38
1 1 Reciclagem de Pl Reciclagem de Pl á á sticos sticos Fernando J. Novaes Fernando J. Novaes Dezembro de 2010 Dezembro de 2010 Reciclagem de Pl Reciclagem de Pl á á sticos sticos Polilab Consultoria Polilab Consultoria Fernando J. Novaes Fernando J. Novaes Pl Pl á á sticos Biodegrad sticos Biodegrad á á veis veis Dezembro de 2010 Dezembro de 2010

Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

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Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

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11

Reciclagem de PlReciclagem de Pláásticossticos

Fernando J. NovaesFernando J. Novaes

Dezembro de 2010Dezembro de 2010

Reciclagem de PlReciclagem de Pláásticossticos

Polilab Consultoria Polilab Consultoria

Fernando J. NovaesFernando J. Novaes

PlPláásticos Biodegradsticos Biodegradááveisveis

Dezembro de 2010Dezembro de 2010

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22

•• Mercado de reciclagem no BrasilMercado de reciclagem no Brasil

•• Aspectos legais da reciclagemAspectos legais da reciclagem

•• PlPláásticos Biodegradsticos Biodegradááveisveis

•• Ciclo de Vida do Produto Ciclo de Vida do Produto -- EcodesignEcodesign

SustentabilidadeSustentabilidade

AvaliaAvaliaçção do ciclo de vida do produtoão do ciclo de vida do produto

EcoEco--designdesign

AgendaAgenda

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33

PlPláásticossticos

BiodegradBiodegradááveisveis

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44

IntroduIntroduççãoão

O crescimento do consumo de polO crescimento do consumo de políímeros meros

tem tornado necesstem tornado necessáária a produria a produçção de ão de

substitutos ambientalmente sustentsubstitutos ambientalmente sustentáável, vel,

importantes no gerenciamento de importantes no gerenciamento de

resresííduos .duos .

Os polOs políímeros ambientalmente degradmeros ambientalmente degradááveis veis -- PADsPADs podem podem

ser uma opser uma opçção para o gerenciamento de resão para o gerenciamento de resííduos. duos.

InInúúmeras tecnologias de reciclagem e reutilizameras tecnologias de reciclagem e reutilizaçção foram ão foram

desenvolvidas para conter o problema do lixo pldesenvolvidas para conter o problema do lixo pláástico, stico,

mas todos possuem pontos fracos.mas todos possuem pontos fracos.

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55

HistHistóóricorico

1925 1925 -- Primeiros biopolPrimeiros biopolíímeros por Maurice meros por Maurice LemoigneLemoigne..Em 1925, Maurice Em 1925, Maurice LemoigneLemoigne observou a presenobservou a presençça de grânulos refrata de grânulos refratáários no interior de crios no interior de céélulas da lulas da

bactbactééria ria BacillusBacillus MegateriumMegaterium, que eram sol, que eram solúúveis em clorofveis em clorofóórmio. Mais tarde esse material foi identificado rmio. Mais tarde esse material foi identificado

como PHBcomo PHB

1974 1974 -- Descobertos outros Descobertos outros hidroxialcanoatoshidroxialcanoatos (PHA) a partir (PHA) a partir

do amido.do amido.

1976 1976 -- InIníício das pesquisas de producio das pesquisas de produçção de PHB por ão de PHB por

fermentafermentaçção bacteriana, na Inglaterra.ão bacteriana, na Inglaterra.

1990 1990 -- Primeiro produto obtido a partir de PHA, uma Primeiro produto obtido a partir de PHA, uma

embalagem de xampu de uma indembalagem de xampu de uma indúústria de cosmstria de cosmééticos.ticos.

1991 1991 -- Pesquisas no Brasil Pesquisas no Brasil -- IPT.IPT.

2000 2000 -- InIníício a producio a produçção de PHB pela indão de PHB pela indúústria brasileira PHB stria brasileira PHB

Industrial.Industrial.

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66

IniciativaIniciativa

O estudo de polO estudo de políímeros biodegradmeros biodegradááveis se dveis se dáá

devido:devido:

�� Ao esgotamento das fontes de combustAo esgotamento das fontes de combustííveis veis

ffóósseis.sseis.

�� ÀÀ grande geragrande geraçção de resão de resííduos de origem duos de origem

petroqupetroquíímica.mica.

�� E ao seu acE ao seu acúúmulo, gerando impacto mulo, gerando impacto

ambiental. ambiental.

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77

PAD PAD -- PolPolíímeros ambientalmente degradmeros ambientalmente degradááveisveis

Os plOs pláásticos ambientalmente degradsticos ambientalmente degradááveis compõem veis compõem

um grupo de materiais polimum grupo de materiais polimééricos, naturais e ricos, naturais e

sintsintééticos, que sofrem alteraticos, que sofrem alteraçções quões quíímicas, sob micas, sob

influência de fatores ambientais. influência de fatores ambientais.

As alteraAs alteraçções quões quíímicas devem ser acompanhadas de micas devem ser acompanhadas de

uma completa assimilauma completa assimilaçção bacteriana dos produtos ão bacteriana dos produtos

da degradada degradaçção, resultando COão, resultando CO22 e He H22O. O.

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88

NomenclaturaNomenclatura

PHB PHB -- PolihidroxibutiratoPolihidroxibutirato

PHA PHA -- PolihidroxialcanoatosPolihidroxialcanoatos

PHB HV PHB HV -- PolihidroxibutiratoPolihidroxibutirato--coco--hidroxivaleratohidroxivalerato

Literatura:Literatura:

http://www2.dbd.puchttp://www2.dbd.puc--rio.br/pergamum/tesesabertas/0312421_05_cap_01.pdfrio.br/pergamum/tesesabertas/0312421_05_cap_01.pdf

http://www.wileyhttp://www.wiley--vch.de/books/biopoly/pdf_v03b/bpol3b07_157_166.pdfvch.de/books/biopoly/pdf_v03b/bpol3b07_157_166.pdf

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99

NomenclaturaNomenclatura

n R Nome

hidrogênio poli(3-hidróxi-

propionato)

metil poli(3-hidróxi-butirato)

etil poli(3-hidróxi-valerato)

propil poli(3-hidróxi-

hexanoato)

pentil poli(3-hidróxi-octanoato)

1

nonil poli(3-hidróxi-

dodecanoato)

hidrogênio poli(4-hidróxi-butirato) 2

metil poli(4-hidróxi-valerato)

hidrogênio poli(5-hidróxi-valerato)

3 metil

poli(5-hidróxi-

hexanoato)

4 hexil poli(6-hidróxi-

dodecanoato)

PHAPHA´́ss

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1010

EvoluEvoluçção dos materiaisão dos materiais

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1111

PAD PAD -- PolPolíímeros ambientalmente degradmeros ambientalmente degradááveisveis

Ilustração: Paulo Muppet

Ciclo produCiclo produçção ão PADsPADs na naturezana natureza

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1212

PolPolíímeros sintmeros sintééticos e biopolticos e biopolíímerosmeros

PolPolíímeros a partir meros a partir do petrdo petróóleoleo

SSííntese ntese clcláássica de ssica de polpolíímerosmeros

IndIndúústria stria do Pldo Pláásticostico�������� ��������

BiopolBiopolíímerosmeros

PolPolíímeros a partir meros a partir de fontes de fontes

renovrenovááveis ou não veis ou não renovrenovááveisveis ��������

SSííntese de ntese de polpolíímeros meros --IndIndúústriastria

PolPolíímeros meros BiodegradBiodegradááveis e veis e BiopolBiopolíímerosmeros��������

PolPolíímeros sintmeros sintééticosticos

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1313

Diferentes famDiferentes famíílias de pollias de políímeros biodegradmeros biodegradááveis veis

Page 14: Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

1414

Os PHAs levam vantagem sobre o PLA, pois tem uma maior Os PHAs levam vantagem sobre o PLA, pois tem uma maior

nnúúmero de comonômeros passiveis de incorporamero de comonômeros passiveis de incorporaçção no ão no

produto, dessa forma apresentando uma maior variaproduto, dessa forma apresentando uma maior variaçção de ão de

propriedades do produto final, e portanto, uma maior propriedades do produto final, e portanto, uma maior

abrangência de aplicaabrangência de aplicaçções. ões.

Substituição (plásticos) (%)

PE-

LD PP PVC PE-HD PS PET PUR PA ABS PC PMMA POM*

PLA 0 10 0 10 10 10 0 10 0 0 0 0

PHA 20 20 10 30 20 10 10 0 10 0 0 0

Substituição (fibras) (%)

PET PA Acrílicas Outras

sintéticas Celulose

PLA 10 0 5 0 5

PHA 5 0 5 0 5

AplicaAplicaççõesões

Fonte: (Wolf et al., 2005)

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1515

DescriDescriçção para biodegradão para biodegradááveis veis

•• Os plOs pláásticos biodegradsticos biodegradááveis veis

são materiais que se degradam são materiais que se degradam

completamente ao ataque dos completamente ao ataque dos

microorganismos no meio microorganismos no meio

ambiente. ambiente.

•• Quando em contato com os Quando em contato com os

plpláásticos biodegradsticos biodegradááveis, esses veis, esses

microorganismos secretam microorganismos secretam

enzimas que quebram o enzimas que quebram o

material em segmento cada vez material em segmento cada vez

menores.menores.

•• A diferenA diferençça dos pla dos pláásticos sticos

regulares estregulares estáá no tempo de no tempo de

degradadegradaçção, que em mão, que em méédia dia éé de de

01 ano contra 100 anos dos 01 ano contra 100 anos dos

plpláásticos convencionaissticos convencionais

PHA - AmidoPHB - Cana-de-açúcarPLA - Ácido Láctico

PHA PHA -- AmidoAmidoPHB PHB -- CanaCana--dede--aaçúçúcarcarPLA PLA -- ÁÁcido Lcido Láácticoctico

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1616

Produto ManufaturadoProduto Produto ManufaturadoManufaturado

MatériaPrimaMatMatéériariaPrimaPrima

Fonte RenovFonte Renováável vel ou Fou Fóóssil ssil

Material orgânico cujo Material orgânico cujo carbono tem origem carbono tem origem em fontes que se em fontes que se renovam em ciclos de renovam em ciclos de curta duracurta duraçção ão --equivalente ao tempo equivalente ao tempo de cultivo.de cultivo.

BiolBiolóógicogicoQuQuíímico mico HHííbrido brido

BiodegradaBiodegradaçção ão Compostagem Compostagem Reciclagem Reciclagem

BiodegradBiodegradáável vel Fonte renovFonte renováávelvelTudo que, por processo Tudo que, por processo biolbiolóógico, transformagico, transforma--se se em COem CO22 , H, H22O.O.

CompostCompostáávelvel

Tudo que Tudo que éé biodegradbiodegradáável vel e que produz he que produz húúmus com mus com qualidade de adubo. qualidade de adubo.

DescarteDescarteDescarte

CiclosCiclos

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1717

DegradaDegradaçção x Biodegradaão x Biodegradaçção ão

PlPláásticossticos ResResííduoduo

DegradaDegradaççãoão

ResResííduos de duos de ligaligaçções cruzadasões cruzadas

DegradaDegradaçção/Fragmentaão/Fragmentaçção ão BiodegradaBiodegradaççãoão

MicrMicróóbiosbios

COCO22

HH22OO

HHúúmus mus

BiodegradaBiodegradaçção aerão aeróóbica: Atividade biolbica: Atividade biolóógica que gica que transforma material orgânico em gtransforma material orgânico em gáás carbônico, s carbônico, áágua e gua e hhúúmus na presenmus na presençça de oxigênio.a de oxigênio.Para fechamento adequado do ciclo, Para fechamento adequado do ciclo, éé necessnecessáário que o rio que o processo ocorra em ambiente controlado (ex. central de processo ocorra em ambiente controlado (ex. central de compostagem) e em curto espacompostagem) e em curto espaçço de tempo o de tempo -- equivalente equivalente ao das colheitas.ao das colheitas.

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1818

CO2COCO22 Biomassa/Bio-OrgânicosBiomassa/Biomassa/BioBio--OrgânicosOrgânicos

Ind

Indúústria Bioqu

stria Bioquíímicamica

IndIndúústria Qustria Quíímicamica

Recursos Fósseispetróleo, gás natural ..Recursos FRecursos Fóósseissseis

petrpetróóleo, gleo, gáás natural ..s natural ..

Polímeros, Química & Combustíveis

PolPolíímeros, Qumeros, Quíímica mica & Combust& Combustííveisveis

1 1 --10 anos

10 anos

> 10

> 1066anos

anos

Fonte renovável de CarbonoCO2 & Biomassa

Fonte renovFonte renováável de Carbonovel de CarbonoCOCO22 & Biomassa & Biomassa

Nova Indústria BioquímicaEmpreendedorismo, InovaçãoNova IndNova Indúústria Bioqustria BioquíímicamicaEmpreendedorismo, InovaEmpreendedorismo, Inovaççãoão

Química & Polímeros verdes QuQuíímica & mica &

PolPolíímeros verdes meros verdes

Ciclo Global do Carbono Ciclo Global do Carbono

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1919

BiodegradaBiodegradaçção aerão aeróóbicabica

Atividade biolAtividade biolóógica que transforma material orgânico gica que transforma material orgânico

em gem gáás carbônico, s carbônico, áágua e hgua e húúmus na presenmus na presençça de a de

oxigênio. oxigênio.

Para fechamento adequado do ciclo, Para fechamento adequado do ciclo, éé necessnecessáário que rio que

o processo ocorra em ambiente controlado (ex. o processo ocorra em ambiente controlado (ex.

central de compostagem) e em curto espacentral de compostagem) e em curto espaçço de o de

tempo tempo -- equivalente ao das colheitas.equivalente ao das colheitas.

Page 20: Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

2020

Alguns destaques para uso do plAlguns destaques para uso do pláástico biodegradstico biodegradáávelvel

BiodegradBiodegradááveisveis

•• BiocompatBiocompatííveis;veis;

•• AtAtóóxicos;xicos;

•• InsolInsolúúveis em veis em áágua;gua;

•• Produzidos atravProduzidos atravéés de recursos renovs de recursos renovááveis; veis;

•• Propriedades termoplPropriedades termopláásticas, caractersticas, caracteríísticas sticas

ffíísicas e mecânicas semelhantes sicas e mecânicas semelhantes ààs do polipropileno.s do polipropileno.

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2121

BiodegradBiodegradááveisveis

CaracterCaracteríísticas e propriedadessticas e propriedades

400-6Resistência Ruptura %

383240 Tensão Cisalhamento Mpa

70 4080Cristalinidade %

176145175Ponto de fusão oC

PolipropilenoPolipropilenoP(HBP(HB--HV)HV)P(3HB)P(3HB)PropriedadePropriedade

Dados adaptados de (Holmes, 1988; Gagnon, et al ; 1992;King, 1982).

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2222

BiodegradBiodegradááveisveis

BiodegradaBiodegradaçção de um filme de 1,0 mm de PHAão de um filme de 1,0 mm de PHA

350Água do mar

7Solo

60Aeróbico

40 Estuários

6Anaeróbico

100% de perda de massa 100% de perda de massa -- semanassemanasAmbienteAmbiente

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2323

BiodegradBiodegradááveisveis

Microorganismos produtores de Microorganismos produtores de PHAsPHAs

Existem mais de 300 microorganismos diferentes.Existem mais de 300 microorganismos diferentes.

Para produPara produçção em escala industrial:ão em escala industrial:

•• AzotobacterAzotobacter vinelandiivinelandii;;

•• AlcaligenesAlcaligenes latuslatus;;

•• Algumas espAlgumas espéécies de cies de metilotrmetilotróóficosficos;;

•• Microrganismos recombinantes como Microrganismos recombinantes como R. R. eutrophaeutropha

recombinante e recombinante e EscherichiaEscherichia colicoli recombinante.recombinante.

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2424

BiodegradBiodegradááveisveis

R. eutrophaR. eutropha em fase de crescimentoem fase de crescimento

Microorganismos produtores de Microorganismos produtores de PHAsPHAs

R. eutrophaR. eutropha em fase de produem fase de produççãoão

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2525

BiodegradBiodegradááveisveis

Garrafas feitas de PHA a partir de aGarrafas feitas de PHA a partir de aççucaresucares

Page 26: Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

2626

BiodegradBiodegradááveisveis

DegradaDegradaçção de garrafas feitas de PHAão de garrafas feitas de PHA

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2727

Confusão entre biodegradConfusão entre biodegradáável e biopolvel e biopolíímeros de fontes renovmeros de fontes renovááveis veis

Em inglês Em inglês BiodegradableBiodegradable e e BiobaseBiobase são as palavras para definir os são as palavras para definir os

materiais feitos a partir de produtos que efetivamente se degradmateriais feitos a partir de produtos que efetivamente se degradam no am no

meio ambiente em COmeio ambiente em CO22 e He H22O e produtos que são feitos a base de O e produtos que são feitos a base de

fontes renovfontes renovááveis para produveis para produçção de um biopolão de um biopolíímeros. meros.

Ou seja referemOu seja referem--se a fonte da matse a fonte da matéériaria--prima, que atravprima, que atravéés da s da

fotossfotossííntese convertem energia do sol em alimento. ntese convertem energia do sol em alimento.

A confusão existe quando se acha que produtos A confusão existe quando se acha que produtos BiobaseBiobase ou a base de ou a base de

biopolbiopolíímeros sejam biodegradmeros sejam biodegradááveis ou compostveis ou compostááveis. veis.

A ASTM define material A ASTM define material BiobaseBiobase ou a base biolou a base biolóógica, como sendo o gica, como sendo o

material que tenha seu carbono, derivado a partir de uma fonte material que tenha seu carbono, derivado a partir de uma fonte

renovrenováável via processo biolvel via processo biolóógico. gico.

Pergunta:Pergunta:

São os biopolSão os biopolíímeros de fontes renovmeros de fontes renovááveis biodegradveis biodegradááveis?veis?

Não necessariamente! Não necessariamente!

Podem ou não podem ser biodegradPodem ou não podem ser biodegradááveis!veis!

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2828

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2929

NormalizaNormalizaççãoão

Como saber se o plComo saber se o pláástico stico éé biodegradbiodegradáável?vel?

-- Europa Europa »» EM EM -- 13.432 13.432 90% do carbono contido no produto transforma90% do carbono contido no produto transforma--se em COse em CO22

-- Estados Unidos Estados Unidos »» ASTM ASTM -- D400 ; ASTM D400 ; ASTM -- D6868D686860% da biodegrada60% da biodegradaçção em 180 diasão em 180 dias

-- Brasil Brasil »» NBR 15.448NBR 15.448--1 1 (Terminologia)(Terminologia) e e -- NBR 15.448NBR 15.448--2 2 (Biodegrada(Biodegradaçção e ão e CompostagemCompostagem)"Embalagens Pl)"Embalagens Pláásticas sticas

DegradDegradááveis e/ou Renovveis e/ou Renovááveis" veis"

Page 30: Mini Curso Reciclagem de Plásticos - Plásticos Biodegradáveis

3030

NormalizaNormalizaççãoão

"Embalagens Pl"Embalagens Pláásticas Degradsticas Degradááveis e/ou Renovveis e/ou Renovááveis" veis"

NBR 15.448NBR 15.448--1 (Terminologia) e 1 (Terminologia) e

NBR 15.448NBR 15.448--2 (Biodegrada2 (Biodegradaçção e Compostagem)ão e Compostagem)

O objetivo da norma O objetivo da norma éé o de especificar os requisitos e os mo de especificar os requisitos e os méétodos todos

de ensaio para determinar a compostabilidade de embalagens de ensaio para determinar a compostabilidade de embalagens

plpláásticas, visando a revalorizasticas, visando a revalorizaçção de resão de resííduos pduos póóss--consumo, por consumo, por

meio de apontamento das caractermeio de apontamento das caracteríísticas de biodegradasticas de biodegradaçção ão

aeraeróóbia seguida da desintegrabia seguida da desintegraçção e impacto no processo de ão e impacto no processo de

compostagem, e define os termos tcompostagem, e define os termos téécnicos referentes a cnicos referentes a

embalagens plembalagens pláásticas degradsticas degradááveis e/ou de fontes renovveis e/ou de fontes renovááveis. veis.

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3131

BiodegradBiodegradááveisveis

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3232

BiodegradBiodegradááveisveis

Fonte: Planeta Sustentável

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3333

BiodegradBiodegradááveisveis

Cartões de crCartões de créédito feitos de PHAdito feitos de PHAEmbalagem para o aEmbalagem para o açúçúcar car NativeNative -- 99% Biodegrad99% Biodegradáávelvel

Sacolas de lixo biodegradSacolas de lixo biodegradááveis do pão de aveis do pão de açúçúcarcar Natura, linha Natura, linha EkosEkos 28 dias decompõe28 dias decompõe--se na naturezase na natureza

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3434

Pesquisa Pesquisa EcomarketingEcomarketing

Integrantes do setor de plIntegrantes do setor de pláástico responderam a uma stico responderam a uma

pesquisa promovida pepesquisa promovida peçça revista Pla revista Pláásticos em Revista e sticos em Revista e

Destaque Pesquisa & Marketing em junho de 2007. Destaque Pesquisa & Marketing em junho de 2007.

Não houve tratamento estatNão houve tratamento estatíístico para as amostras e nos stico para as amostras e nos

deu um referencial do setor deu um referencial do setor

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3636

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3737

LinksLinks

TheThe BiodegradableBiodegradable ProductsProducts InstituteInstitute

http://www.bpiworld.org/http://www.bpiworld.org/

BioEnvironmentalBioEnvironmental PolymerPolymer SocietySociety (BEPS)(BEPS)

http://www.beps.org/http://www.beps.org/

BioCycleBioCycle MagazineMagazine

http://www.jgpress.com/biocycle.htmhttp://www.jgpress.com/biocycle.htm

BiomaterBiomater

http://www.biomater.com.br/http://www.biomater.com.br/

Artigo: Artigo: A revoluA revoluçção do bioplão do biopláástico brasileirostico brasileirohttp://www.wharton.universia.net/index.http://www.wharton.universia.net/index.cfmcfm??fafa==viewArticle&idviewArticle&id=1704&=1704&languagelanguage==portugueseportuguese

AssociaAssociaçção Brasileira da Indão Brasileira da Indúústria de Embalagens Plstria de Embalagens Pláásticas Flexsticas Flexííveisveis

http://www.abief.com.brhttp://www.abief.com.br

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3838

Fim desse mFim desse móódulodulo

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PlPláásticos biodegradsticos biodegradááveis veis