Avaliação do ciclo de vida de hidrogéis para aplicação na agricultura

Abstract

Hidrogéis superabsorventes são polímeros hidrofílicos reticulados que têm a capacidade de sorver e manter em sua estrutura soluções aquosas sem se dissolverem. Os hidrogéis podem ser puros ou estar misturados com cargas minerais, dando origem aos compósitos que tanto diminuem os custos econômicos de produção, como agregam melhorias nas características físicas e químicas dos hidrogéis sintetizados. O objetivo deste trabalho é comparar os impactos ambientais, de dois processos de produção de hidrogéis superabsorventes em escala laboratorial: sistema A, produção do hidrogel copolimérico de acrilamida-acrilato de potássio (Pam Acril) e o sistema B, produção do compósito com casca de ovo (CalG20). Seguiram-se as normas NBR ISO 14040 e 14044 para a Avaliação do Ciclo de Vida. A fronteira dos sistemas desse trabalho abrange a produção dos hidrogéis (processos de síntese, lavagem e secagem) e dos insumos (água, energia e reagentes químicos). A unidade funcional utilizada foi um hidrogel com a capacidade de absorção de 1 L de água, implicando na necessidade de produzir 1,368 g do hidrogel PamAcril e 0,901 g do CalG20 como fluxos de referência. O programa utilizado foi o Sima Pro versão 8.0, e a base de dados foi a do Ecoinvent. Os métodos utilizados para a avaliação dos impactos ambientais foram: o ReCiPe na versão hierárquica, considerando os impactos de mudança climática, eutrofização, acidificação; Pfister, para o estudo de escassez hídrica e o USEtox, para análise dos impactos de toxicidade humana (cancerígena e não cancerígena) e ecotoxicidade. Os resultados desse estudo mostram que o hidrogel produzido no sistema A gera maior impacto ambiental quando comparado ao sistema B, em todas as categorias analisadas, causando cerca de duas vezes mais impacto. A análise de incerteza pelo método de Monte Carlo confirma os resultados com uma significância de mais de 95% em todas as categorias utilizadas para o estudo. Analisando separadamente as etapas em ambos os sistemas, os maiores impactos se devem ao consumo de energia na etapa de secagem e ao consumo de água na etapa de lavagem. Para redução dos impactos nos dois sistemas, sugere-se modificações na etapa de secagem.