Produção de hidrogênio a partir de resíduo de blister farmacêutico : uma alternativa para a produção de energia

Abstract

Resumo: As embalagens farmacêuticas do tipo blister, compostas por multicamadas, princi palmente de alumínio e policloreto de vinila (PVC), são amplamente empregadas para o acondicionamento e a proteção de medicamentos. No entanto, sua estrutura multicamada representa um signi cativo desao ambiental, especialmente devido à complexidade de reciclagem. No Brasil, estima-se que cerca de 5,7 bilhões dessas embalagens foram comercializadas em 2022, com elevado percentual destinado ao descarte inadequado. Nesse contexto, o presente trabalho propõe uma abordagem sustentável voltada à separação dos materiais constituintes e ao aproveitamento do alumínio na produção de hidrogênio, alinhando-se aos princípios de valorização de resíduos e economia circular. A metodologia adotada consistiu na separação das cama das de alumínio e PVC por meio de tratamento químico com ácido fórmico, variando-se tempo e temperatura de reação. Posteriormente, avaliou-se a produção de hidrogênio a partir do alumínio recuperado, tanto em meio ácido (H2SO4) quanto alcalino (NaOH), sendo esta última condição utilizada também para a análise cinética da reação. Adicio nalmente, foram implementados sensores baseados em plataformas Arduino e ESP-32, acoplados ao sensor MQ-8, para o monitoramento em tempo real da geração de H2. Os resultados demonstraram que o tratamento com ácido fórmico a 60 °C foi ecaz na remoção de revestimentos super ciais (primer e tinta), deixando o alumínio exposto facilitando a etapa de obtenção de H2. A produção de hidrogênio foi signi cativamente mais elevada em meio alcalino, alcançando uma taxa de 33,16 ± 0,71 mL·min-1, valor aproximadamente cinco vezes superior ao obtido em meio ácido. A energia de ativação da reação obtida foi de 50,55 kJ·mol-1. A instrumentação desenvolvida com sensores demonstrou boa resposta para o detecção da geração de H2, contribuindo para o controle do processo. Estimativas indicam que 1 kg de blister pode gerar até 1,25 L de H2 (equivalente a 11,24 g de H2), caracterizando a produção como hidrogênio verde. Conclui-se, portanto, que é tecnicamente viável a reciclagem de embalagens blister com a recuperação do PVC e a conversão do alumínio em energia, representando uma estratégia promissora para o tratamento de resíduos sólidos complexos, com ênfase na sustentabilidade, eciência energética e inovação tecnológica

Abstract: Pharmaceutical blister packaging, composed of multilayers (primarily aluminum and polyvinyl chloride (PVC)) is widely used for the storage and protection of medications. However, its multilayer structure poses a signi cant environmental challenge, particularly due to the complexity of recycling. In Brazil, it is estimated that approximately 5.7 billion units of this type of packaging were sold in 2022, with a large portion being improperly discarded. In this context, the present study proposes a sustainable approach aimed at the separation of constituent materials and the utilization of aluminum for hydrogen production in alignment with the principles of waste valorization and circular economy. Theadopted methodology consisted of separating the aluminum and PVC layers through chemical treatment with formic acid, under varying time and temperature conditions. Subsequently, hydrogen production from the recovered aluminum was evaluated in both acidic (H2SO4) and alkaline (NaOH) media, the latter also being used for kinetic analysis of the reaction. Additionally, sensors based on Arduino and ESP-32 platforms, coupled with the MQ-8 sensor, were implemented for real-time monitoring of H2 generation. The results showed that treatment with formic acid at 60 °C was effective in removing surface coatings (primer and ink), exposing the aluminum and facilitating the hydrogen production step. Hydrogen generation was signi cantly higher in alkaline medium, reaching a rate of 33.16 ± 0.71 mL·min-1, approximately ve times greater than that obtained in acidic medium. The activation energy of the reaction was determined to be 50.55 kJ·mol-1. The instrumentation developed with sensors showed good sensitivity for the detection of H2 generation, contributing to process control. It is estimated that 1 kg of blister packaging can produce up to 1.25 L of H2 (equivalent to 11.24 g of H2), characterizing the process as green hydrogen production. It is therefore concluded that the recycling of blister packaging, with the recovery of PVC and conversion of aluminum into energy, is technically feasible and represents a promising strategy for the treatment of complex solid waste, emphasizing sustainability, energy ef ciency, and technological innovation