilao de

efluentes. No topo obtm-se uma frao de gua com m

seo de recuperao de metanol, e no fundo o efluente aq

e

etanol, que vai para a

uoso.

58

5.2.6.2 - Esterificao O DMT obtido nesta etapa a partir da reao dos cidos tereftlico e

monometilester tereftlico (MMT) com metanol. O cido p-tolico, tambm

formado na oxidao, esterificado a p-toluato de metila (PTE) que reciclado

para a oxidao via destilao de ster cru.

As reaes ocorrem a 250 0C e 25 kgf/cm2 com excesso de metanol em duas

colunas de pratos.

5.2.6.3- Destilao de ster cru

A corrente de ster cru, que obtida no fundo das colunas esterificadoras,

consiste de PTE, DMT e resduos (produtos de alto ponto de ebulio).

A separao se d em duas colunas que operam a vcuo. O PTE recuperado

reciclado oxidao, o DMT enviado para a cristalizao e o resduo

encaminhado seo de recuperao do catalisador.

5.2.6.4 - Cristalizao O principal objetivo desta etapa a purificao de DMT cru, atravs da sua

cristalizao sucessiva em dois estgios na presena de metanol.

O DMT juntamente com os ismeros e impurezas so totalmente dissolvidos em

metanol. Com a diminuio da temperatura, por ser ele menos solvel no metanol

que as impurezas, torna-se possvel a obteno de cristais de DMT de alta pureza.

A corrente de metanol contendo os ismeros de DMT e outras impurezas,

chamada de Filtrado, enviada para ser destilada obtendo-se no topo o metanol

puro que enviado ao tanque de metanol e no fundo uma mistura de steres que

59

recirculada para a oxidao ou para a esterificao .

60

Destilao deEster

Escamaoe

Ensacamento

p-Xileno

Catalisador

PTE

Ar

FILTRADO

RESDUO

BMEAR

EXAUSTO

METANOL

CristalizaoEsterificao Lquido

Escama

DMT

Oxidao

gua cidapara

Tratamento

Metanol

Destilao doDMT

Figura 18 - Processo de obteno do DMT Fonte: PROPPET, 2001

61

4.3.6.5 - Destilao do DMT

A purificao do DMT completada com mais uma destilao, obtendo-se no topo

o DMT purssimo e no fundo uma mistura de DMT com impurezas que

recirculada para a etapa de destilao de ster cru.

5.2.6.6 - Escamao e ensacamento

A grande maioria do DMT produzido na planta, vendido na forma lquida, para a

produo de PET e fibra. A outra parte, em escamas, comercializada na forma

slida (PROPPET, 2001)

Durante o processo de obteno do DMT geram-se efluente lquido (orgnico e

inorgnico), resduos slidos e emisses atmosfricas.

A Tabela 9 ilustra as entradas e sadas qualitativas do processo do DMT. A planta de DMT e a do processo de PET so interligadas.

62

Tabela 9 - Descrio qualitativa das entradas e sadas do processo do dimetil tereftalato

PROCESSO: DIMETIL TEREFTALATO Produo: 78.120 t/ano (Base: ano 2000)


Para-xileno DMT

Metanol

gua Efluente Lquido (orgnico e inorgnico)

Emisses Atmosfricas

Resduos


ENTRADA DE ENERGIA

FONTES ENERGTICAS

Energia Eltrica

TRANSPORTES

ATIVIDADES




DMT

Planta interligada com

a de PET

63

5.2.7 - Processo de Polimerizao do Polietileno Tereftalato (PET)

O Polietileno Tereftalato (PET) aqui descrito, grau garrafa, forma-se a partir dos

monmeros Dimetil Tereftalato (DMT) e Etileno Glicol (EG), atravs de

transesterificao, para formar o Dihidroxetileno Tereftalato (DHET) que um

monmero do PET. A reao ocorre na presena de um catalisador e liberao

de metanol (MEOH). O excesso de glicol presente no DHET removido

posteriormente na reao de policondensao .

DHET

+

DMT

O -C-O-CH3

O CH3-O-C- + 2 HO-CH2-CH2-OH 2 CH3-OH

EG Metanol

O -C-O-CH2-CH2-OH O

HO-CH2-CH2-O-C-

No monmero puro (DHET) tem-se n igual a 1, o qual aumentado em

aproximadamente 80 vezes para se obter a cadeia final do PET. O fator n

referido como grau de polimerizao.

5.2.7.1 - As fases do processo de polimerizao so:

5.2.7.1.1 - Polimerizao na Fase Fundida (Melt-Phase) - onde produzido o pellet amorfo (Figura 19).

5.2.7.1.2 - Polimerizao no Estado Slido (SSP) - onde produzido o pellet semi-cristalino (Figura 20).

64

Figura 19 - Polimerizao na Fase Fundida Fonte: PROPPET, 2001

EG Catalisador

Transesterificao.

SILO

Blender de Chip amorfo

Ar

Ar

PARA SSP

Class.

Chipers

Filtros de Polmeros

Finalizador.

Monmero

UFPP

EG

EG

METANOL

ADITIVOS

DMT

Adio de catalisador

Adio do co-monomero

65

SILO DEALIM.

Pr-cristalizadorDespoeirador

Primeiro Cristalizador

Segundo Cristalizador

REATOR DA NPU

LeitoFluidizado

Ar

ArPET

PET

N2 Fresco

Ar

N2

N2

SECADORDA NPU

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

N2

REATOR

Figura 20 - Polimerizao no Estado Slido Fonte: PROPPET, 2001

66

5.2.7.1.1 - Polimerizao na Fase Fundida (Melt-Phase) - (Polimerizao Contnua - CP):

Transesterificao - Ocorre a reao do DMT com EG, formando o

monmero DHET, com liberao de metanol, em coluna reativa com 23 pratos

valvulado. O EG catalilisado alimentado no prato 18, a 140 0C, e DMT no

prato 16, a 170 0C. O metanol do processo reutilizado na produo de DMT

na planta existente ou diretamente vendido.

A policondensao para formar o polmero PET ocorre em dois equipamentos:

Pr-polimerizador de Fluxo Ascendente (UFPP) - Possui 16 pratos

especialmente projetado e um pr-aquecedor no fundo. Opera sobre vcuo,

pois necessrio remover o excesso de EG para continuar com a reao de

polimerizao.

Reao:

nDHET nPET + (n-1)EG

O -C - O-CH2-CH2-OH O

H - O-CH2-CH2-O-C-

Finalizador - um vaso encamisado montado horizontalmente. Possui um

agitador especialmente projetado para promover a transferncia de massa,

gerando uma larga rea superficial no polmero por evoluo de EG.

O processo completo de Polimerizao Contnua dura cerca de 4 horas

aproximadamente: 1 hora no transesterificador, 1 hora no pr polimerizador de

fluxo ascendente e 2 horas no finalizador.

67

ESTUDO DA CADEIA PRODUTIVA DO POLIETILENO...

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