No passado, ao se reciclar automóveis, era importante recuperar a máxima quantidade possível de frações metálicas valiosas. Essa diretriz mudou em função da meta compulsória da Comissão Europeia, a qual impôs o uso de pelo menos 25% de plásticos reciclados nos veículos novos. No futuro será necessário utilizar processos de reciclagem adicionais para atender a esse requisito. Um dos objetivos principais impõe que 25% dos plásticos usados em carros novos provenham de material reciclado, e um quarto dessa fração deve ser proveniente de veículos em fim de vida útil. De forma geral, 30% dos plásticos provenientes de veículos sucateados serão reciclados, em comparação com os 19% atuais. Um automóvel médio contém entre 150 e 200 quilos de plástico. De acordo com a Comissão Europeia, tais medidas reduziriam as emissões de carbono em aproximadamente 12,3 milhões de toneladas por ano até 2035. A estimativa é que tal esquema gere receitas líquidas de 1,8 bilhão de euros até 2035.

 

Problemas com elastômeros

A norma exige que os fabricantes de automóveis forneçam instruções detalhadas às indústrias de desmontagem sobre como substituir e remover componentes no final da vida útil do veículo. É criada uma fração metálica valiosa composta de metais ferrosos e não ferrosos quando os veículos são triturados.

Por outro lado, também se obtém a chamada “fração leve do triturador”, na qual todos os outros materiais, provenientes de para-choques de plástico, estofamento de assentos, painéis, forros de teto e muito mais, encontram-se na forma triturada. Além disso, também haverá uma quantidade significativa de borracha, proveniente dos pneus automotivos que às vezes são destruídos junto com a carroceria. As frações de plástico rígido resultantes da separação da “fração leve” ainda contêm pedaços de borracha indesejados provenientes dos pneus triturados. Alguns deles apresentam valores de densidade na mesma faixa das resinas termoplásticas e, portanto, não podem ser separados por meio de processos baseados em diferença de densidade. Para se separar essa fração de borracha, que ao menos apresenta baixa condutividade elétrica devido à alta proporção de negro de fumo, são utilizados separadores eletrostáticos, como o modelo Hamos KW. A maior parte da fração de borracha é separada junto com outros materiais condutores (por exemplo, madeira úmida). A fração restante de plástico rígido fica quase livre de borracha. Por meio de uma combinação subsequente de métodos de processamento a seco e por via úmida, frações puras de plásticos, tais como copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), poliestireno (PS) e polipropileno (PP), podem ser obtidas a partir dessas frações mistas de resinas. Mesmo que essas frações do triturador sejam enviadas para a reciclagem térmica “sem triagem”, é aconselhável que a borracha seja separada o mais completamente possível (figura 1), para reduzir o teor de enxofre indesejável que será queimado durante a combustão.

 

Separação das partículas de borracha

Uma característica que todos os tipos e variedades de borracha têm em comum é o fato de que elas são termofixas. Isso significa que elas não se fundem, ao contrário dos plásticos, durante o processamento posterior dos materiais reciclados. Portanto, as partículas de borracha não se associam ou se fundem com o produto plástico propriamente dito, causando furos nas peças acabadas, danos ao ferramental e muitos outros problemas.

Usando os modernos filtros de material fundido, instalados na extremidade das extrusoras, é possível filtrar uma certa proporção dos elastômeros presentes no plástico fundido. O sistema geral, composto por uma extrusora operando sob temperatura de fusão e pressão corretas, mais um filtro posterior com tamanho de malha adequada, desempenha um papel importante.

Se esses parâmetros forem definidos incorretamente, a porcentagem de borracha no material triturado ou a pressão na extrusora será muito alta.Devido à alta pressão, os fragmentos de elastômero são simplesmente empurrados através do filtro do material fundido e acabam no granulado ou no produto acabado. Mesmo a mínima contaminação de borracha no material triturado é suficiente para tornar um produto extrudado de material reciclado total ou parcialmente inutilizável. Conclui-se a partir daí que a separação cuidadosa e tão completa quanto possível da fração de elastômero presente na resina granulada é uma etapa crucial para obter frações de plástico limpas.

A empresa A Hamos GmbH, sediada em Penzberg, Alemanha, desenvolveu uma variedade de processos para separar frações de borracha de plásticos triturados. Todos eles funcionam de forma ideal quando o material triturado se encontra na faixa de granulometria inferior a 10 mm e foi previamente despoeirado de maneira cuidadosa.

 

Problemas com condutividade

Muitas formulações de elastômero contêm negro de fumo (fuligem) como carga ou pigmento para proporcionar cor preta ao produto. O negro de fumo é o aditivo mais utilizado em pneus, por exemplo. Ao se separar a fração de borracha, leva-se em conta o fato de que as partículas contendo negro de fumo como carga são eletricamente condutoras, enquanto os plásticos propriamente ditos não são condutores. Vale observar que tanto a borracha quanto alguns plásticos apresentam a mesma gravidade específica e, portanto, os métodos de separação por densidade não são bem-sucedidos. A classificação usando cores também não funciona: todo o material assume cor preta.

 

A separação dos materiais condutores e não condutores

Os separadores eletrostáticos podem ser usados para separar materiais condutores de não condutores. Os materiais plásticos triturados contendo borracha são introduzidos em um rolo de separação rotativo e carregados em um campo elétrico por meio de um eletrodo de alta voltagem. Ocorre então o descarregamento das partículas presentes num rolo de separação aterrado, o qual depende da condutividade dos materiais. Bons condutores, tais como as partículas de borracha contendo negro de fumo como carga, descarregam muito rapidamente e caem, enquanto os plásticos, como bons isolantes, se descarregam muito lentamente e são separados em outro lugar. Esses separadores eletrostáticos (figura 2) são amplamente utilizados na indústria de reciclagem. Equipamentos de prateleira podem separar a fração de borracha ao ritmo de até 1.800 kg/h de “granulado contaminado”.

 

 

Contudo, as coisas se tornam mais difíceis quando tanto a borracha quanto o plástico granulado são materiais não condutores. Neste caso, os separadores eletrostáticos plástico-plástico prestam um serviço muito bom. Um dispositivo especial dentro do equipamento carrega os plásticos de forma positiva, enquanto a borracha e outros elastômeros são carregados negativamente. Posteriormente, a separação ocorre em um sistema de eletrodos que opera sob alta voltagem. Por exemplo, partículas carregadas positivamente são atraídas para um eletrodo negativo e vice-versa. Os equipamentos de prateleira separam fluxos de “granulado contaminado” de até 1.000 kg/h; maiores níveis de produção podem ser alcançados conectando-se vários dispositivos em paralelo.

 

Separação dos diferentes tipos de plásticos e de borracha

Vários tipos de borracha, silicone e, acima de tudo, espumas de borracha, não podem ser isolados usando-se técnicas de separação convencionais. Portanto, os sistemas de separação de borracha fabricados pela Hamos usam diferentes parâmetros físicos entre plásticos e borracha para efetuar sua separação. O separador modelo RSS remove entre 75 e 95% da fração de borracha indesejada de forma seca. Níveis de produtividade de até 1.000 kg/h são conseguidos com facilidade usando-se equipamentos de prateleira.

 

Separação eletrostática na reciclagem pós-industrial

A tecnologia de separação eletrostática também é adequada para a reciclagem de painéis de instrumentos. Até 20% de resíduos são gerados em decorrência do processo de manufatura durante a fabricação de cockpits e painéis de instrumentos para carros. Neste caso, trata-se essencialmente de materiais para suporte com alta resistência, como copolímero de estireno-anidrido maleico (SMA) com reforço de fibra de vidro e revestidos com espuma de poliuretano (PUR), mais uma “película de cobertura”, por exemplo, feita de poli(cloreto de vinila) (PVC) ou PUR. O SMA, em particular, é um plástico de altíssima qualidade cuja reciclagem já se justifica somente por razões econômicas. O problema, no entanto, é que na maioria dos casos, todas as três resinas — SMA, espuma de poliuretano (PUR) e a película de cobertura — são de cor preta. Os resíduos da produção são fragmentados e triturados num moinho granulador. Devido ao atrito no moinho, o PUR é quase completamente separado do SMA e do PVC, podendo então ser facilmente isolado por meio de separação pneumática. A seguir, a mistura de SMA e PVC, ambos com cor negra, é separada eletrostaticamente. A pureza alcançável do SMA ao se empregar este processo é superior a 99,5%, o que significa que ele pode ser incorporado diretamente em novos painéis de instrumentos (figura 3). Devido à sua alta pureza, o PVC plastificado também pode ser facilmente incorporado em novos produtos.

 

Peças dos sistemas de ventilação e ar-condicionado dos automóveis que não se encontram diretamente no campo de visão dos passageiros são feitas quase integralmente com plástico preto. São utilizados diversos plásticos de engenharia, dependendo de sua função. Também são frequentemente usados materiais compósitos como, por exemplo, num lábio elástico de vedação, feito com poliuretano termoplástico (TPU) ou borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM), o qual é aplicado por injeção sobre uma aba de ventilação feita com PP reforçado com fibra de vidro. Durante a reciclagem dos resíduos de produção, contaminações provenientes dos lábios de borracha causam grandes problemas e impedem que o material reciclado seja reutilizado.

Quando os materiais são triturados em um moinho granulador, o lábio de borracha é quase completamente removido pelo atrito dentro do equipamento. O material triturado é despoeirado e em seguida separado eletrostaticamente. Obtém-se então uma fração com alta concentração de PP. A coloração preta, tanto das peças funcionais, como das vedações de EPDM, não exerce qualquer influência neste caso.
 

Exemplo prático

Com a ajuda das tecnologias de separação desenvolvidas pela Hamos, é possível produzir resinas recicladas com alta qualidade a partir de misturas complexas de resíduos de trituração automotiva (ASR, de Automotive Shredder Residue), as quais podem ser reutilizadas na produção de novas peças plásticas. Um dos clientes mais experientes nessa área é a Galloo Plastics. Com sede na França e parte do Grupo Galloo, a empresa é referência no fechamento do ciclo de resíduos provenientes da trituração de veículos em fim de vida e polipropileno reciclado para aplicações automotivas.