Reaproveitamento de águas e efluentes inorgânicos de uma indústria petroquímica

A escassez de água, o alto custo do tratamento de efluentes e a iminente cobrança pelo uso e descarte da água vêm preocupando a sociedade e incentivando pesquisas na área de otimização do uso da água e minimização de efluentes. O setor industrial é um dos setores que mais tem se preocupado e se empenhado em encontrar soluções para este problema, pois vivencia os dois problemas ao mesmo tempo, a alta demanda de água e o tratamento dos efluentes gerados. É neste contexto que este trabalho se insere, através de um estudo de caso na Companhia Petroquímica do Sul (Copesul), mais especificamente no setor de utilidades. Neste estudo, foi feita uma análise dos principais processos envolvidos, desde a captação da água até seus consumidores finais, para a identificação da demanda de água e dos locais com maior potencial de reaproveitamento. Para tanto, foi necessária a realização de um balanço hídrico da unidade de tratamento de água usando combinações de dados de planta, estimativas e medições em campo, que foram ajustados através de reconciliação de dados. Os resultados obtidos para esta primeira etapa foram satisfatórios, obtendo uma redução do consumo de água estimada em 40 m3.h-1 e economia anual com o tratamento da água e efluentes de aproximadamente R$ 80.000,00. Também foram apresentadas duas propostas de configurações na planta para a aplicação destas alternativas de reaproveitamento. Numa segunda etapa, realizou-se um balanço de massa e energia para a torre de resfriamento, objetivando reduzir tanto o consumo de água de reposição como o descarte de efluente. O potencial de redução obtido na taxa volumétrica de purga do sistema, considerando apenas o efeito evaporativo e estado estacionário, foi estimado em 20 %. As iniciativas de reuso das águas de lavagem e enxágüe dos equipamentos, bem como da otimização do sistema de resfriamento, conduzem a uma redução da demanda de água e da geração de efluentes, trazendo benefícios econômicos e ambientais para a indústria.

Rearranjo estrutural de PET durante compressão plana

As características da tensão – deformação do Poli(tereftalato de etileno) (PET) durante o processo de deformação por compressão plana tem sido estudadas. Amostras de PET com e sem tratamento térmico obtidas por injeção foram deformadas a diferentes temperaturas de deformação, abaixo e acima da temperatura de transição vítrea (Tg) utilizando diferentes taxas de deformação e tensões finais aplicadas. O comportamento mecânico foi analisado através das curvas de tensão – deformação obtidas por deformação por compressão plana usando equipamento específico chamado “Ampliador de Forças” conectado a um equipamento INSTRON. A morfologia e a cristalinidade aparente foram investigadas usando as técnicas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), densidade, Difração de Raios-X em Alto Ângulo (WAXD), Espalhamento de Raios-X em Alto Ângulo (WAXS), Espalhamento de Raios-X em Baixo Ângulo (SAXS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados tem mostrado que as propriedades dos materiais após deformação são fortemente relacionadas a temperatura de deformação, taxa de deformação e tensão final aplicada em ambas as regiões, vítrea e elastomérica. As modificações morfológicas do material tem sido analisadas em micro e nano escalas incluindo mudanças de cristalinidade e orientação em nível esferulítico e lamelar.

Inserção das organizações de catadores de materiais recicláveis em programas empresariais de logística reversa: um estudo multi-setorial no estado de São Paulo

A pesquisa objetivou compreender a inserção de organizações de catadores em programas empresariais de logística reversa para reciclagem de embalagens pós-consumo. O estudo multi-casos englobou programas empresariais de quatro setores de embalagens: vidro, papelão, embalagem longa vida e plástico PET. As unidades de análise foram as relações empresa/cooperativas de catadores. Utilizou-se como requisito para seleção dos programas o avanço das cooperativas na cadeia reversa através da sua atuação como fornecedoras de primeira camada, ou seja, sem “intermediários”. Foram realizadas entrevistas semiestruturadas com quatro empresas e quatro cooperativas de catadores, sendo uma delas analisada como explanação rival. De maneira geral observou-se que as características dos programas são função das motivações para estruturação da logística reversa, seja pela responsabilidade socioambiental, recuperação de materiais, competitividade da embalagem, imagem corporativa ou compras de materiais secundários. Além da obtenção de escala e regularização, o avanço das cooperativas de catadores nessas cadeias de suprimentos foi viabilizado através da aprendizagem prática quanto à correta identificação e seleção de materiais recicláveis e desenvolvimento de processos de pré-processamento para garantia de qualidade conforme, exigências das empresas. Vale destacar também a infraestrutura obtida através de convênios com a Prefeitura Municipal de São Paulo e de financiamentos pelo Banco Nacional do Desenvolvimento - BNDES. Em dois casos analisados constatou-se a atuação de empresas de bens de consumo na gestão de fluxos de informações, permitindo uma gestão eficiente das operações de logística reversa. Em todos os programas estudados, apesar da comercialização direta, faz-se necessária a realização de etapas de beneficiamento pelas empresas com emprego de tecnologias apropriadas. Para as cooperativas de catadores a comercialização direta tem proporcionado melhores preços dos materiais recicláveis e perspectivas de vendas em longo prazo e, consequentemente, perspectivas de vida e reconhecimento profissional dos catadores.

Estudo da viabilidade econômica do reaproveitamento de resíduos orgânicos via suinocultura

A humanidade encontra-se em uma encruzilhada histórica: continuar com a forma desordenada de crescimento ou apostar em uma sociedade sustentável com orientação ecológica. Os sinais de fraqueza do ecossistema têm mostrado vários sinais de esgotamento. A manifestação desta realidade é o fato de estarmos vivendo em uma era de escassez de recursos e de dificuldades de expansão da base econômica das sociedades nacionais, de saturação dos depósitos de resíduos das sociedades. Aprende-se desde cedo que o lixo produzido diariamente deve ser jogado fora, que é sujo e fonte de problemas. A possibilidade da reciclagem de resíduos deve ocorrer de forma integrada e sistêmica, pois o que é resíduo para um é matéria-prima para outro. A tarefa de realizar um gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos adequado ambientalmente é uma tarefa que exige ações diferenciadas, articuladas e criativas. Existem várias alternativas possíveis para o tratamento adequado dos resíduos sólidos urbanos. O manejo dos resíduos sólidos pode diminuir e, em alguns casos, evitar muitos dos impactos negativos associados ao lixo. Como forma de diminuir a quantidade de lixo que é destinado aos aterros, pode-se utilizar a fração orgânica, a sobra do pré-preparo de alimentos, para a criação animal, mais precisamente para criação de suínos. Dentro do que foi estabelecido como objetivo deste estudo, verificou-se que a sustentabilidade econômica da criação de suínos com o reaproveitamento de resíduos orgânicos é possível de ser obtida. Foi possível por meio da metodologia desenvolvida apurar os custos de produção do suíno tratado com resíduo orgânico e do suíno tratado com ração comercial. Estes custos são de R$140, 27, para o primeiro e de R$153,15 para o segundo, tendo-se como padrão um animal de 100kg.

Estudo morfológico da blenda polimérica poli(metacrilato de metila)/poli(tereftalato de etileno) reciclado (PMMA/PET)

Among the options for plastics modification more convenient, both from a technical-scientific and economic, is the development of polymer blends by processing in the molten state. This work was divide into two stages, with the aim to study the phase morphology of binary blend PMMA / PET blend and this compatibilized by the addition of the poly(methyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate-co-ethyl acrylate) copolymer (MMA-GMA-EA). In the first stage is analyzed the morphology of the blend at a preliminary stage where we used the bottle-grade PET in a Haake torque rheometer and the effect of compatibilizer in this blend was evaluated. In the second stage the blend was processed using the recycled PET in a single screw extruder and subsequently injection molding in the shape of specimens for mechanical tests. In both stages we used a transmission electron microscopy (TEM) to observe the morphologies of the samples and an image analyzer to characterize them. In the second stage, as well as analysis by TEM, tensile test, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) was performed to correlate the morphology with the mechanical properties. The samples used in morphological analyzes were sliced by cryo-ultramicrotomy technique for the analysis by TEM and the analysis by SEM and AFM, we used the flat face of the block after cut cryogenic. It was found that the size of the dispersed phase decreased with the addition of MMA-GMA-EA in blends prepared in a Haake. In the tensile test, the values of maximum tensile strength and modulus of elasticity is maintained in a range between the value of pure PMMA the pure PET, while the elongation at break was influenced by the composition by weight of the PMMA mixture. The coupling agent corroborated the results presented in the blend PMMA / PETrec / MMA-GMA-EA (80/15/5 %w/w), obtained by TEM, AFM and SEM. It was concluded that the techniques used had a good morphologic correlation, and can be confirmed for final analysis of the morphological characteristics of the blends PMMA / PET

Influência das espécies do plasma de N2 + O2 nas propriedades físicoquímicas das superfícies do pet

This work reports the influence of the poly (ethylene terephthalate) textile and films surface modification by plasmas of O2 and mixtures (N2 + O2), on their physical and chemical properties. The plasma surface polymeric modification has been used for many researchs, because it does not affect the environment with toxic agents, the alterations remains only at nanometric layers and this technique shows expressive results. Then, due to its good acceptance, the treatment was carried out in a vacuum chamber. Some parameters remained constant during all treatment, such as: Voltage 470 V; Pressure 1,250 Mbar; Current: 0, 10 A and gas flow: 10 cm3/min, using oxygen plasma alternating the treatment time 10 to 60 min with an increase of 10 min to each subsequent treatment. Also, the samples were treated with a gas mixture (nitrogen + oxygen) which was varied only the gas composition from 0 to 100% leaving the treatment time remaining constant to all treatment (10 min). The plasma treatment was characterized in-situ with Optics Emission Spectroscopy (OES), and the samples was characterized by contact angle, surface tension, Through Capillary tests, Raman spectroscopy, Infrared attenuated total reflection (IR-ATR) and atomic force microscopy, scanning electronic Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The results showed that oxygen treated fabrics presented high wettability, due to the hydrophilic groups incorporation onto the surface formed through spputering of carbon atoms. For the nitrogen atmosphere, there is the a film deposition of amine groups. Treatment with small oxygen concentration in the mixture with nitrogen has a higher spputered species of the samples

Desenvolvimento e caracterização de compósitos poli(tereftalato de etileno) reciclado (PET reciclado) com flocos de vidro.

The growing concern with the solid residues management, observed in the last decade, due to its huge amount and impact, has motivated the search for recycling processes, where these residues can be reprocessed to generate new products, enlarging the cycle of materials and energy which are present. Among the polymeric residues, there is poly (ethylene terephthalate) (PET). PET is used in food packaging, preferably in the bottling of carbonated beverages. The reintegration of post-consumer PET in half can be considered a productive action mitigation of environmental impacts caused by these wastes and it is done through the preparation of several different products at the origin, i.e. food packaging, with recycling rates increasing to each year. This work focused on the development and characterization mechanical, thermal, thermo-mechanical, dynamic mechanical thermal and morphology of the pure recycled PET and recycled PET composites with glass flakes in the weight fraction of 5%, 10% and 20% processed in a single screw extruder, using the following analytical techniques: thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), tensile, Izod impact, Rockwell hardness, Vicat softening temperature, melt flow rate, burn rate, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and scanning electron microscopy (SEM). The results of thermal analysis and mechanical properties leading to a positive evaluation, because in the thermograms the addition of glass flakes showed increasing behavior in the initial temperatures of thermal decomposition and melting crystalline, Furthermore was observed growing behavior in the mechanical performance of polymer composites, whose morphological structure was observed by SEM, verifying a good distribution of glass flakes, showing difference orientation in the center and in the surface layer of test body of composites with 10 and 20% of glass flakes. The results of DMTA Tg values of the composites obtained from the peak of tan ä showed little reductions due to poor interfacial adhesion between PET and recycled glass flakes.

Processamento e caracterização da blenda poli (metacrilato de metila) (PMMA) elastomerico e poli (tereftalato de etileno) (PET) pós-consumo

This work studied the immiscible blend of elastomeric poly(methyl methacrylate) (PMMA) with poly(ethylene terephthalate) (PET) bottle grade with and without the use of compatibilizer agent, poly(methyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate - co-ethyl acrylate) (MGE). The characterizations of torque rheometry, melt flow index measurement (MFI), measuring the density and the degree of cristallinity by pycnometry, tensile testing, method of work essential fracture (EWF), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were performed in pure polymer and blends PMMA/PET. The rheological results showed evidence of signs of chemical reaction between the epoxy group MGE with the end groups of the PET chains and also to the elastomeric phase of PMMA. The increase in the concentration of PET reduced torque and adding MGE increased the torque of the blend of PMMA/PET. The results of the MFI also show that elastomeric PMMA showed lower flow and thus higher viscosity than PET. In the results of picnometry observed that increasing the percentage of PET resulted in an increase in density and degree crystallinity of the blends PMMA/PET. The tensile test showed that increasing the percentage of PET resulted in an increase in ultimate strength and elastic modulus and decrease in elongation at break. However, in the phase inversion, where the blend showed evidence of a co-continuous morphology and also, with 30% PET dispersed phase and compatibilized with 5% MGE, there were significant results elongation at break compared to elastomeric PMMA. The applicability of the method of essential work of fracture was shown to be possible for most formulations. And it was observed that with increasing elastomeric PMMA in the formulations of the blends there was an improvement in specific amounts of essential work of fracture (We) and a decrease in the values of specific non-essential work of fracture (βWp)

Post consumer pet depolymerization by acid hydrolysis

The reaction of post-consumer poly(ethylene terephthalate) with aqueous solutions of sulfuric acid 7.5M was investigated in terms of temperature, time and particle size. The reaction extent reached 80% in four days at 100 degrees C and 90% in 5 hours at 135 degrees C. TPA obtained was purified and considered in the same level of quality of the commercial one after tests of elemental analysis, particle size and color. It was concluded that the hydrolysis occurred preferentially at the chain ends and superficially, having as controller mechanism the acid diffusion into the polymer structure. The shrinking-core model can explain the reaction kinetics.

Additional steps in mechanical recyling of PET

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Characterization of Post-Consumer PET after Removal of the Original Surface: Influence of Raw Material

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Openability of soft drinks PET packagings

Studies on packaging accessibility are still incipient in Brazil. Many of these packagings can represent a challenge to users, whether due to non-informative labels, tricky tabs or seals, or even those that need strength to open. This paper brings a simple test to determine the necessary torque force to open PET bottles, and to predict the amount of users that could not open it. The findings suggest that a considerable amount of users could not open it or would have some difficulties to exert the necessary force.