Os plásticos biodegradáveis podem ser de base biológica ou de combustíveis fósseis. Novos tipos de plásticos foram produzidos nos últimos anos para resolver o problema da poluição plástica, tentando reduzir o tempo necessário para degradá-los, especialmente em condições naturais. No entanto, nem todos os plásticos biodegradáveis atuais alcançaram este objetivo.
Definição de Plásticos Biodegradáveis
Plásticos biodegradáveis são aqueles que podem ser degradados pela ação microbiana para produzir produtos finais naturais, como água e dióxido de carbono, em um período de tempo razoável. O tempo necessário para se decompor completamente depende do material, das condições ambientais como temperatura e umidade e do local de decomposição de acordo com o Instituto de Produtos Biodegradáveis (BPI pág. 2).
Plásticos compostáveis são aqueles que se biodegradam rapidamente e se transformam em húmus que não é contaminado por metais. Nem todos os plásticos biodegradáveis são compostáveis; apenas alguns são.
Os materiais devem atender às especificações ASTM D6400 ou D6868 para serem chamados de biodegradáveis e compostáveis em terra, e atender às especificações ASTM D7081 para ambientes marinhos. ASTM é um grupo mundial de padrões de produtos.
Plásticos de poliéster de base biológica que se biodegradam
Os plásticos derivados de plantas são chamados de plásticos de base biológica. Nem todos são biodegradáveis; por exemplo, existem garrafas PET de base biológica feitas para serem duráveis. Os plásticos de base biológica que são biodegradáveis são feitos de dois materiais: biomassa e poliésteres derivados de plantas. Existem dois tipos de poliésteres de base biológica: ácido polilactídeo (PLA) e polihidroxialcanoato (PHA).
Polihidroxialcanoato (PHA)
PHA é produzido naturalmente por bactérias e plantas de Organismos Geneticamente Modificados (OGM), mas há planos para tentar a produção a partir de resíduos alimentares. Polihidroxibutirato ou PHB também é um tipo de PHA amplamente utilizado. A produção de PHAs é cara, pois apenas quantidades limitadas podem ser produzidas a partir de bactérias.
- Usos:PHAs são usados como embalagens de alimentos, copos, pratos, revestimento para papel e papelão, e 'muitos usos médicos, incluindo suturas, gazes e revestimentos para medicamentos' de acordo com um relatório do Center for Industry and Education Collaboration (relatório CIEC). Ele pode substituir a maioria dos principais tipos de plástico à base de combustíveis fósseis usados atualmente, como PE, PS, PVC e PET, aponta a Bio Based Press.
- Plásticos de amido/celulose com mistura de PHA: Alguns itens de plástico são feitos inteiramente de PHA, como no caso de garrafas de água, observa Bio Based Press. Contudo, como a produção de PHA é dispendiosa, este também é misturado com amido e celulose para torná-lo mais económico. Isso tem a vantagem adicional de melhorar a taxa de decomposição de acordo com o Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
- Biodegradação: Pode ser completamente compostável em ambientes ricos em micróbios e fungos, especialmente no solo. Esses micróbios decompõem o PHA com a ajuda de enzimas. O tempo necessário para a degradação depende da concentração de micróbios no ambiente.
- PHA leva dois meses para se decompor em quintais, de acordo com a Bio Based Press.
- A taxa de decomposição é muito mais lenta em águas marinhas, onde menos de 50% é decomposto após seis meses, acrescenta CalRecycle (pág. 6). PHA passou no teste ASTM D7081 mostrando 30% de decomposição em seis meses (pág. 7).
Ácido Polilactídeo (PLA)
O DUJS explica que o PLA é um termoplástico produzido através da fermentação por bactérias. O PLA é na verdade uma longa cadeia de muitas moléculas de ácido láctico. Dado que existem muitos meios baratos de produzir ácido láctico, estes apenas têm de ser polimerizados ou unidos. Portanto, o PLA é mais barato que o PHA. Entretanto, o PLA é frágil e sua aplicação é mais restrita que o PHA. Os fabricantes contornam esse problema incluindo aditivos ou polímeros.
- Usos: É transformado em sacolas de supermercado, embalagens de alimentos, garrafas, copos e pratos. Por se decompor bem na presença de ácidos, é utilizado em algumas aplicações médicas, como suturas e placas médicas, onde se dissolve após 90 dias, observa o relatório do CIEC. Também é usado na impressão 3D de objetos.
- PLA e misturas de polímeros: PHA também pode ser misturado com polímeros de fontes renováveis para melhorar suas qualidades de acordo com DUJS.
- Biodegradação: O PLA não pode ser compostado facilmente no quintal porque a temperatura e os níveis de água necessários não estão disponíveis neste ambiente.
- PLA pode levar de seis a 12 meses para se degradar no solo.
- PLA leva de três a seis meses para se degradar em instalações comerciais, observa World Centric.
- Quando a decomposição ocorre na presença de oxigênio, os produtos finais são dióxido de carbono e água.
- Se a degradação do PLA ocorre em aterros sem oxigênio, ele produz gás metano que é 20 vezes mais prejudicial ao meio ambiente do que o dióxido de carbono aponta um comunicado da American Chemical Society (pág. 2).
- PLA não passou no teste ASTM D7081, pois apenas 3% se decompôs em águas marinhas após seis meses, de acordo com CalRecycle (pág. 7).
Como o PLA não se decompõe rapidamente no solo ou na água do mar, isso pode se tornar um problema quando jogado no lixo.
Plásticos Biodegradáveis à Base de Biomassa
Plásticos à base de biomassa são feitos de amido e celulose obtidos de resíduos de colheitas, bem como de madeira de árvores.
Acetato de Celulose
O acetato de celulose (CA) é um produto sintético derivado da celulose encontrada em cada parte de uma planta. A celulose é atualmente usada a partir de algodão, madeira e resíduos agrícolas, de acordo com uma publicação científica de 2018. Isto pode ser usado para formar plásticos sólidos moldados, filtros de cigarro, revestimentos, filmes fotográficos e filtros. O celofane é um filme biodegradável produzido a partir da celulose. Há novas pesquisas em andamento para encontrar novos filmes plásticos de resíduos agrícolas e materiais de madeira que sejam resistentes à água e biodegradáveis, de acordo com Phys.org.
Biodegradabilidade: Pesquisas mostram que o CA se degrada e é reduzido em 70% de seu peso após 18 meses na natureza.
Amido
Uma revisão de 2017 observa que o amido é tratado com calor, água e plastificantes para produzir um termoplástico. Para melhorar sua resistência, é combinado com cargas de outros materiais. As principais fontes de amido são milho, trigo, batata e mandioca. Esse plástico é usado em embalagens, sacolas e filmes agrícolas, talheres, vasos de flores e moldado para fazer embalagens e bens de consumo. É visto como uma alternativa ao poliestireno (PS) segundo o Food Packaging Forum. O amido é adicionado a plásticos de base biológica e convencionais para torná-los mais biodegradáveis, observa um relatório Phys de 2017.
Biodegradabilidade: Os plásticos à base de amido podem ser compostáveis ou apenas biodegradáveis. As variantes compostáveis requerem 90 dias para se degradarem em instalações industriais, enquanto as biodegradáveis requerem 100 dias para que 46% se degradem e até dois anos para se degradarem completamente.
Plásticos biodegradáveis à base de combustíveis fósseis
De acordo com o Guia de Bioplásticos, existem alguns novos plásticos de combustíveis fósseis que também podem ser biodegradáveis. Os mais comuns são succinato de polibutileno (PBS), policaprolactona (PCL), tereftalato de adipato de polibutirato (PBAT) e álcool polivinílico (PVOH/PVA).
- PBATé um polímero produzido a partir de derivados de combustíveis fósseis e às vezes usado em combinação com amido. Esforços estão em andamento para produzir este polímero a partir de fontes renováveis. O guia de bioplásticos vê-o como um substituto para o LDPE e o HDPE. É utilizado na confecção de sacos de lixo, filmes de embrulho, embalagens descartáveis e louças (copos, pratos etc.). Não é apenas biodegradável, mas também compostável.
- PCL é um poliéster sintético utilizado na confecção de sacolas compostáveis, em aplicações médicas (suturas e fibras), como revestimentos de superfície, adesivos para calçados e couro, e reforços para calçados e talas ortopédicas. Este plástico pode ser decomposto por leveduras. Mais de 90% dos filmes e 40% da espuma feita deste material podem ser degradados em 15 dias.
- PBS é uma resina produzida a partir de combustíveis fósseis ou também pode ser de base biológica de acordo com Succinity (pág. 1, 5). Pode ser combinado com outros polímeros ou fibras de base biológica, como a juta, para melhorar sua qualidade. O PBS é usado para fazer embalagens de alimentos, utensílios de serviço, folhas de cobertura agrícola, vasos de plantas, produtos de higiene como fraldas e redes de pesca.
- PVOH é uma resina que pode ser usada para fazer filmes para embalagens que podem substituir o LDPE e o HDPE. Suas outras aplicações importantes são como revestimentos e aditivos para produção de papel e cartão, de acordo com o Food Packaging Forum.
Todos os quatro plásticos baseados em combustíveis fósseis são biodegradáveis em três meses na compostagem industrial, em um ano na compostagem de quintal e em um a dois anos no solo/aterros sanitários, de acordo com InnProBio (pág. 4).
Reciclagem e Compostagem
As propriedades dos diferentes plásticos biodegradáveis devem ser lembradas para tratá-los no final de seu ciclo de vida, alerta a Agência de Proteção Ambiental (EPA).
- EPA explica que plásticos biodegradáveis não devem ser adicionados a lixeiras que reciclam plásticos convencionais, pois são feitos de materiais diferentes. Isso é verdade tanto para os tipos de combustíveis de base biológica quanto para os combustíveis fósseis.
- Mesmo que os plásticos sejam marcados como biodegradáveis e compostáveis, muitos deles só podem se degradar em condições disponíveis em instalações de compostagem comerciais; entre em contato com agências de reciclagem locais para obter informações sobre a planta de compostagem mais próxima. Havia apenas 200 instalações desse tipo nos EUA em 2017, portanto, esses tipos de centros precisam ser aumentados.
- Confirme se os sacos são compostáveis em casa seguindo as instruções do produto antes de colocá-los nas caixas de compostagem.
- A recuperação de material proveniente de plásticos biodegradáveis não é possível através da reciclagem, por f alta de instalações.
Segregação, coleta e degradação eficientes são necessárias para aproveitar as vantagens dos plásticos de base biológica e biodegradáveis. Na sua ausência, a maior parte dos plásticos biodegradáveis acaba em aterros sanitários.
Futuro dos Plásticos Biodegradáveis
A natureza biodegradável dos plásticos não pode resolver o problema da poluição plástica se eles não forem descartados adequadamente. Também ainda é necessário que o comportamento do consumidor permaneça focado na redução do consumo ou na reciclagem do plástico para se beneficiar da mudança dos plásticos convencionais de combustíveis fósseis para plásticos biodegradáveis.
