A embalagem tem uma longa história entrelaçada com a civilização humana, e seu conceito surgiu quando os primeiros humanos utilizaram ferramentas pela primeira vez. Um dos primeiros exemplos de “embalagem” é provavelmente o uso de folhas para embrulhar alimentos. Nos tempos modernos, embalagem normalmente se refere a um objeto que envolve e protege produtos para distribuição, armazenamento, transporte, venda, uso e reutilização. A sua principal função é proteger os produtos com segurança, mas à medida que a degradação ambiental piora devido ao aumento dos resíduos de embalagens, há uma procura crescente de que as embalagens sejam concebidas, fabricadas, consumidas e recicladas de forma mais sustentável.
Contra a necessidade urgente de um ecossistema mais saudável e sustentável, o conceito de economia circular (EC) foi proposto pelos decisores políticos da UE e da China para enfrentar os desafios globais, fechando o ciclo do ciclo de vida do produto. A transição para a CE exige uma mudança radical do modelo económico linear; o seu princípio fundamental são ciclos fechados de recursos onde os materiais são utilizados, reutilizados e reciclados, criando valor em múltiplos ciclos de vida. Os bens no final da sua vida útil são convertidos em recursos para terceiros, minimizando o desperdício através deste sistema de circuito fechado.
O desenvolvimento da CE exige esforços colaborativos de diversos setores: fornecedores, fabricantes, recicladores, distribuidores, varejistas, consumidores e fornecedores de coleta de resíduos. A indústria de embalagens é um setor económico crucial e de rápido crescimento – o seu volume de negócios na Europa Ocidental representa cerca de 2% do PIB, sendo a indústria alimentar o principal utilizador (quase 60% da produção total). A embalagem permeia a vida diária, mas sua desvantagem são os enormes problemas ambientais dos modelos lineares tradicionais de “fabricar-transportar-consumir-descartar”. Os plásticos dominam os materiais de embalagem: o consumo mundial de embalagens de plástico aumentou desde a década de 1950, representando 40,5% de todos os plásticos produzidos (o maior setor consumidor de plástico da UE). No entanto, as taxas de reciclagem continuam baixas – 34,6% na UE, com mais de 23% depositados em aterros; A China e os EUA têm taxas ainda mais baixas (25% e 9%, respectivamente), causando poluição grave.
A embalagem envolve múltiplas partes interessadas: produtores de matérias-primas, designers, fabricantes, transportadores, distribuidores, consumidores e autoridades. O design da embalagem é um elo decisivo na cadeia de valor, pois determina os materiais, os processos de fabricação e as opções de fim de vida útil – todos essenciais para o modelo de ciclo fechado da CE. No entanto, as revisões da literatura existente raramente abordam sistematicamente o design de embalagens com foco na CE; a maioria se concentra no comportamento do consumidor, na gestão de resíduos plásticos ou nas técnicas de reciclagem, negligenciando a fase de design. Notavelmente, o design influencia cerca de 80% dos impactos ambientais das embalagens. Embora alguns estudos abordem o desenvolvimento de embalagens industriais e ferramentas básicas de design, o processo detalhado e as considerações de design permanecem subexplorados. Nenhuma revisão anterior examina especificamente o design de embalagens para CE a partir de uma perspectiva centrada no design.
Assim, este estudo centra-se no design de embalagens relacionadas com a CE, realizando uma revisão da literatura mais recente. As descobertas são sintetizadas em uma estrutura circular de design de embalagens, descrevendo os principais fatores e considerações para o processo de design. O artigo está estruturado da seguinte forma: a Seção 1 apresenta os antecedentes da CE e das embalagens; A Seção 2 apresenta uma visão geral dos regulamentos/políticas de design de embalagens relacionadas à CE em vários níveis governamentais; a seção 3 detalha a metodologia de revisão da literatura; A seção 4 apresenta revisões sistemáticas de publicações acadêmicas sobre design de embalagens com foco em CE; A Seção 5 discute resultados e tendências futuras de pesquisas.
Esta secção fornece uma visão geral dos regulamentos e políticas introduzidas pelos governos em diferentes níveis para enfrentar os desafios dos resíduos de embalagens e alcançar uma economia circular.
Para enfrentar os desafios prementes de protecção ambiental, a UE promulgou numerosos regulamentos e políticas. A legislação da UE sobre resíduos define metas e disposições para a reciclagem de resíduos: conforme detalhado na Diretiva-Quadro Resíduos 2018/851, as taxas de reutilização e reciclagem de resíduos municipais devem atingir 55% até 2025, 60% até 2030 e 65% até 2035. Uma vez que os resíduos de embalagens constituem uma grande parte dos resíduos domésticos, a consecução destes objetivos exige que as embalagens sejam concebidas para reutilizações múltiplas e para uma maior reciclabilidade.
Entre os tipos de resíduos como papel e vidro, os resíduos de embalagens de plástico são especificamente destacados na Diretiva 2018/852, que estabelece metas rigorosas de reciclagem baseadas no peso: um mínimo de 65% de todos os resíduos de embalagens devem ser reciclados até 2025, aumentando para 70% até 2030. Alinhada com a política e legislação da UE em matéria de resíduos, foi lançada a primeira Estratégia Europeia para os Plásticos numa Economia Circular, com o objetivo de melhorar o design dos produtos de plástico, aumentar as taxas de reciclagem de resíduos de plástico e melhorar a qualidade dos plásticos reciclados.
Para cumprir as metas de longo prazo delineadas na legislação da UE sobre resíduos, o 'Um novo plano de ação para a economia circular para uma Europa mais limpa e mais competitiva' da UE propôs um plano de ação. Um componente central deste plano é conceber e produzir produtos sustentáveis, ao mesmo tempo que transforma os padrões de consumo. O plano centra-se em vários setores, sendo as embalagens e os plásticos identificados como tendo elevado potencial de circularidade. Os designers de embalagens desempenham, portanto, um papel fundamental no avanço da economia circular: ao criar embalagens sustentáveis, podem influenciar o comportamento do consumidor e minimizar o desperdício ao longo das fases de fabrico e consumo do produto.
Nível nacional
Para responder à Diretiva 2018/852 de Embalagens e Resíduos de Embalagens da UE e à legislação da UE sobre resíduos, vários governos nacionais formularam políticas correspondentes. Por exemplo, o governo do Reino Unido emitiu a declaração política do Pacote de Economia Circular (CEP), que descreve três requisitos principais para embalagens:
(i) as embalagens devem ser projetadas, fabricadas e comercializadas para permitir a reutilização ou recuperação;
(ii) o conteúdo de substâncias perigosas ou nocivas nas embalagens deve ser minimizado;
(iii) o peso e o volume das embalagens devem ser restritos ao mínimo necessário, garantindo ao mesmo tempo os níveis exigidos de higiene, segurança e aceitação do consumidor.
Além disso, a França promulgou uma nova lei em 2020 que visa a redução do consumo de plástico, maior reutilização e reciclagem, maior responsabilidade do produtor e fornecimento obrigatório de informações ao consumidor para facilitar a triagem das embalagens. A Suécia também anunciou uma estratégia nacional de economia circular, com produtos sustentáveis e design de embalagens associados, juntamente com o uso sustentável de materiais, identificados como duas das suas quatro principais áreas de foco. Para obter detalhes sobre políticas e estratégias em outros países, os leitores devem consultar a literatura relevante.
Nível regional
Alinhando-se com as políticas e legislação nacionais de economia circular (EC), as autoridades locais lançaram estratégias e roteiros regionais de EC adaptados aos seus contextos económicos locais. Estes planos regionais são moldados não só por considerações ambientais, mas também pelos interesses dos sectores-chave da região.
O livro branco 'Os governos municipais e o seu papel na viabilização de uma transição para a economia circular' resumiu os roteiros municipais de CE, muitos dos quais adoptam uma abordagem sectorial específica. Por exemplo, o plano de economia circular de Roterdão dá prioridade ao sector dos materiais de base biológica como foco principal. O roteiro de CE de outra cidade propõe medidas para reduzir o uso de sacolas plásticas descartáveis – algo crítico, pois o turismo local, um importante impulsionador econômico, também gera resíduos substanciais de embalagens descartáveis. Paris pretende instalar fontes potável para reduzir o consumo de água engarrafada e os resíduos plásticos associados.
A estratégia de economia circular de Glasgow incentiva os designers a selecionar materiais ecológicos, a eliminar desperdícios através do design e a aderir aos princípios de design para desmontagem e adaptabilidade. Cidades em todo o mundo, como [exemplos omitidos], desenvolveram estratégias semelhantes; white papers relevantes fornecem visões gerais detalhadas de iniciativas circulares municipais globais.
Através destas estratégias de CE lideradas pelo governo local, emerge uma ênfase consistente: para concretizar a circularidade, os designers e produtores devem assumir maior responsabilidade pelos resíduos pós-utilização dos seus produtos – responsabilidade que atualmente não assumem integralmente.
Métodos
Para identificar estudos acadêmicos com foco no design de embalagens no contexto da economia circular, foi realizada uma revisão sistemática da literatura, com base na metodologia proposta. A revisão seguiu três etapas principais: planejamento, execução e elaboração de relatórios.
Na fase de planeamento, as principais palavras-chave da investigação foram identificadas juntamente com um protocolo de revisão detalhado. A etapa de execução envolveu a busca de literatura em vários bancos de dados acadêmicos respeitáveis — incluindo ISI Web of Science, Scopus, Google Scholar e Ei Compendex — seguida de triagem inicial e análise aprofundada de fontes relevantes. Finalmente, os resultados da revisão foram sintetizados e documentados na fase de relatório.
Consistente com a metodologia adotada, foram selecionadas palavras-chave e termos de busca específicos (listados abaixo). Para garantir uma revisão abrangente, foram utilizadas combinações destas palavras-chave em múltiplas pesquisas em bases de dados para localizar estudos relevantes para o design de embalagens orientado para a economia circular. A busca foi realizada exclusivamente nas bases de dados acadêmicas citadas para curadoria de literatura adequada à pesquisa.
Resultados e discussões
Esta secção centra-se na revisão das pesquisas mais recentes sobre design de embalagens no contexto de uma economia circular. Os resultados desta revisão de literatura podem ser encontrados na seleção de materiais, fase de projeto de conceito, fase de desenvolvimento de projeto e ferramentas e indicadores para verificação de projeto. Uma discussão aprofundada sobre os resultados foi conduzida e oportunidades futuras de pesquisa foram identificadas.
Seleção de materiais
Princípios de seleção de materiais
A seleção de materiais está no cerne do conceito de economia circular (EC). A importância da adoção de materiais ecológicos tem sido repetidamente enfatizada na literatura acadêmica, nas estratégias dos governos nacionais e no discurso público. As embalagens podem ser fabricadas a partir de vários materiais – papel, vidro, metal, plástico e muito mais – com os plásticos a chamarem especial atenção: os resíduos de embalagens de plástico constituem a maior parte dos resíduos de embalagens a nível mundial, representando uma grave ameaça aos ecossistemas da Terra.
No meio de grandes alterações legislativas da UE, os materiais poliméricos utilizados nas embalagens devem agora ser geridos adequadamente ao longo de todo o ciclo de vida do produto. Duas prioridades críticas para cumprir as metas da UE são: reduzir a geração de resíduos de embalagens e aumentar a reciclabilidade dos materiais de embalagem para recuperação de materiais. A redução de resíduos pode ser alcançada minimizando o uso de materiais através de um design criterioso (detalhado nas seções subsequentes sobre design conceitual, desenvolvimento de design e reutilização de embalagens) e adotando materiais biodegradáveis que evitem aterros ou incineração. A reciclagem de materiais, por sua vez, pode ser realizada utilizando materiais reciclados ou com alto conteúdo reciclado; quando a reciclagem é inviável, a recuperação de energia (transformação de resíduos em energia) serve como uma alternativa viável. Exemplos práticos incluem as embalagens verdes da Dell – suas bandejas usam mais de 93% de plásticos recicláveis por peso, incluindo 25% de plásticos destinados aos oceanos e polietileno de alta densidade reciclado (HDPE) de garrafas e recipientes de alimentos – e a estratégia AIR da Adidas-Parley, onde tênis de corrida de espuma marinha incorporam fibra de tereftalato de polietileno (PET) de garrafas plásticas e náilon de redes de emalhar descartadas.
Além dos princípios de seleção de materiais específicos da CE, os critérios tradicionais de design de embalagens permanecem aplicáveis:
(i) melhorar a funcionalidade do material para proteger a qualidade do produto;
(ii) redução de custos;
(iii) utilização de materiais limpos, seguros e não perigosos para os seres humanos e os ecossistemas.
As subseções a seguir descrevem as principais considerações para a seleção de materiais no design de embalagens circulares.
Propriedades de materiais de embalagem reutilizados e reciclados
Materiais e propriedades mecânicas de materiais reutilizados e reciclados
A viabilidade de fechar ciclos de materiais depende fortemente das propriedades dos materiais reutilizados e reciclados – especificamente, se estes materiais (ou os componentes e produtos fabricados a partir deles) podem ser efetivamente recuperados, reprocessados e redistribuídos para reutilização ou reciclagem, dadas as suas propriedades, características e funcionalidades residuais.
Os estudiosos têm incentivado os designers e engenheiros a compreenderem o material e as propriedades mecânicas dos plásticos de embalagem, uma vez que estes podem degradar-se gradualmente após múltiplos usos ou ciclos de reprocessamento. A pesquisa indica que os plásticos normalmente se deterioram ao ponto de ficarem inutilizáveis após sete iterações de reciclagem. Por exemplo, estudos constataram que o módulo de elasticidade do polipropileno (PP) diminui após o reprocessamento, tornando o material menos elástico e mais quebradiço; lavagens repetidas também impactam negativamente a qualidade das embalagens de PP. Além disso, o processamento de tereftalato de polietileno reciclado (PET) aumenta a viscosidade do fundido, reduzindo a fluidez do material durante a moldagem por sopro e levando a produtos acabados de qualidade inferior. Em contraste, o polietileno de alta densidade (HDPE) mantém propriedades mecânicas quase inalteradas em vários ciclos de reprocessamento, tornando-o superior ao PP e PET neste aspecto. Outra pesquisa explorou a proporção da mistura de PET virgem para reciclado, descobrindo que uma mistura 70/30 exibe propriedades reológicas, mecânicas e térmicas favoráveis durante a extrusão. Estudos que analisaram a processabilidade e o desempenho mecânico de amostras reprocessadas de PET, polietileno (PE) e PP observaram que os resíduos de PET - mesmo com alta heterogeneidade - são adequados para reciclagem em circuito fechado e podem ser reciclados múltiplas vezes, enquanto os resíduos de PP (sejam mistos ou de tipo único) não o são, devido à degradação substancial durante a reciclagem. Outras pesquisas avaliaram o impacto do teor de álcool etileno vinílico (EVOH) em embalagens de alimentos HDPE multicamadas recicladas (por exemplo, garrafas de iogurte potável para consumo fora de casa). Conforme citado em trabalhos anteriores, os plásticos destinados aos oceanos e outros PEAD reciclados são misturados numa proporção de 1:3 em algumas aplicações de embalagens, garantindo que a composição química e a qualidade do produto final não sejam significativamente comprometidas por impurezas nos plásticos reciclados. Ao selecionar materiais para o design de embalagens circulares, os designers também devem considerar os processos de reciclagem subsequentes: por exemplo, a reciclagem de PET consome mais energia devido à sua resistência a altas temperaturas e relativa inércia. Um estudo sobre os impactos económicos e ambientais de vários polímeros identificou PP, PE, cloreto de polivinilo (PVC) e ácido polilático (PLA) como opções preferidas, uma vez que a sua produção reduz o esgotamento dos fósseis e a sua reciclagem requer menos energia. Além disso, as poliolefinas têm uma taxa de absorção de contaminantes mais elevada do que o PET, necessitando de limpeza intensiva durante a reciclagem e aumentando os custos associados. Para obter informações detalhadas sobre técnicas de reciclagem e gestão de resíduos plásticos, os leitores devem consultar a literatura citada.
Notavelmente, ao selecionar materiais potenciais, a aplicação do produto deve ser uma consideração primária, uma vez que restringe largamente a disponibilidade do material. Por exemplo, embalagens reutilizáveis de gel para lavagem das mãos requerem materiais rígidos e duráveis – idealmente translúcidos em áreas específicas – enquanto garrafas de bebidas retornáveis exigem materiais elásticos e leves (para reduzir custos de transporte) com excelente reprocessabilidade para múltiplos ciclos de reciclagem.
Perigos de materiais reciclados
Embora o Plano de Acção para a Economia Circular da UE incentive a utilização de materiais reciclados como uma “regra de ouro” fundamental, é crucial observar que certos materiais reciclados acarretam riscos inerentes. Os designers devem estar plenamente conscientes destes riscos potenciais quando utilizam tais materiais em aplicações específicas – particularmente embalagens de alimentos e embalagens de brinquedos infantis.
Os polímeros reciclados representam perigos principalmente devido aos ftalatos, uma classe de produtos químicos prejudiciais à saúde humana, comumente adicionados como plastificantes durante a fabricação de plásticos. No entanto, a eliminação completa dos ftalatos nem sempre é viável, pois são aditivos essenciais para moldar os produtos nas formas desejadas. Podem ser introduzidos ftalatos adicionais durante o reprocessamento de plásticos reciclados ou em fases posteriores de produção (por exemplo, rotulagem e colagem), e estas substâncias geralmente não são removidas durante a reciclagem de resíduos plásticos domésticos.
Os pesquisadores desenvolveram um banco de dados que documenta os produtos químicos utilizados nas embalagens plásticas, incluindo aqueles perigosos para a saúde humana e o meio ambiente. Estudos que medem o teor de ftalatos em plásticos virgens, reciclados e resíduos revelaram que os plásticos reciclados acumulam mais ftalatos durante o processo de reciclagem. Outras pesquisas relacionaram o aumento do uso de garrafas PET recicladas em embalagens de alimentos a uma maior exposição infantil aos ftalatos. Além dos ftalatos, outros aditivos – como retardadores de chama – foram detectados em brinquedos infantis, com evidências sugerindo que estas substâncias entram em novos ciclos de vida de produtos através de materiais reciclados. Retardadores de chama de éter difenílico bromado (BDE) proibidos também foram encontrados em altas concentrações em vários produtos de consumo e embalagens novos e reutilizáveis (incluindo brinquedos infantis e componentes automotivos). Estes BDE bioacumulativos e outras substâncias persistentes não podem ser efetivamente separados dos fluxos de resíduos plásticos, pelo que devem ser impostas restrições mais rigorosas à utilização de plásticos reciclados para produtos e aplicações específicas.
Fase de projeto conceitual
Após selecionar os materiais apropriados, a próxima fase é gerar vários conceitos de design de embalagens. Deve-se enfatizar que este é um processo iterativo desde a seleção de materiais até o projeto conceitual, dada a sua natureza interligada. Esta subseção analisa e resume os fatores que os designers devem considerar durante a fase de geração do conceito.
Embalagem reutilizável
As embalagens reutilizáveis alinham-se perfeitamente com o conceito de economia circular e devem ser a principal preocupação dos designers sempre que possível – a sua utilização evita custos adicionais associados ao processamento de embalagens recicladas e subsequente refabricação. Em geral, as embalagens reutilizáveis podem ser categorizadas em quatro tipos: embalagens reutilizáveis a granel (reutilizáveis), embalagens-mãe recarregáveis (garrafas e recipientes), embalagens retornáveis (recipientes, garrafas, copos e pratos) e embalagens de trânsito (caixas e embalagens flexíveis).
Os estudiosos analisaram fatores que influenciam os impactos econômicos e ambientais das embalagens reutilizáveis. Verificou-se que as taxas de devolução, as distâncias de transporte e a dificuldade e o custo de triagem, limpeza e manutenção exercem efeitos negativos sobre os benefícios das embalagens reutilizáveis – e qualquer aumento destes factores prejudica o seu valor. Deve ser alcançado um equilíbrio cuidadoso entre embalagens reutilizáveis e embalagens descartáveis, considerando a produção de materiais, a eliminação de materiais descartáveis e as crescentes exigências de transporte de embalagens reutilizáveis. Além disso, ao conceberem embalagens reutilizáveis para mercados tradicionalmente dependentes de opções de utilização única, os designers precisam de compreender as barreiras à sua adoção. A investigação indica que a introdução de embalagens reutilizáveis exige mudanças sistémicas não só para os produtores e retalhistas, mas também para os consumidores, o que só é possível através da reorganização da cadeia de abastecimento e de novos investimentos em linhas de produção. Abaixo está um resumo das principais barreiras para cada parte interessada:
Produtores: Aumento da complexidade logística; reorganização da cadeia de suprimentos para adaptação a novos cenários de embalagens e estoques; custos mais elevados e atrasos no tratamento de embalagens recarregáveis devolvidas (por exemplo, contentores), especialmente nas cadeias de abastecimento globais; investimentos significativos para estabelecer sistemas de produção para embalagens reutilizáveis.
Varejistas: Investimentos adicionais em armazéns para armazenar embalagens reutilizáveis devolvidas (por exemplo, contêineres); custos extras para atender aos requisitos de higiene das embalagens devolvidas; despesas contínuas com limpeza e manutenção de equipamentos (por exemplo, dispensadores para classificação e armazenamento de recipientes devolvidos).
Consumidores: As principais preocupações centram-se nos inconvenientes, incluindo:
(i) desafios de usabilidade em todas as faixas etárias (por exemplo, algumas embalagens recarregáveis são difíceis para os idosos);
(ii) a necessidade de devolver embalagens vazias aos varejistas ou postos designados para reabastecimento;
(iii) potencial indisponibilidade de recargas ou substituições e (iv) custos de embalagem mais elevados.
Os pesquisadores identificaram e avaliaram 14 fatores de sucesso para embalagens plásticas reutilizáveis, entre os quais a redução de resíduos de embalagens, menores despesas de transporte/embalagem/gerenciamento de resíduos e a utilização eficiente do espaço de armazenamento estão diretamente ligadas ao design eficaz de embalagens. No entanto, outros estudos destacam que o compromisso da gestão de topo, a gestão otimizada de inventário e o apoio enxuto são os três fatores mais críticos para a viabilidade dos modelos de negócio de embalagens plásticas reutilizáveis. Também foram identificados os principais atributos de embalagens recarregáveis eficazes: boa qualidade e valor, facilidade de uso e uma redução significativa no volume de materiais de embalagem produzidos e distribuídos.
Uso de vários materiais
Uma diretriz fundamental para o design de embalagens circulares é minimizar o número de materiais utilizados – isto é particularmente crítico para embalagens plásticas domésticas. Os resíduos plásticos domésticos são normalmente heterogêneos e podem conter contaminantes, resultando em plásticos reciclados de qualidade inferior que impedem a reciclagem em circuito fechado. Um estudo que examinou resíduos de embalagens de mamadeiras de fórmula infantil descartáveis em maternidades irlandesas descobriu que essas mamadeiras são frequentemente projetadas com uma grande diversidade de materiais (por exemplo, mamadeiras, tetinas e embalagens externas), criando desafios na identificação de métodos apropriados de tratamento de resíduos. A pesquisa recomendou a redução da variedade de materiais para facilitar os processos de reciclagem.
Além disso, o uso de materiais multipolímeros deve ser evitado sempre que possível. Os multipolímeros geralmente contêm impurezas que comprometem a reciclabilidade do material e contaminam outros resíduos plásticos recuperados. Esses materiais são normalmente rejeitados durante o reprocessamento e desviados para incineração, causando poluição ambiental adicional. Se o uso de multipolímeros for inevitável, os estudiosos sugerem projetar componentes individuais e separáveis (por exemplo, por meio de design modular) para permitir a separação e classificação de peças multipolímeros durante a reciclagem.
Opções de fim de vida
Os investigadores estudaram as implicações ambientais da reutilização e reciclagem de embalagens, enfatizando que os designers devem considerar e definir as opções de fim de vida de um produto durante a fase de design. O impacto ambiental, a legislação relevante, a qualidade da embalagem e os custos (por exemplo, despesas de fabrico e refabricação) exigem uma ponderação cuidadosa, uma vez que estes factores influenciam directamente a formulação de políticas de devolução.
Outros estudiosos sugeriram que os designers deveriam repensar a natureza da embalagem – enquadrando-a não apenas como um acessório de proteção, mas como um produto que os consumidores compram, possuem e eventualmente descartam. Em vez dos modelos de propriedade tradicionais, os consumidores devem envolver-se na embalagem como um serviço: após a utilização, devolvem a embalagem aos retalhistas (e, em última análise, aos produtores) em troca de créditos que podem ser aplicados na compra de novas embalagens.
Design para logística
Os pesquisadores demonstraram a maior complexidade logística e os aumentos de custos associados, conforme descrito em estudos anteriores. Para as empresas comerciais, é imperativo encontrar um equilíbrio entre custo e impacto ambiental. Além disso, a avaliação do impacto ambiental é multifacetada – por exemplo, as embalagens reutilizáveis reduzem os resíduos, mas podem aumentar as emissões de CO₂ devido ao transporte mais frequente. Um estudo comparou dois sistemas de embalagem e distribuição de frutas e vegetais italianos em toda a Europa: recipientes de papelão ondulado descartáveis e recipientes de plástico reutilizáveis. Identificou a distância de transporte e o tamanho da embalagem como os dois fatores de influência mais críticos.
Isto sublinha que os designers devem incorporar considerações
relacionadas com a logística ao desenvolver embalagens reutilizáveis e retornáveis. Embora as distâncias de transporte sejam frequentemente fixas, as embalagens devem ser reconfiguráveis para maximizar a capacidade de carga e acomodar mais itens por remessa. Um estudo de caso documentou o redesenho das
caixas de remessa para serem reconfiguráveis, permitindo-lhes acomodar painéis LCD de tamanhos variados e reduzindo a necessidade de contêineres adicionais para transportar itens devolvidos. Outro estudo desenvolveu um modelo conceitual de embalagem integrando design técnico, fatores ambientais e sistemas da cadeia de abastecimento, que pode otimizar o design de embalagens de papelão ondulado para minimizar os impactos ambientais em toda a cadeia de abastecimento. Os estudiosos observaram ainda que a redução dos custos de transporte pode ser alcançada através da modularidade das embalagens e de práticas padronizadas.
Os investigadores também levantaram preocupações sobre o aumento das emissões de gases com efeito de estufa provenientes do transporte múltiplo de embalagens reutilizáveis. Um exemplo notável é um estudo que compara os impactos ambientais de dois materiais de embalagem de manga no Brasil: o compósito reutilizável e o papelão tradicional descartável. As principais preocupações incluíam o maior consumo de eletricidade para a produção de embalagens compostas e o maior uso de combustível para o transporte de contêineres compostos mais pesados. O estudo descobriu que, após mais de quatro usos, as emissões de CO₂ provenientes do transporte de embalagens compostas tornaram-se menos favoráveis ao meio ambiente em comparação com caixas de papelão descartáveis – atribuídas ao grande tamanho geográfico do Brasil, que exige transporte de longa distância. Além disso, o papelão descartável no Brasil é incinerado para recuperação energética. Assim, o papelão descartável mostrou-se uma melhor opção após quatro reutilizações de embalagens compostas. Em contraste, os resultados mostraram que o ponto de equilíbrio (onde as embalagens compostas se tornam mais ecológicas) só foi alcançado após 35 reutilizações no contexto europeu. Isto indica que, embora os designers sejam geralmente encorajados a maximizar os ciclos de reutilização das embalagens, as distâncias de transporte e as emissões de gases com efeito de estufa resultantes não podem ser negligenciadas.
Além disso, se os produtos e as suas embalagens se destinam aos mercados locais ou regionais, as taxas de retorno locais devem ser integradas no processo de concepção. Um estudo avaliou o sistema de recolha de resíduos de embalagens domésticas na Eslováquia, concluindo que a taxa de reciclagem de determinados materiais (por exemplo, embalagens PET para bebidas) ficou significativamente aquém das metas da UE, com variações observadas entre duas cidades. Os investigadores acrescentaram que as taxas de reciclagem são um factor determinante que afecta os custos logísticos totais, uma vez que taxas de reciclagem mais elevadas normalmente se correlacionam com custos associados mais baixos. Portanto, ao selecionar materiais, os projetistas devem estar cientes do retorno local ou das taxas de reciclagem desses materiais. Escolhas informadas de materiais são essenciais para facilitar a reciclagem local de resíduos e, assim, reduzir os custos globais.
Fase de desenvolvimento do projeto
Funcionalidade da embalagem
Embora a função principal da embalagem seja proteger o produto embalado, outros factores que influenciam a qualidade da embalagem e a experiência do utilizador também estão intimamente ligados à geração de resíduos. Os estudiosos salientaram que a investigação atual se concentra fortemente no prolongamento da vida útil dos produtos ou na utilização de resíduos como matéria-prima, mas não presta atenção suficiente à abordagem das causas profundas dos resíduos. Um estudo que investigou o desperdício de alimentos relacionado ao design inadequado de embalagens identificou três principais fatores de desperdício desnecessário: “dificuldade em esvaziar completamente as embalagens”, “embalagens danificadas” e “os alimentos estragam rapidamente em embalagens resseláveis ou abertas”.
Os investigadores aconselham os designers a considerarem uma dupla perspetiva no design de embalagens de alimentos: embora as embalagens – especialmente as embalagens à base de plástico – aumentem os volumes globais de resíduos, elas simultaneamente reduzem o desperdício de alimentos, protegendo os produtos e prolongando a vida útil. Os principais indicadores para o design de embalagens de alimentos incluem extensão do prazo de validade, redução de danos aos alimentos e minimização de embalagens secundárias. Outros estudos observaram que o impacto ambiental das embalagens de alimentos é relativamente menor em comparação com o dos alimentos que elas contêm.
Num estudo separado, os investigadores redesenharam embalagens recarregáveis para um produto de lavagem corporal e descobriram que o fator crítico de sucesso era garantir que os consumidores pudessem compreender facilmente como reabastecer o recipiente principal e utilizar o produto. Além da durabilidade esperada das embalagens recarregáveis, a funcionalidade é igualmente importante e não deve ser comprometida.
Tamanho, forma e cor
Do ponto de vista da reciclagem, uma prática recomendada geral é evitar o uso de plástico preto ou de cor escura nas embalagens. A principal razão é que a maioria das instalações de triagem utiliza scanners de espectroscopia de infravermelho próximo (NIR), que enfrentam desafios técnicos na detecção de plásticos pretos ou escuros. No entanto, 10-11% dos plásticos PET, PP e PE actualmente utilizados em embalagens são pretos.
Em relação ao tamanho e formato da embalagem, os designers devem equilibrar o volume e o custo da recarga. As embalagens recarregáveis são muitas vezes concebidas para serem grandes para conter mais conteúdo, maximizando os benefícios económicos – mas as embalagens maiores aumentam o custo das embalagens, que já são mais caras do que as alternativas de utilização única. Os investigadores sugerem que as embalagens dos alimentos devem ser bem adaptadas ao conteúdo dos alimentos: descobriu-se que a utilização de embalagens com dimensões adequadas reduz tanto as perdas/desperdícios de alimentos como os resíduos de embalagens. Os estudiosos também apontaram que embalagens superdimensionadas são um dos principais contribuintes para o desperdício de alimentos e devem ser evitadas. Além disso, para reduzir ainda mais os custos de embalagem, estudos destacam a necessidade de reduzir a variedade de formatos e tamanhos de embalagens.
Design modular e etiquetagem
O design modular é uma teoria de design que subdivide um produto ou sistema em partes constituintes menores. Essas peças podem ser projetadas, modificadas, produzidas, substituídas ou trocadas de forma independente dentro de um único produto ou em diferentes produtos e sistemas. Para embalagens compostas por diversos materiais ou multipolímeros, o design modular deve ser adotado sempre que viável. Isto facilita a separação e classificação de diferentes materiais – especialmente crítico para multipolímeros, que não podem ser misturados com outros polímeros para reciclagem, uma vez que tal mistura causaria degradação substancial de materiais reciclados.
Num estudo de caso sobre o ciclo de vida das embalagens de latas de bebidas da Carlsberg, os investigadores descobriram que a concepção do corpo e da tampa da lata para facilitar a separação melhorou a reciclabilidade, particularmente em múltiplos sistemas de reciclagem de circuito fechado. A rotulagem clara das composições dos materiais e das diretrizes de reciclagem também foi identificada como essencial para alcançar uma reciclagem de alta qualidade. Outro estudo propôs uma estrutura de polietileno (PE) de três camadas para embalagens de alimentos: camadas externas de PE virgem (para segurança no contato com alimentos) e uma camada intermediária feita de filmes de PE flexíveis reciclados. Este design reduz a dependência de materiais virgens ao incorporar PE reciclado na camada sem contato com alimentos, um conceito que pode ser estendido a embalagens modulares – onde materiais reciclados são utilizados para componentes específicos. Os hospitais geram volumes significativos de embalagens plásticas e resíduos de produtos; um estudo sobre resíduos de embalagens de mamadeiras de fórmula infantil descartáveis descobriu que a rotulagem clara de reciclabilidade para cada componente reduziu a complexidade nos processos de gestão de resíduos e reciclagem.
Incorporando o conceito de economia circular no design
Os benefícios ambientais das embalagens circulares dependem não apenas das características do design da embalagem (por exemplo, materiais utilizados e aparência visual), mas também da vontade dos consumidores de adquirir tais produtos. Estudos demonstraram que a aparência visual e a publicidade influenciam as percepções dos consumidores sobre a sustentabilidade das embalagens. Os investigadores que investigaram as respostas dos consumidores ao design das embalagens – a partir da dupla perspetiva dos materiais e dos gráficos – descobriram que os consumidores estão dispostos a pagar mais por embalagens sustentáveis. Outro estudo sobre a motivação dos consumidores para evitar resíduos de embalagens plásticas revelou uma disposição para pagar mais por materiais de embalagem reciclados e recicláveis, especialmente plásticos. Contudo, o termo “sustentabilidade” é ambíguo para os consumidores, que muitas vezes confiam em crenças leigas imprecisas, por vezes enganosas, para julgar a sustentabilidade de uma embalagem. Os académicos aconselham vivamente que os conceitos de economia circular – como as embalagens reutilizáveis para produtos de higiene corporal – devem ser claramente comunicados aos consumidores, com uma diferenciação distinta entre embalagens originais e refil.
Isto sublinha a necessidade crítica de incorporar princípios de economia circular no design de embalagens, destacando as contribuições positivas do produto e/ou embalagem para a circularidade. Um estudo de revisão também observou que a vontade dos consumidores de reciclar embalagens de plástico é motivada por preocupações ambientais e que mensagens relacionadas com o ambiente podem aumentar a sua motivação para a reciclagem. Assim, os designers devem considerar como integrar e transmitir de forma otimizada essas mensagens através do design das embalagens para aumentar o envolvimento do consumidor na reciclagem. No entanto, os investigadores alertaram contra a utilização excessiva de conceitos de economia circular: a incorporação de vários desses princípios num único design de embalagem não aumenta a vontade dos consumidores de comprar ou reciclar, uma vez que produz apenas uma satisfação moral adicional mínima com estas ações.
Armadilhas de design
Além das diversas considerações de design que melhoram as embalagens circulares, existem armadilhas comuns nos designs de embalagens tradicionais que os designers devem evitar. Por exemplo, a laca é amplamente utilizada na indústria de embalagens de bebidas (por exemplo, latas de alumínio). Contudo, os estudiosos alertam que mesmo o uso de baixo nível de laca e outras substâncias (por exemplo, em concentrações de partes por milhão) pode afetar negativamente a reciclabilidade. A composição química da laca pode introduzir contaminantes durante a reciclagem, dificultando a reutilização do material. O princípio do “design para contaminação zero” deve ser incorporado no design das embalagens para permitir a reciclagem lata a lata. Além disso, como observado anteriormente, a combinação de estratégias biológicas e técnicas ou a aplicação excessiva de múltiplas abordagens de design de economia circular não melhora significativamente a funcionalidade das embalagens nem aumenta a vontade de compra dos consumidores.
Além disso, os investigadores propuseram considerações importantes para a concepção de embalagens recarregáveis para produtos de higiene pessoal (por exemplo, sabonete líquido). Surgiu uma visão crítica: apesar da viabilidade técnica de reabastecer e reutilizar essas embalagens mais de 10 vezes, os consumidores estão relutantes em pagar um prémio por este potencial de reutilização alargado. Em vez disso, os consumidores preferem o acesso a uma vasta gama de fragrâncias, tornando menos desejáveis recargas repetidas da mesma fragrância.
Ferramentas e indicadores para validação de design
Após finalizar o projeto detalhado, a embalagem proposta passa por rigorosa avaliação e validação. Uma série de ferramentas – como ferramentas de análise do ciclo de vida (ACV) – pode facilitar esse processo, e vale ressaltar que essas ferramentas são aplicáveis em todas as fases do projeto. Esta subseção descreve as ferramentas e indicadores identificados na literatura que demonstram potencial para apoiar o design de embalagens circulares.
Os pesquisadores desenvolveram uma ferramenta baseada em ACV para avaliar impactos ambientais, geração de resíduos e consumo de recursos. Outro estudo estabeleceu um conjunto de indicadores para avaliar os efeitos ambientais do design de embalagens, incluindo toxicidade de materiais, impacto na biodiversidade e uso de energia, e apresentou uma tabela de “ecoindicadores” para avaliar conceitos de embalagens em três dimensões: produção, transporte e aterro e reciclagem. Também foi proposto um modelo de mineração de dados, que reduz a variedade de tamanhos de embalagens, agrupando formatos e tamanhos semelhantes, substituindo-os por um único modelo de embalagem universalmente adequado. Os estudiosos apresentaram cinco critérios para avaliar o design de embalagens circulares:
(i) reduzir (minimização de embalagens);
(ii) reutilização;
(iii) recuperação (recuperação de energia da combustão de resíduos de embalagens sem poluição secundária);
(iv) reciclar;
(v) degradabilidade.
Também foram sugeridas medidas correspondentes para o design de embalagens circulares, instando os designers a aumentar a conscientização do consumidor sobre a economia circular e a utilizar racionalmente os recursos de embalagens logísticas. Além disso, uma ferramenta de ACV foi desenvolvida para auxiliar os projetistas na avaliação dos impactos ambientais na produção de materiais, na limpeza de embalagens devolvidas, no transporte e nos processos de gerenciamento de resíduos, enquanto outra ferramenta integrada de ACV foi criada para analisar as compensações entre a funcionalidade da embalagem e o desempenho ambiental.
Outros pesquisadores propuseram uma estrutura combinando LCA e o programa de certificação Cradle-to-Cradle (C2C). Estudos examinaram o protocolo de design C2C, a estrutura de avaliação da sustentabilidade do ciclo de vida e o Indicador de Circularidade de Materiais (MCI). O protocolo de design C2C é baseado em três princípios fundamentais: “desperdício é igual a comida”, “utilizar a renda solar atual” e “celebrar a diversidade”, com critérios-chave de certificação relacionados a embalagens, incluindo saúde e reutilização de materiais, gestão de carbono e uso de energia renovável. O MCI avalia o potencial de restauração de materiais desde a produção do produto até a reciclagem, com fatores relacionados ao design da embalagem primária, incluindo conteúdo reciclado do material, taxa de reciclagem e eficiência da reciclagem. Uma revisão de três tipos de modelos e ferramentas de desenvolvimento de embalagens – protocolos, diagramas e avaliações – descobriu que os modelos do tipo avaliação (por exemplo, LCA) são mais úteis em estágios posteriores de desenvolvimento. Em contraste, considerou-se que os modelos do tipo protocolo careciam de descrições tangíveis, limitando a sua eficácia no apoio ao design de embalagens circulares.
Conclusões
O modelo tradicional de produção e consumo de embalagens é linear: as embalagens são projetadas, fabricadas, consumidas, descartadas e, por fim, incineradas ou depositadas em aterros. Em contrapartida, a economia circular visa alcançar o desperdício zero, mantendo os recursos em circuitos fechados durante o maior tempo possível, em vez de permitir que se transformem em resíduos que prejudicam os ecossistemas da Terra. A integração dos princípios da economia circular exige inovações no design das embalagens – aproximadamente 80% dos impactos ambientais são determinados durante esta fase, que define em grande parte os materiais das embalagens, os processos de produção, os padrões de consumo, o potencial de reutilização e a reciclabilidade. Isso torna o design fundamental para a realização de uma economia circular. Até onde sabemos, este estudo é a primeira revisão acadêmica a explorar a pesquisa atual sobre design de embalagens e economia circular a partir de uma perspectiva centrada no design.
Embora esta revisão da literatura se concentre principalmente na investigação académica, é digno de nota que a indústria está a adotar ativamente práticas de embalagem circular. A investigação futura deverá rever e sintetizar os avanços industriais em embalagens circulares, o que pode fornecer orientações práticas para uma comunidade mais ampla de profissionais de embalagens. Além disso, espera-se que os resultados deste estudo beneficiem designers, gestores de I&D e profissionais da indústria de embalagens no desenvolvimento de soluções orientadas para a economia circular, servindo as considerações de design identificadas como uma referência prática. Os educadores também podem aproveitar estas descobertas para formar a próxima geração de talentos centrados na economia circular.
