Após estudos e pesquisa bibliográfica para avaliação do ciclo de vida do polipropileno em plantas do nordeste e sudeste, com base em seu produto e processo, gate-to-gate, isto é, desde a aquisição das matérias-primas até a distribuição do produto acabado, avaliando assim os potenciais impactos do produto nessa cadeia produtiva, foi realizado esse estudo de caso com análise do inventário disponível entre produção de polipropileno e aço. Conceitualmente, as ações seguem um foco de responsabilidade para determinada empresa e que esses resultados possam suportar outras ações, principalmente no que se refere a desenvolvimento sustentável, ao comparar níveis de energia, emissões. Alem disso é apresentada a importância da Avaliação do Ciclo de Vida, e seu inventário, como ferramenta de avaliação de impacto ambiental de atividades produtivas. Esse estudo de caso pretende o efeito de comparação dos inventários de emissões e energia disponíveis, com a produção siderúrgica para produção de aço e a produção de polipropileno, dando referência para a cadeia produtiva, por exemplo embalagens e peças técnicas os efeitos nessa cadeia no que diz respeito a emissões de CO2 e competitividade ambiental com seus potenciais efeitos e escolhas.

1. POLILAB CONSULTORIA
COMPARATIVO DE EMISSÕES E ENERGIA ATRAVÉS DA ANÁLISE DO INVENTÁRIO
PARA PRODUÇÃO DE POLIPROPILENO E AÇO
Fernando José Novaes*
1 - Resumo
Após estudos e pesquisa bibliográfica para avaliação do ciclo de vida do polipropileno em
plantas do nordeste e sudeste, com base em seu produto e processo, gate-to-gate, isto é,
desde a aquisição das matérias-primas até a distribuição do produto acabado, avaliando
assim os potenciais impactos do produto nessa cadeia produtiva, foi realizado esse estudo de
caso com análise do inventário disponível entre produção de polipropileno e aço.
Conceitualmente, as ações seguem um foco de responsabilidade para determinada
empresa e que esses resultados possam suportar outras ações, principalmente no que se
refere a desenvolvimento sustentável, ao comparar níveis de energia, emissões. Alem disso
é apresentada a importância da Avaliação do Ciclo de Vida, e seu inventário, como
ferramenta de avaliação de impacto ambiental de atividades produtivas.
Esse estudo de caso pretende o efeito de comparação dos inventários de emissões e
energia disponíveis, com a produção siderúrgica para produção de aço e a produção de
polipropileno, dando referência para a cadeia produtiva, por exemplo embalagens e peças
técnicas os efeitos nessa cadeia no que diz respeito a emissões de CO2 e competitividade
ambiental com seus potenciais efeitos e escolhas.
Palavras-Chave: Avaliação do Ciclo de vida, Gases Efeito Estufa, Polipropileno, Análise
Inventário, Aço, Emissões, Energia
2 - Introdução
Quando se fala de emissões gasosas e que afetam o chamado "Efeito sobre o
Aquecimento Global" ou "Efeito Estufa", as emissões de CO2 vem imediatamente à tona, a
dimensão efetiva da quantidade emissões com a definição de carbono equivalente - CO2 Eq.,
definido como uma medida utilizada para comparar as emissões de vários gases de efeito
estufa baseado no potencial de aquecimento global de cada um. Assim o dióxido de carbono
equivalente - CO2 Eq. - é o resultado da multiplicação das toneladas emitidas do Gases de
Efeito Estufa (GEE) ou GHG (Green House Gases) pelo seu potencial de aquecimento global.
Assim sendo, o potencial de aquecimento global do gás metano é 25 vezes maior do que o
potencial do CO2, então dizemos que o CO2 equivalente do metano é igual a 25. Os principais
gases formadores do efeito estufa podem ser correlacionados através do Potencial de
Aquecimento Global (Global Warming Potencial - GWP) - Tabela 1. Ele é utilizado para
uniformizar as quantidades dos
diversos gases de efeito estufa
em termos de dióxido de carbono
equivalente, possibilitando que
volumes de diferentes gases
sejam apurados, e que
caracterizam as categorias
específicas de impacto.
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Tabela 1
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A produção de polipropileno no Brasil, através do seu estudo de avaliação do ciclo de vida
gate-to-gate, nos mostra que umas as principais emissões estão na origem do transporte
rodoviário que pode ser reduzido, por exemplo, com o uso de combustível biodiesel na frota
e desenvolvendo novos modais de carga.
Este estudo faz um paralelo com a indústria de siderurgia, associadas às emissões de
gases de efeito estufa do setor, por este representar um dos setores com índices mais
elevados de emissão de CO2.
O uso racional e sustentável de recursos naturais é atualmente o maior desafio do setor
industrial. O crescimento do comércio internacional estende as responsabilidades dos países
em desenvolvimento aos países desenvolvidos. A produção de metais é um processo
intensivo na utilização de recursos, contribuindo fortemente para a destruição de florestas
naturais, emissão de substâncias tóxicas e de gases de efeito estufa.
A Avaliação do Ciclo de Vida é um processo objetivo para avaliar os aspectos (impactos)
ambientais associados a um produto, processo ou atividade. É feito através da identificação e
quantificação do uso de energia, de matéria-prima e de emissões geradas.
A base para a ACV é o inventário do ciclo de vida, que consiste na contabilização dos
fluxos mássicos e energéticos ao longo de todo o ciclo de vida. Ela atende aos requisitos
ambientais e da base quantitativa para cálculos dos valores de impactos ambientais.
Hoje em dia também da base para acordos comerciais internacionais e de eventuais
exigências de certificação de rótulos ambientais, além de permitir o desenvolvimento de uma
estrutura de dados de ACV que reflita as características de um setor produtivo.
Como foi dito, a técnica procura avaliar aspectos e impactos potenciais associados ao
• A compilação de um inventário de entradas e saídas pertinentes ao sistema do
• A avaliação dos potenciais impactos ambientais associados a essas entradas e
• A interpretação dos resultados das fases de análise de inventário e de avaliações de
A ACV contribui também, conforme destaca Chehebe (1997), para a identificação de
prioridades à proteção ambiental, concebendo os aspectos ambientais relacionados aos
processos produtivos de forma abrangente, identificando oportunidades de melhorias nas
diversas fases do sistema de produção e desenvolvendo novos processos e atividades,
visando à redução das necessidades de recursos naturais e emissões de resíduos.
Na trilha da conscientização sobre a importância da proteção ambiental e dos impactos
associados a produtos manufaturados, esse comparativo pretende relatar, com base em
dados disponíveis em literatura, a partir da análise de seu balanço de inventário do ciclo de
vida na obtenção do produto polipropileno em relação ao mesmo conceito na obtenção de
aço para processo.
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3 - A Avaliação do Ciclo de Vida do Produto - Sumário
produto ou processo, mediante:
produto;
saídas;
impacto.
4 - Objetivos
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O agravamento dos problemas ambientais provocados pelo aumento da emissão de gases
de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono (CO2), reflete a crise estrutural do
modelo desenvolvimentista adotado até agora em todo o mundo. Trata-se de um problema
crescente que traz conseqüências tanto para o setor econômico quanto para o político, tendo
em vista que a adoção de mecanismos de redução da emissão de tais gases representa
elevados custos para o setor industrial.
A referência para o trabalho vai ser a comparação, sempre que possível, dos valores de
indicadores ambientais, sendo a quantidade utilizada por tonelada de produto, que são os
indicadores relativos, e as quantidades totais utilizadas, que são os indicadores absolutos.
O inventário do ciclo de vida mostra que seus resultados baseiam-se em sua capacidade
de interligar processos em um sistema de produto através de fluxos simples de materiais e
de energia. As tabelas e gráficos vão procurar mostrar o comparativo dos balanços de massa
e energia dos processos - Polipropileno e Aço, e os valores para avaliar a sustentabilidade
em termos de energia e matéria-prima ou seu consumo.
E a comparação das respectivas categorias impactos ambientais relacionadas, ou seja,
Como as referências são mostradas através de pesquisa bibliográfica feita na internet,
referências bibliográficas e relatórios disponíveis, os resultados das comparações serão
aproximações.
No caso do inventario do aço as informações de inventário são complementadas por dados
extraídos do banco de dados do “International Network for Energy Demand Analysis in the
Industrial Sector” (INEDIS), do IPCC, do Balanço Energético Nacional e do Inventário de
Emissões de CO2 do MCT, conforme “Avaliação do Ciclo de Vida e a Competitividade
Ambiental da Siderurgia no Brasil”, de Cristiane Belize Bonezzi e outros.
O setor petroquímico transforma derivados do petróleo, principalmente nafta ou gás
natural, em bens de consumo e industriais utilizados para diversas finalidades, como
produção de embalagens, peças
automotivas, garrafas, têxteis,
utilidades domésticas e
eletroeletrônicos, entre outras.
Fig.1 - Ciclo de produção cadeia petroquímica
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5 - Estrutura do estudo e metodologia
As categorias que vão ser demonstradas nesses indicadores são:
• Emissões
• Energia
efeito estufa – Global Warming Potential , potencial de chuva ácida, etc.
6 - O setor petroquímico
Em linhas gerais, são
divididos em produtores de
primeira, segunda e terceira
geração, conforme a fase de
transformação das matérias-primas
ou insumos
petroquímicos - Figura 1.
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Haverá adiante as comparações com o setor metalúrgico, na referência de gases estufa, e
Portanto a profundidade do assunto na explicação da cadeia de produção de Polipropileno
O volume e a estrutura da produção siderúrgica estão relacionados à classificação das
usinas, que podem ser integradas a coque, a carvão vegetal, à redução direta, semi-integradas
(aciaria elétrica), ou não-integradas, também conhecidas como guseiras
Nas usinas integradas a coque, a transformação do carvão em coque e a redução, a partir
do coque, do minério de ferro e da introdução de combustíveis fundentes, responsáveis pela
produção de ferro-gusa nos altos-fornos, são as etapas que representam o maior volume de
emissão de CO2 e gasto de energia.
As emissões de CO2 das usinas integradas a coque somam aproximadamente 2.000 kg
por tonelada de aço produzido, enquanto o ciclo de emissão de CO2 das usinas a carvão
vegetal soma 160 kg. No entanto, os guseiros, que também produzem ferro-gusa a partir de
carvão vegetal, apresentam emissões expressivamente superiores às das usinas integradas a
coque devido à inexistência de uma política de reflorestamento, o que, além de contribuir
para o desmatamento e todas suas externalidades, inviabilizam a fixação de carbono.
As rotas integradas a carvão mineral e a carvão vegetal são extremamente semelhantes,
a não ser pela origem do carvão e pelo tratamento que recebe até ser utilizado nos altos-fornos.
Na rota integrada à carvão mineral, o carvão é transformado em coque na coqueria,
sendo aquecido a uma temperatura de 1.300 ºC, enquanto o minério de ferro fino é
convertido em sinter feed (aglomerado de minério de ferro fino) juntamente com as cinzas
de carvão para sinterizar na siderurgia. Tanto a coqueria, que retira as impurezas do carvão
mineral bruto, quanto à sinterização são processos bastante poluentes.
Durante o processo de produção de aço, minério de ferro é reduzido a partir do coque e
da introdução de combustíveis fundentes produzindo ferro-gusa nos altos-fornos.
Por seu lado, na rota integrada a carvão vegetal, a produção de ferro-gusa se dá a partir
da introdução direta do carvão vegetal, sem haver necessidade de transformação em coque.
Todas as demais etapas de ambos os processos, a carvão mineral e a carvão vegetal,
coincidem. O minério de ferro mais comumente utilizado é a hematita, constituída
essencialmente por um óxido de ferro (Fe2O3), contendo ainda pequenas proporções de
minerais como sílica e óxido de alumínio, calcário, terra e fluorita.
Os filtros de manga, atualmente exigidos por lei, captam cerca de 90% do CO2 emitido
nessas etapas, ainda assim, há liberação de escória, que apesar de em pequena quantidade,
também constitui poluição.
Segundo dados do Inventário Nacional de Emissão de CO2 – Abordagem “Top-Down”
(MCT, 2002), 93% do total de carbono introduzido como coque de carvão metalúrgico é
emitido no processo de produção de aço bruto. O segmento siderúrgico brasileiro emitiu, em
1994, 8,8 milhões de toneladas de CO2 e consumiu 597,2 PJ em energia, para uma produção
da ordem de 25,7 milhões de toneladas de aço.
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energia.
pode ser obtida nos relatórios de ACV disponíveis.
7 - O Setor Siderúrgico - Ciclo Produtivo da Produção do Aço
(Cavaliero & Januzzi, 1998).
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Dessa forma, não só a sustentabilidade climática fica comprometida, em função do
aumento do nível de emissões de CO2, como também a atividade econômica pode ser
prejudicada. Contudo, o desempenho econômico pode ser preservado se forem criados
incentivos que induzam à pesquisa e ao uso de tecnologias mais limpas.
Toda esse processo é extremamente importante do ponto de vista de impacto ambiental e
estratégico, considerando-se que uma tonelada de ferro-gusa consome 875 kg de carvão
vegetal, o que requer 2.600 kg de madeira seca e representa um desflorestamento de 600
m², o que entre outras aproximações, nos levou a esse comparativo.
Fig. 2 - Balanço comparativo de emissões - Rotas integradas de ferro gusa via biomassa e carvão vegetal
8 - Aspectos ambientais em relação as emissões de carbono da produção de aço e
ferro
A indústria de Ferro e Aço é conhecida pela sua forte tendência em emitir gases
responsáveis pelo efeito estufa. Em 2006 somente a produção de aço na China, ultrapassou
em 400 milhões de tonelada, aproximadamente 1/3 da produção global. As emissões em
geral, como poeira industrial e SO2 elevou-se em 15% e 10% respectivamente.
A siderurgia é responsável por 3% das emissões mundiais de gases, 2/3 diretamente e
De acordo com o IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), a indústria
siderúrgica é responsável por cerca de 3 a 4 % do total de emissões de gases que
contribuem para o aquecimento global. Na média, 1,7 a 2,0 toneladas de dióxido de carbono
são emitidas para cada tonelada de aço produzido. Isso comparado a produção de
polipropileno, que emite na média cerca de 0,6 toneladas.
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1/3 indiretamente, através de geração de energia e transportes.
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Os valores de inventário foram, como dito acima, baseados no inventário de ACV de
Plantas Petroquímicas para Polipropileno no ano de 2004 e as informações do Inventário
Nacional de Emissão de CO2, alem de várias informações sobre emissões com referências na
empresa Arcelor Brasil, International Iron and Steel Institute (IISI), Instituto Brasileiro de
Siderurgia e demais referências que estão listadas na bibliografia.
Emissões - kg/t Emissões CO2 Emissões SOx Emissões CO Emissões NOx
Usina integrada coque 1.955,00 1,41 0,47 0,75
Usina carvão vegetal 160,00 - - -
PP - Plantas SE e NE 859,58 0,31 0,42 2,48
Tabela 2 - Valores de inventário entre produção de Polipropileno e Usinas de produção de aço e ferro-gusa.
Consumo de energia
elétrica - Mwh/t
Plantas SE e NE 2004 188.370,68 0,34
Siderúrgicas BR 1994 5.008.462,00 0,46
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9 - Análise do inventário entre a produção de PP e Aço
Índices de produção
Produção (t)
Emissões
CO2 (t)
Emissões
SOx (t)
Consumo de energia
elétrica - Mwh
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Emissões
CO (t)
Emissões
NOx (t)
Consumo
energia
elétrica
(Mwh)
Consumo
energia
elétrica
(Mwh/t)
Plantas SEe NE
2004
550.086,29 90.062,66 56,54 59,86 427,65 188.370,68 0,340
Plantas PP BR
2004
1.130.186,00 185.039,25
Siderúrgicas
BR 1994
25.700.000,00 8.800.000,00 5.008.462,00 0,468
Tabela 3 - Valores de inventário entre produção de PP e Usinas de produção de aço e ferro-gusa.
Valores totais
Tabela 4 - Valores inventário de consumo de energia elétrica

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9.1 - A comparação dos índices de emissões entre usina integrada de coque, usina carvão
vegetal e as Plantas de PP SE e NE, nos mostra que a situação, em relação as emissões de
CO2 tende a agravar, pois são comparados dados com dez anos de diferença, como ilustra a
figura 3.
Usina integrada coque Usina carvão vegetal Plantas PP SE e NE
Fig. 3 - Comparativo emissões Produção de Aço vs Produção Polipropileno SE e NE entre processo
9.2 - A comparação do total de emissões entre usina integrada de coque, usina carvão
vegetal e as Plantas de PP SE e NE, reforça o agravamento nas emissões de CO2. Como
ilustra a figura 4.
Fig. 4 - Comparativo emissões Produção de Aço vs Produção Polipropileno entre processos totais
9.3 - Comparativo gráfico da proporção dos principais impactos relativos a aquecimento
global, ou seja, valores de emissões de CO2 - figura 6, em diversas situações
(referênciatabela 3) para valores totais de produção, figura 5.
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Comparativo de Emissões CO2 - kg/t
Produção Aço x Polipropileno - Dados de 1994 e 2004
CO2 kg/t
10.000,00
1.000,00
100,00
10,00
1,00
Emissões CO2 - kg/t 1.955,00 160,00 859,58
Comparativo Emissões CO2 - Toneladas
Produção Polipropileno 2004 x Produção Aço - Brasil 1994
Tonelas CO2
9.000.000,00
8.000.000,00
7.000.000,00
6.000.000,00
5.000.000,00
4.000.000,00
3.000.000,00
2.000.000,00
1.000.000,00
0,00
Plantas PP SE e NE Siderúrgicas BR 1994
Emissões CO2 - Ton 90.062,66 8.800.000,00
Fig. 5 - Comparativo entre volume de produção de aço e polipropileno
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Fig. 6 - Comparativo entre emissões de carbono em produção de aço em processos diversos e polipropileno
9.4 - Comparativo gráfico da proporção dos principais impactos relativos a aquecimento
global, ou seja, valores de emissões de CO2, em diversas situações (referênciatabela 2) para
índices.
Fig. 7 - Comparativo entre emissões diversas em produção de aço em processos diversos e polipropileno
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9.5 - Comparativo do consumo de eletricidade para produção de aço e polipropileno em
Não obstante a indústria siderúrgica brasileira ser de valor estratégico e de interesse
social, também é inegável a sua contribuição para a emissões de gases de efeito estufa, de
emissões em geral, resíduos e forte interferência e contribuição para o desmatamento.
Como foi dito o objetivo do relatório é comparar e realizar a análise do inventário e os
potenciais impactos em relação as emissões com a produção do polipropileno. Com isso
demonstrar que é um processo mais limpo, em relação as emissões de CO2 mais
significativas.
Infelizmente, embora a indústria siderúrgica brasileira informe que exista um inventario
de emissões, ele não esta disponível em nenhum site relacionado, sendo os valores mais
acurados foram obtidos do Ministério da Ciência e Tecnologia, do IPCC e bibliografia
relacionada a ACV do setor siderúrgico.
Nessa breve comparação pode-se deduzir que um caminho a ser tomado é o de beneficiar
fortemente da introdução de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL), pela
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valores totais e em índices (tabela 4).
Fig. 8 - Comparativo entre consumo de energia elétrica entre a produção de aço
em processos diversos e polipropileno
10 - Comentários finais
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possibilidade de atrair investimentos para aplicação em projetos de seqüestro de carbono,
valorizando o produto no mercado internacional e convergindo para um novo modelo
econômico que priorize a proteção ambiental, alem disso limitar as emissões, aumentar a
eficiência energética, proteger e aumentar sumidouros e reservatórios de gases de efeito
estufa. Também promover a pesquisa e desenvolvimento no uso de formas novas e
renováveis de energia, com tecnologias de seqüestro de carbono e tecnologias
ambientalmente seguras, avançadas e inovadoras.
A produção de polipropileno e o outras olefinas, mesmo não considerando aqui a cadeia
de reciclagem, que tanto na produção do aço como na produção do plástico são
extremamente relevantes, também em função da conservação de energia, emissões,
resíduos e reuso, é uma produção limpa e eficiente, que com o desenvolvimento de uma
gestão de reciclagem e engenharia reversa, finalizará o ciclo produtivo com eficiência e
eficácia ambiental.
Bonezzi, Cristiane Belize; Armando Caldeira-Pires, Antônio C. P. Brasil Jr. - "Avaliação do Ciclo de Vida
e a Competitividade Ambiental da Siderurgia no Brasil”, 2004.
Chehebe, José Ribamar Brasil – “Análise do Ciclo de Vida de Produtos: ferramenta gerencial da ISO
14000.” Rio de Janeiro: Qualitymark Ed., CNI, 1997.
Instituto Brasileiro de Siderurgia - “Siderurgia Brasileira: Relatório de Sustentabilidade”, 2007.
International Iron and Steel Institute - Ian Christmas, IISI Secretary General - “The need for a global
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Novaes, Fernando Jose - Polilab Consultoria - “Relatório Comparativo da Avaliação do Ciclo de Vida do
Polipropileno Pl´s Suzano Petroquímica - ACV PP, Plantas Mauá, Duque de Caxias e Camaçari”, 2007.
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Ugaya, Cássia Maria Lie; Arnaldo César da Silva Walter – “Life Cycle Assessment: automobile steel case
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http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/samson/global_warming_potential
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11 - Bibliografia
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http://www.ibs.org.br/estatisticas_nota.asp
http://www.ibs.org.br/noticias_exibe.asp?Codigo=3254&Refresh=200769539
http://ftp.mct.gov.br/clima/comunic_old/td_10_01.htm
http://www.statistics.gov.uk/cci/nugget.asp?id=901
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