Avaliação do ciclo de vida de filmes nanocompósitos

Abstract

Filmes bionanocompósitos vêm sendo de especial interesse para a indústria de embalagens devido as características ambientais e funcionais desses novos produtos. Há uma vasta variedade de combinações possíveis entre matriz/carga, possibilitando a criação de diversos filmes com funções semelhantes. Este trabalho utiliza a avaliação do ciclo de vida como ferramenta de tomada de decisão quanto a melhor combinação matriz/carga, em termos ambientais, para desenvolvimento de filmes. As matrizes estudadas são amido de milho, gelatina da pele da tilápia, e poli ácido lático (PLA), e para função de carga, nanocristais de celulose (NCC) obtidos a partir da fibra da casca do coco verde, línter de algodão, fibra de algodão e fibra do mesocarpo do dendê. Assim, são comparados os impactos ambientais de ciclo de vida dos seguintes filmes: i) Amido/NCC coco (AmC); ii) Amido/NCC línter (AmL); iii) Amido/NCC algodão (AmA); iv) Amido/ NCC dendê (AmD); v) Gelatina/NCC coco (GelC); vi) Gelatina/NCC línter (GelL); vii) Gelatina/NCC algodão (GelA); viii) Gelatina/NCC dendê (GelD); ix) PLA/NCC coco (PLAC); x) PLA/NCC dendê (PLAD). A fronteira do sistema estabelecida é do berço ao portão, com unidade funcional de 100g de filme. Os inventários da gelatina e dessas cargas foram levantados em laboratórios, sendo a quantidade de NCC estabelecida pela teoria de percolação. Os dados referentes a produção de amido e glicerol, usado como plastificante, foram extraídos do ecoinvent v.3. Os impactos foram analisados com o método Recipe (H) para as categorias mudança climática, eutrofização hídrica, acidificação terrestre e depleção hídrica, e para as categorias de impacto ecotoxicidade, toxicidade humana cancerígena e não cancerígena, o método Usetox. A análise de incerteza utiliza o método de Monte Carlo. Os resultados da avaliação comparativa de impactos baseada em valores médios mostram que o compósito PLAD apresenta maior impacto em cinco das sete categorias estudadas, seguido do filme PLAC. O compósito com melhor desempenho ambiental é GelC, com menores impactos nas categorias acidificação terrestre, eutrofização hídrica, toxicidade humana, não câncer e ecotoxicidade. Foi realizada análise de dominância e observado que o processo que mais contribuía para os impactos dos filmes a base de PLA era a produção do solvente triclorometano, e para os demais filmes, a obtenção dos NCC, pela produção dos regentes ácido acético e peróxido de hidrogênio. Logo, foi realizada a análise de 3 cenários