Avaliação do ciclo de vida como ferramenta de apoio a decisão no desenvolvimento de produtos : um estudo comparativo entre plásticos de base fóssil e vegetal

Abstract

Resumo: O uso de sacolas plásticas se tornou bastante usual na sociedade atual, porém, seu uso exacerbado e em alguns casos um descarte incorreto, resultou no aumento do impacto ambiental. Desta forma, fez-se necessária a busca de novos materiais que poderiam ser utilizados em sua fabricação que pudessem reduzir o seu impacto ambiental. Uma alternativa encontrada foi a substituição da matriz petroquímica por uma matriz biológica. Neste pressuposto, para realizar a comparação entre os impactos ambientais potenciais entre esses materiais, utilizou-se três polímeros, dois de matriz petroquímica, polietileno de alta densidade (PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD) e um de matriz biológica renovável, amido termoplástico (ATP). Para a comparação ambiental utilizou-se o método de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), que compara os processos desde a extração das matérias-primas até o seu descarte final utilizando as metodologias de Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida ReCiPe 2016, IMPACT World+ e CML-IA baseline. Após as simulações foi realizada entre as categorias de impacto ambiental potencial de maior influência no Ciclo de Vida das sacolas plásticas a análise de sensibilidade para verificar quanto os resultados entre as metodologias se diferenciavam. Além disso, foi realizada a simulação de Monte Carlo para verificar o intervalo em que há sobreposições dos resultados entre os polímeros. Os resultados obtidos entre os polímeros demonstraram que o ATP possui um maior impacto potencial em todas as categorias de impacto potencial avaliadas. Através da análise de sensibilidade verificou-se uma baixa sensibilidade apenas para a categoria de impacto ambiental potencial aquecimento global e a e simulação de Monte Carlo também demonstrou que apenas para a categoria aquecimento global é possível distinguir o polímero de menor e maior impacto ambiental potencial por não haver sobreposição entre os resultados. O pior desempenho associado ao ATP pode ser explicado pela necessidade de uma maior quantidade de massa em sua produção visto que o consumo elétrico no processo de extrusão é inferior ao dos polímeros petroquímicos. Assim, melhorias na formulação e quantidades dos materiais do polímero biológico devem ser realizadas para obter um desempenho ambiental competitivo em relação aos polímeros petroquímicos.

Abstract: Plastic bags have become quite usual in today's society, but their exacerbated use and incorrect disposal have increased environmental impact. Thus, it became necessary to search for new materials that could be used in its manufacture that could reduce its environmental impact. One alternative was the substitution of the petrochemical matrix with a biological matrix. On this assumption, to perform the comparison between the potential environmental impacts of these materials, three polymers were used, two of a petrochemical matrix, high-density polyethylene (HDPE) and low-density polyethylene (LDPE) and one of a renewable biological matrix, thermoplastic starch (TPS). For the environmental comparison, the Life Cycle Assessment (LCA) method was used, which compares the processes from the extraction of raw materials to their final disposal using the ReCiPe 2016 Life Cycle Impact Assessment, IMPACT World+ and CML-IA baseline methodologies. After the simulations, sensitivity analysis was performed among the potential environmental impact categories of most significant influence on the Life Cycle of plastic bags to verify how much the results between the methodologies differed. In addition, a Monte Carlo simulation was performed to verify the range in which results overlap between polymers. The results obtained between the polymers showed that TPS has a higher potential impact in all the potential impact categories evaluated. Through the sensitivity analysis, there was low sensitivity only for the global warming potential environmental impact category, and the Monte Carlo simulation also showed that only for the global warming category is it possible to distinguish the polymer with the lowest and highest potential environmental impact because there is no overlap between the results. The worse performance associated with TPS can be explained by the need for a more significant amount of mass in its production since the electrical consumption in the extrusion process is lower than that of petrochemical polymers. Thus, improvements in the formulation and quantities of the biological polymer materials should be made to obtain a competitive environmental performance compared to petrochemical polymers.