O que sao plasticos biodegradaveis
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.
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.
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 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.
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 à 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
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.
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 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.
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 à 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
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