Que tipos de tecnologia de reciclagem têm o maior impacto?

Key Takeaways

A reciclagem mecânica, um processo que envolve a manipulação física e a transformação de materiais para reutilização, é mais económica do que a reciclagem biológica, uma vez que não requer organismos especializados para decompor os resíduos. No entanto, a reciclagem mecânica também tem os seus inconvenientes em termos de produção de produtos finais de menor qualidade devido à natureza dos processos físicos envolvidos. Estes subprodutos podem ser menos desejáveis ou mesmo inutilizáveis para determinadas aplicações, comprometendo assim potencialmente o valor global e a integridade do material reciclado.

A reciclagem química é um processo que envolve a decomposição de materiais residuais nos seus monómeros constituintes, proporcionando uma abordagem mais versátil para lidar com vários tipos de resíduos. Este método inclui técnicas como a pirólise, a gaseificação e a solvólise.

As máquinas de venda automática invertida e os programas de incentivo são promissores para promover os esforços de reciclagem, embora com limitações dependentes dos tipos de materiais aceites. Além disso, métodos alternativos como a conversão de resíduos em energia e a reciclagem de baterias de iões de lítio apresentam oportunidades adicionais para melhorar as práticas sustentáveis.

Apesar dos esforços das organizações não governamentais (ONG) e dos activistas ambientais para aumentar a sensibilização global para a importância da reciclagem, as taxas de reciclagem reais atingiram um impasse à escala internacional. Além disso, observa-se que vários tipos de resíduos estão a ser depositados nos mesmos aterros, sem qualquer distinção ou diferenciação significativa. As principais razões para este estado de coisas subótimo podem ser atribuídas a inconsistências nos procedimentos de reciclagem e nos métodos de recolha, que tendem a depender de tecnologias antiquadas que não são dispendiosas, mas sim obsoletas. Um número considerável de países continua a utilizar estas abordagens rudimentares.

À medida que os avanços nas tecnologias de reciclagem continuam a evoluir, é importante considerar quais os métodos de reciclagem específicos que estão a ter a influência mais significativa na gestão de resíduos e nos esforços de sustentabilidade ambiental.

Reciclagem mecânica

A reciclagem mecânica envolve a sujeição dos materiais recolhidos a uma série de procedimentos mecânicos, como a trituração, a fusão e a remodelação, que preservam a sua composição original. Por conseguinte, não é possível combinar diversos elementos durante o processo. Normalmente, as agências de gestão de resíduos empregam este método na transformação de produtos feitos de papel, vidro, metais e plásticos para utilização posterior.

A utilização de métodos de reciclagem mecânica é predominante nos sectores público e privado devido à sua relação custo-eficácia em comparação com técnicas de reciclagem alternativas. Mesmo os amadores ou “DIYers” constroem aparelhos improvisados para processar materiais recicláveis através de procedimentos como a trituração, a fusão e a moldagem.

Embora a reciclagem mecânica tenha as suas vantagens, há alguns inconvenientes a considerar. Uma dessas desvantagens é o facto de resultar frequentemente na produção de subprodutos de qualidade inferior em comparação com outros métodos de gestão de resíduos. Isto acontece devido à dureza dos processos físicos envolvidos, que podem causar danos na estrutura dos materiais recicláveis. Como resultado, os produtos fabricados a partir de materiais 100% reciclados podem parecer mais fracos ou mais frágeis, como se pode ver no exemplo dos sacos de papel e das garrafas de plástico.

Reciclagem de produtos químicos

Créditos da imagem: IBM Research/ Flickr

A reciclagem química envolve a desconstrução de materiais residuais nos seus constituintes fundamentais, conhecidos como monómeros. Estes monómeros são depois transformados em novas substâncias com propriedades diferentes das do produto residual inicial. O resultado final é um afastamento total da forma original do material, que passa a existir num estado de matéria totalmente distinto.

A reciclagem química apresenta uma vantagem significativa na sua capacidade de processar uma maior variedade de resíduos em comparação com os métodos mecânicos. Infelizmente, os processos de reciclagem mecânica não são capazes de lidar com resíduos que se tornaram sujos, sujos ou contaminados. Em muitos casos, as instalações de gestão de resíduos têm de eliminar esses resíduos em aterros devido à sua incapacidade de serem processados mecanicamente. Exemplos disso são as garrafas de plástico que contêm líquidos residuais ou materiais de embalagem contaminados por carnes cruas.

A OCDE refere mesmo que apenas nove por cento dos resíduos de plástico são reciclados. Existem atualmente três tipos de reciclagem química.

Pirólise

A pirólise é um método de decomposição termoquímica de alta temperatura e sem oxigénio que varia entre 752 e 1472 graus Fahrenheit para o processamento de materiais recicláveis. Normalmente utilizada para a gestão de resíduos plásticos complexos, a pirólise reduz estes materiais aos seus níveis moleculares, transformando-os em produtos valiosos como bio-óleos reciclados, gás de síntese ou substâncias carbonadas. A pirólise produz produtos finais que se assemelham muito aos derivados de fontes virgens, demonstrando a eficácia desta técnica de reciclagem química em comparação com os processos mecânicos que podem degradar a qualidade do material.

O FHWA afirma que os automobilistas americanos descartam 280\\+ milhões de pneus de carro anualmente, mas os fabricantes não podem usar descuidadamente borracha reaproveitada sustentável, mas insegura. A Big Atom Tyre Recycling resolve este problema através da pirólise. A sua equipa decompõe quimicamente a sucata de pneus em petróleo bruto e plástico, que podem servir de matéria-prima para pneus de estrada novos e fiáveis.

Gaseificação

A gaseificação é uma técnica de processamento térmico altamente avançada utilizada para o tratamento de vários tipos de materiais recicláveis, incluindo plásticos, biomassa e resíduos orgânicos, expondo-os a temperaturas que variam entre 1472 e 2292 graus Fahrenheit na ausência de oxigénio excessivo. Este método decompõe eficazmente estes materiais através de uma série de reacções químicas que conduzem à produção de gás de síntese, que pode ser utilizado como uma fonte de energia versátil. Ao contrário da pirólise, a gaseificação necessita de temperaturas mais elevadas devido à sua natureza complexa, resultando numa maior eficiência e eficácia na produção de calor, energia e gases sintéticos. Além disso, representa uma abordagem sustentável para o aproveitamento de energia a partir de recursos descartados, ao mesmo tempo que minimiza

Solvólise

A solvólise é um método altamente eficaz e eficiente em termos energéticos para o processamento de materiais recicláveis, visando especificamente compostos de poliéster e poliuretano. Esta técnica inovadora envolve a utilização de um solvente patenteado para dissolver o material residual a temperaturas que variam entre 212 e 572 graus Fahrenheit. Ao contrário dos métodos tradicionais de reciclagem mecânica, que não são capazes de tratar eficazmente certos tipos de plásticos devido à sua rigidez e fragilidade, a solvólise oferece uma solução promissora para o tratamento destes resíduos. A deposição em aterro tem sido a abordagem predominante utilizada pelas instalações de gestão de resíduos quando se trata destes plásticos difíceis de reciclar; no entanto, a solvólise apresenta uma alternativa viável a esta prática convencional, proporcionando um ambiente

Certamente, a solvólise é capaz de processar tanto matéria biológica como resíduos orgânicos. Entre os principais subprodutos derivados deste processo encontram-se combustíveis, oligómeros e monómeros que apresentam um elevado grau de utilidade. Estas substâncias recuperadas podem ser utilizadas na produção de plásticos de qualidade superior, álcool etílico e agentes lubrificantes.

Apesar das suas inegáveis vantagens em relação aos métodos convencionais de reciclagem mecânica, como a pirólise, a gaseificação e a solvólise, é lamentável que estas técnicas avançadas continuem a estar fora do alcance da maioria das instalações de gestão de resíduos, devido ao seu custo proibitivo e aos requisitos de manutenção significativos.Embora possa haver esperança no horizonte para a adoção generalizada destas abordagens inovadoras no futuro, ainda pode demorar várias décadas até que se tornem as tecnologias de reciclagem predominantes a nível global.

Reverse Vending Machines

Créditos da imagem: Donald_Trung/ Wikimedia Commons

As máquinas de venda automática inversa (MVA) são uma solução prática destinada a promover a reciclagem, proporcionando uma oportunidade para os indivíduos trocarem os seus materiais recicláveis, tais como recipientes de vidro vazios, garrafas de plástico e latas de alumínio, por recompensas. Estas recompensas podem incluir cupões, cartões de desconto ou compensações monetárias. Para usufruir destes benefícios, basta colocar os seus materiais recicláveis na máquina, receber a sua recompensa e ver como o dispositivo separa automaticamente o lixo. No entanto, uma desvantagem significativa associada a este sistema é a sua estrita adesão aos tipos de materiais recicláveis aceites. Devido à utilização predominante de métodos de processamento manual nas instalações de gestão de resíduos, existe um risco considerável de contaminação por recicláveis inaceitáveis

Para promover a sustentabilidade ambiental, as marcas de retalho implementaram estratégias semelhantes que incentivam os clientes a participar em programas de reciclagem. Por exemplo, a Apple estabeleceu uma iniciativa de reciclagem em que oferece recompensas e descontos exclusivos a pessoas que devolvam os seus produtos Apple fora de prazo a pontos de recolha designados. Ao fazê-lo, tanto a empresa como os seus clientes contribuem para a redução de resíduos e a conservação de recursos.

Waste-to-Energy (WtE)

Waste-to-Energy é um processo que converte resíduos urbanos, industriais e agrícolas em energia utilizável através de combustão controlada a altas temperaturas. Este método cria subprodutos amigos do ambiente, como o calor e a eletricidade. A implementação em maior escala desta tecnologia tem o potencial de aumentar a acessibilidade a fontes de energia alternativas para comunidades em todo o mundo.

Embora os processos de valorização energética de resíduos (WtE) e de gaseificação partilhem semelhanças na conversão de resíduos em produtos úteis, é importante reconhecer que empregam abordagens tecnológicas distintas. Especificamente, a gaseificação envolve a sujeição de materiais residuais a altas temperaturas num ambiente com fornecimento restrito de oxigénio, ao passo que a recuperação energética de resíduos envolve a combustão direta de materiais recicláveis. Além disso, é de notar que a tecnologia de recuperação energética de resíduos sólidos não permite a produção de gás de síntese (syngas), que é o principal produto das instalações de gaseificação.

Reciclagem de baterias de iões de lítio

À medida que a nossa dependência de aparelhos electrónicos como smartphones, scooters e veículos eléctricos continua a crescer, também cresce a procura de baterias de iões de lítio que alimentam estes componentes essenciais da vida moderna.

A AIE informa que a procura de VEs aumentou de 330 para 550 GWh em E embora as baterias de iões de lítio sejam indiscutivelmente menos nocivas do que os combustíveis fósseis, a sua produção em massa irá inadvertidamente dar início a mais projectos de exploração mineira.

Um método preferível seria a adoção de práticas de reciclagem ambientalmente responsáveis para as baterias, permitindo que os produtores de iões de lítio deixem de utilizar matérias-primas, facilitando a sua implementação em centros de eliminação e reciclagem de baterias.

Pirometalurgia

Os processos pirometalúrgicos são um subconjunto das técnicas de pirólise, que envolvem a sujeição das baterias recicladas a temperaturas elevadas num ambiente desprovido de um teor excessivo de oxigénio. Através desta abordagem, as instalações de reciclagem especializadas têm a capacidade de isolar diversos elementos terrestres dos materiais decompostos. No entanto, uma limitação significativa associada à pirometalurgia é a produção de óxidos de azoto e compostos de enxofre como subprodutos da combustão, o que exige um controlo rigoroso das emissões nessas instalações.

Hidrometalurgia

A hidrometalurgia representa uma alternativa à pirometalurgia como um processo de baixa temperatura destinado a dissolver baterias recicladas num solvente específico. Ao mesmo tempo, sabe-se que as instalações de reciclagem isolam os metais terrosos após a sua degradação. No entanto, um dos desafios mais significativos associados à hidrometalurgia diz respeito à geração de efluentes, o que exige a sua eliminação segura e cuidadosa através de instalações de tratamento.

Reciclagem direta

A recuperação de baterias usadas através da reciclagem direta envolve o processamento mecânico dos componentes para os restaurar a um estado utilizável. Esta abordagem oferece uma solução acessível e prontamente disponível, embora com a limitação de que as baterias recondicionadas não podem ser utilizadas no seu objetivo inicial. Em vez disso, servem apenas como fontes de energia auxiliares.

Faça a sua parte, sabendo como eliminar as pilhas gastas. C&EN refere que apenas cinco por cento das baterias de iões de lítio são recicladas porque os consumidores e os fabricantes seguem métodos de eliminação descuidados.

Os avanços tecnológicos continuarão a simplificar os sistemas de reciclagem

Embora possa não haver uma melhoria imediata nas taxas de reciclagem globais, é crucial que os agregados familiares, as organizações privadas, as instituições sem fins lucrativos e as autoridades públicas colaborem na implementação de tecnologias de reciclagem eficazes e as incorporem nas respectivas estratégias de gestão de resíduos. Infelizmente, um grande número de sistemas de triagem de última geração continua subutilizado. É importante reconhecer que estes métodos de reciclagem eficientes servem apenas para atenuar alguns dos impactos prejudiciais resultantes da quantidade crescente de resíduos gerados pela sociedade. No entanto, os esforços contínuos para reduzir os plásticos de utilização única também devem continuar a ser uma prioridade.