Os plásticos e o Meio Ambiente

Em 2010, cerca de 275 milhões de toneladas de resíduos plásticos foram produzidos por 192 países. Dessas 275 toneladas, 8 foram parar nos oceanos. Especialistas alertam que se não melhorar o processamento deste lixo, ele se multiplicará por 10 em uma década.

• Uma das razões que fazem os plásticos serem materiais de uso cada vez mais difundido é a sua durabilidade, conseqüência de sua estabilidade estrutural, que lhes confere resistência aos diversos tipos de degradação (fotodegradação, quimiodegradação, biodegradação). Alguns tipos de plásticos, por exemplo, necessitam de séculos para se degradar.

Se a durabilidade dos plásticos é uma vantagem, por outro lado, representa um sério problema ecológico, pois são muito usados na fabricação de embalagens usualmente descartadas após utilização e que vão se acumulando ao longo do tempo na natureza, provocando uma forte poluição visual. O plástico tornou-se um símbolo da sociedade de consumo descartável e é atualmente o segundo constituinte mais comum do lixo, após o papel.

• Entretanto, a opção de não utilizar as matérias plásticas é considerada inviável por muitos especialistas, que afirmam que a substituição destes por outros materiais tais como papel, madeira, vidro e metais, implicaria o aumento de volume e peso do lixo, e o conseqüente aumento dos custos com coleta e tratamento. Não podemos esquecer que a substituição de embalagens plásticas por papel significa um aumento no consumo de árvores e destruição de florestas, que é um problema grave no Brasil.

As diferentes comunidades em nosso planeta, principalmente os habitantes de grandes cidades, enfrentam atualmente um grande desafio: solucionar o problema do lixo. Têm sido necessários aterros sanitários cada vez maiores, e, portanto, mais distantes dos centros urbanos, para acolher o impressionante volume de lixo que produzimos diariamente.

• Curiosamente, o plástico tem um papel importante na construção de aterros sanitários, quando são usados como selantes, evitando que os produtos oriundos da decomposição do lixo penetrem nos solos e lençóis de água.

Ecologistas têm apresentado argumentos bastante convincentes de que, para se resolver o problema do lixo, teremos de adotar novas atitudes, que envolvem: redução no consumo, reutilização de materiais e reciclagem. Esta nova postura é uma exigência cada vez maior das sociedades modernas que aspiram a um crescimento racional, baseado no chamado desenvolvimento sustentável. Desenvolvimento auto-sustentado: modelo de desenvolvimento sócio-econômico que não agride o equilíbrio ecológico.

• Com estas práticas, além de atenuar de forma significativa o problema da destinação do lixo, economizaremos matéria-prima. No caso dos plásticos, isto é particularmente importante, já que as matérias-primas utilizadas na síntese dos mesmos são provenientes essencialmente do petróleo e gás natural, de grande consumo e com reservas limitadas.

Portanto, devemos buscar novos materiais para substituir determinados plásticos e desenvolver novas rotas de síntese que partam de recursos renováveis, como, por exemplo, o álcool etílico, obtido através da fermentação da sacarose extraída da cana de açúcar, na preparação de eteno, um monômero muito usado na produção de plásticos.

• Em relação à reciclagem, vale ressaltar que projetos em grandes escalas só se efetivarão se forem economicamente viáveis. Para tanto, é necessário que exista coleta seletiva do lixo, isto é, a separação e identificação dos diferentes materiais plásticos descartados. Isto é possível já que os plásticos possuem propriedades diferentes, tais como a densidade, que facilita o processo de separação.

A reciclagem de plásticos pós-consumo no Brasil é de 17,5%, um percentual muito positivo em comparação à taxa européia, que gira em torno de 22%, e o que é particularmente importante, a reciclagem em nosso país tem crescido 15% ao ano.

• A reciclagem pode ser também pré-consumo, ou seja, acontecer nas próprias indústrias que aproveitam resíduos plásticos, tais como aparas, rebarbas, sobras e matérias primas fora de especificação. Estes resíduos são considerados materiais “nobres”, pois não estão misturados a outros e não necessitam passar pelas etapas de separação e lavagem.

Um dos processos de reciclagem de plástico mais desenvolvidos atualmente é a pirólise. Por meio dele, o plástico é aquecido e suas moléculas se rompem dando início à sua transformação em óleo e gases. Esses gases são reaproveitados como matéria-prima na indústria petroquímica.

• A reciclagem mecânica consiste na conversão de plásticos descartados após o consumo em grânulos que podem ser reutilizados na produção de outros artigos como sacos de lixo, solados, pisos, mangueiras, componentes de automóveis, embalagens não alimentícias etc.

Plásticos biodegradáveis:

• Literalmente, ou decompondo a palavra em seus dois elementos, biodegradabilidade quer dizer a capacidade de um material ser degradado sob a ação de elementos vivos.

Para que a biodegradação ocorra, além dos parâmetros biológicos (ação dos animais, vegetais e micro-organismos), é necessário levar em consideração os parâmetros físicos envolvidos no processo (temperatura, pressão, ação mecânica dos ventos, chuva e neve, ocorrência de alagamentos, ação da luz etc.), a composição química da água, do ar e do solo. A biodegradabilidade não é, portanto, resultado de uma simples ação de micro-organismos, porque as condições nas quais eles atuam devem ser consideradas.

• No Brasil, estão sendo desenvolvidos plásticos biodegradáveis que se dissolvem em contato com a água ou a terra. Produzidos com resinas provenientes da cana de açúcar, milho, trigo e batata, estes materiais estão sendo apontados como ecologicamente corretos.

Estes novos plásticos deverão ser utilizados em produtos de consumo rápido como talheres, aparelhos de barbear, pentes, cotonetes, absorventes higiênicos, fraldas e utensílios médico-hospitalares (cateteres, seringas etc.).

• Na Europa já existem sacos para embalar mudas de plantas que são absorvidos pela terra e algumas indústrias norte-americanas estão produzindo brinquedos de plásticos biodegradáveis. A produção é ainda pequena devido ao preço elevado: por exemplo, o quilo de plástico sintético custa em torno de US$1,60, enquanto o biodegradável varia de US$ 4 a US$ 10.

Como é o processo de obtenção do PVC em Alagoas:

• O PVC é preparado a partir do monômero monocloreto de vinila. O poli (cloreto de vinila) possui átomos de cloro em sua estrutura. É a presença deste elemento em sua composição química que torna o PVC um polímero resistente à propagação de chamas. Vários aditivos podem ser utilizados na preparação de resinas PVC levando à obtenção de materiais com diferentes propriedades e características, abrindo o leque de possibilidades de utilização.

Este plástico é composto de cloro, carbono e hidrogênio. A porcentagem em massa é de 56,8% de cloro, 38,4% de carbono e 4,8% de hidrogênio.

• O monômero utilizado na preparação do PVC, o monocloreto de vinila, é preparado a partir do dicloroetano, que, por sua vez, é resultado da cloração do eteno. O cloro necessário para esta reação química é obtido através da eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio, também denominada salmoura.

O cloreto de sódio, que existe abundantemente na natureza, é o sal utilizado em nossa alimentação. A água do mar contém este sal, em solução, misturado com outras substâncias. Ele pode ser também encontrado puro em depósitos naturais na forma do mineral denominado sal-gema. No Brasil estes depósitos encontram-se principalmente nos Estados de Sergipe, Alagoas e Amazonas. Alagoas possui aproximadamente 12 % das reservas brasileiras de sal-gema. As jazidas de sal-gema de Alagoas estão sendo atualmente exploradas pela indústria petroquímica Braskem, que transforma o sal em dois produtos principais: o cloro e a soda.

• Em linhas gerais, o processo consiste na dissolução do cloreto de sódio (sal-gema) em água (a unidade de extração é atualmente localizada no Bairro do Mutange em Maceió), obtendo-se a salmoura, que é submetida ao processo de eletrólise.

Na eletrólise da salmoura obtém-se cloro, soda cáustica (solução aquosa de hidróxido de sódio) e hidrogênio. O processo global pode ser representado pela seguinte reação:

2 NaCl + 2 H2O 2 NaOH + Cl2 + H2

sal comum água hidróxido de sódio

(soda)

cloro hidrogênio

A Unidade de Cloro-Soda da Braskem, situada na praia da Avenida em Maceió, produz cerca de 400 mil ton/ano de cloro e cerca de 450 mil ton/ano de soda cáustica. A soda cáustica tem várias aplicações, sendo muito usada nos seguintes processos:

• Digestão da madeira para a obtenção de celulose usada na fabricação de papel;
• Produção de sabonetes, pasta de dentes, sabões e detergentes;
• Reações de neutralização na indústria petroquímica;
• Produção de alumina para as indústrias de alumínio.

As aplicações do cloro são muito diversificadas, destacando-se:

• Produção de resinas de PVC poli(cloreto de vinila);
• Na indústria de papel e celulose.
• Fabricação do silício empregado em microprocessadores eletrônicos;
• Produção de pigmentos brancos para tintas;
• Na indústria metalúrgica;
• Preparação de defensivos agrícolas.

O cloro produzido é levado a reagir com o eteno, para produzir o dicloroetano, o qual é transformado a seguir no monocloreto de vinila, que é o monômero utilizado na preparação do PVC:

• O eteno utilizado neste processo é proveniente do Estado da Bahia e chega até Alagoas por uma tubulação denominada “etenoduto”, que tem cerca de 470 km de extensão. Ele é obtido à partir do petróleo, uma fonte de recursos naturais não renovável. Existem outras alternativas para obtenção de eteno: obtenção à partir do gás natural e à partir da desidratação do álcool etílico proveniente da fermentação do caldo de cana de açúcar. As duas alternativas são importantes no Estado de Alagoas, visto que possuímos grandes reservas de gás natural e temos um dos setores sucroalcooleiros mais importantes do país.

As maiores restrições relativas ao uso do PVC se devem ao fato de ser uma resina que contém cloro em sua composição química. O cloro e seus derivados são alvo freqüente de questionamentos quanto aos seus efeitos sobre o meio ambiente. Algumas restrições ambientais à utilização de cloro já tiveram reflexos sobre o mercado deste produto, tais como:

• Proibição do uso de BHC (hexacloreto de benzeno) e DDT (dicloro-difeniltricloroetano), defensivos agrícolas de grande importância no passado;
• Restrição ao uso de cloro para branqueamento de polpa de celulose e papel, resultando na criação de tipos especiais de produtos destinados a países que fazem este tipo de exigência: celulose livre de cloro;
• Restrição ao uso e emissão de solventes clorados;
• Proibição do uso de compostos clorofluorcarbonados, que prejudicam a camada de ozônio.

Entretanto, em relação ao PVC não existem estudos científicos que sejam consistentes o suficiente para restringir seu uso. Devido à sua estrutura molecular, o PVC é matéria-prima de desenvolvimento sustentável. Ele é obtido principalmente a partir de insumos provenientes do sal marinho ou da terra (sal-gema), uma fonte praticamente inesgotável de matéria-prima, e, em menor proporção de insumos provenientes de fontes não renováveis (petróleo e gás natural). Vale ressaltar que existe tecnologia disponível para a substituição dos derivados de petróleo e gás pelos de álcool de origem vegetal, como por exemplo, o álcool etílico produzido a partir da cana- de-açúcar. Uma outra importante característica do PVC é o fato de ele ser um material reciclável.

• No Brasil a reciclagem do PVC é realizada há vários anos e envolve uma estrutura industrial organizada. O PVC reciclado é utilizado na camada central de tubos de esgoto, em reforços para calçados, juntas de dilatação para concreto, perfis, cones de sinalização etc.

Apesar de ser uma indústria de grande importância para o Estado de Alagoas, pois gera empregos e divisas, uma das unidades da Braskem, antiga Salgema, foi instalada em um local inadequado, situando-se dentro da cidade de Maceió,, entre a praia da Avenida e a Lagoa Mundaú, causando um enorme impacto ambiental

Os principais consumidores de plástico separado do lixo são as empresas recicladoras, que reprocessam o material, fazendo-o voltar como matéria-prima para a fabricação de artefatos plásticos,.

Os plásticos através da História:

• As matérias plásticas sintéticas surgiram na segunda metade do século XIX. Até então, objetos como pentes, fivelas, botões, eram fabricados com cascos e chifres de animais (entre eles, o marfim, feito de presas de elefantes), criando na época um sério problema: milhares de animais foram dizimados.

Teve início então a busca pela obtenção de novos materiais que substituíssem os de origem natural, notadamente o marfim. O interesse de algumas empresas era tamanho que uma companhia americana, fabricante de bolhas de bilhar, chegou a oferecer prêmios para quem apresentasse um material que substituísse o marfim.

• Foi o americano John Wesley Hyatt que conseguiu preparar o nitrato de celulose, material fácil de ser moldado e com propriedades interessantes. Este material chamado de celulóide, foi largamente utilizado na fabricação de brinquedos, tintas, vernizes e na fabricação de películas fotográficas e filmes. Porém, ele apresentava uma grande desvantagem: a inflamabilidade. Não foi por acaso que a indústria cinematográfica perdeu grande parte de seu acervo através de incêndios de filmes de celuloide. Este material foi substituído pouco tempo depois pelo acetato de celulose, mais resistente às chamas. Um outro material bastante utilizado na época chamava-se galalite, resina obtida a partir da caseína do leite e do aldeído fórmico, muito utilizada na fabricação de pentes, escovas, guarda-chuvas etc.

Em 1909, um químico belga chamado Baekland descobre as resinas formol-fenólicas, cuja exploração desde 1920, com o nome de baquelite, inicia a chamada “Era dos Plásticos”.

Daí em diante, a exploração dos plásticos só cresceu, visto que suas propriedades isolantes permitiam a utilização na indústria elétrica e em vários outros campos. A partir de 1940, especialmente durante a Segunda Guerra Mundial, a indústria dos plásticos cresceu na Europa com a fabricação em grande escala do PVC, que veio substituir a borracha natural (de difícil importação, na época) em algumas aplicações. Na Alemanha, esforços de cientistas foram realizados na preparação da borracha sintética.

• Nesta mesma época, surge na América a primeira poliamida, chamada nylon, que veio substituir em parte as fibras têxteis naturais, particularmente a seda, que era rara e cara. As pesquisas realizadas pelo cientista Carrothers tinham a intenção de preparar um material que se assemelhasse com a seda natural, em beleza e resistência, mas que fosse mais barato. As meias para mulheres fabricadas com o novo material foram um estrondoso sucesso de vendas:

não amassavam, secavam rápido e eram baratas. Em um ano, cerca de 64 milhões de pares de meias foram vendidos nos Estados Unidos. O nylon foi também usado na fabricação de paraquedas durante a segunda guerra mundial. Até hoje é um material muito utilizado.

• A partir de 1950 cresce a exploração do petróleo e surge a indústria petroquímica. A utilização de derivados obtidos a partir do craque do petróleo, tais como o etileno, o propileno,o acetileno, o benzeno, o fenol etc., na síntese de polímeros permitiu o aparecimento de numerosas matérias plásticas. A “Era dos Plásticos” se consolida.

O Tema “Plásticos” na Educação Básica:

• Os Parâmetros Curriculares Nacionais (MEC, 1998) trazem orientações para o ensino básico de Química, assinalando que este deve possibilitar ao aluno uma compreensão dos processos químicos em estreita relação com as aplicações tecnológicas, enfocando concomitantemente suas implicações ambientais, sociais, políticas e econômicas. Para tanto, o ensino de Química deve ser menos abstrato e realizado de maneira contextualizada. Considerando que a disciplina Química não envolve saberes estanques e compartimentados, mas que se relacionam e se complementam com os conhecimentos de outras áreas, é necessário trabalhar os conteúdos de maneira interdisciplinar.

No mundo tecnológico em que vivemos, o químico é o artífice da matéria, pois é capaz de transformá-la para obter produtos com propriedades específicas para usos bem determinados. Compreender estes processos de transformação e suas implicações é necessário para a formação do cidadão. Portanto, a introdução no ensino básico de temas que tratam da extração, processamento e utilização de recursos naturais para sobrevivência humana é essencial. O tema “Plásticos” é relevante e atual e pode contribuir para a realização de um ensino contextualizado, investigativo e interdisciplinar.

• Neste aspecto o ensino de Química no Brasil precisa avançar. Estamos de fato atrasados quando se considera que, já em 1981, nos Estados Unidos, pesquisadores sugeriam a introdução da química dos polímeros nos currículos da Educação Básica. Uma das razões apontadas foi a constatação que, 40 a 60% dos químicos que trabalham em indústrias, estão ligados à área de polímeros e plásticos. Até hoje em Alagoas, nem as escolas da educação básica nem a Universidade e demais faculdades tratam deste tema de maneira adequada.

Um projeto de trabalho sobre o tema: "Plásticos"

• Uma das maneiras de se realizar um ensino contextualizado e multidisciplinar é através do desenvolvimento de projetos de trabalhos que podem servir para organizar os conhecimentos dando um sentido global aos conteúdos, promovendo a abordagem de um tema por múltiplas perspectivas, contribuindo para uma aprendizagem significativa. Através do desenvolvimento de projetos temáticos, os alunos são incentivados a uma postura mais participativa, crítica e autônoma, o que propicia o desenvolvimento de competências e habilidades diversas.

O estudo dos plásticos é um tema bastante interessante para se desenvolver um projeto na área de Química. A abordagem deste tema pode promover a aquisição de conhecimentos básicos desta disciplina, tais como: conceito de substâncias e misturas, propriedades físicas e químicas das substâncias, as forças intra e intermoleculares, princípios básicos da química do carbono, estudo de funções orgânicas etc.

• Além disso, este estudo deverá permitir conhecer as características das matérias plásticas e compreender por que elas são tão presentes em nosso dia-a-dia e quais as conseqüências ambientais, sociais e econômicas advindas deste uso tão difundido. Durante a realização do projeto, várias atividades visando a busca de informações podem ser realizadas: pesquisas em diversas fontes de informações tais como livros, revistas, jornais, internet, entrevistas com especialistas etc.

Uma das atividades recomendadas seria a realização de uma visita a uma indústria ou instalação comercial envolvida na produção de plásticos, que deverá permitir uma abordagem mais contextualizada. Em Alagoas é possível visitar empresas que atuam na área, desde a produção de petroquímicos básicos, passando pelos petroquímicos finos (PVC), até a produção e venda de produtos plásticos para consumo, assim como empresas ou organismos envolvidos na reciclagem destes materiais.

• A visita pode se situar em diferentes momentos do desenvolvimento do projeto. Se realizada no início, pode funcionar como agente motivador, despertando a curiosidade dos alunos frente às mais variadas questões envolvendo o tema. Se feita durante o desenvolvimento do projeto, além de servir de estímulo para os alunos, poderia funcionar como facilitadora do ensino de conteúdos que explicam a tecnologia de produção. 

Se a visita for realizada ao final do projeto, pode servir para que os alunos reflitam sobre os assuntos tratados e, através desta reflexão, professores e alunos tirem suas conclusões a respeito dos conteúdos estudados, ou seja, pode ser usada como atividade de fechamento do projeto.

• É importante que os alunos sejam estimulados a criar um índice de tópicos a serem investigados no projeto, e que durante o desenvolvimento do projeto, sejam tratados conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais, exemplificados a seguir:

Exemplo de conteúdos conceituais:

• Entendimento do que é um plástico e suas principais características;
• Como os plásticos são preparados?;
• Por que e quando foram desenvolvidos os primeiros plásticos?;
• Quais os problemas ambientais advindos do uso dos plásticos ?;
• Relação entre propriedade, custo de produção e uso dos plásticos.

Exemplo de conteúdos procedimentais:

• Aprender a fazer perguntas que ajudem a conhecer aspectos do tema (busca de informações)
• Aprender a selecionar informações mais importantes de um texto ou outros documentos;
• Elaborar hipóteses a partir de novas informações;
• Aprender a interpretar dados;
• Aprender a organizar um texto;
• Aprender a fazer resenhas.

Exemplo de conteúdos atitudinais:

• Tomar consciência da importância dos plásticos para a sociedade;
• Tomar consciência da necessidade do uso racional do petróleo e de qualquer outra fonte de recursos naturais;
• Refletir sobre as conseqüências dos avanços científicos e tecnológicos;
• Ter atitude de defesa e conservação do meio ambiente;
• Desenvolver postura crítica diante da influência do desenvolvimento tecnológico nas condições de vida e trabalho das pessoas;
• Desenvolver boas atitudes diante das atividades em grupo: respeito às normas estabelecidas para realização do trabalho, e às idéias dos membros do grupo;
• Desenvolver espírito de colaboração e iniciativa.

Com relação à visita a uma empresa envolvida na produção ou reciclagem de plásticos, para que seja bem-sucedida e possa trazer subsídios para o trabalho, é interessante que professores e alunos elaborem um elenco de questões e preparem o roteiro da visita. Entre várias questões importantes, destacamos: 

• O que a indústria produz? 
• Quais são as matérias-primas utilizadas? 
• Como é o processo de produção? 
• Quem são os consumidores dos produtos? 
• Quais são as fontes de energia utilizadas na indústria? 
• Qual é o destino de resíduos e efluentes? 
• Quantas pessoas trabalham na empresa? 
• Quais etapas nos processos de fabricação dos produtos são automatizadas? 
• Qual a formação dos profissionais que atuam na indústria? 
• Quais são as normas de segurança adotadas?
• Quais são as formas de transporte de matérias-primas e produtos? 
• Quais são os cuidados da estocagem de produtos químicos? Qual a importância da indústria para a região?

Um projeto de trabalho relativo ao tema plástico pode se constituir numa ótima oportunidade para se tratar de questões e conteúdos que vêm sendo negligenciados e até mesmo ignorados nas escolas de Alagoas, considerando-se que os polímeros sintéticos, plásticos, resinas, tintas, vernizes, estão, cada vez mais, presentes em nosso dia-a-dia. O desenvolvimento de projetos deste tipo colabora para a realização de uma educação básica de qualidade, pois contribui para a autonomia dos alunos, preparando-os para a vida.