Inovação mundial: Coreia do Sul cria tocha de plasma que pode revolucionar a reciclagem de plásticos.

Em Coreia do Sul, investigadores afirmam ter construído um sistema de tocha de plasma que não se limita a derreter plástico: desagrega-o ao nível molecular, transformando lixo em novos blocos de construção para materiais, em vez de fumo e cinzas.

A reciclagem de plástico está a ter dificuldade em acompanhar

A maioria das pessoas já separa cuidadosamente garrafas e embalagens nos ecopontos, mas a produção global de plástico continua a aumentar e os aterros continuam a crescer. A reciclagem convencional tem limites muito claros.

A reciclagem mecânica, em que o plástico é triturado, lavado e remoldado, degrada o material a cada ciclo. Os polímeros enfraquecem, as cores misturam-se e os contaminantes acumulam-se. Grande parte do plástico misto ou sujo é simplesmente demasiado difícil ou cara de recuperar.

Assim, uma fatia considerável do plástico continua a ser queimada. A incineração pode gerar energia, mas também produz gases com efeito de estufa e fumos tóxicos que exigem sistemas de filtragem exigentes. A pirólise, uma forma de reciclagem química que aquece plásticos triturados até cerca de 600°C sem oxigénio, cria óleos e gases que podem ser usados como combustíveis ou como matéria-prima industrial. Ainda assim, deixa resíduos de baixo valor e continua a libertar emissões que aquecem o clima.

Investigadores do Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM), na Coreia do Sul, afirmam que o seu novo processo com tocha de plasma contorna muitos destes problemas ao evitar a queima tradicional.

Uma tocha de plasma que “vaporiza” o plástico

A ideia central soa a ficção científica: usar um jato de plasma ultraquente para reduzir o plástico aos seus ingredientes químicos fundamentais em apenas algumas centésimas de segundo.

O plasma é por vezes chamado o quarto estado da matéria. É o que se encontra nos relâmpagos e no interior de algumas tochas de corte: um gás tão quente que os eletrões se separam dos átomos, criando uma mistura de partículas carregadas. Este ambiente é extremamente energético e altamente reativo.

No sistema do KIMM, os resíduos plásticos mistos são primeiro esmagados ou fragmentados. Em vez de irem para um incinerador ou para um reator de pirólise padrão, os fragmentos passam através do feixe de uma tocha de plasma. As temperaturas nesse feixe atingem aproximadamente 1.000°C a 2.000°C, muito acima da pirólise convencional.

O tempo de reação é surpreendentemente curto. Segundo o instituto, o plástico é essencialmente destruído em cerca de 0,01 segundos. Isso não significa que desapareça; significa que as longas cadeias poliméricas que constituem os plásticos são quebradas em moléculas muito mais pequenas.

Do lixo a blocos de construção químicos

De forma crucial, o que sai do outro lado não é apenas uma lama aleatória. O KIMM afirma que o seu processo consegue converter resíduos plásticos mistos em matérias-primas petroquímicas de elevado valor, especificamente benzeno e etileno.

Estes dois químicos estão na base da indústria moderna dos plásticos. Normalmente são produzidos a partir de combustíveis fósseis, como nafta ou líquidos de gás natural. A partir de benzeno e etileno, as empresas podem fabricar uma vasta gama de produtos, desde embalagens de polietileno e carcaças de poliestireno até borracha sintética.

Em vez de perfurar para extrair petróleo ou fracionar gás, o processo do KIMM pretende “minerar” estes blocos de construção diretamente a partir de embalagens, sacos e filmes plásticos descartados.

Isto cria a possibilidade de algo mais próximo de um ciclo fechado: o plástico torna-se matéria-prima para novo plástico, repetidamente, sem as perdas de qualidade típicas da reciclagem mecânica.

Um esforço para reduzir o custo de carbono da reciclagem

Uma das críticas mais fortes à reciclagem química é que pode ser muito intensiva em energia. Se essa energia vier de combustíveis fósseis, os benefícios climáticos diminuem rapidamente.

A equipa sul-coreana aborda este ponto de frente. A sua tocha de plasma funciona a hidrogénio, em vez de combustíveis de origem fóssil ou eletricidade de redes muito dependentes de carvão. Se esse hidrogénio for produzido a partir de fontes de baixo carbono - por exemplo, por eletrólise alimentada com energia eólica ou solar - todo o processo poderá reduzir significativamente as emissões associadas à gestão de resíduos plásticos.

Naturalmente, essa promessa depende de como o hidrogénio é produzido e de quanta eletricidade o sistema de plasma consome. Esses detalhes serão decisivos quando se calcularem os impactos climáticos no mundo real.

O que o KIMM diz ter alcançado

Num comunicado citado pelo meio tecnológico Gizmodo, o diretor do programa no KIMM descreveu o avanço como uma estreia mundial: um processo capaz de converter com sucesso resíduos plásticos mistos em matérias-primas utilizáveis à escala, usando uma tocha de plasma.

A equipa planeia novos projetos de demonstração e aponta à implementação comercial. Isso implica escalar a tecnologia para além de reatores laboratoriais, provar operação estável 24/7 e integrá-la na logística de recolha e triagem de resíduos.

Os investigadores enquadram o seu trabalho como simultaneamente uma solução para resíduos e uma estratégia de emissões: menos aterro, menos chaminés, maior segurança de matérias-primas.

Em que é que a reciclagem por plasma difere da pirólise

Embora tanto a pirólise como a reciclagem por plasma usem calor, diferem em pontos essenciais:

• Temperatura: a pirólise opera por volta de 400–600°C, enquanto o processo de plasma referido funciona mais perto de 1.000–2.000°C.
• Velocidade: numa instalação de pirólise, o plástico pode demorar minutos (ou mais) a decompor-se. A tocha de plasma atua em cerca de 0,01 segundos.
• Produtos finais: a pirólise tende a gerar uma mistura de óleos, gases e carvão (char). O método por plasma é ajustado para produzir químicos específicos como benzeno e etileno.
• Resíduos: os sistemas tradicionais deixam frequentemente resíduos sólidos. O processo por plasma pretende reduzir subprodutos indesejados.
• Fonte de energia: muitas fábricas existentes ainda dependem de energia fóssil. A nova tocha foi concebida em torno do hidrogénio como entrada mais limpa.

Isto pode resolver o problema de imagem do plástico?

Organizações ambientalistas continuam cautelosas em relação a qualquer solução que pareça prolongar a era dos plásticos. Um relatório amplamente citado da Greenpeace, de 2022, defendeu que a reciclagem tradicional não conseguiu acompanhar o ritmo da produção e que o marketing em torno do “plástico reciclável” muitas vezes induz os consumidores em erro.

O avanço do KIMM não altera o facto simples de que a produção global de plástico continua a aumentar, impulsionada por embalagens, têxteis, peças automóveis e bens de consumo. Mesmo a tecnologia de reciclagem mais avançada tem dificuldade quando a entrada de material cresce continuamente.

Ainda assim, engenheiros e decisores políticos veem ferramentas de reciclagem química como tochas de plasma como parte de um conjunto mais amplo: redução de plásticos de utilização única, modelos de embalagens reutilizáveis, materiais alternativos e esquemas rigorosos de recolha.

Sem mudanças em grande escala na forma como o plástico é produzido, usado e recolhido, nenhuma tocha - por mais avançada que seja - resolverá sozinha o acumular de resíduos.

Termos-chave por detrás da tecnologia

Para leitores que tentam descodificar o jargão, alguns conceitos ajudam:

• Plasma: gás sobreaquecido e eletricamente carregado, contendo eletrões livres e iões. Existe naturalmente nos relâmpagos e nas estrelas, e artificialmente em certas tochas e reatores.
• Benzeno: hidrocarboneto em forma de anel usado como matéria-prima para muitos químicos e plásticos. É tóxico em doses elevadas, pelo que deve ser manuseado com cuidado.
• Etileno: gás simples usado como ingrediente-chave do polietileno, o plástico mais comum do mundo para sacos, filmes e garrafas.
• Hidrogénio (como combustível): vetor energético que emite apenas água quando queimado ou usado em células de combustível, desde que seja produzido por métodos de baixo carbono.

Como poderá ser a utilização em grande escala

Se a reciclagem com tocha de plasma se revelar comercialmente viável, as cidades poderão instalar unidades deste tipo junto de instalações existentes de triagem de resíduos. Fluxos de plástico misto que atualmente seguem para incineração poderiam, em vez disso, ser encaminhados para reatores de plasma compactos.

As empresas químicas poderiam assinar contratos de longo prazo para comprar benzeno e etileno produzidos a partir de resíduos, substituindo parcialmente matérias-primas fósseis. Essa mudança criaria um sinal de preço para o lixo: fardos de plástico misto poderiam ganhar valor como matéria-prima, e não apenas como um problema de eliminação.

Num cenário, portos em países com forte capacidade de energia renovável poderiam tornar-se polos de conversão de plástico em químicos. Resíduos importados, lixo doméstico e aparas industriais alimentariam grandes unidades de plasma a hidrogénio. Os produtos sairiam diretamente para complexos petroquímicos próximos, reduzindo a sua pegada fóssil.

Riscos e questões em aberto

A reciclagem por plasma não escapa ao escrutínio. Comunidades locais próximas de zonas industriais quererão saber como as emissões são monitorizadas, que poluentes ainda podem ser produzidos e o que acontece se o sistema falhar.

Há também questões económicas. O hidrogénio continua relativamente caro e construir instalações de plasma exige investimento inicial elevado. Se o preço do petróleo descer, as empresas petroquímicas podem ser tentadas a manter matérias-primas fósseis baratas, em vez de pagar um prémio por benzeno e etileno derivados de resíduos.

Por fim, existe um risco comportamental: se os decisores tratarem a reciclagem por plasma como uma “bala de prata”, poderão aliviar a pressão sobre as empresas para reduzir plásticos desnecessários à partida. Muitos especialistas ambientais defendem que a prevenção - e não uma melhor eliminação - deve continuar a ser a prioridade.

As tochas de plasma podem ajudar a limpar o plástico de ontem, mas não mudam automaticamente as escolhas de embalagem de amanhã.

Como consumidores e cidades poderão beneficiar

Se a tecnologia do KIMM e sistemas semelhantes se difundirem, as famílias poderão ver mudanças sem terem de adotar novos hábitos de um dia para o outro. Os ecopontos existentes poderiam alimentar unidades de tratamento mais eficazes, reduzindo a parcela de plástico “reciclado” que acaba por ser queimado ou exportado.

Cidades a lidar com aterros a transbordar e incineradoras dispendiosas ganhariam uma opção adicional. Trocar a queima por sistemas de plasma alimentados a hidrogénio poderia reduzir a poluição do ar local, baixar emissões climáticas e gerar receitas com a venda de químicos. Para países que importam a maior parte do seu petróleo e gás, essa segurança adicional de recursos também é relevante.

A tocha de plasma sul-coreana ainda terá de provar o seu valor fora de ensaios controlados. Ainda assim, a ideia no seu núcleo é simples e bastante radical: tratar resíduos plásticos não como um fardo para enterrar ou queimar, mas como um recurso a extrair - que pode ser aberto e reconstruído, molécula a molécula.