Os desafios para utilização de materiais biodegradáveis

Publicado por Materiais Júnior em setembro 10, 2021

Os materiais biodegradáveis são aqueles compostos por elementos orgânicos, cuja decomposição quando descartados no meio ambiente acontece em um curto período. Para analisar se um material é biodegradável ou não, temos que esperar uma degradação por microrganismos que ocorra em semanas ou meses: caso o material leve um tempo maior para ser desfeito, ele não pode ser considerado um material biodegradável.

A biodegradação é um processo no qual microrganismos, como fungos, bactérias e algas, se utilizam do material orgânico como fonte para seus processos bioquímicos. Quando estão sob condições ideais de temperatura, oxigenação, umidade e luz, os materiais biodegradáveis sofrem transformações químicas, e após serem degradados, deixam majoritariamente água, gás carbônico e matéria orgânica como subproduto. Dessa forma, nota-se que uma das vantagens desse tipo de material é que não deixam resíduos tóxicos na natureza após seu descarte.

Ciclo de Vida de Polímeros Biodegradáveis. Fonte

Principais formas de utilização

A classe mais comum de materiais biodegradáveis são os polímeros biodegradáveis, que podem ser tanto materiais naturais quanto sintéticos.

Um dos polímeros biodegradáveis mais comuns é o PLA (poli ácido lático), sintetizado a partir do ácido lático encontrado em fontes naturais e renováveis como amido e açúcar proveniente do milho, cana-de-açúcar, beterraba, trigo, entre outros. O PLA é amplamente utilizado como substituto para outros polímeros não biodegradáveis, como o PET, uma vez que suas propriedades físicas e mecânicas permitem que ele tenha as mesmas aplicações que outros plásticos comerciais. Ele pode ser utilizado para fazer filmes, garrafas fabricadas por injeção sopro, sacolas plásticas, filamentos de Impressão 3D e até fibras para a indústria têxtil.

Outro polímero biodegradável comum para aplicações médicas é o PCL, polímero usado para aplicações biomédicas e farmacêuticas, devido às suas propriedades características. Esse tipo de material pode ser usado para fixador em cirurgias, cápsulas para liberação controlada de medicação, por exemplo.

Embalagens feitas de PLA. Fonte

Os desafios para aplicação

Apesar de possuírem diversas vantagens ambientais, como redução de resíduos plásticos, há desafios que limitam sua aplicação e desenvolvimento dentro do mercado de plásticos mundial.

Um fator primordial que limita a utilização dos materiais biodegradáveis, são as condições específicas que eles devem ser submetidos para que sejam, de fato, biodegradados. Caso o material seja descartado de forma inadequada, não sendo separados de plásticos sintéticos e indo para aterros sanitários, ele não irá se degradar no tempo esperado, e pode até se decompor e gerar gás metano, um dos principais aceleradores do efeito estufa.

Além disso, polímeros biodegradáveis normalmente possuem propriedades mecânicas que deixam a desejar, quando comparados aos polímeros sintéticos: são menos rígidos, mais maleáveis, o que dificulta processá-los na forma de alguns produtos.

Outro fator que dificulta a aplicação desse tipo de material é o seu custo de processamento. Muitos polímeros biodegradáveis são feitos com fontes renováveis baratas e de alta disponibilidade, entretanto, processá-lo nem sempre é fácil, tornando a produção do material muito cara para aplicá-los em substituição aos polímeros convencionais.

Alguns plásticos com certo potencial de degradabilidade recebem aditivos que aceleram seu processo degradativo. Esses plásticos são conhecidos como oxibiodegradáveis, e apesar de sofrerem o processo de biodegradação, se diferenciam dos polímeros biodegradáveis convencionais por gerarem resíduos plásticos. Eles não sofrem transformação química que resulte em moléculas distintas, mas sim são fragmentados em micromoléculas de plásticos muito difíceis de serem filtradas. Por isso, representam um grande risco para contaminação de rios, mares e lençóis freáticos, ameaçando a fauna aquática, bem como acumulando esse material nas fontes de água.

Normas

Para saber se o polímero é biodegradável, existem normas que definem o comportamento típico desta classe de materiais, sendo elas: NBR 15448-1,
NBR 15448-2, ASTM DG400 e D883, EN13432, ISO14855, DIN54900. Também existem as normas estadunidenses ASTM 6400, 6868, 6866. Tais normas definem que o polímero biodegradável deve apresentar um comportamento análogo à matéria orgânica, tendo um período de decomposição em torno de 180 dias. Além disso, devem servir como fonte de alimento para organismos no solo. Dessa forma, um polímero biodegradável pode ser degradado em uma variedade de ambientes: lixões, compostagem, ambiente aquático, entre outros. 

Conclusões

O mercado de polímeros biodegradáveis cresce de forma lenta em todo o mundo devido à sua incapacidade atual de substituir plásticos consolidados e aceitos comercialmente. Entretanto, existem empresas que encabeçam as maiores mudanças neste cenário, como BASF, Biome Bioplastics e Mitsubishi Chemical. Há projeções que o mercado de polímeros biodegradáveis possa crescer em 9 milhões de dólares até 2025. Independentemente de suas limitações, este tipo de material é uma alternativa promissora para a problemática da poluição por materiais poliméricos, e espera-se que esse ramo do mundo polimérico cresça cada vez mais.