Facebook do Portal São Francisco Google+
+ circle
Home  Plásticos Biodegradáveis  Voltar

Plásticos Biodegradáveis

 

Literalmente, ou decompondo a palavra em seus dois elementos, biodegradabilidade quer dizer a capacidade de um material ser degradado sob a ação de elementos vivos.

Plásticos Biodegradáveis

A "degradação" (passagem de um estado de referência a um estado degradado) é uma modificação estrutural do material caracterizado por uma diminuição de suas qualidades e desempenho .

Na realidade, além dos elementos vivos, é necessário levar em consideração o biótopo do conjunto (orgânico, mineral e climático) necessário para que a biodegradação ocorra.

Biótopo é o meio complexo onde ocorrem as reações. Nele, devem ser considerados todos os parâmetros físicos (temperatura, pressão, ação mecânica dos ventos, chuva e neve, de alagamentos, ação da luz, ...), a composição química da água, do ar e do solo, além dos parâmetros biológicos (ação dos animais, vegetais e microorganismos).

Todos os parâmetros são interdependentes. Por exemplo, os microrgamismos não podem estar ativos a não ser em condições físicas, químicas e biológicas bem particulares.

A degradação também pode resultar da ação de parâmetros unicamente físicos (deformação, ruptura e modificação da estrutura cristalina sob a ação de pressões mecânicas ou da temperatura).

Ela pode ainda resultar de uma reação química (modificação grande ou parcial da composição molecular sob a ação de agentes químicos ou minerais provenientes de organismos vivos).

De forma mais complexa, ela pode ser resultado da combinação de todos esses parâmetros como, por exemplo, a degradação química resultante da ação física da luz.

A biodegradação não é, portanto, resultado de uma simples ação de microorganismos, porque as condições nas quais eles atuam estão relacionadas com todas as características do meio.

As diferentes possibilidades de degradação dos polímeros

Se considerarmos a problemática da eliminação dos resíduos sólidos, a simples perda das propriedades de um material, sem redução de sua massa, não possui grande interesse. A perda de massa deve ser quase total.

A Fotodegradação

Nesse fenômeno, o fator determinante da degradação é a ação da luz e, mais particularmente, dos raios ultravioleta.

Todos os polímeros são sensíveis à luz em graus diferentes. Por esta razão, eles possuem aditivos para retardar esse efeito. Da mesma forma, eles podem conter aceleradores de fotodegradação que entram em ação assim que os retardadores sejam consumidos.

As aplicações mais conhecidas são os filmes agrícolas fotodegradáveis para recobrimento do terreno em culturas rasteiras. O problema, nesses casos, é que somente a parte exposta à luz se degrada, ou seja, a parte enterrada fica intacta ou fracionada em pedaços, tornando difícil sua extração ao final da colheita. Por outro lado, isso acaba sendo somente uma fotofragmentação onde as macromoléculas não foram transformadas, mas sim cortadas pela fragilização dos aditivos.

O resultado é um pó do plástico que estará presente em quantidade quase idêntica massa de filme utilizada e essa se mistura ao solo cultivado ano após ano. Não há inconveniente para o meio ambiente pois esse processo de eliminação é assimilado, no entanto, não há qualquer vantagem ambiental.

A Quimiodegradação

Somente esse modo de degradação é susceptível de modificar a estrutura física do material e de transformá-la em substâncias assimiláveis pelo meio natural. A maior parte do tempo, ele consiste em uma oxidação, uma digestão ou uma hidrólise, mais ou menos complexa.

A depolimerização de uma poliamida (PA) ou de um polimetacrilato de metila (PMMA) conduz à transformação completa do polímero, seguindo uma reação química inversa à sua polimerização, em produtos que lembram os monômeros que os originaram, os quais poderiam vir a servir novamente à síntese do mesmo material.

Esse é um dos processos de "reciclagem química" ou de "valorização das matérias-primas".

A biodegradação é uma das variedades da quimiodegradação. Os compostos quimicamente ativos (as enzimas, na maior parte do tempo) são, nesse caso, produzidos por parte dos microrganismos.

Para os polímeros contendo partes biodegradáveis inseridas em suas cadeias macromoleculares, a reação pode ser apenas parcial. Obtemos, então, uma biofragmentação onde o resultado é similar àquele obtido na fotofragmentação.

A quimiodegradação também pode ser completa. Isso se passa, em geral, nos polímeros hidrolisáveis e que se decompõem, seja em CO2 e água (na presença de Oxigênio), seja em Metano (em meio anaeróbico). Os polímeros melhor adaptados a uma biodegradação completa são os polímeros naturais (celulose, amido, borracha natural, gelatinas) e os polímeros sintéticos que possuam estruturas próximas essas.

Os polímeros sintéticos "ditos" biodegradáveis

Os polímeros não aromáticos

Eles contém, em sua cadeia molecular, grupos químicos hidrolisáveis. Eles são, então, biofragmentáveis. Mas, salvo aqueles com cadeia molecular curta, as pequenas cadeias obtidas são diferentemente bioassimiláveis. As dificuldades e o tempo de fragmentação são dependentes da formulação.

Os polímeros aditivados com polímeros naturais

A incorporação de um amido de milho altamente disperso em um polímero, servirá, essencialmente, para responder às preocupações de "eco-marketing" porque, apesar dos efeitos anunciados, a eficácia é praticamente nula. Somente uma pequena parte das partículas de amido estarão acessíveis à biodegradação. A maior parte do amido estará preso dentro da massa polimérica.

Os polímeros "enxertados" com polímeros naturais

Eles contém, em proporções diversas, enxertos de amido na cadeia polimérica (em geral do tipo éster em cadeias curtas).

Os ensaios de degradação se revelaram verdadeiramente decepcionantes. Os mais degradáveis apresentaram propriedades (permeabilidade, estabilidade à água) muito distantes daqueles outros materiais plásticos e muito mais próximos das do papel.

Os polímeros de síntese intrinsicamente biodegradáveis

Eles apresentam, em intervalos muito curtos, os grupamentos hidrolisáveis do tipo éster:

Poliglicóis e Polilactídeos Família dos produtos bioassimiláveis pelo organismo, utilizados na fabricação de fios cirúrgicos;
Policaprolactonas Degradabilidade total mais lenta (mais de um ano);
Poli hidróxido butirato Síntese bioquímica dos copolímeros;
Poli hidróxido valerato Degradação aeróbica rápida, anaeróbica mais lenta.

Podemos, então, agrupar os polímeros biodegradáveis em duas categorias:

Os verdadeiramente biodegradáveis

Quase exclusivamente representados por polímeros naturais como a borracha natural, papel, papelão e a madeira. Se trata, no entanto, de polímeros com mercados de aplicação muito especializados.

As propriedades dos polímeros sintéticos biodegradáveis estão, geralmente, muito próximas da celulose, ou seja, que atende a um mercado muito distante dos materiais plásticos, e mais próximos das aplicações voltadas ao papel e papelão.

Em razão de seu preço mais elevado, eles não podem ser escolhidos, a não ser em casos muito particulares onde possam trazer características importantes e determinantes (pureza, rigidez, elasticidade, transparência, bioassimilabilidade,...) e que excede às obtidas com o uso do papel ou papelão.

Por outro lado, as dezenas de milhões de toneladas de materiais plásticos consumidos a cada ano em todo o mundo servem justamente a aplicações nas quais são impostas características essenciais de segurança que tornam muito difícil o uso dos biodegradáveis (proteção de alimentos, construção, transportes, etc.).

É, portanto, totalmente ilusório imaginar que os biodegradáveis podem vir a substituir os materiais plásticos não degradáveis na totalidade de suas aplicações.

Conseqüentemente, os mercados tecnicamente acessíveis aos biodegradáveis serão aqueles ligados ao papel, papelão e madeira e, mesmo assim, onde tenham um preço competitivo.

Os falsos biodegradáveis

Parcialmente degradáveis ou fragmentáveis, eles não apresentam, a não ser em raras exceções, função outra que não seja a exploração publicitária pseudo-ecológica.

O cúmulo da exploração abusiva das pretendidas qualidades ecológicas se encontra em certas aplicações dos polímeros hidrosolúveis.

Fora de seus usos específicos, é injustificada sua aplicação. Algumas vezes, eles são apresentados como tendo a propriedade de "desaparecer" na água sendo, assim, qualificados como biodegradáveis. É, portanto, uma qualificação imprópria. Esses produtos não são biodegradáveis, mas simplesmente solúveis.

Esses produtos não são biodegradáveis, mas simplesmente solúveis.

Eles não desaparecem, eles somente são colocados em solução na água e, mesmo esses produtos dissolvidos, são pouco ou nada biodegradáveis. Na realidade, a dissolução somente aumenta os teores de DQO - demanda química de oxigênio e DBO - demanda bioquímica de oxigênio, parâmetros essenciais na medição da poluição das águas.

A biodegradação como desperdício de um material nobre

A biodegradação não permite valorizar o material ao final de sua vida, a não ser uma fração muito pequena dos recursos utilizados.

A digestão anaeróbica permitiria recuperar um pouco do metano, isso se coletado, mas os plásticos biodegradáveis reagem em meio aeróbico onde não há a formação de metano.

Os processos de reutilização do plástico normal são incontestavelmente mais ecológicos que os da biodegradação.

Já o composto obtido após a biodegradação teria uma qualidade muito ruim como fertilizante em razão da ausência dos oligo-elementos e dos compostos de azoto que encontramos normalmente nas biomassas.

Já os materiais plásticos normais possuem múltiplos modos de valorização: reuso, reutilização, reciclagens mecânica, química e valorização energética. A re-introdução dos resíduos plásticos no ciclo de fabricação de um produto ou de uma energia permite obter redução dos recursos naturais não renováveis muito superior a qualquer coleta de metano proveniente da degradação dos biodegradáveis. Mesmo levando em consideração os conceitos do Desenvolvimento Sustentável, os processos de reutilização do plástico normal são incontestavelmente mais ecológicos que os da biodegradação.

A possibilidade do "mau exemplo" incentivando a poluição

Os conceitos de biodegradabilidade e a propaganda enganosa, caso não explicados de forma correta, podem sugerir ao consumidor que ele pode abandonar os resíduos plásticos na natureza, uma vez que eles seriam reintegrados ao meio ambiente, da mesma forma que fazemos com as cascas de laranja. Em vez de reduzir o problema ambiental, ocorreria o contrário. É portanto, fundamental, mostrar que, mais ecológico seria o tratamento correto do plástico tradicional, uma vez que ele é estável e não polui o ar, a água nem o solo.

Degradabilidade = Poluição

A compostagem aeróbica dos plásticos degradáveis produz o gás carbônico, responsável pelo efeito estufa. O balanço desses gases não pode ser considerado nulo.

Por outro lado, todo polímero deve conter aditivos complexos para que possam ser transformados. Quais são os produtos dessa degradação ? São eles nocivos ou bio-acumuláveis ? Estas respostas são importantes pois a degradação dos materiais pode gerar efeitos negativos, diferentemente da degradação dos vegetais, por exemplo.

Biodegradáveis: o que fazer ?

Nas aplicações onde estão acessíveis as características de degradabilidade, os materiais naturais satisfazem perfeitamente os requisitos necessários. Nos outros casos, há a necessidade de substituí-los pelos materiais sintéticos. Em razão de sua biodegradabilidade, os materiais naturais (papel, papelão, madeira e borracha) não podem satisfazer a todos os usos. É por esse motivo que é indispensável manter a disponibilidade de materiais não degradáveis.

O problema ambiental deve ser resolvido através da disposição correta desses materiais e coleta seletiva para seu posterior reaproveitamento material ou energético.

Ratificando o exposto, há aplicações específicas onde o uso de materiais biodegradáveis é justificada e necessária, caso dos fios cirúrgicos, por exemplo. Fora dessas aplicações, o uso dos materiais sintéticos vem trazendo enormes benefícios à sociedade há centenas de anos. O problema ambiental deve ser resolvido através da disposição correta desses materiais e coleta seletiva para seu posterior reaproveitamento material ou energético.

Fonte: www.plastivida.org.br

Plásticos Biodegradáveis

Os plásticos biodegradáveis representam uma área do conhecimento com grandes oportunidades de inovação que são intensamente dependentes de informação e tecnologia. As exigências crescentes para a sustentabilidade e preservação do meio ambiente tornam os materiais biodegradáveis um fator competitivo para muitos setores ligados ou dependentes desses materiais. Essa configuração amplia a importância do domínio dos conhecimentos sobre a aplicação e oportunidades desses materiais na indústria de um modo geral, sob o ponto de vista de novos materiais e processamentos disponíveis ou em fase de desenvolvimento.

Além disso, o uso de plásticos biodegradáveis no desenvolvimento de novos produtos pode se tornar uma estratégia da empresa, já que estes podem propiciar inovações tecnológicas de grande repercussão para a mesma [1,2,3].

Contudo, o processo de inovação tecnológica é complexo e dependente de diversos fatores, dentre os quais, pode-se destacar a capacidade da empresa e dos outros agentes envolvidos em buscar, obter e utilizar, no momento certo, a informação apropriada às suas necessidades [4].

Os plásticos ou plásticos biodegradáveis constituem uma família de plásticos que se degradam sob a ação de organismos vivos e também por meio de reações abióticas tais como fotodegradação, oxidação e hidrólise, que podem alterar o plástico devido a fatores ambientais [5,6].

Nos dias atuais, os plásticos fazem parte crescente da vida humana. Em países desenvolvidos, o consumo per capita anual de plásticos é da ordem de 60kg/ano.

Devido à natureza não biodegradável da maioria dos plásticos, há uma grande preocupação dos ambientalistas com relação ao lixo produzido pelos mesmos, o qual contribui em grande parte pela poluição do meio ambiente. Nos EUA, 30% do volume total de lixo produzido diariamente é constituído de plásticos. Já na cidade de São Paulo, são produzidas 12.000ton./dia de lixo, dos quais cerca de 10% constituem-se de material plástico.

Os plásticos biodegradáveis oferecem uma alternativa para os plásticos convencionais não biodegradáveis, em casos onde a reciclagem não é praticada ou inviável economicamente [6,7,8].

As demandas sociais, econômicas, legais e ambientais por materiais biodegradáveis vem aumentando de modo crescente, incluindo propostas lei pelo poder legislativo de substituição de sacolas plásticas não biodegradáveis.

Segundo Narayan [9] as novas leis ambientais e a conscientização da sociedade moderna sobre a preservação do meio ambiente têm levado à pesquisa de novos produtos e processos que sejam ambientalmente compatíveis. Uma atual abordagem no desenvolvimento de novos materiais está atenta a todo o seu ciclo de vida, isto é, considera os impactos causados desde a matéria-prima empregada até o destino final do produto (descarte). Embora relativamente poucos produtos sejam concebidos considerando-se seu destino final (descarte ou reciclagem e descarte), os plásticos de descartabilidade rápida têm sido os produtos criticados com maior freqüência sob este aspecto. Tais materiais apresentam impacto ambiental, na medida que embalagens de descartabilidade rápida assumem grande proporção do lixo urbano [10].

Em resposta ao aumento da preocupação da população com relação ao risco ambiental causado pelos plásticos convencionais, onde cada vez mais o lixo proveniente dos mesmos está se tornando um sério problema ecológico, muitos países estão implementando vários programas de gerenciamento do lixo, principalmente os provenientes de embalagens, dentre os quais encontra-se o da redução do lixo plástico através do desenvolvimento e estímulo pelo uso de materiais plásticos biodegradáveis [1,11].

Um novo desenvolvimento que pode ajudar a resolver o problema do lixo plástico é o uso dos chamados de bioplásticos, os quais são obtidos de materiais naturais orgânicos, são biodegradáveis e em geral se degradam durante a compostagem. Os bioplásticos são baseados em fontes vegetais renováveis e apresentam um preço muito menor quando comparados aos plásticos biodegradáveis sintéticos [12].

Contudo, o grande interesse pelos pesquisadores voltados para a pesquisa de plásticos biodegradáveis está relacionado com a diversidade de aplicação que eles oferecem.

Dentre as diversas aplicações de plásticos biodegradáveis, pode-se citar as seguintes: em embalagens para remédios e para produtos alimentícios, sacos, sacolas, talheres, copos, cartões de crédito, produtos de higiene, implantes cirúrgicos, pele artificial, sutura cirúrgica, na agricultura na forma de liberação controlada de fertilizantes e pesticidas e na proteção das raízes de plantas recém cultivadas, como filmes protetores, os chamados “mulch” e na indústria automotiva.

Também, na biomedicina a aplicação de plásticos biodegradáveis e biocompatíveis, resultam numa enorme quantidade de pesquisa e interesse [5,13,14], devendo-se enfatizar que em geral as aplicações nesta área só é possível através da utilização de plásticos biodegradáveis.

Outro fator que leva ao desenvolvimento de estudos na área de plásticos biodegradáveis está relacionado ao fato da utilização dos plásticos pós uso para a reciclagem mecânica e incineração apresentar limitações ecológicas.

Conseqüentemente, plásticos biodegradáveis estão ganhando crescente aceitação em reciclagem biológica nas áreas de tecnologia da agricultura e de embalagem onde o produto descartado está localizado em um ambiente rico em micróbios [15].

Já há alguns anos diversos círculos dentro da economia alemã vem tentando viabilizar a introdução de novos materiais biodegradáveis no mercado. O governo alemão tem solicitado especialmente às empresas do setor de embalagens o desenvolvimento e uso de plásticos que possam ser compostados de maneira ecologicamente amigável em função de sua capacidade de biodegradação [14].

Segundo Amass et al. [6], a principal desvantagem da utilização de plásticos biodegradáveis para embalagens é a diferença no preço dos mesmos se comparados com os plásticos tradicionais. De acordo com esses cientistas, para que ocorra mudança do panorama, é necessário encontrar aplicações onde seja possível consumir quantidades grandes o suficiente desses materiais resultando na redução do preço dos mesmos, permitindo que os plásticos biodegradáveis tornem-se capazes de competir economicamente no mercado. O excelente desempenho apresentado pelos plásticos tradicionais atualmente é conseqüência do resultado de continuados esforços de P&D nos últimos anos.

Entretanto, a existência de plásticos biodegradáveis veio a público há apenas alguns anos atrás e os preços dos plásticos biodegradáveis podem ser reduzidos em produção de larga escala, o que só será viável economicamente através de constante esforços de P&D para melhorar o desempenho dos plásticos biodegradáveis [7] e da melhoria da disseminação dos conhecimentos sobre as oportunidades com essa nova classe de materiais.

O governo alemão já fez concessões para a inovação relacionada aos plásticos biodegradáveis através da introdução de uma emenda na legislação daquele país sobre embalagens, que concede às aquelas feitas de materiais biodegradáveis condições especiais no ano de 2002. O setor agrícola é favorável ao uso de materiais biodegradáveis, uma vez que vislumbra a possibilidade de um novo mercado para matérias primas renováveis. Por sua vez, as indústrias transformadoras de plásticos já vêm desenvolvendo vários materiais biodegradáveis, sendo esta a primeira vez na história da industrialização que uma família de materiais está sendo desenvolvida tendo-se em mente o seu descarte. O ponto de partida foi o ciclo do carbono na natureza, que degrada anualmente 60 bilhões de toneladas somente de celulose, tornado os produtos de degradação disponíveis para uso em novos materiais [14].

Matérias-primas renováveis são usadas para a produção de materiais similares aos plásticos. Estes podem ser transformados em produtos como embalagens, utilizando-se os métodos convencionais de processamento para plásticos. Eles devem ser degradados através de compostagem após o uso, a qual é uma importante estratégia de gerenciamento do lixo. Os produtos de degradação resultantes, ou seja, o composto orgânico (húmus), água e dióxido de carbono estarão, portanto disponíveis para a próxima geração de matérias-primas renováveis.

Além disso, os produtos da compostagem resultam em efeitos benéficos para o solo, tais como: o aumento do carbono orgânico do solo, aumento da retenção da água, aumento de nutrientes no solo, redução de aditivos químicos e redução de fitopatógenos [9,10,15].

Já faz vários anos que o governo alemão autorizou o uso dos produtos biodegradáveis nas embalagens que entram em contato com os alimentos. Por exemplo, pode-se citar a celulose transparente (hidrato de celulose), a qual encontra aplicações em confeitaria e na forma de pele sintética para salsichas. O acetato de celulose é aprovado para a produção de alimentos secos, isentos de gordura.

Desde 1998, já se encontram no mercado copinhos biodegradáveis de iogurte; sacos feitos de filme e embalagens de preenchimento parcial (“loose fill”) tem usado há muito mais tempo. Também já foram introduzidos no mercado saquinhos de nervura dupla biodegradáveis para batatas.

Com relação à manufatura de produtos de higiene a partir de materiais biodegradáveis tem-se realizado diversos estudos, sendo que o principal foco é voltado para fraldas descartáveis.

No agronegócio brasileiro, o uso de plásticos biodegradáveis apresenta um enorme potencial de aplicações, como, por exemplo, em filmes comestíveis para consumo final e para recobrimento de alimentos, em tubetes biodegradáveis na formação de mudas, em filmes biodegradáveis para aplicação em campo aditivados com insumos agrícolas e formulações de plásticos biodegradáveis com fármacos veterinários. Também na área da horticultura e da agricultura, a aplicação de plásticos biodegradáveis é uma possível saída para a substituição de produtos plásticos convencionais, cujo descarte é difícil e caro. Os candidatos incluem os filmes do tipo “mulch” (usados para proteção de raízes de plantas recém cultivadas), que devem apodrecer nos campos, e vasos de plantas que se degradam no solo. [14,17].

Os plásticos ou polímeros biodegradáveis constituem uma família de plásticos que se degradam sob a ação de organismos vivos e também por meio de reações abióticas tais como fotodegradação, oxidação e hidrólise, que podem alterar o polímero devido a fatores ambientais. Os microorganismos alimentam-se do plástico, liberando gás carbônico (CO2) e água, comoprodutos finais.

Como exemplos de plásticos biodegradáveis temos o poli(hidróxi butirato) (PHB), o poli(hidróxi butirato-co-valerato) (PHBV), o poli(ácido lático) (PLA), o poli(ácido glicólico), a policaprolactama (PCL), o poli(tereftlato-co-adipato de butileno), os amidos termoplásticos (TPS), os filmes de zeínas (proteínas do milho), e a misturas entre estes materiais, as chamadas blendas.

No Brasil, encontram-se diversos grupos de pesquisa que vem desenvolvendo há vários anos pesquisas voltadas para a produção de plásticos biodegradáveis assim como para sua aplicação, dentre os quais podemos citar: Sistemas Encapsulados, Produção e Avaliação de Alimentos e Filmes Protéicos Comestíveis da UNICAMP/SP, Físico-Química Orgânica e de Biomateriais da USP-São Carlos/SP, CERAT (Centro de Raízes Tropicais da UNESP-Botucatu/SP), Biomateriais: Materiais de Reconstrução da FRMSJRP de S. J. Rio Preto/SP, NRPP da UFSCar, São Carlos/SP, Grupo de plásticos biodegradáveis e soluções ambientais da USF-Itatiba/SP, com sólido trabalho na área [18, 19] e do Agrupamento de Biotecnologia do IPT, SP/SP em parceria com a Copersúcar.

Um grande desafio atual é o aumento da velocidade de mudanças tecnológicas, associado a uma disponibilidade gigantesca de informações nem sempre confiáveis ou adequadas para o seu emprego nas decisões. Para vencer esse desafio, metodologias de análise para avaliação de propriedades de materiais que sejam confiáveis e comparáveis entre si são importantes ferramentas para a tomada de decisão.

A aplicação de polímeros biodegradáveis no agronegócio brasileiro apresenta um enorme potencial, como, por exemplo, em filmes comestíveis para consumo final e para recobrimento de alimentos, em tubetes biodegradáveis na formação de mudas, em filmes biodegradáveis para aplicação em campo aditivados com insumos agrícolas e formulações de polímeros biodegradáveis com fármacos veterinários.

A Embrapa Instrumentação Agropecuária vem pesquisando ao longo dos anos polímeros biodegradáveis tais como amidos termoplásticos, polímeros a base de zeínas, quistosana e blendas de amidos com zeínas, buscando inovar e agregar estes novos materiais no agronegócio brasileiro.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. KALIA, V. C., RAIZADA, N., SONAKYA, V. Bioplastics. Journal of Scientific & Industrial Research, 59: (6) p.433-445, JUN 2000.
2. FURTADO, M.R. Basf lança bioplástico sintético. Plástico Moderno – Março /1998, p.18.
3. SERRANO, C. Tecnologia Del Plástico, Marzo, 1998, p.6-7.
4. RETOURNA, C. Analyse de cas concrets d'innovations dans les PME/PMI: problématiques et discussions. Université de Droit et des Sciences D'Aix Marseille III, 1995. (Tese)
5. RAGHAVAN, D. Polym. Plast. Technol. Eng. 41 1995.
6. AMASS, W., AMASS, A., TIGHE, B. Polymer International 47, p.89-144 (1998).
7. BASTIOLI, C. Macromolecular Symposia, 135, p.193-204, (1998).
8. LYE, S.W. et al. Characterization of biodegradable material for protective packaging. Plastics, Rubber and Comp. Processing and Applications, v.27, n,8, 1998, p.375-383.
9. NARAYAN, R. Starch Basead Biodegradable Palstics & Products. In Third Inter. Symp. on Nat. Polym. Comp. (ISNAPOL) Proceedings, São Pedro – SP, Brazil, 2000, p.201-205.
10. SILVA, L.F. Ensaios para Avaliação da Biodegradabilidade de Plásticos. Anais do 4º Seminário das Comissões Técnicas da ABPOL, S P, 31/05 a 1/06 de 2000, p.10-12.
11. HUANG, S.J., EDELMAN, P.G. An Overview of biodegradable polymers and biodegradation of polymers. In Degradable Polymers – Principles & Applications, Edited by G. SCOTT & D. GILEAD, Londom, Chapman & Hall, p.18-24, 1995.
12. FEIL, H. Materials. Agro Food Industry Hi-Tech, 6: (4), p.25-32, JUL-AGO 1995.
13. RUSTGI, R., CHANDRA, R. Prog. Polym. Sci. vol.23, 1998, p.1273-1335.
14. SCHROETER, J.Plástico Industrial – p.24-35, Ago.2000.
15. SCOTT, G. Green Polymers. Polymer Degradation and Stability 68, p.1-7 (2000).
16. MOHANTY, A. K., MISRA, M., HINRICHSEN, G. Biofibres, biodegradable polymers and biocomposites: an overview. Macrom. Materials and Eng., 276: (3-4) 1-24 Mar.2000.
17. GILEAD, D. Photodegradable plastics in agriculture. In Degradable Polymers – Principles &Applications, Ed. by G. SCOTT&D. GILEAD, Londom, Chapman&Hall, 186-199, 1995.
18. Rosa, D. S., Biodegradação – Um ensaio com polímeros, Universidade São Francisco, Editora Universitária São Francisco e Moara Editora, 2003.
19. Calil, M. R., Gaboardi, F., Guedes, C. G. F., Rosa, D. S., Polymer Testing, 25, 597-604, 2006.
20. ASTM D5338-98: Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials Under Controlled Composting Conditions, 1998(2003).
21. ASTM D6400-04 Standard Specification for Compostable Plastics, 2004.
22. Corradini, E., Carvalho, A. J. F, Curvelo, Antonio A. S, Agnelli, J. A. M., Mattoso, L. H. C., Materials Research, Vol. 10, No. 3, 227-231, 2007.
23. Corradini, E., de Medeiros, E. S., Carvalho, A. J. F, Curvelo, Antonio A. S. Mattoso, L. H. C., Journal of Applied Polymer Science ,101 (6): 4133-4139, 2006 .
24. FERNANDES, L.M., SOUZA, L.G.V., LYRIO, N.N., CARVALHO, C.W.P., ASCHERI, J.L.R., MARCONCINI, J.M., Uso de Grits de Milho na Elaboração de Material Extrusado para Embalagem, 7º SLACA, Simpósio Latino Americano de Ciência de Alimentos, TA564, 2007.

Fonte: www.ripa.com.br

Plásticos Biodegradáveis

O que é um plástico biodegradável?

Todos os materiais plásticos são degradáveis, embora o mecanismo de degradação possa variar. A maior parte dos plásticos se degradará por meio de fragmentação das cadeias de polímeros quando expostas à luz ultravioleta (UV), oxigênio, ou calor elevado.

A biodegradação, no entanto, só ocorre quando microorganismos vivos quebram as cadeias de polímeros consumindo o polímero como fonte de alimento. Muitos plásticos ditos biodegradáveis, no entanto, não são completamente consumidos por microorganismos.

Para que um plástico seja considerado biodegradável, ele precisa se degradar dentro de um período de tempo que não pode exceder a 180 dias, de acordo com as normas internacionais.

Os plásticos biodegradáveis, por sua vez, de acordo com as recomendações da Avaliação do Desempenho de Embalagens Plásticas Ambientalmente Degradáveis e de Utensílios Plásticos Descartáveis para Alimentos, não podem simplesmente ser descartados na natureza ou em aterros, pois não há ambiente propício para sua degradação nesses locais.

O melhor destino para os plásticos biodegradáveis é a compostagem.

Fonte: www.inp.org.br

Plásticos Biodegradáveis

Um plástico revolucionário no mercado, que se deteriora com a luz solar e pode reduzir a poluição no meio ambiente foi desenvolvido - e patenteado no ano passado - por cientistas do Instituto de Química da UNICAMP. Trata-se do plástico fotodegradável, uma mistura de polietileno - muito usado em embalagens e sacolas - com um polímero orgânico, se decompõe pelo menos duas vezes mais rápido que o plástico comum, que se desfaz em 20 a 30 anos.

O material é resultado da dissertação de Mestrado do pesquisador Ralf Giesse, sob orientação do Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli do Instituto de Química da UNICAMP. As propriedades do plástico foram descobertas por acaso, quando estudava-se a alteração das propriedades de barreira do polietileno. Queria-se checar se o segundo componente - o polímero orgânico - alterava a permeabilidade do polietileno a diferentes gases. Quando o material foi submetido à radiação ultravioleta por longos períodos de tempo, verificou-se que ele ficava amarelado muito antes que o polietileno puro de mesma espessura. Amostras de um filme de polietileno comum e de plástico fotodegradável foram submetidas a 300 horas de irradiação sob uma lâmpada ultravioleta. Ao final do experimento, verificou-se que o polietileno comum estava ligeiramente amarelado, enquanto a mistura de polietileno com o polímero orgânico estava bem amarelado e quebradiço, ou "fotodegradado".

O segundo componente do plástico fotodegradável - o polímero orgânico "secreto" - fica disperso na estrutura do plástico e atua como acelerador do processo de degradação. Com a adição do segundo componente, o tempo de decomposição do material cai pela metade. No final do processo total de degradação, o material acaba voltando à natureza, inclusive sob a forma de dióxido de carbono.

O Prof. De Paoli ressaltou a importância de reduzir o impacto ambiental, causado pelo descarte inadequado de plásticos, comentando que a solução a curtíssimo prazo é a reciclagem do produto; a solução a médio prazo é o uso de plástico fotodegradável e a solução a longo prazo é o uso de plástico biodegradável. No Brasil, são descartadas mais de 100 toneladas por ano de resíduos sólidos e os polímeros representam quase 10% deste total.

O novo produto já obteve licença de patente, em agosto do ano passado, pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) e recebeu o prêmio de menção honrosa, em novembro do mesmo ano, no Prêmio Governador do Estado de São Paulo "O Invento Brasileiro", fornecido aos principais inventos patenteados no Brasil. Algumas empresas já estão interessadas em adotar o plástico fotodegradável em suas linhas de produção, mas não houve, ainda, pedido de licença concedido pela Unicamp.

Ralf Giesse

Fonte: UNICAMP/Instituto de Química

Plásticos Biodegradáveis

Uma Breve Visão Geral sobre Plásticos Biodegradáveis

Introdução

Produtos fabricados a partir de plásticos vêm sendo largamente utilizados desde meados dos anos 50 do século passado. O número de aplicações para esses produtos continuou a crescer enquanto a ciência produzia resinas e blendas de resinas que aprimoravam suas propriedades, assim como as tecnologias para o processo dessas resinas em produtos e o seu uso. Algumas das características gerais dos plásticos que os tornam atrativos para a maioria dos usos comuns a que estão associados, incluindo embalagens, são a sua força e resistência, durabilidade e longa vida, baixo peso, excelente barreira contra água e gases, resistência à maioria dos agentes químicos, excelente processabilidade e baixo custo. Essas propriedades, que fazem do plástico o material de escolha para várias aplicações, são também um problema ao final da vida útil desses produtos, especialmente o uso único em produtos como sacolas e outras formas de embalagem. A sua inércia inerente permite que persistam no ambiente e o seu baixo custo fazem com que sejam altamente descartáveis.

Os plásticos, apesar de presentes por toda parte, não são o principal componente dos fluxos de resíduos municipais. Um estudo recente na Califórnia constatou que 9,6% dos resíduos em aterros sanitários eram plásticos, e que apenas uma fração disso era representada por materiais de embalagem. Resíduos de papel, material orgânico e resíduos de construção juntos representavam por quase ¾ do total de resíduos. Apesar de tudo, produtos plásticos descartados têm aparência desagradável e causam outros problemas quanto ingeridos pela vida selvagem ou quando, na forma de sacolas, formam uma barreira entre o ambiente e o lixo que contém, e limitam a capacidade do material em biodegradar.

Diversos níveis de influência ao redor do mundo utilizaram uma variedade de estratégias para lidar com esta questão, particularmente no que se refere a sacolas plásticas; Taiwan baniu as sacolas plásticas; a Irlanda aplica uma taxa sobre elas; a Califórnia obriga ao uso de uma fração de material reciclado em sua fabricação; a Europa obriga a sua exclusão do fluxo de lixo orgânico destinado à compostagem, enquanto outros consideram o uso de tecnologias biodegradáveis. Existem prós e contras associados a cada uma dessas estratégias - de natureza ambiental e/ou econômica. O OPI representa uma indústria que oferece uma alternativa viável que se encaixa neste espectro geral – produtos degradáveis de custo relativamente baixo, que retornam ao ambiente em certas situações de descarte, através de uma rota cientificamente bem entendida.

Histórico

1. Famílias de Produtos

Plásticos oferecidos como degradáveis ou biodegradáveis estão comercialmente disponíveis há mais de 20 anos. Foram desenvolvidos especificamente para lidar com a questão da persistência de produtos plásticos descartados no ambiente, sejam descartados em aterros sanitários, locais de compostagem ou, de forma inapropriada, como lixo nos oceanos e cursos d'água. Os primeiros produtos eram baseados nas resinas plásticas tradicionais – por exemplo, polietileno – que eram misturados com uma quantidade inexpressiva de amido. Na presença de água, os produtos feitos a partir desses materiais desintegravam em pequenos pedaços da resina, e o amido então biodegradava. Nos Estados Unidos, em particular, esses materiais foram duramente criticados, já que a base plástica não biodegradava; simplesmente desintegrava em pequenos pedaços que não podiam ser percebidos. A Comissão de Comércio Federal dos EUA forçou os produtores a remover o apelo degradável, e esses produtos, em sua maioria, saíram do mercado. Ainda existem companhias que oferecem produtos aparentemente similares, mas é importante que se entenda como eles desempenham.

Em seguida a isso, várias companhias, algumas delas importantes empresas químicas multinacionais, desenvolveram novos polímeros que biodegradam no ambiente. Alguns destes utilizam amido e outros produtos "naturais" como matérias-primas; outros utilizam derivados de petróleo. Essas matérias-primas são quimicamente modificadas, algumas em fábricas químicas tradicionais; algumas em reatores biológicos, buscando criar plásticos com propriedades úteis. Estes não devem ser confundidos com as blendas de amido mencionadas acima. Nenhum desses caminhos ou matérias-primas é inerentemente melhor do ponto de vista ambiental que o outro. Existem estudos reais publicados que mostram que as necessidades gerais de energia de alguns dos processos baseados em materiais naturais são maiores do que as necessidades gerais de energia dos processos derivados de petróleo ( "O Quão Verdes são os Plásticos Verdes?", ["How Green are Green Plastics?",] T.U. Gerngross and S.C. Slater, Scientific American (agosto de 2000)). Vários desses produtos estão atualmente disponíveis comercialmente. Eles se enquadram na classe geral de polímeros hidrobiodegradáveis. Isso quer dizer que a molécula de polímero reage com a água e hidrolisa para formar moléculas menores que podem ser digeridas por microorganismos.

Um terceiro tipo de polímero degradável que está disponível há alguns anos é baseado em poliolefinas tradicionais (polietileno, polipropileno, poliestireno) às quais é adicionado um catalisador que acelera a oxidação do polímero, fazendo com que este quebre em moléculas menores que, diferentemente do polímero base, são passíveis de umedecidas por água. Esses fragmentos menores ficam então disponíveis para os microorganismos sob a forma de uma fonte de energia - por exemplo, alimento. É esse tipo de produto – plásticos oxi-biodegradáveis – que os membros do OPI produzem.

2. Questões de Desempenho

Um problema inerente que precisa ser superado no desenvolvimento de polímeros que biodegradam, é que as propriedades que os tornam úteis como embalagens são contrárias às propriedades que permitem a sua biodegradação. Por exemplo, o amido/blendas plásticas originais apresentam dois problemas básicos. O primeiro, mencionado acima, é que apenas a porção de amido da blenda realmente biodegrada. O segundo, é que esses produtos careciam de resistência e particularmente resistência à água. Quando sacolas fabricadas a partir desses produtos eram usadas para reter produtos contendo água, como por exemplo, rejeito doméstico, ou eram expostas à umidade ambiental (chuva), apresentavam tendência de desintegração antes que os produtos nelas contidos atingissem o seu destino.

Os novos produtos hidrobiodegradáveis, que são geralmente baseados em moléculas de ocorrência natural quimicamente modificadas, como os amidos, também apresentam o mesmo problema de desempenho na presença de água que as antigas blendas de amido, apesar de isso estar de certa forma sendo tratado pela nova tecnologia.

Os plásticos oxi-biodegradáveis – ou OPB's - não sofrem esse problema, já que não são afetados pela água; entretanto, existe um outro lado em relação a isso. Os OPB's não biodegradam tão rápido quanto alguns dos produtos hidrobiodegradáveis, apesar disso não ser geralmente uma questão/problema prático. Além disso, a taxa de degradação dos OPB's é relacionada com a temperatura ambiente. Apesar disso poder ser de certa forma controlado, são necessárias temperaturas acima de 40°C, (como é comum em aterros sanitários) instalações de compostagem controlada, e luz solar direta para a obtenção de taxas de degradação comercialmente expressivas.

Existem exemplos em todas as famílias de produtos que se mostram eficazes nos usos para que são projetados. É importante que os usuários escolham o produto certo para o uso pretendido. Uma questão atual da indústria é que a terminologia empregada vem apresentando diferentes significados para diferentes públicos, e algumas afirmações tem trazido um certo descrédito em relação à indústria como um todo.

3. Questões Econômicas

Um recente artigo na BioCycle [BioCycle, pp 43-45, (setembro 2004)], uma revista de negócios ambientais, destacou uma questão que confronta os plásticos biodegradáveis – estes são mais caros do que os plásticos tradicionais. O benefício da degradabilidade/biodegradabilidade não é gratuito. Além disso, as propriedades dos plásticos com essas características são em geral relativamente diferentes daquelas dos plásticos tradicionais que substituem.

O artigo da BioCycle compara sacolas baseadas em uma tecnologia hidrobiodegradável (polímeros baseados em amido modificados quimicamente) com aquelas baseadas na tecnologia oxi-biodegradável oferecida por diversas empresas membros do OPI. As sacolas foram utilizadas para coleta de lixo para compostagem de restaurantes na área de São Francisco. Concluiu-se que as sacolas OBP (nome comercial ECOSAFE®) custavam ao redor de 55% a mais do que as sacolas não biodegradáveis, enquanto as sacolas hidrobiodegradáveis custavam 700-900% a mais do que as sacolas não biodegradáveis. Também importante mencionar que enquanto as sacolas OBP mostraram-se ligeiramente mais frágeis do que as sacolas não biodegradáveis (uma propriedade facilmente corrigível no caso das sacolas OBP), o seu desempenho foi satisfatório, enquanto as sacolas hidrobiodegradáveis não desempenharam de forma satisfatória para vários usuários.

De modo similar, já que a tecnologia oxi-biodegradável envolve apenas a adição de materiais catalisadores às tradicionais poliolefinas, sem modificar as estruturas químicas tradicionais desses materiais, podem ser processados nos produtos acabados através a utilização do mesmo equipamento e praticamente dentro de condições de processamento idênticas aos produtos que substituem. Este não é o caso dos sistemas hidrobiodegradáveis, que exigem condições de processamento muito diferentes.

Padrões, Especificações e Definições:

As blendas de amido/poliméricas foram desacreditadas porque, enquanto anunciadas como biodegradáveis, apenas a porção de amido da blenda realmente biodegradava. Recentemente, o Estado da Califórnia promulgou uma legislação que exige o atendimento de Normas ASTM para que os produtos possam ser anunciados como degradáveis, biodegradáveis ou compostáveis. Esta é uma reação à confusão envolvendo esses termos, e enquanto parece fazer sentido, assume que as especificações ASTM são atuais e precisas e se aplicam a todas as condições e necessidades.

É essencial definir alguns termos-chave: As seguintes definições são literalmente transcritas da norma ASTM 6400-04 "Especificação Padrão para Plásticos Compostáveis" [Standard Specifications for Compostable Plastics"]:

Plástico Biodegradável

Um plástico degradável no qual a degradação resulta da ação de microorganismos de ocorrência natural, tais como bactérias, fungos e algas [a degradable plastic in which the degradation results from the action of naturally occurring microorganisms such as bactéria, fungi and algae.].

Plástico Compostável

Um plástico que experimenta degradação por processos biológicos durante a compostagem, produzindo CO2, água, componentes inorgânicos e biomassa a uma taxa consistente com outros materiais compostáveis conhecidos e que não deixa qualquer material visível, perceptível ou tóxico. [a plastic that undergoes degradation by biological processes during composting to yield CO2, water, inorganic compounds, and biomass at a rate consistent with other known compostable materials and leave no visible, distinguishable or toxic material.].

Plástico Degradável

Um plástico projetado para experimentar uma mudança significativa em sua estrutura química sob condições ambientais específicas, resultando em uma perda de algumas propriedades que podem ser medidas por métodos de teste padrão apropriados ao plástico e sua aplicação em período de tempo que determina a sua classificação. [a plastic designed to undergo a significant change in its chemical structure under specific environmental conditions, resulting in a loss of some properties that may be measured by standard test methods appropriate to the plastic and the application in a period of time that determines its classification.].

A especificação padrão ASTM e o correspondente Padrão Europeu EN13432:2000 fornecem os parâmetros de desempenho específicos que o plástico e as embalagens plásticas devem atender para serem considerados como compostáveis. Não existem padrões correspondentes que podem ser usados diretamente em relação a plásticos que entram no meio-ambiente de formas diferentes da compostagem – por exemplo, lixo marinho ou em aterros sanitários, apesar do seu desenvolvimento estar sendo considerado pela ASTM. Outro padrão-chave (não uma especificação) é a ASTM D 6954-04. Este padrão reconhece a oxi-biodegradação como um processo de dois estágios, e fornece um guia do caminho para medir a eficácia relativa dos produtos que utilizam essa tecnologia.

Todos os padrões acima contêm requisitos (apesar de que na ASTM6954-04 estes não são quantificados) nas seguintes áreas:

1. Devem degradar ou desintegrar em fragmentos visualmente imperceptíveis em um período de tempo especificado.
2.
Devem biodegradar, em uma determinada taxa mínima, em CO2, água, material inorgânico e biomassa.
3.
Os produtos resultantes da biodegradação não devem ser ecotóxicos ou danosos ao meioambiente, e, no caso da compostagem não devem impactar negativamente a qualidade do composto.

Como base de fundamentação a esses requisitos estão vários métodos de teste padrão referenciados, pelos quais se mede o desempenho de produtos plásticos nas áreas prescritas. Esses métodos incluem amostragem, configuração experimental, interpretação de dados e seus assemelhados. Não é a finalidade deste artigo rever todos esses métodos, mas é importante que quem quer que esteja realizando os testes esteja bem informado sobre eles e siga os vários protocolos.

4. Plásticos Oxi-biodegradáveis

Os plásticos Oxi-biodegradáveis (OBP's) são plásticos que retornam ao ecossistema através de um processo de 2 estágios. A maioria dos plásticos comumente usados para aplicações únicas como embalagens, por exemplo, são poliolefinas — cadeias entrelaçadas e cruzadas de hidrocarbonetos simples. Essas cadeias possuem pesos moleculares muito altos (centenas de milhares) versus pesos moleculares de 18 para a água e 44 para o CO2. Outros produtos familiares à base de hidrocarbonetos são os combustíveis, como a gasolina e o óleo diesel. Uma propriedade dos hidrocarbonetos é a insolubilidade em água e também o fato de que não são passíveis de serem umedecidos por água.

Quando se fala em biodegradação, isto se refere ao processo pelo qual os microorganismos utilizam o material em questão como uma fonte de energia ou alimento. Enquanto a cadeia de hidrocarbonetos das poliolefinas é uma excelente fonte de energia, existem dois problemas práticos. Primeiro, os microorganismos comumente associados aos processos biológicos “trabalham” em meios aquosos. Já que os hidrocarbonetos não são passíveis de serem umedecidos por água, não podem ser acessados por esses microorganismos. Segundo, as cadeias poliméricas são muito grandes para serem ingeridas por microorganismos, e não contêm qualquer oxigênio.

Para que aconteça a biodegradação, essas cadeias poliméricas precisam ser reduzidas, passíveis de serem umedecidas por água e incorporar oxigênio em sua estrutura. É sabido [G. Scott el al, Ed. Atmospheric Oxidation and Antioxidants 2nd ed, Elsevier, London (1993) [Oxidação Atmosférica e Antioxidantes]) que as poliolefinas reagem muito lentamente com o oxigênio atmosférico, e que o processo oxidativo “quebra” a cadeia polimérica em fragmentos menores passíveis de serem umedecidos por água. Nas poliolefinas tradicionais, essa reação é muito lenta para levar à biodegradação em um período de tempo significativo. Os OBP's contêm aditivos que catalisam ou aceleram essa reação oxidativa sob condições específicas. Essas condições são tais que o produto plástico não degrada até que seja necessário, mantendo assim suas funcionalidades como material de embalagem. Além disso, a água não é necessária à reação oxidativa e dela não participa. Isso significa que os produtos fabricados com OBP's não são afetados pela presença de água até que sejam oxidados, diferentemente dos produtos baseados em amido ou hidrobiodegradáveis, que precisam da água para iniciarem a degradação.

Os aditivos usados para promover ou catalisar o processo de oxidação são tipicamente de origem orgânica, (carbono ou hidrogênio) contendo sais de metais de transição. Os metais de transição por si só são micronutrientes necessários, em pequenas quantidades, à vida.

As condições que provocam a iniciação da reação de degradação nos OBP's são: temperatura e/ou luz, juntamente com a disponibilidade de oxigênio atmosférico. Essa reação pode ser de certa forma programada para permitir a diferenciação em determinadas condições e usos.

Tipicamente, esses plásticos são projetados para degradar em pequenos pedaços imperceptíveis no período de alguns meses, dependendo do método de descarte. Os pequenos pedaços, contendo uma proporção de cadeias reduzidas de polímeros oxidados, continuam então a oxidar e as moléculas oxidadas a biodegradar.

A capacidade dos plásticos oxi-biodegradáveis em degradar (requisito 1 acima) e biodegradar (requisito 2 acima) foi demonstrada em laboratório e em situações reais de compostagem, aterros sanitários e lixões. A ausência de efeitos ecotoxicológicos adversos (requisito 3 acima) também foi demonstrada e estes não apresentam nenhum impacto negativo na qualidade do produto em uma situação de compostagem. ["Environmental Degradable Plastics based on Oxo-biodegradation of Conventional Polyolefins". N.C. Billingham et al, 7th World Conference on Biodegradable Polymers and Plastics, Tirrenia (Pisa) Itália (4-8 junho, 2002)].

Considerações Políticas

É relativamente fácil demonstrar, através de testes aceitos e bem documentados, a capacidade ou incapacidade dos produtos plásticos em degradar e biodegradar, na extensão e velocidade com que isso acontece. Atualmente, entretanto, especificações padrão somente estão disponíveis para degradação/biodegradação em situações de compostagem. É importante definir os tipos de produtos que estão sendo considerados (por exemplo, sacolas plásticas, outras embalagens plásticas, utensílios plásticos, etc), o ambiente de descarte (lixões, solo, aterro sanitário, compostagem) e entender os custos associados às várias opções de políticas.

Em geral, supondo que o produto plástico atenda o critério de desempenho para o seu uso pretendido, é importante:

1. Definir o tipo de produto que será descartado.

2. Definir as condições sob as quais se espera que ocorra o descarte, incluindo:

O perfil de temperatura.
Exposição à água, luz solar, ar – quanto e por quanto tempo
Método de descarte – aterro sanitário, compostagem, lixões (terrestres ou marítimos), solo

3. Obter certificação do fornecedor, por exemplo, Folha de Dados de Segurança de Material [Material Safety Data Sheet] confirmando que o produto é seguro.

4. Amostras de teste do produto sob condições de laboratório que simulem o ambiente de descarte em relação à sua capacidade de degradar e biodegradar.

A desintegração é tipicamente medida como a fração do produto que consegue ultrapassar uma tela de 2 mm ou o teste de tensão do produto degradado ou a redução de peso molecular.
A biodegradação é medida pela inoculação da amostra com microorganismos adequados e a medição da evolução de CO2 ou evolução de metano (em condições anaeróbicas) através de um período de tempo.

5. Medição da toxicidade do resíduo biodegradado através da observação de tópicos como: taxas de germinação, taxas de sobrevivência, peso de organismos sensíveis em meios contendo o resíduo.

A informação acima irá fornecer medidas relativas em relação à capacidade dos vários produtos de degradar e biodegradar; entretanto, além das medidas de toxicidade, não existem especificações "aprovado/reprovado" como algo necessário ao atendimento dos objetivos da região/jurisdição de aplicação da política.

Por exemplo, se a visão desagradável do lixo em forma de sacolas plásticas for a questão principal, a ação primária deve ser a educação da população para a sua prevenção - através da promoção da reutilização, reciclagem e descarte final em um meio aprovado – por exemplo, lixões ou uma instalação de compostagem.

Sacolas que degradam e biodegradam podem ser parte do "conserto", mas não devem ser comunicadas como tal, já que isso simplesmente valida o ato de descartar detritos.

Os atributos das sacolas para essa finalidade devem incluir:

Um período de degradação em um ambiente externo típico da região (temperatura, exposição à luz do sol, umidade, etc), com alongamento por tensão como uma medida de degradação.
Evidência de biodegradação do produto degradado, através de medição por respirometria.
Testes de ecotoxicidade demonstrando a ausência de impacto em organismos sensíveis.
Qualidade do composto ou do solo.

As medições específicas para cada um desses pontos devem ser definidas pela autoridade local.

Alternativamente, diretrizes intermediárias podem ser adotadas antes do estabelecimento de especificações para vários meios, a partir de organismos internacionais normatizadores de padrões, como a ASTM e o CEN. Essas diretrizes estão sendo desenhadas e o OPI é parte neste processo. Entretanto, deve ser mencionado que este é um processo lento e que poderá levar vários anos para ser concluído.

Exemplos de Testes Exigidos:

O Apêndice A (não disponível neste material) é uma breve compilação dos testes que suportam as afirmações quanto ao desempenho da degradabilidade de produtos baseados nas tecnologias oxi-biodegradáveis. Esses testes foram fornecidos por cortesia da EPI, Environmental Products Inc, uma empresa membro do Oxo-biodegradable Plastics Institute, e são indicativos dos tipos de testagem exigida pelos usuários desta tecnologia antes da aquisição de produtos que a utilizam.

Além disso, dependendo do ambiente de descarte, os mentores de políticas podem exigir medições de biodegradação. A ASTM especifica os Métodos de Teste D5988 e D5338 para medir a biodegradação em ambientes de compostagem e de solo, respectivamente. Esses, em resumo, medem a taxa de mineralização dos plásticos através da medição da geração de dióxido de carbono em um ambiente controlado representativo das condições de descarte. Finalmente, será importante também que os plásticos em questão não produzam resíduos ecotóxicos.

Nesses testes, o impacto de certas plantas e animais específicos (agrião, minhocas, daphnias), medidos por taxas de germinação, taxas de sobrevivências e taxas de crescimento em ambientes de descarte contendo os resíduos da degradação, é determinado em relação aos mesmos ambientes sem esses resíduos.

Michael Jack Ktisti

Fonte: www.gmcjsolucoes.com.br

Plásticos Biodegradáveis

O que são plásticos oxibiodegradáveis?

É consenso que os filmes, embalagens e sacos plásticos convencionais quando descartados permanecem no meio ambiente por muitos anos. Este é claramente um problema em termos das exigências crescentes relativas aos aterros sanitários, coleta de lixo, aos danos à fauna e meio ambiente, bem como à natureza visualmente desagradável destes itens. Para combater tais problemas, há um movimento que preconiza fabricação de embalagens que, uma vez descartadas, teriam sua vida útil significativamente reduzida.

Uma abordagem para solucionar tal situação é a incorporação de aditivos aos materiais, como o polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET), os quais acelerariam a degradação do plástico no meio ambiente.

Tais aditivos (pró-oxidantes) utilizam um sal derivado de metais de transição, tais como cobalto (Co), ferro (Fe), manganês (Mn) e níquel (Ni) para induzir o processo de oxidação que, sob a ação de calor ou luz, reduz o peso molecular do polímero a um nível no qual as bactérias e fungos, presentes no solo ou ambiente de descarte, podem reluzir ainda mais, transformando-o em água, dióxido de carbono e biomassa.

Estes produtos são conhecidos como oxibiodegradáveis.

Os requisitos de teste de tais materiais são descritos pela Norma ASTM D6954-04: “Exposição & teste de plásticos degradáveis no meio ambiente por uma combinação de oxidação e biodegradação” Tal padrão consiste em três fases, ou etapas, as quais podem ser conduzidas para demonstrar que um material satisfaz os requisitos essenciais para ser considerado plástico oxibiodegradável, ou seja, fragmentação do polímero, biodegradação posterior do polímero fragmentado em 24 meses, e também demonstrar que não há resíduos nocivos.

A oxibiodegradação de plásticos é definida pela norma TC249/WG9 do CEN (European Organization for Standardization) como “degradação identificada como resultante de fenômenos oxidativos e mediados por células, simultaneamente ou sucessivamente.”

Atualmente, existe um projeto de norma britânica para testar plásticos oxibiodegradáveis – BS 8472.

A norma ASTM D6954 difere das exigências contidas na D6002 e D6400, uma vez que ambas se referem especificamente a materiais compostáveis, situação na qual não há envolvimento dos componentes “calor” ou “foto oxidação” no processo de degradação, e na qual a degradação deve resultar na liberação de 60% dióxido de carbono no prazo de 180 dias. Da mesma forma, a norma BS EN ISO 13432:2000 – Embalagens – Requisitos para embalagens recuperáveis através de compostagem e biodegradação – exige a conversão de 90% de dióxido de carbono em 6 meses.

DETALHES DAS FASES

Fase 1 – Degradação Oxidativa Abiótica: Tanto em condições de tempo real ou acelerado, as amostras são submetidas a um regime de calor ou exposição à luz, a fim de determinar o tempo necessário para que o peso molecular médio do polímero seja reduzido para 5000 Daltons ou menos e, no caso de filmes finos, para que a tensão de ruptura atinja 5% ou menos. Também é sugerido que um ensaio de peneiração será realizado a fim de medir o grau de fragmentação física ou desintegração. Além disso, a análise usando espectrofotometria de infravermelho pode também ser utilizada para acompanhar o grau de oxidação da superfície ou índice de carbonila.

Dependendo do tipo de polímero e das condições do teste de nível um, há a possibilidade de que, em vez de causar uma redução no peso molecular médio do polímero, ocorra formação de gel ou de ligações cruzadas. Polímeros decorrentes de ligações cruzadas geralmente não são biodegradáveis, então, a extensão de qualquer ligação cruzada deverá de ser medida. De acordo com as diretrizes, um limite de 10% é admissível.

Fase 2 – Biodegradação: Os resíduos oriundos dos testes Fase 1 são submetidos a ensaios de biodegradação, de acordo com uma série de testes padrão, dependendo da destinação do material, em aterros sanitários (digestão anaeróbia) ou compostagem (digestão aeróbia). Em qualquer caso, a amostra é misturada com uma amostra de solo adequado e a quantidade e taxa de evolução de dióxido de carbono, e metano, no caso de digestão anaeróbia, é medida. Os requisitos de liberação de dióxido de carbono variam entre 60% e 90% dependendo do tipo de polímero ou mistura.

Tanto o Oxo-Biodegradable Plastics Institute (OPI) como a Oxo-Biodegradable Plastics Association preconizam que, no ambiente de um aterro sanitário, materiais plásticos oxibiodegradáveis serão biodegradados perto da superfície, produzindo apenas dióxido de carbono. Depois de completamente enterrados, no interior do aterro, o processo de oxibiodegradação cessará, de modo que não será produzido metano como resultado da biodegradação anaeróbia. Tanto o metano como dióxido de carbono são gases de efeito estufa, contudo o metano produz aproximadamente 20 vezes mais efeito estufa que dióxido de carbono e, por isso, é menos desejável que seja liberado no processo de biodegradação. Espera-se também que uma parte do carbono resultante seja utilizada para produzir biomassa, reduzindo assim os níveis de dióxido de carbono gerados.

Fase 3 – Eco-toxicologia: Um ensaio utilizando uma amostra apropriada resultante dos testes da Fase 2 é conduzido, com uma variada gama de organismos vivos, a fim de avaliar seus efeitos no solo e demonstrar que os resíduos dos processos abiótico e biológico de degradação não são prejudiciais ao ambiente. Especificamente, os testes realizados podem incluir a medição das taxas de germinação de sementes, como agrião, o crescimento e taxa de sobrevivência de minhocas (OECD 207) e a taxa de crescimento de uma variedade de plantas (OECD 208), bem como um teste de toxicologia aquática com Rotifera Brachionus (uma variedade de plâncton), realizado de acordo com a norma ASTM E1440.

Teor de Metais – Por exigência da legislação européia (94/62/CE) os níveis de metais pesados (chumbo (Pb), cádmio (Cd), mercúrio (Hg) e cromo hexavalente (Cr (VI)) em embalagens não pode ser superior a 100ppm. Os níveis dos sais de metais de transição, utilizados como pró-oxidantes não são afetados por tal legislação, no entanto o padrão para materiais recicláveis (BS EN ISO 13432:2000) limita os níveis de níquel (Ni) em 25ppm

Contato com alimentos – Foi previamente estabelecido que embalagens de plástico oxibiodegradável são compatíveis para contato com alimentos, em conformidade com a norma 2002/72/CE, conforme emenda até o presente. Estes regulamentos exigem que seja feita uma avaliação dos materiais componentes do produto em relação à norma, e, quando aplicável, em testes de migração. É importante fazer esta avaliação dos componentes e determinar a necessidade dos testes de migração do produto acabado.

Reciclagem – As embalagens oxibiodegradáveis são recicláveis, como seria qualquer outro material plástico similar, sem o aditivo pró-oxidante. Medidas devem ser tomadas para garantir que a limpeza dos reciclados englobe o tratamento de qualquer pró-oxidante restante, quer por remoção ou pela adição de um agente neutralizante, caso contrário, pode ocorrer degradação prematura dos produtos feitos com material reciclado. No entanto, há certos itens, tais como tubos de PE para água de consumo humano, os quais não podem ser produzidos a partir de material reciclado, a não ser por processo de remoagem. (BS EN 12201-1)

Fonte: www.funverde.org.br

Plásticos Biodegradáveis

PLÁSTICOS BIODEGRADÁVEIS OU EDUCAÇÃO NO USO E NA DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS?

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define “lixo” como todo e qualquer resíduo sólido que tenha sido produzido pela atividade humana e que não seja reaproveitado. O lixo que produzimos pode ser classificado de acordo com a fonte que o originou. Essa classificação é usada para calcular o volume de lixo gerado e serve como base para seu gerenciamento, definindo quem é responsável pelo tratamento e destino final dos resíduos. É dividido em lixo comercial, domiciliar, público, industrial, serviços de saúde, sistema de transporte, entulhos da construção civil, agrícola e eletrônico.

Pergunta: para onde vai o lixo que produzimos no cotidiano na cidade onde moramos?

Existem diferentes destinos do lixo: lixão, aterro controlado, aterro sanitário, incineração, compostagem e a reciclagem.

O Ministério das Cidades divulgou os números mais recentes do manejo de resíduos sólidos urbanos no Brasil, referentes a 2007. Com base em dados de 306 municípios, que representam 55% da população urbana, o levantamento mostra que a cobertura média de coleta de lixo nas cidades pesquisadas é de 90%. Já a coleta seletiva só chega a 56,9% dos municípios da amostra, que inclui todas as capitais e cidades com mais de 500 mil habitantes. Cerca de 64% do lixo coletado vão para aterros sanitários, 26,6% são levados para aterros controlados e 9,5% dos resíduos ainda vão para os lixões. Dos 587 aterros catalogados, 46% não têm qualquer tipo de licença ambiental.

Um dos itens de particular preocupação na composição do lixo é o plástico, com diversos registros demonstrando sua dominância dentre os resíduos sólidos presentes, inclusive, nos ambientes marinho e costeiro. Os “plastic pellets” são grânulos de plásticos que correspondem à forma principal com que as resinas plásticas são produzidas e comercializadas e estão entre os resíduos mais abundantes em praias no mundo. Eles são pequenos e geralmente imperceptíveis na areia da praia, mas pode causar sérios danos à fauna marinha, como contaminação química, que podem causar disfunções fisiológicas ou alterações hormonais nos animais que os ingerem. Estima-se uma quantidade de cerca de 2,4 bilhões de pellets para os 7,5 km de praia da Enseada de Santos. Mas de onde vêm esses pellets? Segundo dados da literatura, podem ser perdidos nas atividades de produção, transporte e uso, para o ambiente estuarino/marinho ou para os sistemas de drenagem urbana e, na sequência, para os rios, os quais acabam desaguando no mar.

E a questão das sacolas plásticas? Quantas sacolas você usou ontem? E durante toda a semana? Se o cálculo se estender pelo ano todo, os números começam a assustar. Segundo uma estimativa divulgada pelo Ministério do Meio Ambiente, a cada hora, são consumidas cerca de 1,5 milhão de sacolas plásticas no Brasil.

Ao final de um dia essa conta chega a 36 milhões. Anualmente são descartadas inadequadamente 500 bilhões de sacolas em todo o mundo. Esse material, além de poluente, pode causar outros impactos ambientais, como entupir bueiros e provocar enchentes.

Considerando que o lixo é um problema com um impacto social e ambiental muito negativo, há quem considere que um meio de lidar com este problema é utilizar o plástico biodegradável. À primeira vista pode parecer aceitável, mas será realmente melhor para o ambiente? Inicialmente, o que significa biodegradabilidade?.

Quer dizer a capacidade de um material ser degradado sob a ação de elementos vivos. O que significa plástico biodegradável? É plástico que pode ser degradado por microorganismos (bactérias ou fungos) na água, dióxido de carbono (CO2) e algum material biológico.

Contudo, há de se considerar, que o plástico biodegradável requer condições específicas para poder degradar-se corretamente (microorganismos, temperatura e umidade) e, se não houver um grande cuidado em manejá-lo, pode tornar-se para o ambiente pior do que o plástico convencional. Quando o plástico biodegradável é lançado numa lixeira, o que em todo o caso deve ser sempre evitado, produz gases com efeito de estufa ao degradar-se. É importante reconhecer que o plástico biodegradável não é necessariamente produzido por material biológico, ou seja, por plantas.

Vários plásticos biodegradáveis são igualmente produzidos a partir do petróleo como os convencionais. Então, pode-se afirmar que o uso do plástico biodegradável é bom? Por princípio, o plástico tem valor pela sua capacidade de criar produtos resistentes e duráveis. A biodegradabilidade deve, pois, ser encarada como uma funcionalidade adicional, quando a sua aplicação exige uma forma barata de destruição do produto, depois de ter cumprido a sua função.

A capacidade de ser biodegradável é uma propriedade material que depende muito das circunstâncias do ambiente biológico (o corpo humano é diferente do solo). Considerando isto, poder-se-ia dizer que fazer um produto, como um saco de plástico compostável, não faz muito sentido porque esta capacidade de se biodegradar não resolve a questão do lixo. A biodegradação não é, portanto, resultado de uma simples ação de microorganismos, porque as condições nas quais eles atuam estão relacionadas com todas as características do meio.

Se considerarmos a problemática da eliminação dos resíduos sólidos, a simples perda das propriedades de um material, sem redução de sua massa, não possui grande interesse.

A perda de massa deve ser quase total. Existem diferentes possibilidades de degradação dos polímeros:

a) Fotodegradação - nesse fenômeno, o fator determinante da degradação é a ação da luz e, mais particularmente, dos raios ultravioletas. As aplicações mais conhecidas são os filmes agrícolas fotodegradáveis para recobrimento do terreno em culturas rasteiras. O problema, nesses casos, é que somente a parte exposta à luz se degrada, ou seja, a parte enterrada fica intacta ou fracionada, tornando difícil sua extração ao final da colheita. Por outro lado, isso acaba sendo somente uma foto-fragmentação onde as macromoléculas não foram transformadas, mas sim cortadas pela fragilização dos aditivos. O resultado é um pó do plástico que estará presente em quantidade quase idêntica à massa de filme utilizada e essa se mistura ao solo cultivado ano após ano. Não há inconveniente para o meio ambiente, pois esse processo de eliminação é assimilado; no entanto, não há qualquer vantagem ambiental; e

b) Quimiodegradação - somente esse modo de degradação é susceptível de modificar a estrutura física do material e de transformá-la em substâncias assimiláveis pelo meio natural. A maior parte do tempo, ele consiste em uma oxidação, uma digestão ou uma hidrólise, mais ou menos complexa.

Entretanto, nos dias atuais, há várias pesquisas em andamento. Um estudo do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP produziu plástico biodegradável a partir do amido de mandioca, obtendo os chamados amidos termoplásticos (TPS). O estudo, realizado pela química Eliangela Teixeira, também mostrou a viabilidade do uso de resíduos da industrialização do amido para produzir termoplástico reforçado com fibras celulósicas. Os plásticos com amido poderão ser aplicados principalmente na indústria de embalagens. De acordo com a química, os amidos termoplásticos apresentam um grande potencial de aplicações, especialmente no setor de embalagens, contribuindo para melhorar o gerenciamento do lixo e reduzindo o impacto ambiental dos plásticos não-biodegradáveis. O material também pode ser adotado na confecção de tubetes de plantio para o setor agrícola. Outra linha de pesquisa do estudo dessa pesquisadora foi direcionada à obtenção de nanofibras de celulose a partir das microfibras contidas no resíduo, para aumentar a resistência dos amidos termoplásticos.

Deve-se ter cuidado com os falsos biodegradáveis, parcialmente degradáveis ou fragmentáveis; eles não apresentam, a não ser em raras exceções, função outra que não seja a exploração publicitária pseudo-ecológica. O cúmulo da exploração abusiva das pretendidas qualidades ecológicas se encontra em certas aplicações dos polímeros hidrossolúveis. Fora de seus usos específicos, é injustificada sua aplicação. Algumas vezes, eles são apresentados como tendo a propriedade de "desaparecer" na água sendo, assim, qualificados como biodegradáveis.

Há quem afirme que os processos de reutilização do plástico normal são incontestavelmente mais ecológicos que os da biodegradação. Já o composto obtido após a biodegradação teria uma qualidade muito ruim como fertilizante em razão da ausência dos oligoelementos e dos compostos de nitrogênio que encontramos normalmente nas biomassas.

Já os materiais plásticos normais possuem múltiplos modos de valorização: reuso, reutilização, reciclagens mecânica, química e valorização energética. A re-introdução dos resíduos plásticos no ciclo de fabricação de um produto ou de uma energia permite obter redução dos recursos naturais não renováveis muito superiores a qualquer coleta de metano proveniente da degradação dos biodegradáveis. Mesmo levando em consideração os conceitos do Desenvolvimento Sustentável, os processos de reutilização do plástico normal são incontestavelmente mais ecológicos que os da biodegradação.

Por último, considere-se que o lixo é fundamentalmente um problema de comportamento irresponsável, e que deve ser tratado mais pela mudança de atitudes das pessoas do que propriamente pela alteração dos produtos. A criação de produtos biodegradáveis pode, de fato, piorar o problema do lixo, porque leva as pessoas a pensar que é correto dispor de qualquer forma recursos com valor, como o plástico.

Mauricio Novaes Souza

Fonte: www.soldocampo.com

Plásticos Biodegradáveis

PLÁSTICOS OXI-BIODEGRADÁVEIS

O Plástico é um componente comum na vida moderna, utilizado em todos os tipos de embalagens, bem como em aplicações comerciais e domésticas. Seus benefícios de baixo custo, resistência, impermeabilidade a gases e água, transparência, capacidade de vedação e impressão, são altamente valorizados. Mas, as mesmas características de resistência e durabilidade que tornam o plástico tão útil e econômico podem ser um grande problema quando seu descarte se faz necessário.

A ciência agora encontrou a solução para este problema.

É importante distinguir entre os diversos tipos de plástico biodegradável, uma vez que seus custos e aplicações são muito diferentes.

PLÁSTICOS OXI-BIODEGRADÁVEIS

Esta nova tecnologia produz plástico que se degrada através de um processo de OXIdegradação.

A tecnologia se baseia na introdução de uma quantidade muito pequena de aditivo pró-degradante durante o processo de fabricação convencional, resultando em uma mudança de comportamento do plástico. A degradação do plástico começa quando sua vida útil programada chega ao fim e o produto não está mais em uso (tal período controlado pela composição do aditivo utilizado).

Quando o aditivo reduz a estrutura molecular a um nível que permite o acesso de microorganismos ao carbono e hidrogênio3, o plástico é consumido por bactérias e fungos.

Por causa disso ele pode ser chamado “biodegradável”. O material deixa então de ser plástico e se torna uma fonte de alimento. Tal processo continua até que o material tenha se biodegradado em CO2, água, e húmus. Isto não deixa fragmentos de petro-polímeros no solo.

Sacolas oxi-biodegradáveis são adquiridas e distribuídas pela Associação Britânica para o Solo (UK Soil Association), e utilizadas para contato com produtos alimentícios orgânicos. Filmes oxi-biodegradáveis têm recebido certificações 4 de segurança para contato prolongado com qualquer tipo de alimento a temperaturas de até 40°C. Isto os torna ideais para embalar alimentos congelados, uma vez que podem ser armazenados por longos períodos a temperaturas baixas, e se degradam rapidamente quando se tornam rejeitos à temperatura ambiente.

Sacolas Reutilizáveis

As sacolas reutilizáveis de longa vida tão pouco são a solução. Os consumidores nem sempre vão de suas residências, onde as sacolas reutilizáveis estão guardadas, às compras. Então seria improvável que o consumidor tivesse consigo as sacolas reutilizáveis quando fosse comprar itens por impulso, tais como roupas, frutas e verduras, discos, revistas, artigos de papelaria, etc.

As sacolas reutilizáveis longa vida são muito mais grossas e caras, e seria necessário um grande número delas para as compras semanais de uma família de porte médio.

Elas também não são higiênicas, a menos que sejam limpas após o uso. Apesar de às vezes serem chamadas “embalagem para a vida inteira”, sua vida útil é limitada, dependendo do tratamento que recebem do usuário, e acabam por se tornar detritos extremamente resistentes quando descartadas. Contudo, para aqueles que acreditam em sua utilidade, as sacolas reutilizáveis de longa vida podem ser fabricadas de plástico oxibiodegradável de longa duração.

Fonte: www.riplastic.com.br

Plásticos Biodegradáveis

A Era dos Polímeros Biodegradáveis

Introdução

O modelo de crescimento econômico que vem sendo usado atualmente gera enormes desequilíbrios; um nível de riqueza e fartura no mundo nunca alcançado, porém, a miséria, a degradação ambiental e a poluição aumentam a cada dia. Diante desta constatação, surge a ideia do Desenvolvimento Sustentável (DS), buscando conciliar o desenvolvimento econômico com a preservação ambiental e, ainda, combater a pobreza no mundo. O desenvolvimento em harmonia é exatamente o que propõem os estudiosos em DS, que pode ser definido como “equilíbrio entre tecnologia e ambiente, relevando-se os diversos grupos sociais de uma nação e também dos diferentes países na busca da equidade e justiça social”. Para ser alcançado o DS, a proteção do ambiente tem que ser entendida como parte integrante do processo de desenvolvimento e não pode ser considerada isoladamente [1].

De acordo com o relatório da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB), realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) no ano 2000, em 24 horas o Brasil produz 230 mil toneladas de resíduo sólido [2]. Essa superprodução de lixo veio diante das mudanças de hábito entre os brasileiros.

Por exemplo: nos anos 60 e 70, os brasileiros produziam a maioria dos alimentos em casa, enquanto que nos dias atuais compra-se quase de tudo em supermercados, crescendo assim o número de embalagens plásticas, de papéis, depósitos de vidros e metais que são descartados após o uso. Essa quantidade de lixo gerada pode levar a uma série de problemas, já que o meio ambiente leva muito tempo para decompor alguns detritos provenientes de descartes industriais e domésticos.

A Composição do Resíduo Sólido Urbano (RSU) se divide em: resíduos orgânicos, que correspondem a 60% do lixo coletado; materiais recicláveis, 35% do lixo (papel, metais, vidros, plásticos, alumínio etc) e resíduos não aproveitados, 5% [3]. A reciclagem dos resíduos sólidos é fonte de empregos e uma questão muito debatida em todos os países dos cinco continentes, já que se pode obter uma série de benefícios como a melhoria na limpeza das cidades, diminuição da poluição do solo, da água, do ar e, também, evita o desmatamento.

Dentre os diversos tipos de RSU, os materiais poliméricos apresentam-se com um volume cada vez maior em sua composição. Em razão dessa crescente utilização de materiais poliméricos por químicos, engenheiros, cientistas em geral, entre outras áreas, propõe-se que vivamos a Era dos Polímeros.

Os polímeros se dividem em: os de ocorrência natural e os obtidos por alguma rota de síntese, porém os princípios científicos aplicados a eles são os mesmos [4]. O diferencial entre os polímeros se encontra na sua aplicabilidade, sejam plásticos, fibras e elastômeros ou borrachas. Na sociedade contemporânea, os polímeros vêm substituindo gradualmente os materiais convencionais em quase todos os setores da economia, não só por seu baixo custo, mas também em consequência do desenvolvimento contínuo de sua funcionalidade. Apesar do apelo visual comercialmente interessante, são as suas propriedades físicas e químicas que os fazem tecnologicamente atraentes. Todavia, são estas mesmas propriedades que os tornam vilões do meio ambiente. Os polímeros degradam-se por vários mecanismos e essa deterioração pode dar-se de forma gradual ou mais rapidamente. Em particular, os polímeros formados por hidrocarbonetos são resistentes ao ataque químico e biológico, de tal forma que isso lhes assegura longevidade mediante micro-organismos.

Dada a principal propriedade da grande maioria dos polímeros, a durabilidade, um sério problema acompanha o homem contemporâneo: a enorme quantidade de resíduos produzidos nas comunidades sociais, principalmente nos grandes centros urbanos. Esses resíduos, constituídos, em grande parte, por produtos industrializados produzidos por polímeros sintéticos, podem levar mais de uma centena de anos para se decompor, provocando graves problemas ambientais, a menos que ocorra um sério trabalho coletivo de reciclagem desses resíduos [5].

Como solução para os problemas decorrentes da poluição ambiental gerada pelo resíduo plástico, são propostas três soluções: reciclagem, incineração e uso de polímeros biodegradáveis (PBs). Várias são as publicações em periódicos nacionais e internacionais que demonstram que os diversos tipos de reciclagem e a incineração são metodologias indispensáveis para o desenvolvimento econômico e a preservação ambiental e de recursos naturais [6-9].

Contudo, essas alternativas sozinhas não atendem à necessidade mundial diante do grande volume de plásticos que é descartado diariamente. Na busca por novas soluções e como alternativa aos polímeros convencionais, os polímeros biodegradáveis têm alçado uma posição de destaque. Dessa maneira, as pesquisas em torno desses materiais também têm adquirido proporções cada vez maiores. Além do aspecto ambiental, o esgotamento inexorável da principal fonte de matéria-prima para os polímeros sintéticos – o petróleo – implica na aceleração da busca por alternativas industrialmente realizáveis.

Processo de biodegradação de polímeros

Especificamente, quando aplicada à área de polímeros, o termo degradação se aplica a qualquer mecanismo que leve a danos irreversíveis de algum tipo de propriedade.

Os polímeros podem ser degradados por vários tipos de mecanismos: fotodegradação, oxidação, termodegradação, degradação mecânica, hidrólise, biodegradação e por meio da combinação de alguns destes tipos de degradação, como foto-oxidação, oxidação térmica etc. Especificamente para biodegradação, são encontradas diversas definições, porém, na maioria das vezes não são muito claras. Neste texto será usada a definição do termo biodegradação como sendo a degradação catalisada por micro-organismos, que leva a uma fragmentação acompanhada de danos em algum tipo de propriedade, conjuntamente com a formação de dióxido de carbono, água e biomassa [10].

O processo químico da biodegradação de polímeros pode ser sumarizado pelas seguintes equações:

Plásticos Biodegradáveis
Condições aeróbicas

Plásticos Biodegradáveis
Condições Anaeróbicas

Existem três elementos indispensáveis para o processo de biodegradação de polímeros no estado sólido.

Estes são:

Organismos: a base para o processo de biodegradação é a existência de micro-organismos com ações metabólicas apropriadas para síntese de enzimas específicas que conseguem dar início ao processo de despolimerização e mineralizam os monômeros e oligômeros formados por este processo;
Ambiente: alguns fatores são indispensáveis ao processo de biodegradação. Estes incluem temperatura, sais e umidade, sendo o último citado o mais importante;
Substrato: a estrutura do polímero influencia o processo de biodegradação. Este fator estrutural inclui os tipos de ligação química, nível de ramificação, nível de polimerização, nível de hidrofilicidade, esterioquímica, distribuição de massa molar, cristalinidade e outros aspectos morfológicos dos polímeros.

A biodegradação ocorre em dois estágios, despolimerização do plástico e a mineralização. A despolimerização ocorre por meio da quebra das ligações poliméricas por clivagem, como consequência ocorre a fragmentação do material. Durante esta fase há um aumento da área de contato entre o polímero e os micro-organismos, e em seguida inicia-se a decomposição das macromoléculas em cadeias menores. Esta etapa ocorre na superfície da amostra em razão do tamanho da cadeia polimérica e sua natureza insolúvel. Enzimas extracelulares são responsáveis pela clivagem das cadeias poliméricas. Essas enzimas podem ser endoenzimas (responsáveis pela clivagem randômica das ligações internas da cadeia do polímero) ou exoenzimas (responsáveis pela clivagem sequencial nas unidades monoméricas terminais da cadeia principal). A segunda etapa, a mineralização, ocorre quando os fragmentos oligoméricos são suficientemente pequenos para serem transportados pelo interior dos organismos onde eles são transformados em biomassa e, então, mineralizados. Com base nesse processo de mineralização, são produzidos gases (CO2, CH4, N2 e H2), água, sais minerais e novas biomassas [10].

Uma das disposições finais mais adequadas para os plásticos biodegradáveis é a sua utilização em usinas de compostagem. A compostagem é um processo biológico de decomposição de matéria orgânica que pode estar contido em restos de origem animal ou vegetal. Este processo envolve transformações extremamente complexas de natureza bioquímica, promovidas por milhões de micro-organismos do solo que têm na matéria orgânica in natura sua fonte de energia, nutrientes minerais e carbono. Por essa razão, uma pilha de composto não é apenas um monte de lixo orgânico empilhado ou acondicionado em um compartimento, é um modo de fornecer as condições adequadas aos micro-organismos para que esses degradem a matéria orgânica, tornando disponíveis os nutrientes presentes. O produto final resultante do processo de compostagem, composto ou húmus, pode ser considerado como um enriquecedor do solo.

Dentre os benefícios proporcionados pela existência dessa cobertura morta no solo, destacam-se:

Estímulo ao desenvolvimento das raízes das plantas, que se tornam mais capazes de absorver água e nutrientes do solo
Aumento da capacidade de infiltração de água, reduzindo a erosão
Mantém estáveis a temperatura e os níveis de acidez do solo (pH)
Dificulta ou impede a germinação de sementes de plantas invasoras (daninhas)
Ativa a vida do solo, favorecendo a reprodução de micro-organismos benéficos às culturas agrícolas.

Tipos de plásticos biodegradáveis

Polímeros sintéticos convencionais como polietileno (PE), polipropileno (PP), poli (cloreto de vinila) (PVC) e poli(tereftalato de etileno) (PET) permanecem inalterados, química e fisicamente, por vários anos após seu descarte [11-13]. Isto se deve ao fato de que a sua estrutura química não permite que haja uma absorção danosa da radiação UV ou que estes se degradem por outros mecanismos, nem que sofram degradação por ação enzimática via micro-organismos como bactérias, fungos e algas. Além do que, nas próprias formulações industriais há adição de aditivos foto e termoestabilizantes que retardam a degradação.

Em contraste com estes polímeros citados anteriormente, há os polímeros biodegradáveis (PBs), que dispõem de uma degradação ativada biologicamente por meio da ação enzimática. Suas cadeias poliméricas também podem ser quebradas por processos não-enzimáticos, como a hidrólise e a fotólise. Os polímeros biodegradáveis são quase sempre derivados de plantas por meio do processamento de CO2 atmosférico. As principais aplicações para PBs incluem materiais para embalagens (sacolas, papel para embrulho, recipientes para comidas, papel laminado), não-tecidos descartáveis, produtos higiênicos (fraudas descartáveis, chumaço de algodão), bens consumíveis (acessórios de mesa de fast foods, depósitos, brinquedos, aparelhos de barbear descartáveis etc.) e utensílios agrícolas (filmes para recobrimento de plantação, contêineres para germinação de sementes). Limitações em sua performance e o alto custo dos PBs são as maiores barreiras para sua aceitação como substituinte de polímeros não-biodegradáveis. A alta performance de plásticos tradicionais é o resultado de anos de pesquisa, porém, os PBs são agora de grande interesse mundial graças a problemas ambientais e apelo social. O alto custo dos PBs, comparado aos plásticos tradicionais, não é apenas por causa do valor da matéria-prima para sua síntese. Ele é atribuído, principalmente, ao baixo volume de sua produção. Este baixo volume está ligado à pequena diversidade de aplicação e dificuldade no processamento destes polímeros. Contudo, no momento em que novas e emergentes aplicações forem atribuídas aos PBs, a produção dos mesmos irá aumentar. Realmente, o grande desafio está no melhoramento do processamento e nas características do produto final que atendam às necessidades exigidas pelo mercado.

O desenvolvimento dos polímeros biodegradáveis (PB’s) ainda está num estágio inicial quando comparado com a performance dos polímeros de alta longevidade. Porém, em algumas situações, as pessoas são iludidas pelos fabricantes quando estes falam deste assunto, pois a palavra biodegradável é erradamente usada em vários sentidos. Como citado anteriormente, a biodegradação depende de uma ação enzimática e não somente da quebra de ligações químicas por outros mecanismos, como acontece pela fotodegradação, os quais não são sinônimos. Dentre os polímeros biodegradáveis, pode-se citar duas classes, sendo uma a que insere os de ocorrência natural, e a outra, os produzidos por meio de sínteses. Dentro dos de ocorrência natural encontram-se o amido, a celulose, os polissacarídeos e a lignina. Dentre os PBs obtidos de sínteses, podem ser alguns derivados de poliésteres e os solúveis em água.

Mais que 1011 toneladas da biomassa são formadas, anualmente, pelo processo da fotossíntese, consistindo a maior parte de amido, celulose, outros polissacarídeos, e a lignina [14]. Estes, por sua vez, apresentam-se como os mais promissores materiais biodegradáveis graças à sua abundância natural e seu baixo custo. No caso específico da celulose, esta não possui característica de ser processada como um termoplástico. Para a obtenção de fibras e filmes, a celulose precisa ser modificada. Alguns exemplos para esses casos são os derivados da celulose obtidos por meio da acetilação – acetatos de celulose. Porém, nestas situações, o nível de acetilação não pode exceder 2,5 por unidade de repetição, senão o material deixa de ser biodegradável. Uma outra classe é a carboximetil celulose (CMC) com diferentes níveis de substituição de carboximetila. Neste caso, mais de uma substituição por unidade de repetição ocasiona perda quase completa da sua biodegradabilidade. Os polissacarídeos mais comumente encontrados na literatura de polímeros biodegradáveis são os produzidos pela fermentação microbiológica, como o caso da Xantana e da Pululana [14].

O amido é geralmente encontrado em raízes do tipo tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes (milho). O amido constitui um polímero de glicose (mais ou menos 1400 unidades de glicose) com ligação glicossídica.

O amido constitui-se de dois tipos diferentes de polissacarídeos: a amilose, com cerca de 1.000 unidades de glicose numa longa cadeia não ramificada enrolada em hélice, e a amilopectina, com cerca de 48 a 60 unidades de glicose dispostas em cadeias mais curtas e ramificadas. A razão entre a amilose e a amilopectina variará de acordo com a fonte e afetará as propriedades físicas do amido [15,16].

Em contraste com a celulose, o amido pode ser processado termoplasticamente sem a necessidade de nenhum tipo de modificação, contanto que tenha na formulação uma razoável quantidade de água. Sua biodegradabilidade se deve, principalmente, aos átomos de oxigênio presentes na cadeia principal e no anel.

Algumas tentativas de obtenção de blendas à base de amido já foram feitas, principalmente com poliésteres [16,17], porém a propriedade mecânica final do produto ainda fica aquém do desejado. Esta baixa performance é devida à sua natureza hidrofílica que leva a baixa tensão interfacial entre os componentes da blenda. Alguns pesquisadores utilizam alguns tipos de compatibilizantes ou usam técnicas para modificação química do amido ou do outro componente da blenda a fim de melhorar esta tensão interfacial [18-20]. Outros pesquisadores têm preparado blendas de amido com polímeros solúveis em água [21-23]. Estas pesquisas também têm como objetivo melhorar propriedades mecânicas do amido e sua processabilidade, introduzindo na formulação alguns tipos de plastificantes, como glicerol e aminoácidos. Em se tratando de aplicabilidade, essas blendas ficam restritas a situações em que o tempo requerido para sua decomposição não seja muito grande.

A biodegradabilidade dos poliésteres está diretamente ligada à presença do grupo éster, que é facilmente hidrolisado, levando à quebra das ligações, e pela ação de enzimas do tipo esterease, que são facilmente encontradas no solo. A síntese do poli(ácido láctico) – PLA de alta massa molar foi descrita por Carothers et al em 1932. Desde 1970, copolímeros baseados em ácido láctico e ácido glicólico são utilizados em aplicações biomédicas, como, por exemplo, matriz degradável para liberação controlada de drogas. A produção biotecnológica do ácido láctico é feita pela fermentação de carboidratos, a qual também produz enantiômeros de alta pureza. A obtenção do PLA por síntese direta por meio da policondensação do ácido láctico possui as características básicas da polimerização por etapa, tendo como empecilho para obtenção de um polímero com alto peso molecular a presença de etanol e ácido acético provenientes da fermentação [14,24]. Em 1997, a empresa CargillDow começou a produzir o PLA pela polimerização via abertura de anel do lactídeo dimérico. Dependendo do lactídeo, o PLA produzido poderá ser altamente cristalino ou completamente amorfo. A alta cristalinidade se deve à estereoregularidade dos referidos lactídeos, enquanto a obtenção dos PLA amorfos ocorre em virtude da falta desta [25]. O PLA é um termoplástico rígido com temperatura de transição vítrea, Tg, em torno de 60oC, e temperatura de fusão cristalina, Tm, entre 170oC e 180oC. A inserção de pequenas quantidades de meso-lactídeo pode reduzir a estereoregularidade e produzir um material mais dúctil. Suas aplicações se igualam ao poli(tereftalato de etileno) – PET na área de contêineres e fibras para a indústria têxtil.

No Brasil, a família dos poli(hidroxialcanoatos) – PHAs tem um papel muito importante no setor de desenvolvimento de polímeros biodegradáveis. O PHB e o copolímero PHBV, mais especificamente, são polímeros produzidos no Brasil por meio de uma tecnologia desenvolvida pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) [26]. Esta tecnologia é baseada na conversão microbiológica de bactérias do gênero alcalígenes, que consomem a sacarose proveniente da cana-de-açúcar, transformam parte dela em grânulos intracelulares – que são poliésteres (com propriedades semelhantes aos poliésteres advindos do petróleo) – e, após passarem pelo processo de extração, separação e purificação, dão origem ao biopolímero. A inserção de 25% de unidades de hidroxivalerato produz um copolímero PHBV com Tm inferior à do PHB (Tm ~ 180oC) em cerca de 45oC. Esta modificação melhora razoavelmente o processamento e as propriedades mecânicas (resistência ao impacto), as quais são um fator negativo do PHB. Porém, ainda se mantém a dificuldade em processar esse tipo de polímero, evitando que este seja utilizado em uma faixa maior de aplicabilidade.

A síntese de poliésteres com ácido carboxílico e diol é apropriada para a obtenção de polímeros com valores de Tm acima da temperatura ambiente, temperatura essa requerida para a maioria das aplicações. Dentre eles se encontram o PET e o poli(butilenotereftalato) – PBT, porém estes não são biodegradáveis.

Mantendo-se essas características e incorporando a biodegradabilidade, encontra-se o poli(butilenosuccinato) – PBS, que quando na forma de filmes possui propriedades mecânicas similares às do polietileno de baixa densidade – PEBD. Com a incorporação de ácido adípico na síntese do PBS, obtém-se o copolímero poli(butileno succinato-co-butileno adípico) – PBSA. Este copolímero apresenta uma maior biodegradabilidade quando comparado ao PBS por causa da sua menor cristalinidade [14]. O poli(e-caprolactona) – PCL é também um poliéster biodegradável bastante usado em aplicações que não exigem temperaturas muito elevadas, pois sua Tm é de aproximadamente 60oC. Este é sintetizado pela conversão química do óleo cru, seguido de polimerização por abertura de anel.

O poli (álcool vinílico) – PVA é o único polímero solúvel em água, tendo exclusivamente átomos de carbono em sua cadeia principal, e é considerado biodegradável. Um outro polímero solúvel em água é o poli(N-vinil-2-pirrolidona) – PVP, contudo poucos trabalhos se empenharam em verificar a sua biodegradabilidade. Os polímeros biodegradáveis solúveis em água são obtidos do ácido acrílico, anidrido maléico, ácido metacrílico e várias combinações desses monômeros. Porém, apenas seus oligômeros são biodegradáveis.

Atualmente, muitos grupos de pesquisa vêm se dedicando ao estudo de preparação de blendas à base de polímeros biodegradáveis [16-23, 27-29]. A atenção dada a estas pesquisas está relacionada com o melhoramento do desempenho de algumas propriedades dos polímeros, tais como processabilidade [17], propriedades mecânicas [16, 17, 19, 21, 22], propriedades térmicas [28, 29] e aumento da biodegradabilidade de um dos componentes da blenda [18, 29].

Outro campo de pesquisa que está sendo bastante explorado é a preparação de nanocompósitos poliméricos biodegradáveis [30-47]. Após décadas de desenvolvimento de fibras artificiais, como fibras de carbono e de vidro, as fibras naturais, como fibras de juta, rami, sisal etc, vêm se destacando como material de substituição das fibras artificiais.

Algumas empresas anunciam que conseguem transformar polímeros conhecidamente não-biodegradáveis, tais como PP e PE, em produtos biodegradáveis por meio da inserção de algum tipo de aditivo pró-oxidante. Alguns representantes da comunidade acadêmica mundial também têm publicado alguns artigos sobre o tema [48-53]. Esses artigos apresentam estudos relativos à presença de aditivos pró-oxidantes e/ou amido em poliolefinas, contudo, a maioria deles apenas avalia modificações em propriedades mecânicas, massa molar, aparição de novos grupos químicos, crescimento de colônia de fungos e bactérias, deixando de lado os reais testes de avaliação de biodegradabilidade, como perda de massa e emissão de CO2. Um dos únicos artigos que avaliam corretamente a biodegradabilidade desses materiais é o trabalho desenvolvido por Chiellini et al [53], que mostra o grau de mineralização e emissão de CO2 de amostra de polietileno de baixa densidade com adição de pró-oxidantes. Contudo, apenas avaliam as amostras após serem submetidas a um tratamento térmico. Em recente pesquisa, Fechine e colaboradores [54] mostraram que a adição desse tipo de aditivo no polipropileno apenas acelera o processo fotodegradativo do PP, diminuindo massa molar mais rapidamente e inserindo uma maior quantidade de novos grupos químicos na sua estrutura. A conclusão desta pesquisa leva a crer que a inserção de algum tipo de aditivo pró-oxidante pode não alterar a biodegradabilidade de um polímero dito não-biodegradável, e o uso deste aditivo deve ser seriamente monitorado e avaliado mediante normas técnicas apropriadas, como as normas da ABNT NBR 15448-1 “Embalagens plásticas biodegradáveis e/ou de fontes renováveis

Parte 1: Terminologia” e a NBR 15448-2 “Embalagens plásticas biodegradáveis e/ou de fontes renováveis

Parte 2: Biodegradação e compostagem – Requisitos e métodos de ensaio”, que avaliam a biodegradabilidade de embalagens plásticas.

Normas que qualificam a biodegradabilidade de polímeros

Vários são os institutos de normalização no campo de materiais biodegradáveis, alguns desses são: American Society for Testing and Materials – ASTM, Comité Européen de Normalisation (European Committee for Standardization) – CEN, Deutsches Institut für Normung eV – DIN, International Organization for Standardization – ISO, Japanese Institute for Standardization – JIS e Organisation for Economic Cooperation and Development – OECD. Todos eles têm proposto vários métodos de análise e acompanhamento da biodegradação dos polímeros, basicamente os ensaios de biodegradabilidade fazem com que as amostras dos polímeros em questão sejam expostas a micro-organismos por meio do uso de compostos em ambientes aeróbicos e anaeróbicos. Estes compostos, essencialmente, possuem uma série de fungos e bactérias, que produzem enzimas como lípases, invertases, lactases, entre outras que utilizam os polímeros como nutrientes.

Dentre os métodos usados, diferentes parâmetros de medição podem ser utilizados para quantificar a biodegradabilidade das amostras, entre eles encontra-se o crescimento de colônia de fungos e bactérias (baseado na norma ASTM G-21 e G-22), consumo de O2 (ISO 14851:1999), produção de CO2 (ISO 14852:1999 e ISO 14855:1999) e perda de massa (ASTM G 160–03). Outra variável para definir o método de avaliação de biodegradabilidade que deve ser usada é o meio em que o material será avaliado. Normalmente, existe uma tendência a avaliar a biodegradabilidade dos polímeros em meio sólido, mas também existem diversas normas que fazem essa avaliação em meio líquido, como água (ISO 14851-1999, ISO 14852-1999, ISSO/DIS 14953-1999 e JIS K6951-2000), água do mar (ASTM D6691-01, D 6692-01), resíduo de sistema de tratamento de água – lodo ativado (ASTM D5271-02, JIS K6950-2000) e diretamente em lodos (ASTM D5210-92).

Diferentemente dos plásticos convencionais, os polímeros biodegradáveis quando em contato com o solo ou um composto (processo de compostagem) são mineralizados por meio da ação de micro-organismos. Algumas das normas descritas anteriormente apenas avaliam a biodegradabilidade dos polímeros, contudo, não avaliam o efeito ecotoxicológico gerado pelos produtos dessa mineralização. Os procedimentos usados para avaliar esse efeito podem ser conduzidos durante todo o processo de avaliação da biodegradabilidade, ou apenas no final do teste. Esses testes normalmente avaliam não só a qualidade final do composto gerado após o processo de compostagem (DIN 54900-1997) como também a germinação e o crescimento de plantas no solo ou no composto (ASTM D6002-1996, EN 13432-2001, OECD 208, ISO 11269-1 e 11269-2).

Vários outros tipos de testes podem ser encontrados na literatura especializada [55-63], porém, apesar da diversidade dos testes, muitas dúvidas ainda permanecem. Dependendo da aplicabilidade final do produto, um determinado teste deve ser escolhido, ou seja, a simulação da biodegradabilidade do produto deve ser feita em condições reais de uso e descarte.

Mercado mundial dos plásticos biodegradáveis

O fenômeno da evolução do mercado mundial de polímeros biodegradáveis quando comparado com os polímeros convencionais é relativamente recente. O consumo mundial de polímeros biodegradáveis tem aumentado de 14 milhões de kg em 1996 para cerca de 68 milhões de kg em 2000 [64], e vem crescendo numa taxa anual de cerca de 20%, porém ainda representa apenas 0,1% da produção mundial de plástico [65]. No início dos anos 70, a indústria iniciou o desenvolvimento dos plásticos biodegradáveis, contudo, sérios problemas de eficácia, legislação e restrição de aplicações acarretaram numa desaceleração na produção destes tipos de polímeros. Esses problemas se estenderam nos anos 80 até que as indústrias nos EUA e Europa iniciassem a produção de polímeros completamente biodegradáveis e que também apresentassem boas propriedades. Um exemplo é a ICI do Reino Unido, que em 1981 iniciou a comercialização dos polímeros BIOPOLTM (PHB e PHBV), sendo que hoje a produção desses produtos é feita pela Monsanto [65]. Um dos fatos mais importantes para o crescimento do mercado de plásticos biodegradáveis foi a criação da Cargill Dow Polymers pela Dow Chemical e Cargill nos anos 90. A Cargill iniciou sua produção com o PLA em escala semicomercial, produzindo 4.500 toneladas por planta em Minnesota nos EUA em 1994, e no final de 1997 esta produção já havia aumentado para 140 mil toneladas em Nebraska nos EUA [65].

Uma empresa de consultoria da China acredita que a produção de polímeros biodegradáveis obtidos de fontes renováveis acarretará numa redução do consumo de petróleo entre 15% e 20% em 2025, em virtude das melhorias em suas propriedades e da abertura de novos campos de aplicação, como nas áreas automotiva, medicinal e eletrônica [66].

Diferentemente do PHB, amido e PLA, os quais são derivados primariamente de matérias-primas agrícolas renováveis, no final dos anos 90 um grande número de companhias introduziu polímeros biodegradáveis derivados de matéria-prima petroquímica. Participam desta lista a DuPont’s BiomaxÒ, Eastman’s Eastar Bio copolyester e BASF’s EcoflexÒ. Estes polímeros oferecem uma melhora em propriedades e ao mesmo tempo apresentam-se com baixo custo, já que são produzidos por matéria-prima de commodity, como ácido adípico e dimetil tereftálico [65]. Porém, alguns ambientalistas não estão de acordo com essa tecnologia, porque, apesar de se produzir polímeros biodegradáveis, utiliza-se matéria-prima não-renovável.

Os Estados Unidos da América acreditam que haverá um crescimento de 10% no uso de derivados de plantas de fontes renováveis como base química para diversas utilidades até 2020, e este número aumentará para 50% em 2050 [67].

Considerações finais

O mecanismo de biodegradação, exemplos de polímeros biodegradáveis, normas que estabelecem procedimento de avaliação da biodegradabilidade e uma visão sucinta do mercado mundial de plásticos biodegradáveis foram apresentados nesse artigo. A todo o momento a comunidade mundial é vista diante de discussões sobre o uso de PBs, a fim de esclarecer se esses são a solução para a poluição ambiental e escassez de fonte de matéria-prima não-renovável. Do ponto de vista sobre a escassez de matéria-prima não-renovável, como o petróleo, sabe-se que a produção de plásticos no mundo consome apenas cerca de 4% do petróleo. Desta forma, a contínua produção de polímeros obtidos do petróleo não será a principal vilã do esgotamento dessa matéria-prima, como normalmente as pessoas acreditam. Contudo, este fato não justifica que esses polímeros sejam subaproveitados com apenas uma única utilização, desperdiçando a energia contida em todo o seu processo de obtenção (síntese) e processamento. A melhor saída para esses casos é que esses materiais sejam reciclados, retornando a comunidade na forma de produtos ou de energia.

No caso dos polímeros biodegradáveis, incluindo os obtidos de fontes renováveis ou não, primeiramente há a necessidade de avaliar o tipo de aplicação que se pretende atender. Sacolas plásticas, materiais para sutura médica, filmes para recobrimento de plantações, materiais descartáveis no geral, são casos em que se prevê um único uso, situações concretas para utilização de PBs, principalmente aqueles obtidos de fontes renováveis. Porém, sabe-se que o processo de biodegradação depende de vários fatores, e que este só ocorrerá em situações bem específicas. Ou seja, o crescimento da produção de PBs terá que ser acompanhado pelo aumento da infraestrutura de coleta e descarte de resíduos sólidos, senão muitos dos PBs descartados nunca irão se decompor nem voltar ao ciclo de “carbono”, tornando-se vilões idênticos aos polímeros convencionais no que diz respeito à poluição ambiental e volume em aterros sanitários. Este é um fato bastante preocupante, porque a grande maioria das cidades brasileiras não possui um sistema efetivo de gerenciamento de resíduos sólidos, nem se tem à disposição um grande número de usinas de compostagem.

No início deste artigo, comentou-se sobre a Era dos Polímeros. Num momento não muito distante, poderá ser mencionado que o mundo no final do século 20 começou a ser invadido pela Era dos Polímeros Biodegradáveis, inicialmente graças ao apelo ambiental e posteriormente pelo desenvolvimento tecnológico na área de síntese e processamento desses tipos de polímeros. A população em geral, a comunidade acadêmica e as indústrias terão que se adaptar e conviver com os plásticos biodegradáveis, além de rever os conceitos relativos a eles, porque num futuro muito próximo a presença destes poderá ser não só uma saída para a diminuição do acúmulo de material plástico em lixões, mas também uma alternativa de substituição dos plásticos não-biodegradáveis obtidos por fontes não-renováveis.

Guilhermino J. M. Fechine

Referências bibliográficas

1. C. Cavalcanti – “Desenvolvimento e natureza: estudos para uma sociedade sustentável”, Cortez Editora, São Paulo (1995).
2. IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística: Pesquisa Nacional de Saneamento Básico, in: http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/condicaodevida/pnsb/lixo_coletado/lixo_coletado110.shtm (2000).
3. IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, “Lixo Municipal – Manual de Gerenciamento Integrado”, São Paulo (1998).
4. Polymer Chemistry, Marcel Dekker, Inc., New York (2003).
5. D.S.Rosa; Q.S.H.Chui; R.P.Filho & J.A.M.Agnelli - Polímeros: Ciência e Tecnologia, 12, p.311 (2002).
6. A.S.Spinacé e M.A.de Paoli - Química Nova, 28, p.65 (2005).
7. F.P.La Mantia - Polymer Degradation and Stability, 42, p.213 (1993).
8. K.Fukumori; M.Matsumasa; H.Okamoto; N.Sato; Y.Suzuki & K.Takeuchi - JSAE Review, 23, p.259 (2002).
9. S.J.Huang - Journal of Macromolecular Science - Pure and Applied Chemistry, 32, p.593 (1995).
10. S.Grima; V.B.Maurel; P.Feuilloley & F.Silvestre - Journal of Polymer and the Environment, 8, p.183 (2000).
11. A.Davis and D.Sims – “Artificial Weathering”, Chapman & Hall, Andover, UK (2002).
12. J.R.White e A.Turnbull - Journal of Material Science, 29, p.584 (1994).
13. J.F.Rabek – “Polymer Photodegradation”, Chapman & Hall, London (1995).
14. S.Mecking - Angew.Chem.Int.Ed., 43, p.1078 (2004).
15. E.S.Stevens - Biocycle, 44, p.24 (2003).
16. C.Kim; K.Jung; J.Kim & J.Park - Journal of Polymer and the Environment, 12, p.179 (2004).
17. S.H.Imam; L.Chen; S.H.Gordon; R.L.Shogren; D.Weisleder & R.V.Greene - Journal of Environment Polymer Degradation, 6, p.91 (1998).
18. R.P.Singh; J.K.Pandley; D.Rutot; Ph.Degée & Ph.Dubois - Carbohydrate Research, 338, p.1759 (2003).
19. L.Belard; P.Dole & L.Avérous - Australian Journal of Chemistry, 58, p.457 (2005).
20. I.Pillin; T.Divers; J.Feller & Y.Grohens - Macromol.Symp., 222, p.233 (2005).
21. M.O.Rutiaga; L.J.Galan; L.H.Morales; S.H.Gordon; S.H.Imam; W.J.Orts; G.M.Glenn & K.A.Nino - Journal of Polymer and the Environment, 13, p.185 (2005).
22. L.Mao; S.Imam; S.Gordon; P.Cinelli & E.Chiellini - Journal of Polymer and the Environment, 8, p.205 (2000).
23. R.Jayasekara; I.Harding; I.Bowarter; G.B.Y.Christie & G.T.Lonergan - Journal of Polymer and the Environment, 11, p.49 (2003).
24. Y.Tokiwa e A.Jarerat - Biotechnology Letters, 26, p.771 (2004).
25. M.Okada - Progress in Polymer Science, 27, p.87 (2002).
26. Revista Meio Ambiente Industrial – “Bioplástico é criado a partir de matéria-prima renovável”, V.24, p.44-45 (2000).
27. T.Hirotsu; A.A.J.Ketelaars & K.Nakayama - Polymer Degradation and Stability, 68, p.311 (2000).
28. A.Tercjak; J.T.Hapaniuk & B.Masiulanis - Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 74, p.605 (2003).
29. D.Lesinsky; J.Fritz & R.Braun - Bioresource Technology, 96, p.197 (2005).
30. A.K.Mohanty; M.Misra & L.T.Drzal - Journal of Polymers and Environment, 10, p.19 (2002).
31. R.A.Shanks; A.Hodzic & S.Wong - Journal of Applied Polymer Science, 91, p.2114 (2004).
32. U.S.Ishiaku; O.A.Khondker; S.Baba; A.Nakai & H.Hamada - Journal of Polymer and the Environment, 13, p.151 (2005).
33. O.Kanie; H.Tanaka; A.Mayumi; T.Kitaoka & H.Wariishi - Journal of Applied Polymer Science, 96, p.861 (2005).
34. S.H.Iman; P.Cinelli; S.H.Gordon & E.Chiellini - Journal of Polymer and the Environment, 13, p.47 (2005).
35. V.P.Cyras; C.Vallo; J.M.Kenny & A.Vázquez - Journal of Composite Materials, 38, p.1387 (2004).
36. V.A.Alvarez e A.Vázquez - Journal of Composite Materials, 38, p.1165 (2004).
37. L.J.Chen e M.Wang - Biomaterials, 23, p.2631 (2002).
38. J.K.Pandey; K.R.Reddy; A.P.Kumar & R.P.Singh - Polymer Degradation and Stability, 88, p.234 (2005).
39. S.T.Lim; Y.H.Hyun; H.J.Choi & M.S.John - Chem.Mater., 14, p.1839 (2002).
40. M.A.S.A.Samir; F.Alloin & A.Dufresne - Biomacromolecules, 6, p.612 (2005).
41. R.Pucciariello; V.Villani; S.Belviso; G.Gorrasi; M.Tortora & V.Vittoria - Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 42, p.1321 (2004).
42. S.Lee; H.Park; H.Lim; T.Kang; X.Li; W.Cho & C.Ha - Polymer, 43, p.2495 (2002).
43. M.Avella; J.J.De Vlieger; M.E.Errico; S.Fisher; P.Vacca & M.G.Volpe - Food Chemistry, 93, p.467 (2005).
44. S.Kalambur e S.H.Rizvi - Journal of Applied Polymer Science, 96, p.1072 (2005).
45. V.Krikorian e D.J.Pochan - Macromolecules, 37, p.6480 (2004).
46. Y.H.Lee; J.H.Lee; I.An; C.Kim; D.S.Lee; Y.K.Lee & J.Nam - Biomaterials, 26, p.3165 (2005).
47. Y.Someya; Y.Sugahara & M.Shibata - Journal of Applied Polymer Science, 95, p.386 (2005).
48. M.Koutny; M.Sancelme; C.Dabin; N.Pichon; A.Delort & J.Lemaire - Polymer Degradation and Stability, 91, p.1495 (2006).
49. M.Koutny; J.Lemaire & A.Delort - Chemosphere, 64, p.1243 (2006).
50. G.Scott - Polymer Degradation and Stability, 68, p.1 (2000).
51. D.M.Wiles e G.Scott - Polymer Degradation and Stability, 91, p.1581 (2006).
52. E.Chiellini; A.Corti; S.D’Antone & R.Baciu - Polymer Degradation and Stability, 91, p.2739 (2006).
53. E.Chiellini; A.Corti & G.Swift - Polymer Degradation and Stability, 81, p.341 (2003).
54. G.J.M.Fechine; D.S.Rosa; M.E.Rezende & N.R.Demarquette - Polymer Engineering and Science, 49, p.123 (2008).
55. A.Logieras; A.Copinet; G.Bureau & L.Tighzert - Polymer Degradation and Stability, 83, p.187 (2004).
56. L.Száraz e J.Beczener - International Biodeterioration & Biodegradation, 52, p.93 (2003).
57. N.T.Lotto; M.R.Calil; C.G.F.Guedes & D.S.Rosa - Materials Science & Engineering C, C 24, p.659 (2004).
58. R.Jayasehara; G.T.Lonergan; I.Harding; I.Bowater; P.Halley & G.B.Christie - Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 76, p.411 (2001).
59. S.Grima; V.Bellon-Maurel; F.Silvestre & P.Feuilloley - Journal of Polymer and the Environment, 9, p.39 (2001).
60. R.Solaro; A.Corti & E.Chiellini - Journal of Environment Polymer Degradation, 6, p.203 (1998).
61. J.Mergaert; K.Ruffieux; C.Bourban; V.Storms; W.Wagemans; E.Wintermantel & J.Swings - Journal of Polymer and the Environment, 8, p.17 (2000).
62. E.Chiellini; A.Corti; B.Politi & R.Solaro - Journal of Polymer and the Environment, 8, p.67 (2000).
63. D.S.Rosa; M.R.Calil; C.G.F.Guedes & T.C.Rodrigues - Journal of Polymer and the Environment, 12, p.239 (2004).
64. R.A.Gross e B.Kalra - Science, 297, p.803 (2002).
65. C.Bastioli – “Handbook of biodegradable polymers”, Rapra Technology Limited, Shawbury (2005).
66. Bioplastics Market Worldwide 2007-2025, in: http://www.hkc22.com/bioplastics.html (2007).
67. A.K.Mohanty; M.Misra & L.T.Drzal - Journal of Polymers and Environment, 10, p.19 (2002).

Fonte: www.plastico.com.br

Plásticos Biodegradáveis

Plástico biodegradável é a solução?

Os artigos feitos de plásticos, desde as terríveis sacolas de compras e sacos de lixo, até garrafas, canetas, copos, etc., são considerados poluidores e contaminadores de rios, lagos, oceanos e praias.

A reciclagem e a conscientização nunca serão suficientes para deter essa poluição que alcança níveis alarmantes.

A solução está na fabricação em larga escala desses materiais com plástico biodegradável e leis severas que proíbam a fabricação do plástico poluidor, principalmente as sacolas de compras e sacos de lixo.

Além de toda a praticidade e diversidade de uso que proporciona, o plástico agora pode ser ambientalmente correto. Sacolas de compras para supermercados, sacos de lixo, canetas, pratos, talheres, copos, cobertura para fraldas, vasos de plantas, garrafas e frascos em PET, além de muitos outros tipos de embalagens, podem ganhar características de degradabilidade, biodegradabilidade, compostabilidade e/ou hidrossolubilidade se produzidos a partir de aditivos inertes ou matérias primas de origem vegetal.

Felizmente já existe no Brasil uma empresa que importa com exclusividade a matéria prima para a produção do plástico degradável.

A RES Brasil e uma empresa de representação, distribuição e licenciamento industrial sediada no município de Cajamar, Estado de São Paulo.

A empresa fornece às fábricas de plásticos aditivos que, adicionados aos plásticos comuns, tornam o produto final naturalmente degradável. Portanto, a matéria prima é no mínimo 97% nacional no caso dos produtos aditivados. O aditivo representa no máximo apenas 3% do material, o que não prejudica as empresas locais.

Em outros casos, a empresa distribui a matéria prima de origem vegetal (biopolímeros) para a fabricação de artigos biodegradáveis, compostáveis. Outros produtos podem ser ainda solúveis em água. Dessa forma, são rapidamente absorvidos na natureza e m certos casos podem até servir de adubo e alimentação animal, eliminando o descarte em aterros sanitários (onde levam até 100 anos para se decompor) e deixando de poluir rios, lagos e oceanos.

Os produtos de plástico "verde", longe de ser apenas um ideal, já estão em plena fabricação no Brasil. Cerca de 600 toneladas de embalagens plásticas com este conceito já foram fabricadas e distribuídas no Brasil desde outubro de 2003.

Explicando de maneira simplificada a ação do aditivo, este reduz o tamanho e o peso das cadeias moleculares do plástico comum e fragiliza as ligações entre as moléculas de carbono e hidrogênio que formam o plástico, fazendo com que o material comece a se degradar sob condições comuns existentes no meio ambiente ao ser descartado para o lixo. Posteriormente à degradação, os pequenos fragmentos resultantes virão a ser mais facilmente digeridos pelas bactérias e fungos existentes na natureza.

O tempo de decomposição, também pode ser regulado de acordo com a finalidade do produto. Essas propriedades não alteram nenhuma das características originais e desejáveis do plástico comum.

Uma vez quebradas as ligações entre os átomos de carbono e hidrogênio existentes no plástico aditivado, estes átomos se ligarão aos átomos de oxigênio existentes na atmosfera, resultando em dióxido de carbono (CO2) e água, as mesmas substâncias que os seres vivos exalam durante a respiração .

Custos

Apesar de representar um pequeno aumento de custo em relação ao plástico comum, a versão aditivada ainda tem preço menor do que o papel, opção utilizada na confecção de sacolas por empresas que dão preferência ao material por ele ser 100% orgânico. Apesar de ecologicamente viável, o papel é mais caro porque é uma matéria prima renovável.

Com uma provável boa receptividade do mercado, em tempos "ecologicamente corretos e ambientalmente exigentes", a expectativa é que os produtos de plástico biodegradável tenham seu custo reduzido.

100% orgânico

Além do aditivo que fragiliza as moléculas do plástico comum, feitos com polietileno , polipropileno, BOPP, PET, PS, entre outros, a RES Brasil trouxe para o Brasil resinas de amido feitas principalmente de mandioca, milho ou batata (não transgênicas), que resultam em um plástico 100% orgânico.

O filme resultante se deteriora pela ação de microorganismos em contato com o solo, em contato com resíduos orgânicos e em ambientes de compostagem e de aterros sanitários, os chamados lixões, em um período de 40 a 120 dias, se transformando em um composto orgânico que pode ser usado como humus na adubação.

Outra matéria prima representada pela empresa é destinada à fabricação de plástico hidrossolúvel, à base de álcool polivinílico que se desmancha em contato com a água sem deixar resíduos tóxicos ou nocivos. A principal aplicação desse material é no envase de detergentes, desinfetantes e saponáceos em pó que podem ser jogados diretamente na máquina de lavar roupa ou louça e no vaso sanitário.

Como podemos ver, ha muitas alternativas para o uso consciente do plástico, basta que as empresas invistam nessa alternativa e que nos consumidores demos preferência por estes produtos na hora da compra.

Fonte: www.ecolnews.com.br

Plásticos Biodegradáveis

Plásticos Biodegradáveis - O planeta agradece!

Os plásticos, por sua resistência, flexibilidade, capacidade de receber impressão, transparência, impermeabilidade, leveza, reciclabilidade, entre outras características, é cada dia mais usado e indicado para um grande número de aplicações. São, em geral, insubstituíveis como embalagens. Um relatório feito em Viena por Gesselschaft für Umfassende Analysen of Vienna comprova a importância dos plásticos e sua contribuição para redução do consumo de energia e de emissão de gases quando comparados a outros materiais utilizados como embalagens, por exemplo, papel. Porém, estas características tornam os plásticos comuns de difícil e demorada degradação.

A maior parte são descartados de forma incorreta, não são coletados e não são reciclados, causando sérios problemas ao meio ambiente. É por isto que as mais importantes e renomadas empresas, redes de lojas e supermercados do mundo adotam o que existe de mais moderno, eficiente e principalmente seguro para o meio ambiente e a vida.

A tecnologia d2w:

São recicláveis por todos os métodos juntamente com plásticos convencionais antes do início de sua degradação
Podem ser fabricados a partir de plásticos reciclados
Podem ser reutilizados enquanto não começarem a degradar
Podem ser destinados a compostagem após o descarte
São testados, seguros e aprovados para contato com alimentos
Não emitem Metano
em sua degradação
São Degradáveis por oxidação e são biodegradáveis após a Degradação

A tecnologia do plástico d2w é baseada no uso de um aditivo combinado com uma mistura de polietileno ou resinas de polipropileno e poliestireno durante o processo padrão de produção. O processo de degradação se inicia com uma combinação de luz, calor e estresse, os quais agem como catalisadores e afetam a velocidade na qual a degradação progride. Uma vez que o processo é iniciado ele continuará mesmo em um aterro sanitário, ou se o plástico ficar preso em um galho de arvore, ou numa cerca ou até debaixo da água.

Os plásticos biodegradáveis possuem pois, no final, restará somente H2O, CO2 e biomassa em quantidades desprezíveis. Testes comprovam que tais materiais são seguros para contato direto com alimentos e não têm quaisquer efeitos nocivos e que eles, em última instância, se degradam totalmente dentro ou sobre o solo. Seja bem vindo a era dos plásticos biodegradáveis!

Fonte: permacoplasticos.com.br

Plásticos Biodegradáveis

PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE PLÁSTICO OXI-BIODEGRADÁVEIS

Porque precisamos de plástico oxi-biodegradável?

Porque milhares de toneladas de resíduos de plástico passam, diariamente, para o ambiente do mundo e vão manter-se lá durante séculos, a menos que sejam recolhidos para incineração ou compostagem.

Como funciona?

Uma quantidade muito pequena de aditivo pro-degradante é colocada no processo de fabricação. Isto quebra as cadeias moleculares do polímero, e no final da sua vida útil, o produto desintegra. O plástico não só se fragmenta, como será consumido por bactérias e fungos após o aditivo ter reduzido o peso molecular a um nível que permite o acesso de microrganismos ao carbono e hidrogénio. É portanto "biodegradável."

A biodegradação realmente acontece, ou apenas há fragmentação?

O processo de degradação continua até que o material se tenha degradado a nada mais que CO2, água e húmus, e não deixa fragmentos de petro-polímeros no solo.

Que tipos de plásticos biodegradáveis existem?

Os dois principais tipos são os oxi-biodegradáveis e os hidro-biodegradáveis. Em ambos os casos a degradação começa com um processo químico (oxidação ou hidrólise), seguida por um processo biológico. Ambos os tipos emitem CO2 à medida que se degradam mas os hidro-biodegradáveis (geralmente à base de amido) podem também emitir metano. Ambos os tipos podem ir para compostagem, mas apenas os oxi-biodegradáveis podem ser economicamente reciclados.

Com certeza que a educação é a forma de resolver o problema do lixo?

Espera-se que a educação venha a reduzir o problema do lixo ao longo de várias gerações, mas atualmente há muito lixo e haverá sempre algum lixo. É preciso tomarem-se medidas agora para mudar para oxi-biodegradável antes que outros milhões de toneladas de resíduos de plástico se acumulem no ambiente.

Não seria melhor reciclar que deixar biodegradar?

Sim, e um dos benefícios do plástico oxi-biodegradável é que pode ser reciclado como parte de uma corrente normal de resíduos de plástico. No entanto, se o plástico não for recolhido não pode ser reciclado, por isso precisa de ser biodegradado em vez de se acumular no ambiente.

Pode ir para compostagem?

O plástico oxi-biodegradável não se degrada rapidamente a baixa temperatura nos “sulcos” de compostagem, mas é ideal para compostagem em “reatores biológicos” a temperaturas elevadas exigidas pelas novas normas da UE para produtos derivados de animais. Na realidade, é provável que a compostagem em sulcos tenha que ser gradualmente eliminada, num futuro próximo.

O que lhe acontece num aterro?

Os plásticos oxi-biodegradáveis fragmentam e biodegradam parcialmente em CO2 e água nas camadas de superfície do aterro, mas os resíduos são completamente inertes, nas camadas mais profundas do aterro na ausência de oxigénio. Não emitem metano. Por contraste, os plásticos hidro-biodegradáveis (à base de amido) degradam-se e emitem CO2 para as camadas de superfície do aterro se houver atividade microbiana suficiente. No entanto, nas camadas profundas do aterro, na ausência de ar, os plásticos hidro-biodegradáveis geram quantidades abundantes de metano, que é um gás de estufa potente.

Contém "metais pesados"?

Contém ions de metal de transição de Cobalto, Ferro ou Magnésio, que são elementos residuais necessários na alimentação humana. Não devem confundir-se com metais pesados tóxicos como Chumbo, Mercúrio, Cádmio e Cromo, que nunca são usados em plásticos biodegradáveis.

Não é feito de petróleo?

Atualmente, os plásticos oxi-biodegradáveis são feitos de nafta, que é um derivado da refinação do petróleo, que de outra forma seria eliminado. Claro que o petróleo é um recurso findável, mas este derivado surge porque o mundo precisa de combustíveis e óleos para motores, e surgiria se o derivado fosse ou não usado para fazer artigos de plástico. A menos que o petróleo seja deixado sob o solo, inevitavelmente será emitido dióxido de carbono, mas até que outros combustíveis e lubrificantes tenham sido desenvolvidos para motores, faz todo o sentido para o ambiente, usar o derivado, em vez de o eliminar por chamas na refinaria e usar escassos recursos da agricultura para fazer plásticos. Recentemente, tem havido interesse em fabricar açúcar derivado de polietileno. Estes, como o PE derivado de petróleo, não são biodegradáveis, mas podem tornar-se oxi-biodegradáveis da mesma forma que o último, pela adição de um aditivo pró-degradante.

Mas os plásticos hidro-biodegradáveis não são recicláveis?

Não, dado que o processo de os fabricar a partir de culturas é em si mesmo um utilizador significativo de energia de combustível fóssil e assim, um produtor de gases de estufa. Os combustíveis fósseis são queimados em máquinas usadas para limpar e cultivar a terra, e no fabrico e transporte de fertilizantes e pesticidas e no transporte das próprias culturas. A energia também é usada para as autoclaves usadas para fermentar e polimerizar material sintetizado de intermediários produzidos bioquimicamente (ou seja, ácido poliláctico de hidratos de carbono). Quando o material se biodegrada, emite CO2 e metano, e assim o total de combustíveis fósseis usados e os gases de estufa emitidos são mais do que para o plástico convencional ou o oxi-biodegradável. Os hidro-biodegradáveis são por vezes descritos como feitos de culturas “não-alimentares”, mas de fato fazem-se geralmente de culturas alimentares, e leva a um aumento dos preços da alimentação humana e animal.

Deixa resíduos nocivos?

Não. O plástico oxi-biodegradável passa por todos os testes normais de ecotoxicidade, incluindo a germinação de sementes, crescimento de plantas e sobrevivência do organismo (dáfnias, minhocas) feitos em conformidade com os padrões internacionais ONS 2200 e ONS 2300.

Deliberadamente e totalmente perdido?

O argumento que os plásticos oxi-biodegradáveis são indesejáveis porque os seus componentes são projetados para serem, deliberada e totalmente, perdidos é um erro, porque se as pessoas quiserem incinerar com calor de recuperação ou reciclá-los mecanicamente, ou fazerem compostagem em “reatores biológicos” ou reutilizá-los pode ser feito e o seu custo é mínimo, se algo mais que os produtos convencionais. O ponto-chave é o que acontece ao plástico que não é recolhido, e entra no ambiente como lixo? Em qualquer caso, os plásticos oxi-biodegradáveis não são “deliberada e totalmente perdidos” mesmo se forem degradados no ambiente, porque a biodegradação em terra é uma fonte de nutrientes para plantas, assim como é a palha, relva, folhas, etc..

Eliminação menos cuidada?

Os sacos de plástico degradável têm sido fornecidos pelos supermercados há mais de quatro anos, mas não há evidência que as pessoas os eliminem de forma menos cuidada (sejam oxi ou hidrobiodegradáveis) e não têm sido encorajadas a fazê-lo. Mas suponha-se, só pelo argumento, que foram eliminados mais 10%.

Se 1.000 sacos convencionais e 1.100 oxi-biodegradáveis fossem deixados por recolher no ambiente, os 1.000 sacos convencionais continuariam nos rios, ruas e campos durante décadas, mas nenhum dos sacos oxi-biodegradáveis seria deixado no final do seu pequeno período de validade programado na fabricação.

Haverá sempre pessoas que, de forma deliberada ou acidental, jogam fora os seus resíduos de plástico. O que vai acontecer a todos os resíduos de plástico que não forem reciclados nem incinerados e em vez disso vão acumular-se como lixo no campo – não seria melhor se todo o plástico jogado fora fosse oxi-biodegradável?

Pode ser comercializado como Biodegradável ou de Compostagem?

O padrão da UE atual para compostagem (EN13432) não é adequado para testar plástico oxibiodegradável. No entanto a Directiva da UE relativa a embalagens e resíduos de embalagens NÃO exige que, quando um produto de embalagem é comercializado como "degradável" ou "de compostagem" e a conformidade com a Directiva tem que ser avaliada pela referência EN13432. A Directiva dispõe que a conformidade com os seus requisitos essenciais pode ser presumida se for cumprida a EN 13432, mas não exclui prova de conformidade por outra evidência, tal como um relatório de uma entidade respeitada. Na verdade, o Anexo Z da EN13432 diz mesmo que dispõe apenas de um meio de se conformar com os requisitos essenciais.

Quanto tempo demora até se degradar completamente?

O prazo de duração médio de um saco de plástico é cerca de 18 meses. Durante esse período os sacos são reutilizados com frequência para as compras ou como sacos de lixo, etc..

Que padrões nacionais ou internacionais existem?

Até há pouco tempo não havia nenhum padrão projetado para testar o plástico oxi-biodegradável. No entanto, em Julho de 2007 a organização de Padrões Franceses, AFNOR, publicou o XP T 54-980, que é um Padrão para plásticos oxi-biodegradáveis na agricultura. Em 2007, foi publicada uma minuta do padrão 8472 capaz de medir a oxi-biodegradação pelo British Standards Institution. O plástico oxi-biodegradável pode ser testado de acordo com o Padrão Americano ASTM D6954-04 para Plásticos que se degradam no ambiente por uma combinação de oxidação e biodegradação. O padrão europeu EN 13432 aplica-se apenas a embalagens de plástico, e foi escrito antes dos plásticos oxi-biodegradáveis se terem tornado populares. Não é apropriado para testar plásticos oxibiodegradáveis porque se baseia em medir a emissão de dióxido de carbono durante a degradação. O plástico hidro-biodegradável está em conformidade com EN 13432, precisamente porque emite CO2 (um gás de estufa) a uma taxa elevada. Outra característica insatisfatória de EN 13432 é que requer a conversão quase completa do carbono em plástico para CO2, evitando assim o composto resultante do carbono, que é necessário para o crescimento das plantas, desperdiçando-o pela emissão na atmosfera. A conversão de substâncias orgânicas em CO2 a taxa rápida durante o processo de compostagem não é "recuperação" conforme a Directiva Europeia relativa a embalagens e resíduos de embalagens (94/62/CE conforme emenda), e não deve fazer parte de um padrão para compostagem. Os resíduos lignocelulósicos naturais não se comportam assim, porque se assim fosse os produtos teriam pouco valor para melhorar os solos e como fertilizantes, tendo perdido a maior parte do seu carbono. Se uma folha fosse sujeita a testes de emissão de CO2 incluídos em EN13432 não seria considerada nem biodegradável nem de compostagem! As embalagens feitas de plástico oxi-biodegradável estão em conformidade com o Parágrafo 3(a), (b) e (d) do Anexo II da Directiva do Parlamento Europeu e do Conselho 94/62/EC (como emendado) relativa a embalagens e resíduos de embalagens. Este Anexo específica os requisitos essenciais para a composição, e a natureza da embalagem seja reutilizável e recuperável incluindo reciclável. O plástico oxi-biodegradável satisfaz o parágrafo 3(a) porque pode ser reciclado. Satisfaz o parágrafo 3(b) porque pode ser incinerado. Satisfaz o parágrafo 3(d) porque pode ser submetido a decomposição física, química, térmica ou biológica de tal forma que a maioria do produto acabado de compostagem se decompõe por último em dióxido de carbono, biomassa e água.

Com que nível de certeza se pode controlar o período de degradação?

Como já foi indicado, a velocidade da degradação pode ser controlada, em grande parte, pelo aditivo da embalagem usada para qualquer aplicação particular. A velocidade real da degradação, no entanto, é afetada pelos níveis de variáveis não controladas – particularmente o calor, luz, umidade e tensão – aos quais o plástico está exposto. Níveis mais elevados do que os planeados dos mesmo vão acelerar o processo e níveis inferiores vão retardá-lo (mas não pará-lo). Por esta razão, os fabricantes normalmente fabricam com uma margem de segurança significativa sobre o tempo de degradação planeado para garantir que as propriedades do plástico se mantêm intactas durante a vida útil do produto em questão.

Os aditivos ou os produtos acabados precisam ser armazenados ou manipulados de alguma forma especial?

Como se indica na resposta acima, um certo grau de cuidado é sensato para garantir que os produtos não estão expostos a calor, luz, umidade ou tensão excessiva. Por exemplo, os plásticos degradáveis devem ser guardados em local fresco/com sombra em vez de ao ar livre, ou em local quente e ensolarado. Além deste tipo de ‘bom senso’, não se aplicam requisitos especiais. A biodegradação é o resultado final da degradação? Para produtos, a resposta é sim. A degradação oxidativa de polietileno e polipropileno causam uma quebra da cadeia molecular principal destes plásticos. As cadeias moleculares tornam-se menores e “humedecíveis” à água, permitindo a formação de um bio-filme na superfície dos plásticos que permite que a deterioração microbiana aconteça.

O material de plástico num produto de embalagem flexível (por exemplo, num saco de compras) após a degradação é reduzido a zero?

A embalagem de plástico flexível, pela sua própria natureza, tem propriedades que são essenciais para darem um acondicionamento efetivo aos produtos. Estas propriedades incluem resistência à água, flexibilidade e força. As cadeias moleculares longas e entrançadas dentro de um polímero determinam estas propriedades. Com a ação oxidativa a “coluna” molecular entra em colapso. O resultado inicial é a rigidez fragilizante que leva à desintegração – o material deixa de poder ser considerado como plástico. Uma perda de força e por fim, após ter sido acabada a deterioração microbiana, o processo geral de degradação terá resultado na criação de alguma H2O, algum CO2, e uma quantidade pequena de biomassa.

Como é que os micróbios consomem um material de plástico?

Normalmente, os micróbios não podem ter acesso ao carbono ou ao hidrogénio num material de plástico porque as cadeias são demasiado longas – indicado pela grande massa molecular dos plásticos, por exemplo, 300.000u . Mas reconhece-se agora amplamente que quando um material de plástico desce a menos de 40.000 de peso molecular – devido a degradação oxidativa – o material torna-se permeável à água e pode suportar um bio-filme na sua superfície. Este bio-filme suporta vários microrganismos que se alimentam dos elementos de carbono e hidrogénio do plástico oxidante.

Fonte: www.arcoflex.com.br

Sobre o Portal | Política de Privacidade | Fale Conosco | Anuncie | Indique o Portal