Sustentabilidade
Uma “Métrica de Sustentabilidade” pode conter a poluição plástica?
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Plásticos, que consistem principalmente de polímeros, são uma ampla categoria de compostos orgânicos sintéticos ou semi‑sintéticos. É a sua plasticidade que permite que os plásticos sejam moldados em diferentes formas e tenham muitos usos valiosos.
Como o plástico é barato, versátil e estéril, ele encontra muitas aplicações, incluindo eletrodomésticos, embalagens alimentares, construção e instrumentos médicos, agregando valor às nossas vidas.
O uso de plástico nas últimas décadas cresceu substancialmente e agora gera cerca de 450 milhões de toneladas de resíduos plásticos por ano. De fato, ele representa pelo menos 85% de todo o lixo marinho. A grande maioria dos resíduos plásticos (46%) vai para aterros, com apenas 15% coletados para reciclagem e menos de 9% sendo efetivamente reciclados. O restante se transforma em fragmentos menores ou é incinerado.
À medida que os plásticos se tornam parte do registro fóssil da Terra, eles acarretam graves consequências ambientais, de saúde, sociais e econômicas. Além disso, estudos recentes revelam uma presença crescente de partículas minúsculas em nossa água e alimentos, agravando ainda mais esses problemas.
Um novo estudo realizado por pesquisadores da Columbia University descobriu que a água engarrafada vendida em lojas pode realmente conter de dez a cem vezes mais plástico do que se estimava anteriormente. Os plásticos encontrados na água estavam na forma de nanopartículas, que são mil vezes menores que a largura média de um fio de cabelo humano. Essas nanopartículas são tão pequenas que não podem ser vistas sob um microscópio e podem migrar para a corrente sanguínea através dos tecidos do trato digestivo ou dos pulmões. Uma vez na corrente sanguínea, essas minúsculas partículas podem distribuir produtos químicos sintéticos nocivos por todo o nosso corpo e dentro das células.
O estudo observa que, em média, 240.000 partículas plásticas foram detectadas em um litro de água, equivalente a duas garrafas de tamanho padrão. Essas partículas originaram-se de sete tipos de plásticos, com 90% sendo nanoplásticos e os 10% restantes microplásticos.
Microplásticos são fragmentos de polímero que variam de menos de 0,2 polegadas até 1/25.000 de polegada. Qualquer coisa menor que isso é categorizada como nanoplástico, medido em bilionésimos de metro.
Essa descoberta ilustra que os plásticos se desprendem constantemente, semelhante à forma como descartamos células da pele. O desprendimento contínuo de pequenos fragmentos plásticos, que então se soltam, destaca a importância de usar recipientes de aço inoxidável ou vidro para reduzir a exposição.
Chamando o estudo de “extremamente impressionante”, Sherri “Sam” Mason, diretora de sustentabilidade na Pennsylvania State University em Erie, que não participou do estudo, disse:
“O conjunto de trabalhos que eles dedicaram a isso foi realmente bastante profundo … Eu chamaria de inovador.”
Estudando a Estrutura Química & Riscos das Nanopartículas
Em 2018, Mason coautorou um estudo que encontrou pela primeira vez a existência de microplásticos e nanoplásticos na grande maioria (93%) das amostras de água engarrafada. Em seu estudo, ela descobriu que cada litro de água contaminada continha, em média, 300 partículas menores, além de dez partículas de plástico mais largas que um fio de cabelo humano.
Portanto, embora já fosse sabido que os nanoplásticos existiam, na época não era possível avaliar essas partículas, muito menos descobrir se havia mais.
Agora, de acordo com um novo estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences na terceira semana de janeiro de 2024, foi demonstrada uma nova tecnologia que pode não apenas ver, mas também contar e analisar a estrutura química das nanopartículas em água engarrafada.
A nova abordagem, que se baseia na versão modificada da técnica a laser conhecida como espectroscopia Raman, poderá ajudar nisso. A microscopia de espalhamento Raman estimulado, ou SRS, mede como as moléculas vibram em resposta à luz e amplifica o sinal em grande magnitude, permitindo a detecção da nanopartícula. Espera-se que ajude a entender se os polímeros, “a parte plástica do plástico”, prejudicam o organismo.
Este estudo foi o primeiro a utilizar microscopia no mundo dos nanoplásticos. A equipe de pesquisa analisou três marcas populares de água vendidas nos EUA, sem nomeá‑las, e descobriu que continham de 110.000 a 370.000 fragmentos plásticos, em vez de 300 por litro.
“Essas partículas podem ser nanopartículas inorgânicas, partículas orgânicas e algumas outras partículas plásticas que não estão entre os sete principais tipos de plástico que estudamos.”
– Beizhan Yan, que fez parte da pesquisa e é professor associado de pesquisa no Earth Observatory da Columbia University
A capacidade dessa tecnologia de visualizar e analisar as nanopartículas oferece a oportunidade de compreender melhor os riscos potenciais à saúde humana, especialmente em bebês e crianças pequenas, cujos cérebros e corpos estão em fase de desenvolvimento e são mais vulneráveis a exposições tóxicas.
Entre os diferentes tipos de poluição plástica, os nanoplásticos são os mais alarmantes devido ao fato de serem muito pequenos e poderem entrar nas células e tecidos de nossos principais órgãos. Uma vez lá, esses fragmentos plásticos podem potencialmente depositar químicos como metais pesados, ftalatos, bisfenóis, retardantes de chama e PFAS (substâncias per‑ e polifluoroalquiladas). Esses produtos químicos que alteram o sistema endócrino (EDCs) resultaram em um aumento dramático nos custos de saúde nos EUA, cerca de US$ 250 bilhões apenas em 2018, de acordo com pesquisas.
Já foi observado que o pequeno tamanho dos microplásticos permite que eles absorvam materiais tóxicos do ambiente e entrem na cadeia alimentar. Além disso, todos os químicos usados na produção de plástico não apenas entram em nossos corpos junto com os plásticos, mas também migram dos plásticos para nossos corpos, que têm temperatura mais alta que o ambiente externo.
Esses químicos então entram nos seus rins, fígado e cérebro. Subsequentemente, são encontrados nos cérebros, corações, fígados, rins e pulmões de crianças não nascidas, como observado em estudos com camundongas grávidas apenas 24 horas após a mãe ingerir ou inalar partículas plásticas.
“Micro e nanoplásticos foram encontrados na placenta humana até o momento. Eles foram encontrados em tecidos pulmonares humanos. Foram encontrados em fezes humanas; foram encontrados no sangue humano.”
– Phoebe Stapleton, coautora do estudo e professora associada na escola de farmácia da Rutgers University
A durabilidade dos microplásticos indica que eles representam riscos ecológicos e de saúde a longo prazo. Além disso, descobertas recentes sugerem que eventos naturais como furacões também contribuem para essa poluição ao agir como poderosos mecanismos de distribuição. Isso representa uma ameaça crescente aos ecossistemas e à saúde humana globalmente.
Resolvendo o Problema da Poluição Plástica por meio da Métrica de Sustentabilidade
Enquanto novas tecnologias e abordagens estão sendo utilizadas para analisar nanopartículas antes invisíveis, também há progresso no enfrentamento do problema da poluição plástica. Em um estudo recente, pesquisadores da organização sem fins lucrativos dedicada à pesquisa marinha, Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), desenvolveram uma métrica de sustentabilidade para o design ecológico de produtos plásticos com baixa persistência ambiental. Seguir essa métrica deve gerar benefícios ambientais e sociais.
O novo estudo comparou índices de impacto ambiental dos plásticos e de seus substitutos, demonstrando que levar em conta a persistência ambiental dos plásticos poderia gerar benefícios de centenas de milhões de dólares para um único produto de consumo.
Esses produtos geralmente são projetados equilibrando as compensações entre o esgotamento de recursos e as preocupações ambientais. Esse equilíbrio é necessário porque, embora existam estruturas para estimar esses impactos, nenhuma até agora foi desenvolvida para a seleção de materiais ou quantificação da persistência ambiental. O estudo mais recente visa preencher essa lacuna ao introduzir métricas e métodos que auxiliem designers, engenheiros e cientistas a tomar decisões de design informadas e definir prioridades de pesquisa.
Para isso, um novo estudo publicado na revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering desenvolveu uma métrica de sustentabilidade para o design ecológico de produtos plásticos com baixa persistência ambiental.
Apesar dos riscos que a poluição plástica representa para a saúde humana e os ecossistemas, o uso de produtos plásticos continua a crescer. Portanto, limitar seus danos requer estratégias de design para produtos plásticos que sejam informadas pelas ameaças que os plásticos representam ao meio ambiente, conforme declarado no estudo.
Nesse sentido, foi desenvolvida uma métrica de sustentabilidade para o ecodesign de produtos plásticos, que visa manter o desempenho ao garantir baixa persistência ambiental. A análise identifica materiais e suas propriedades que merecem desenvolvimento, adoção e investimento para a fabricação de produtos plásticos que sejam menos impactantes ao meio ambiente, porém funcionais.
“O que é importante determinar é como podemos projetar materiais, produtos e processos funcionais, sustentáveis e benignos que incorporem todos os princípios da engenharia de materiais verdes no futuro mundo em que viveremos.”
– disse o autor principal Bryan James, cientista de materiais e engenheiro
Ele acrescentou:
“Quais são o próximo conjunto de estratégias e ferramentas que engenheiros, designers de produtos e até o consumidor médio podem usar para fazer as melhores escolhas para o meio ambiente sem precisar sacrificar o desempenho do produto?”
Para criar essa métrica, o estudo utilizou a taxa de degradação ambiental do plástico juntamente com estratégias estabelecidas de seleção de materiais. Essa abordagem focou no impacto ambiental e nas características de diferentes materiais, fornecendo um guia baseado em sua persistência no meio ambiente.
Implementar uma métrica de sustentabilidade para a persistência tem sido desafiador devido à histórica falta de dados abrangentes sobre os diversos tipos de plásticos usados em bens de consumo. Contudo, com o acesso recente a dados suficientes sobre as taxas realistas de degradação ambiental de uma ampla variedade de plásticos, os pesquisadores agora podem demonstrar como a substituição de um material por outro no processo de design pode reduzir tanto o custo do produto quanto suas emissões de gases de efeito estufa.
Ao considerar as propriedades de diferentes tipos de plásticos e utilizá‑las estrategicamente, podem ser feitas trocas para minimizar a persistência ambiental, oferecendo benefícios substanciais.
Por exemplo, o estudo aplicou essa métrica para mudar para materiais alternativos como diacetato de celulose e polihidroxialcanoatos para tampas de copos de café descartáveis. Essa mudança poderia reduzir os custos ambientais para a sociedade em centenas de milhões de dólares. Essas tampas, atualmente feitas de materiais como ácido polilático, polipropileno e poliestireno, contribuem com cerca de 5% de todo o lixo plástico coletado em limpezas costeiras globalmente. O diacetato de celulose e os polihidroxialcanoatos, embora um pouco mais caros, têm emissões de gases de efeito estufa menores que o ácido polilático e não persistem no oceano.
Ao determinar para qual material mudar, o estudo considerou se é melhor usar um material com menores emissões de gases de efeito estufa que persiste mais tempo, ou um com emissões ligeiramente maiores, mas menos persistente. Nesse sentido, o estudo atribuiu um valor em dólares ao custo ambiental de cada material.
“Simplesmente fazer produtos que persistam menos, por não estarem presentes ou desaparecerem mais rápido, reduz esse custo para a sociedade de forma tremenda.”
– disse o autor principal Jame, pós‑doutorando no Departamento de Química Marinha & Geociência da WHOI
Ao levar em conta a persistência da tampa, que os designers atualmente não consideram, o coorientador Christopher Reddy, cientista sênior no Departamento de Química Marinha & Geociência da WHOI, disse que essa métrica tem sido “inovadora”, pois muda a narrativa de definir o problema para chegar a soluções.
Como coautora e coorientadora Collin Ward, cientista associada no Departamento de Química Marinha & Geociência da WHOI, observou, dado o fato de que os plásticos têm alta utilidade, “eles não vão a lugar nenhum tão cedo”. No entanto, todos concordam com o problema da poluição plástica e o quanto ela está vazando para o meio ambiente. Ward disse:
“O quadro apresentado neste estudo representa um importante primeiro passo para resolver esse problema ao projetar materiais que simultaneamente atendam às necessidades dos consumidores e não persistam se vazarem incidentalmente para o meio ambiente.”
Empresas que Desenvolvem Soluções Inovadoras para Remover Resíduos Plásticos
Com a poluição plástica se tornando um problema crítico, muitas empresas ao redor do mundo estão trabalhando em soluções para remover resíduos plásticos dos cursos d’água, como:
1. SUEZ Group
Esta empresa europeia foca na gestão do ciclo da água e em soluções globais de reciclagem e recuperação de resíduos. O SUEZ Group possui quase 1700 patentes e dez centros de pesquisa para proteger o meio ambiente.
As ações da empresa são listadas nas bolsas Euronext de Paris e Bruxelas e atualmente negociam a EUR 19,83. Em setembro de 2023, assinou dois novos contratos para projetos de água e resíduos para apoiar ainda mais a ambição da China de neutralidade de carbono até 2060.
2. Clearwater Mills
A empresa construiu o Trash Wheels para enfrentar o lixo nos rios e até agora recolheu um total de cerca de 2.000 toneladas de lixo. O funcionamento consiste em boias de contenção configuradas em forma de V ao longo do rio, com saias de borracha logo abaixo da superfície da água para capturar o lixo e canalizá‑lo para a roda d’água giratória que eleva o lixo para fora do rio.
Conclusão
Para enfrentar o sério problema da poluição plástica, é crucial tanto compreender o problema quanto descobrir novas abordagens para combatê‑lo. Como vimos, estudos estão sendo realizados para examinar os plásticos em nível microscópico e avaliar a ameaça que eles representam para os ecossistemas e a saúde humana. Além disso, cientistas estão trabalhando em várias estratégias para reduzir a produção de plástico e aprimorar o design e os materiais dos itens plásticos. Coletivamente, esses esforços ajudam designers, cientistas e empresas a causar um impacto significativo na crise da poluição plástica.
