UTILIZAÇÃO DA ESPECTROSCOPIA NIR PARA IDENTIFICAÇÃO
DE PET RECICLADO
Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, C.P. 6154, 13083-970
Palavras-chave: PET, reciclagem, NIR
O resíduo sólido urbano (RSU) tem aumentado continuamente e a necessidade de reduzir os espaços ocupados por aterros sanitários torna-se cada vez mais crítica. Consequentemente, reciclar o resíduo plástico contido no RSU tornou-se imprescindível. No RSU, 6 % em massa (% m) corresponde aos plásticos. O poli(tereftalato de etileno) (PET) representa 21 % m dos resíduos plásticos. A reciclagem das embalagens de PET está em franca ascensão no Brasil. Sua reciclagem, além de desviar lixo plástico dos aterros, utiliza apenas 30% da energia necessária para a produção da resina virgem. Em 1998 foram recicladas 3,5 ´ 104 t de PET que representa um aumento de 17 % em relação ao ano anterior. Uma questão bastante discutida é o risco que envolve a utilização de plásticos reciclados para embalar alimentos, bebidas e fármacos, devido à possível contaminação dos produtos embalados. É desnecessário, nos dias atuais, relatar a importância da disponibilidade de métodos e técnicas analíticas capazes de atestar a qualidade das embalagens de PET utilizadas na indústria, principalmente alimentícia. Métodos analíticos como a espectroscopia NIR podem vir a preencher o requisito de atestar esta qualidade, pois são métodos não destrutivos que possibilitam determinações diretas (sem pré tratamento) na amostra e a obtenção de resultados rapidamente (em intervalos de tempo da ordem de minutos).
O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia que utiliza a espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) para identificação de PET reciclado em produto acabado que teoricamente deveria ser feito com material virgem.
Parte Experimental
Foi utilizado PET virgem (PETv1) (RHOPETâ S80, [h] = 0,78 dL g-1) e PETv2 (PROPET), na forma de pellets, PET pós-consumo (RECIPET) na forma de flakes. O PETv1 foi seco em estufa à 160 oC por 6 h. Após a secagem, o material foi reprocessado em uma extrusora monorosca Wortex (L/D = 30, D = 32mm) a 102 rpm e o perfil de temperatura utilizado foi: T1 = 220, T2 = 260, T3 = 275, T4 = 280 e T5 = 280 oC. O material processado foi picotado para a realização do próximo ciclo de processamento. Foram realizados 5 ciclos de processamento em triplicata.
Os pellets de cada um dos tipos de PET e de cada um dos ciclos foram acondicionados em um suporte, onde foram coletados os espectros de refletância de 1100 à 2168 nm. O tratamento de dados foi feito no software quimiométrico Unscrambler Ò 7.5 (CAMO). O instrumento utilizado foi um Infravermelho Próximo BRIMROSEÒ Free Space Luminar 2030.
Para cada um dos 5 ciclos foram coletados 70 espectros. Para as amostras de PET Virgem RHOPET e PROPET foram coletados 50 e 25 espectros respectivamente. Os espectros, na forma de 2a derivada, foram utilizados na criação de modelos para cada um dos grupos de amostras de PET. Cada um dos 5 ciclos de reciclagem e os 2 PET virgens (RHOPET e PROPET), foram modelados, via análise de Componentes Principais (PCA) no Unscrambler e seus modelos foram posteriormente utilizados na classificação de amostras que não participaram modelagem. A classificação de novas amostras foi feita via SIMCA (Soft Independent Modeling of Class Analogy) no próprio Unscrambler, que modela a localização e distribuição das classes de amostras, através do uso de componentes principais. O resultado fornecido permite avaliar-se a nova amostra pertence ou não ao grupo especificado.
Resultados
Os resultados obtidos mostram ser possível a classificação correta de amostras de PET virgem de cada fabricante, permitindo uma distinção entre PETs de diferentes fabricantes. É possível também a distinção de amostras de PET virgem de amostras de PET reciclado, o que permite a identificação de uma amostra desconhecida como virgem ou reciclada. No intuito de avaliarmos a eficácia do método de classificação por espectroscopia NIR, foram analisadas também amostras de PET pós-consumo, e garrafas de refrigerante, que sofrem praticamente de dois a três reprocessamentos (ciclos) durante sua fabricação. Foi verificada a classificação destas amostras nos 3 modelos construídos referentes ao 1o, 2o e 3o ciclos. Esta classificação de amostras pós consumo nestes 3 modelos é devido a uma grande semelhança das amostras do 1o ao 3o ciclo, fornecendo uma modelagem que não permite uma boa separação entre as classes. O mesmo ocorre com as amostras do 4o e 5o ciclo. Mas a partir do 4o ciclo, as diferenças espectrais se tornam mais pronunciadas entre as amostras, fazendo com que os modelos destes dois últimos ciclos difiram dos anteriores e permitam uma classificação segura da amostra como tendo sofrido de 1 a 3 ou de 4 a 5 reciclagens.
Conclusão
Pode-se concluir através deste trabalho, ser possível uma identificação rápida, não destrutiva e segura de amostras de PET como sendo virgem ou reciclada. É possível também identificarmos a origem de amostras de PET, além da classificação de amostras de PET pós-consumo estimando-se o número de ciclos de processamento pelos quais elas passaram; entre 1 e 3 ou maior.
Bibliografia
Agnelli J. A. M., Polímeros: Ciência e Tecnologia, out/dez, 4 (1996) 9.
Candolfi, A.; Massart, D. L.; Heuerding, S.; Anal. Chim. Acta, 345 (1997) 185.
CAPES