Nem mesmo em viagens turísticas pela Europa André desligava-se do assunto. Ele aproveitava para observar movimentos de interesse pela reciclagem e já notava mudanças na forma de trabalhar a questão do lixo. Em 1992 inscreveu-se como voluntário da Rio 92 - II Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento Humano, considerada a maior reunião de chefes de Estado da história na busca de soluções para o desenvolvimento sustentável.

Em 1994, Vilhena começou a realizar pesquisa e consultoria para o Cempre, uma das principais entidades dedicadas à promoção da reciclagem no gerenciamento integrado do lixo, e, em 1998, foi convidado para trabalhar na organização assumindo a função de diretor. Entre outras ações, participou da criação do primeiro banco de dados nacional sobre sucateiros e recicladores e a formulação de publicação, intitulada "Reciclagem e Negócios", voltada para os interessados em investir na reciclagem.

Na área acadêmica, André dedicou-se a defender tese de mestrado também voltada para a questão da reciclagem. Em sua trajetória profissional, Vilhena recorda-se com satisfação de sua participação em um congresso da UNESCO sobre reciclagem realizado no Japão, em que ele foi selecionado para participar representando o país. Um verdadeiro apaixonado pela causa, Vilhena orgulha-se de ter colaborado para colocar o assunto reciclagem na agenda do governo, do setor empresarial e da comunidade em geral. André destaca que o Brasil conta com um modelo de reciclagem de sucesso, reconhecido internacionalmente. Ele atribui muito desse sucesso ao valor da lata de alumínio que permitiu a associação do componente social à atividade de catadores de lixo, envolvendo principalmente a população de baixa renda.

Na avaliação do diretor do Cempre, o Brasil deu um grande salto em relação à reciclagem, principalmente quando se fala em lixo urbano, e acredita que agora, com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, o trabalho tende a ser fortalecido, pois vê a iniciativa como uma oportunidade de amadurecimento e fortalecimento do papel das cooperativas no processo de reciclagem.