Oxibiodegradação de plástico

Os materiais plásticos convencionais não se decompõem. O lixo urbano e os detritos acumulados nos aterros sanitários levam anos e até décadas para degradar. O lixo urbano representa poluição visual e efeitos diretos no entupimento de esgotos e galerias, além de provocar efeitos danosos à fauna marinha quando são levados aos rios e mares. Nos aterros sanitários, o plástico convencional, além de demorar muito tempo para degradar, impede ou atrasa a degradação dos resíduos que estiverem em seu interior. Isto resulta em perda de espaço precioso nos aterros sanitários e efeitos danosos ao solo e à saúde pública.

Os plásticos fabricados com o aditivo oxibiodegradável PDQ-H® degradam após seu uso e descarte, com base na necessidade específica de cada aplicação e em um tempo muito inferior aos plásticos convencionais, contribuindo para a redução de resíduos e do lixo urbano e para a preservação do meio-ambiente.

1. O que é a oxibiodegradação de um plástico e o que são os chamados plásticos “oxibiodegradáveis” ?

Resposta: A oxibiodegradação de um plástico é um processo em dois estágios no qual (1) o plástico é convertido pela reação com o oxigênio em fragmentos moleculares que são passíveis de serem umedecidos por água, e (2) essas moléculas oxidadas são biodegradadas (convertidas em dióxido de carbono, água e biomassa por microorganismos). A tecnologia dos aditivos oxibiodegradáveis segue a norma padrão ASTM 6954-04.

Os plásticos oxibiodegradáveis pertencem a uma categoria de polímeros degradáveis baseados em poliolefinas tradicionais (polietileno, polipropileno e poliestireno), nas quais é adicionado um catalisador que acelera a oxidação do polímero, causando sua “quebra” em moléculas menores que, diferentemente do polímero base, podem ser umedecidas por água. Esses fragmentos menores são então disponibilizados para os microorganismos existentes na natureza sob a forma de fonte de energia, por exemplo, alimento.

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 são uma excelente fonte de energia, existem dois problemas práticos. Primeiro, os microorganismos comumente associados aos processos biológicos “trabalham” em meios aquosos. 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 que as poliolefinas reagem muito lentamente com o oxigênio atmosférico, e que o processo oxidativo “quebra” a cadeia polimérica em fragmentos menores e passíveis de serem umedecidos por água. Nas poliolefinas tradicionais, essa reação é muito lenta para levar à biodegradação em um período de tempo significativo.

No processo oxidativo, as condições de redução da cadeia polimérica são tais que o produto plástico não degrada até que seja necessário, mantendo assim suas funcionalidades. Além disso, a água não é um elemento necessário à reação oxidativa e dela não participa, diferentemente dos produtos hidrobiodegradáveis, que necessitam da água para iniciar a degradação.

Fonte: OPI—Oxo-biodegradable Plastics Institute

2.          A que se referem as normas ASTM D6400-99 e o Padrão Europeu EN 13432?

Resposta: A norma e padrão acima foram originalmente desenvolvidos para biopolímeros baseados em amido ou polímeros hidrobiodegradáveis (e não para os aditivos oxibiodegradáveis, como é o caso do PDQ-H® ) , onde o mecanismo de indução da biodegradação é baseado em uma reação com água. (compostabilidade).

Os dois padrões acima declaram que para que um produto seja compostável, os seguintes critérios devem ser atendidos:

 Desintegração, que é a capacidade de fragmentação em pedaços após classificação, e suportar de forma segura a bioassimilação e crescimento microbial;

 Biodegradação inerente, que é conversão de carbono em dióxido de carbono a um nível de 60% em um período de 180 dias [ASTM D6400-99] e 90% em 180 dias para o Padrão Europeu [EM 13432];

 Segurança: que não exista evidência de qualquer ecotoxicidade no composto final e solos, e que este possa suportar o crescimento de vida vegetal;

 Toxicidade—que as concentrações de metais pesados sejam menores do que 50% dos níveis recomendados.

Os aditivos oxibiodegradáveis atendem, de forma geral, a todos os critérios acima, exceto o item 2, que se refere às taxas rápidas de conversão de carbono para dióxido de carbono. Os plásticos fabricados com os aditivos oxibiodegradáveis degradam e por fim biodegradam mais lentamente do que o exigido pelas normas acima. Isto não quer dizer  que não biodegradam; estes apenas convertem o carbono para dióxido de carbono em um período de tempo ligeiramente mais longo. Muitos materiais naturalmente biodegradáveis também não provocam essa conversão nos períodos de tempo “determinados” pelas referidas normas. Por exemplo: uma folha de árvore não irá biodegradar naturalmente dentro do período de tempo determinado pelas normas em questão.

Os produtos finais fabricados com aditivos oxibiodegradáveis vem sendo usados em embalagens e outras aplicações que envolvem descarte por compostagem com grande eficiência, com o processo iniciando-se com a degradação e posteriormente com a natural biodegradação.

Fonte: Oxo-biodegradable Plastics Institute

3.          Qual a diferença entre “degradável” e “biodegradável”?

Resposta:

Degradação é um processo segundo o qual  grandes moléculas são quebradas em moléculas menores ou fragmentos. Geralmente ocorre a incorporação de oxigênio nesses fragmentos moleculares. De uma forma geral, filmes rígidos e resistentes se tornam fragilizados como resultado da degradação oxidativa. Isso ocorre porque as moléculas que formam o filme se tornam muito menores. A degradação pode ser causada (ou iniciada) pela ação de calor, umidade, exposição ao sol (UV), e acelerada por stress/manuseio do material.

Definição de Plástico Degradável: um plástico projetado para experimentar uma alteração significativa em sua estrutura química sob condições ambientais específicas, resultando na perda de algumas de suas propriedades, que podem variar conforme a medição por métodos de teste padrão apropriados ao plástico e a respectiva aplicação, em um período de tempo que determine sua classificação.” (Norma ASTM D883-99) – American Society for Testing and Materials.

Biodegradação é o processo segundo o qual microorganismos (bactérias, fungos ou algas) convertem materiais em biomassa, dióxido de carbono e água. Biomassa é um termo genérico usado para fazer referência às células dos microorganismos que estão utilizando o material como uma fonte de carbono para o seu crescimento.

Definição de Plástico Biodegradável: um plástico degradável no qual a degradação resulta da ação de microorganismos naturais como bactérias, fungos e algas (Norma ASTM D883-99).

4.          Que tipos de plásticos podem se tornar degradáveis e biodegradáveis?

Resposta:

O aditivo oxibiodegradável PDQ-H®, além de ter dupla ação – degradação por luz solar (UV) e por oxidação, também se aplica a uma variedade extremamente versátil de polímeros, sendo este um dos seus grandes diferenciais competitivos. Já existem resultados comprovadamente eficazes de incorporação do PDQ-H® às resinas PE, PP, PS e EPS. Também se aplica à produção de BOPP (polipropileno biorientado).

 5.         Qual o percentual ideal de aplicação do aditivo PDQ-H®?

Resposta:

O percentual de aplicação varia de acordo com o polímero utilizado, a aplicação pretendida, as condições de estocagem do produto final e o “tempo de prateleira” desejado, variando de 1% até 3%. A definição do percentual específico para cada aplicação faz parte do processo de planejamento por ocasião do início do projeto.

6.          Os plásticos produzidos com o aditivo PDQ-H® podem ser reciclados?

Resposta:

Sim. A reciclagem de aparas e sobras e até mesmo de produtos finais produzidos com o PDQ-H® é totalmente possível, desde que ainda não tenham começado a degradar.  Os novos produtos gerados a partir desta reciclagem terão as propriedades de degradação mais acentuadas quanto maior for o percentual de material aditivado incluído no processo.

7.          O aditivo PDQ-H® altera o desempenho do produto final?

Resposta:

Não. Os produtos finais fabricados com o aditivo PDQ-H® mantêm todas as características físicas e mecânicas do plástico convencional.

8.          Há necessidade de alguma mudança no processo de fabricação  convencional?

Resposta:

Não. Não há necessidade de qualquer alteração no processo produtivo convencional (regulagem de equipamentos, temperatura, etc.).

9.          Como é a apresentação do aditivo PDQ-H?

Resposta:

O aditivo PDQ-H® é apresentado em forma de “pellets”, em veículo PE. Isto facilita o processo de mistura à resina original, em um processo extremamente simples e prático, tanto para extrusão quanto para sopro.

10.        Como ocorre a ação do aditivo PDQ-H®?

Resposta:

Os plásticos são formados por cadeias moleculares compostas por átomos de carbono e hidrogênio fortemente ligados entre si, difíceis de serem digeridos por microorganismos e que custam a degradar sob condições normais, podendo levar mais de 100 anos.

O PDQ-H®, misturado aos plásticos em sua fabricação, faz com que fatores como luz solar, umidade, temperaturas acima de 30º e stress do material, fragilizem as ligações entre os átomos.

Com suas ligações atômicas fragilizadas, os plásticos aos poucos se decompõem em fragmentos facilmente digeríveis por microorganismos (bactérias, fungos, algas, etc.). Eles quebram as ligações entre os átomos de carbono e hidrogênio, liberando-os no ambiente.

Os átomos livres de carbono e hidrogênio entram em contato com o oxigênio presente no ambiente e formam novas moléculas de água e dióxido de carbono, ou seja, aquilo que exalamos na respiração. Assim que o plástico desintegra-se”

 

“ISSO NOS DA DE ALGUMA FORMA A OPORTUNIDADE DE AJUDARMOS A PREZERVAR O MEIO AMBIENTE”