Reciclagem mecânica de resíduos de PVC
A Bausano, com suas extrusoras, participa da área de reciclagem mecânica de resíduos mistos de PVC da construção civil. A circularidade da cadeia de valor do PVC é um tema de grande importância dentro da nossa empresa.
A circularidade do PVC não é uma prioridade exclusiva da Bausano, mas estamos falando de uma prioridade europeia e que não tem alternativas viáveis. Isso leva toda a cadeia de fornecimento a avançar na circularidade do PVC e na promoção de produtos feitos com materiais reciclados. A Bausano sabe da urgência e importância de desenvolver linhas de extrusão que agreguem valor à recuperação e circularidade do PVC.
Reciclagem e construção são palavras-chave que levaram a Bausano ao desenvolvimento de um projeto de pesquisa eco-inovador e tecnicamente escalável em escala industrial para a reciclagem mecânica de resíduos da produção de PVC.
Vale ressaltar que existem principalmente duas metodologias de reciclagem de PVC, reciclagem mecânica e reciclagem química. Os processos de reciclagem mecânica envolvem a separação, moagem e alimentação do produto moído no equipamento de conversão, nomeadamente a extrusora. A reciclagem química, por outro lado, baseia-se na ideia de converter o plástico novamente nas matérias-primas constituintes para reutilização no processo de síntese ou outros processos químicos. A reciclagem mecânica é preferida quando o PVC com composição e rastreabilidade conhecidas está disponível. Atualmente, é a solução mais utilizada em toda a indústria e está passando por melhorias contínuas tanto para obter matérias-primas mais puras quanto para novos produtos/usos do material reciclado.
Reciclagem de resíduos mistos no processo de co-extrusão
O PVC rígido/flexível gera grandes quantidades de sucata – por exemplo, vazamento devido à mudança de material ou cor, perfis defeituosos – totalizando cerca de 12% da produção. Este tipo de resíduos nunca foi alvo de qualquer forma de reciclagem, mas normalmente destinado a aterros, com custos de eliminação que variam entre os 2,0-2,5€/kg e em alguns casos até superiores. O desafio tecnológico da Bausano, e do setor de plásticos, tem sido justamente reciclar esses resíduos mistos, pois já estavam sendo recuperados e realimentado na produção, misturado com PVC virgem.
O objetivo foi alcançado através do desenvolvimento de um processo de reciclagem mecânica otimizado em relação ao tipo de sucata a ser processada. O objetivo deste processo é obter produtos com desempenho comparável aos fabricados exclusivamente com material virgem. Isso permite que esses produtos sejam oferecidos no mercado, com uma vantagem altamente competitiva resultante, podendo então ser oferecidos no mercado com o valor agregado de serem produzidos por um processo de reciclagem.
Desenvolvimento de material reciclado e identificação de possíveis aplicações
Nas atividades preliminares do projeto, foram analisados os materiais de partida, nomeadamente compostos virgens de PVC rígido e flexível utilizado em perfis coextrudidos. A principal questão técnica crítica a ser abordada no desenvolvimento do processo de reciclagem é que o PVC rígido e o flexível têm perfis reológicos muito diferentes e, portanto, temperaturas de processamento muito diferentes, de modo que uma janela de parâmetros de processo deve ser encontrada para garantir uma mistura eficaz dos dois tipos de material sem incorrer na degradação do polímero como resultado de altas temperaturas. Com o objetivo de desenvolver um composto reciclável com características homogêneas adequadas às aplicações de interesse, em termos de desempenho e acabamento estético, os seguintes objetivos foram perseguidos pela Bausano:
- otimização do processo de redução dimensional dos resíduos;
- otimização da formulação da mistura, por meio da adição de aditivos adequados;
- otimização dos parâmetros do processo de extrusão para reduzir os efeitos da degradação térmica, garantindo a combinação ideal dos dois tipos de PVC.
Posteriormente, as formulações e os parâmetros de processo relacionados que produziram os resultados mais promissores foram replicados em escala industrial em nossa extrusora de dupla rosca MD Nextmover para regranulação de PVC.
Uma série de compostos foram então extrudados, com composição variável, primeiro em escala laboratorial, com a extrusora de laboratório MD30, para estudar viabilidade e extrudabilidade.
Em todos os compostos produzidos, tanto em extrusora de laboratório quanto em dupla rosca, eles avaliaram a homogeneidade da mistura, demonstrar a replicabilidade técnica do processo de reciclagem em escala industrial, definir seus parâmetros operacionais ótimos e determinar as características técnicas de o elemento produzido a partir do novo material de reciclagem.
Portanto, algumas aplicações potenciais foram identificadas para o composto de reciclagem mista, possivelmente com a adição de material virgem rígido ou flexível necessário para atingir o nível de dureza exigido pela aplicação de interesse. As possíveis aplicações dos pellets extrudados de resíduos pós-industriais podem ser tubos, perfis ou o próprio produto inicial coextrudado que produziu o resíduo.
Para aplicações à base de PVC virgem, o percentual de material reciclado utilizado foi superior a 60%, que é o limite inferior do uso de plástico reciclado para produzir produtos certificados como “reciclados” pelo processo de extrusão contínua. Refira-se que esta percentagem representou uma meta particularmente ambiciosa do ponto de vista técnico, dada a heterogeneidade das características dos resíduos de PVC.
Na fase final do projeto, foi fabricado fisicamente cada um dos componentes identificados com os compostos de reciclagem desenvolvidos, a fim de comparar seu desempenho com espécimes semelhantes feitos de material virgem.
Junta Coextrudada
Para a produção da parte rígida da junta coextrudada, de acordo com a meta de dureza definida (ShD), os compostos utilizados são provenientes de reciclados adicionados de PVC rígido virgem.
A junta produzida nas condições ideais, em termos de parâmetros de extrusão e composto de partida, atende aos requisitos mínimos de dureza e estabilidade dimensional para se encaixar adequadamente no alojamento pretendido para a aplicação final (são juntas para portões).
O acabamento superficial é comparável ao do mesmo componente produzido a partir de PVC virgem.
Haste de extrusão simples
Para a fabricação deste componente, de acordo com a dureza alvo definida, até 80 ShA, foram utilizados os compostos reciclados com adição de PVC rígido flexível. A haste produzida nas condições ideais, em termos de parâmetros de extrusão e composto de partida, atende aos requisitos mínimos de dureza e estabilidade dimensional para se encaixar adequadamente no alojamento pretendido para a aplicação final, e apresenta desempenho ainda melhor que o material virgem correspondente devido ao dureza média ligeiramente superior obtida.
O desempenho exigido do componente tubular é que ele não vaze para fora de seu alojamento como resultado de uma tensão de tração, causada pela tensão da chapa ou pelo vento.
Esta eventualidade deve-se tanto à deformabilidade do material constituinte como à geometria do componente, uma vez que se trata de um perfil vazado. Um teste especialmente projetado foi realizado neste caso que simula exatamente a tensão descrita. O desempenho estético é indistinguível do tubular extrudado com PVC flexível virgem.
Conclusões e futuros desenvolvimentos
O desenvolvimento do processo de reciclagem de PVC em circuito fechado desenvolvido pela Bausano tem como principal resultado a geração de dados concretos de pesquisa e desenvolvimento que podem ser aplicados aos nossos clientes. Eles por sua vez terão muitas vantagens em trilhar o caminho da reciclagem com uma Extrusora Bausano, mesmo neste momento histórico de escassez de matéria-prima:
- Um menor impacto ambiental, graças à redução drástica dos resíduos de produção enviados para aterros e à utilização de matérias-primas virgens provenientes de recursos fósseis não renováveis, parcialmente substituídas por matérias-primas secundárias;
- Significativa economia econômica, na medida em que a empresa terá uma redução imediata tanto no item de despesas relacionadas às operações de descarte de seus resíduos de produção, anteriormente, quanto no custo e dificuldade de aquisição de matéria-prima.
- A possibilidade de aplicar nossos sistemas de economia de energia a um processo de reciclagem de PVC através do aquecimento por indução do cilindro, permitindo maior economia de custos e proteção ambiental.
- A possibilidade de monitorar todos os parâmetros de produção através do nosso sistema Industry 4.0, Orquestra IoT.
A utilização do PVC proveniente da reciclagem, com ou sem adição de PVC virgem, para novas produções diferentes das atualmente existentes, pode ser avaliada como um desenvolvimento futuro a fim de ampliar a gama de produtos oferecidos pela Bausano.
Fonte: Bausano Press and News | PVC circularity with Bausano Extrusion lines