Roadmap tecnológico : biogás a partir de plástico

Abstract

A produção de plásticos, principalmente os de origem fóssil, tem crescido sistematicamente devido ao aumento da demanda por parte da sociedade, visto que os plásticos estão presentes em diversas aplicações importantes. Contudo, a geração de resíduos, como consequência da transformação e utilização de plásticos, também acompanha esta tendência de aumento ao longo do tempo. Os resíduos plásticos representam um expressivo percentual do total de resíduos sólidos urbanos e a sua destinação após o fim da vida útil é uma problemática constante. A disposição incorreta destes resíduos ainda é uma realidade, sendo encontrados em lixões e em corpos d’água. Porém, mesmo a correta destinação apresenta oportunidades de desenvolvimento, principalmente quanto a técnicas de reaproveitamento e produção de energia a partir destes resíduos plásticos. Dentre as técnicas possíveis para tratamento e produção de energia, destaca-se a digestão anaeróbia (DA), processo em que a biodegradação do plástico ocorre em meio ausente em oxigênio através da atuação sinérgica de uma sequência de microrganismos que produz biogás à medida que reduz a carga orgânica do resíduo. Neste sentido, este trabalho objetiva avaliar de forma sistêmica o nível de desenvolvimento mundial em relação à DA para plásticos. Para isto, utiliza-se uma análise em três níveis de um conjunto selecionado de artigos científicos e patentes relacionadas ao tema, resultando em um roadmap. Dentre os principais resultados obtidos, observa-se que o maior volume de metano, 0,55 L/g de sólidos voláteis (VS), é obtido quando do uso de uma blenda entre plásticos de origem fóssil e não-fóssil, após pré-tratamento físico, com um inóculo oriundo de tratamento de resíduos orgânicos, sem adição de nutrientes e em faixa de temperatura termofílica. A partir das análises realizadas, conclui-se que a DA de plásticos atinge a maior viabilidade considerando características de todos os indicadores mediante o uso de blenda entre plástico fóssil e não-fóssil, após pré-tratamento físico, com lodo oriundo de tratamento de resíduos orgânicos como inóculo, após adição de resíduos orgânicos como nutrientes e em faixa de temperatura termofílica.

The production of plastics, especially those from fossil origin, has been growing systematically due to the increase in demand by society, since plastics are present in several important applications. However, the waste generation, as a consequence of the transformation and use of plastics, also follows this upward trend over time. Plastic waste represents a significant percentage of total urban solid waste and its disposal after the end of its useful life is a persistent problem. The incorrect disposal of these residues is still a reality, being found in dumps and bodies of water. However, even the correct destination presents opportunities for development, mainly in terms of techniques for reusing and producing energy from these plastic residues. Among the possible techniques for energy treatment and production, anaerobic digestion (AD) stands out. AD is a process in which the biodegradation of plastic occurs in a medium absent in oxygen through the synergistic action of a sequence of microorganisms producing biogas as it reduces the organic load of the residue. In this sense, this work aims to systematically assess the level of global development in relation to AD for plastics. For this, a three-level analysis of a selected set of scientific articles and patents related to the theme is used, resulting in a roadmap. Among the main results obtained, it is observed that the largest volume of methane, 0.55 L/g of volatile solids (VS), is obtained when using a blend between plastics of fossil and non-fossil origin, after physical pre-treatment, with an inoculum from the treatment of organic residues, without the addition of nutrients and in a thermophilic temperature range. In addition, it can be seen that the highest mass reduction value, 98%, is achieved with the use of non-fossil plastic, after physical pre-treatment, with inoculum from sewage treatment, without the addition of nutrients and in a mesophilic temperature range. From the analyzes carried out, it is concluded that the AD of plastics reaches the highest viability considering the characteristics of all indicators through the use of a blend between fossil and non-fossil plastic, after physical pre-treatment, with sludge from waste treatment organic as inoculum, after addition of organic residues as nutrients and in a thermophilic temperature range.