Reciclando Equipamentos de Pesca pra Combater o Plástico no Oceano

O desperdício de plástico no oceano é um grande problema. Muito desse lixo vem de equipamentos de pesca descartados, feitos principalmente de polietileno de alta densidade e Polipropileno. Essa pesquisa investiga a Reciclagem de polipropileno de redes e cordas de pesca, e depois combina isso com fibra de vidro para criar filamentos para impressoras 3D. O objetivo é encontrar maneiras de reduzir o plástico no oceano enquanto se aproveitam materiais que de outra forma seriam descartados.

#Introdução

A poluição plástica se tornou um assunto sério nos últimos anos. Desde 1950, cerca de 100 mil toneladas de plástico foram parar nos oceanos. Estudos mostram que uma grande parte dessa poluição, entre 75% e 86%, vem de equipamentos de pesca perdidos. Esses números destacam a necessidade urgente de soluções para limpar nossos oceanos e gerenciar o desperdício de plástico.

Reciclar plástico é uma alternativa que vale a pena explorar. Essa pesquisa visa descobrir quão eficaz é reciclar plástico de equipamentos de pesca para reduzir o lixo no oceano. Tendências recentes na Impressão 3D abriram novos caminhos para o uso de materiais reciclados. Com o aumento da tecnologia de impressão 3D, as opções para reutilizar plásticos se tornaram mais acessíveis.

#Impressão 3D e Reciclagem de Plástico

A indústria de impressão 3D cresceu bastante, com previsão de atingir um valor de mercado de 37,2 bilhões de dólares até 2026. À medida que a demanda por plástico aumenta, as oportunidades de reciclagem também crescem. Usar equipamentos de pesca descartados como matéria-prima para criar filamentos de impressora pode ser uma solução promissora. Pesquisas anteriores mostraram que outros plásticos, como ácido poliláctico e tereftalato de polietileno, podem ser reciclados em filamento para impressão 3D.

Polipropileno e polietileno de alta densidade são ambos polímeros termoplásticos, usados comumente na indústria. O polipropileno é popular pela sua relação custo-benefício e facilidade de uso, enquanto o polietileno de alta densidade apresenta desafios na impressão devido à deformação. Ao reforçar o polipropileno com fibra de vidro, as propriedades do material podem melhorar, facilitando o trabalho em aplicações industriais.

#Visão Geral dos Materiais do Estudo

Para essa pesquisa, dois tipos de materiais foram avaliados: polipropileno reforçado com fibra de vidro virgem (vPP-GF) e uma versão reciclada feita de redes e cordas de pesca, junto com fibras de vidro virgens (rPP-GF). Esses materiais foram examinados usando testes padrão para medir suas propriedades.

O objetivo principal era ver como o rPP-GF se comportava comparado ao vPP-GF. Vários testes, incluindo resistência à tração e resistência ao impacto, foram realizados para coletar dados sobre as propriedades mecânicas deles.

#Propriedades dos Polímeros e Reciclagem

Entender as propriedades dos polímeros é crucial nessa pesquisa. Quando o plástico é reciclado, suas qualidades mecânicas podem mudar. Um aspecto importante é a cristalidade, que mede o quão ordenada a estrutura do material é. Uma estrutura mais ordenada geralmente resulta em maior resistência, enquanto uma estrutura desordenada pode ser mais flexível.

Diferentes estudos apresentaram resultados variados sobre como a reciclagem afeta esses materiais. Pesquisas mostram que em alguns casos, a reciclagem pode manter ou até melhorar certas propriedades dos plásticos virgens. No entanto, materiais reciclados também podem apresentar características degradadas.

#Pesquisa em Polipropileno Reforçado

Ao examinar o polipropileno e sua versão reforçada com fibra de vidro (PP-GF), foi descoberto que enquanto o PP virgem pode melhorar em alguns aspectos após a reciclagem, as versões recicladas frequentemente enfrentam desafios. As fibras de vidro no PP-GF podem se degradar durante o processo de reciclagem, afetando a resistência geral do material e seu uso.

Esse estudo destaca a necessidade de investigar o polipropileno reforçado com fibras de vidro recicladas para entender melhor suas propriedades mecânicas e se pode ser uma alternativa viável ao plástico convencional.

#Lacuna de Pesquisa

Embora muitos estudos tenham analisado as propriedades do polipropileno, há pouca pesquisa sobre a combinação de PP reciclado com fibras de vidro virgens para fins de impressão 3D. Esse estudo tem como objetivo preencher essa lacuna comparando diretamente as propriedades do rPP-GF e vPP-GF.

#Selecionando Filamentos para o Estudo

Escolher os filamentos certos para essa pesquisa foi vital. Eles precisavam ser fáceis de obter, acessíveis e comparáveis em percentual de peso de polipropileno. Os dois materiais finais selecionados foram rPP-GF da Reflow e vPP-GF da 3DXTECH.

Ambos os materiais não vêm diretamente de plástico do oceano, mas sim de equipamentos de pesca usados. A ideia é reciclar esses materiais para evitar que eles entrem no oceano em primeiro lugar.

#Desafios na Impressão

Imprimir com esses tipos de materiais pode ser complicado. Eles frequentemente deformam e requerem manuseio cuidadoso. Para melhorar as chances de uma impressão bem-sucedida, é importante usar as configurações e materiais certos.

Além disso, preocupações de segurança surgem durante o processo de impressão. Poluentes podem ser liberados, causando problemas de saúde. Medidas de segurança adequadas, como uso de filtros, são necessárias.

#Métodos de Teste

Para avaliar as propriedades dos materiais selecionados, diferentes testes foram realizados: teste de tração, teste de impacto Charpy e calorimetria diferencial.

#Teste de Tração

O teste de tração mede como os materiais respondem quando são esticados. Ao puxar uma amostra até que ela quebre, é possível aprender sobre sua resistência e flexibilidade.

#Teste de Impacto Charpy

O teste Charpy analisa como os materiais conseguem suportar impactos súbitos. Esse teste é essencial para entender a durabilidade dos materiais em situações reais.

#Calorimetria Diferencial

Esse teste foi usado para determinar as propriedades térmicas dos materiais. Ajuda a identificar mudanças na cristalidade e outras características quando o material é aquecido ou resfriado.

#Limitações dos Testes

Embora úteis, os métodos de teste usados nessa pesquisa têm suas limitações. Um aspecto importante que não foi medido especificamente é o peso molecular dos materiais, que pode afetar o desempenho geral. Complicações nos processos de reciclagem também introduzem variabilidade nos resultados.

#Preparando as Amostras

As amostras para os testes de tração e Charpy foram projetadas com dimensões específicas usando um software de computador. Os designs foram ajustados para levar em conta os desafios da impressão, e as amostras finais foram impressas cuidadosamente para verificar se havia sinais de defeitos.

#Realizando os Testes

Após preparar as amostras, elas foram transportadas para uma instalação de testes. As amostras foram tratadas com cuidado para garantir que estavam em condições ideais antes dos testes.

O processo de teste envolveu manter as amostras em uma temperatura e nível de umidade consistentes para obter leituras precisas. Múltiplas amostras foram testadas tanto para os testes de tração quanto para os de Charpy para coletar dados confiáveis.

#Resultados dos Testes

Ao completar os testes, várias medidas foram comparadas, incluindo tensão máxima, deformação na tensão máxima e módulo de Young. Os resultados mostraram que o rPP-GF geralmente se saiu melhor que o vPP-GF em certas áreas, indicando que reciclar equipamentos de pesca poderia fornecer materiais utilizáveis.

#Resultados dos Testes de Resistência ao Impacto

Os resultados dos testes Charpy sugeriram que ambos os materiais tendem a quebrar de forma frágil. A resistência ao impacto do rPP-GF foi encontrada próxima à do vPP-GF, o que sugere que a adição de fibras de vidro virgens pode melhorar as propriedades mecânicas dos materiais reciclados.

#Conclusão

Essa pesquisa conclui que reciclar polipropileno de redes e cordas de pesca, e reforçá-lo com fibras de vidro, pode fornecer materiais valiosos com grande potencial para reduzir o desperdício no oceano. Os resultados favoráveis do rPP-GF em comparação ao vPP-GF destacam os benefícios que podem ser alcançados por meio de esforços de reciclagem.

Incentivar a reciclagem de equipamentos de pesca não só ajuda a mitigar a poluição plástica, mas também abre portas para novas aplicações em impressão 3D e outras indústrias. O trabalho futuro deve focar em explorar melhor esses materiais para desenvolver soluções práticas para os desafios ambientais.