Biopolímeros e biodegradabilidade de embalagens
Texto do Engenheiro Químico Rodrigo Wielecosseles, originalmente publicado na revista Household and Cosmetics, importante publicação da área de cosméticos, uma dos campos de atuação do Bacharel em Bioquímica. Rodrigo já atuou no Grupo OBoticário, Danone, Sadia e Petrobrás em áreas relacionadas a P e D industrial e embalagens.
Desde o período de transição da era moderna para a era contemporânea, aqui chamada industrial, o aumento no consumo de materiais vem gerando resíduos que cada vez mais se acumulam e prejudicam o meio ambiente.
Alternativamente, a crescente pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis vem se consolidando como uma alternativa bastante otimista para o desenvolvimento industrial e consequentemente para gerar menores agressões ao meio ambiente.
Polímeros conhecidos como os termoplásticos, que possuem propriedades que possibilitam sua reciclagem, são um grande problema nos dias de hoje devido ao seu volume gerado e frequentemente descartado de forma imprópria e encontrado nos lugares mais improváveis, poluindo e impactando o meio ambiente devido a sua lenta e quase imperceptível degradação quando expostos ao meio ambiente.
O consumo sem freio de materiais com essas características preocupa ambientalistas e líderes de estado em todo do mundo. O avanço tecnológico, o aumento de volume de produção e a eficiência na manufatura devem andar lado a lado com o compromisso de um futuro sustentável.
Um artifício que tem sido utilizado ultimamente com a intenção de exercer um certo controle sobre a produção e posterior descarte de materiais poliméricos é o desenvolvimento e criação de legislações que visam reduzir a emissão de materiais poliméricos. Assim, globalmente, está acontecendo a padronização de materiais e o consumidor cada vez mais dando sua preferência a materiais recicláveis ou biodegradáveis.
Os biopolímeros são um exemplo de novos materiais obtidos através de um processo chamado polimerização, em que várias unidades monoméricas oriundas de fontes de carbono de origem sustentável se agrupam, a exemplo do que ocorre no mesmo processo com monômeros de fontes não-renováveis.
Os polímeros biodegradáveis sofrem sua decomposição pela ação enzimática de microrganismos, bactérias e vírus e ela é catalisada de forma que seu tempo de permanência no meio ambiente seja reduzido.
Seus processos de fabricação consistem, a grosso modo, na substituição de seus monômeros, por moléculas renováveis como polissacarídeos, poliésteres ou poliamidas. Essas moléculas de carbono podem ser derivadas de milho, cana-de-açúcar, celulose e batata. Sintetizadas por bactérias ou derivados de fontes animais como a quitina, quitosana ou proteínas.
Pradella (2006) diz que os polímeros biodegradáveis de maior importância para a sustentabilidade são os polilactatos (PLA), olihidroxialcanoatos(PHA), polímeros de amido (PA) e xantana (Xan).
Cada um deles tem um diferencial que se relaciona diretamente ao campo no qual será empregado. Os PLA são poliésteres utilizados em aplicações de uso médico e embalagens, os PHA e os PA são utilizados em produtos com pequena duração como embalagens plásticas para rápido consumo e os xantana são utilizados em produções alimentícias, exploração de petróleo e indústria cosmética.
O polímero de amido, também conhecido como ‘amido termoplástico’ é um biopolímero com uma boa empregabilidade e hoje em dia e é usado em produtos de grande circulação e bastante conhecidos de todos os consumidores como filmes para proteger alimentos, sacos de lixo, fraldas infantis, hastes flexíveis com algodão para asseio pessoal. Mas, uma de suas aplicações mais úteis está na agricultura, onde é usado como cobertura de solos e recipientes para plantas, diminuindo assim o tempo de degradação polimérica na natureza.
O PLA tem uma implementação bem-sucedida, principalmente em aplicações biomédicas e embalagens, devido à sua baixa toxicidade e boa resistência mecânica, mas em contrapartida ele deixa a desejar quando o assunto é propriedades térmicas, pois não é possível sua aplicação em temperaturas acima de 60 graus Celsius.
Para sua degradação algumas condições básicas são previstas,como temperaturas constantes e levemente elevadas somada a microrganismos específicos presentes em locais de compostagem. Caso esses requisitos não se cumpram, o tempo de degradação do polímero pode ser maior que o esperado.
Durante a degradação do material, pequenas moléculas são formadas como resíduo e estudos apontam que elas não agridem o ambiente da mesma forma que os microplásticos. Ainda não se sabe se essas moléculas podem ou não contribuir no aumento da emissão de gases de efeito estufa, os GEE.
Com essas cartas na mesa e através de uma análise de ciclo de vida, foi constatado que em comparação com a produção de plásticos de base fóssil, a produção de PLA gera uma quantidade líquida menor de gases de efeito estufa. Este fato gera uma boa história para contar ao consumidor na criação de uma embalagem ou em outra utilização deste polímero.
Há estudos em andamento e todas as vantagens e desvantagens devem ser levadas em conta no momento de se apostar em um aumento de escala no consumo de polímeros biodegradáveis. A produção da matéria prima necessária para sua manufatura em escalas industriais pode competir com o uso de terras usadas para agricultura alimentar e isso se tornar um problema.
Para que uma substituição dos plásticos atuais por polímeros biodegradáveis ocorra, além do avanço tecnológico, é necessário o empenho de áreas governamentais, setor privado e conscientização popular sobre todas as vantagens e consequências do uso desses materiais. Sua utilização somada à reciclagem, redução e reutilização, certamente diminuiriam o acúmulo de plásticos gerado hoje no meio ambiente.
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