A verdade sobre os bioplásticos

bioplásticos são muitas vezes considerados eco-amigáveis, mas eles vivem de acordo com o hype?

o mundo produziu mais de nove bilhões de toneladas de plástico desde a década de 1950., 165 milhões de toneladas destruíram nosso oceano, com quase 9 milhões de toneladas a mais entrando nos oceanos a cada ano. Uma vez que apenas cerca de 9 por cento do plástico é reciclado, grande parte do resto polui o ambiente ou senta-se em aterros, onde pode levar até 500 anos para se decompor enquanto lixivia produtos químicos tóxicos no chão.o plástico tradicional é feito de matérias-primas à base de petróleo. Alguns dizem que os bioplásticos-feitos a partir de 20 por cento ou mais de materiais renováveis—podem ser a solução para a poluição plástica., As vantagens frequentemente citadas do bioplástico são a redução do uso de recursos de combustíveis fósseis, uma menor pegada de carbono e uma decomposição mais rápida. O bioplástico também é menos tóxico e não contém bisfenol A (BPA), um disruptor hormonal que é frequentemente encontrado em plásticos tradicionais.Kartik Chandran, professor do Departamento de Engenharia Ambiental e da terra da Universidade de Columbia, que está trabalhando em bioplásticos, acredita que, em comparação com os plásticos tradicionais, “os bioplásticos são uma melhoria significativa.,”

no entanto, acontece que os bioplásticos ainda não são a bala de prata para o nosso problema plástico.quão biodegradáveis são os bioplásticos?

Uma vez que há muitas vezes confusão ao falar sobre bioplásticos, vamos esclarecer alguns termos primeiro.

• degradável – todo o plástico é degradável, mesmo o plástico tradicional, mas só porque pode ser decomposto em pequenos fragmentos ou pó não significa que os materiais irão alguma vez voltar à natureza. Alguns aditivos para plásticos tradicionais fazem com que se degradem mais rapidamente., O plástico fotodegradável decompõe-se mais facilmente à luz solar; o plástico oxo-degradável desintegra-se mais rapidamente quando exposto ao calor e à luz.o plástico biodegradável-biodegradável pode ser completamente decomposto em água, dióxido de carbono e composto por microrganismos nas condições adequadas. “Biodegradável” implica que a decomposição ocorre em semanas a meses. Os bioplásticos que não são biodegradáveis que rapidamente são chamados de “duráveis”, e alguns bioplásticos feitos a partir de biomassa que não podem ser facilmente decompostos por microorganismos são considerados não biodegradáveis.,o plástico compostável-compostável é biodegradável num local de compostagem. Os microrganismos decompõem-na em dióxido de carbono, água, compostos inorgânicos e biomassa à mesma velocidade que outros materiais orgânicos na pilha de composto, não deixando resíduos tóxicos.

Tipos de Bioplástico

os Bioplásticos são atualmente utilizadas em artigos descartáveis, como embalagens, recipientes, canudinhos de refrigerante, sacos e garrafas, e em não-descartáveis tapete, tubos de plástico, telefone tripas, 3-D de impressão, carro de isolamento e implantes médicos., O mercado global bioplástico está projetado para crescer de US $ 17 bilhões este ano para quase US $ 44 bilhões em 2022.existem dois tipos principais de bioplásticos.

PLA (ácido poliático) é tipicamente feito a partir de açúcares em amido de milho, mandioca ou cana-de-açúcar. É biodegradável, neutro em carbono e comestível. Para transformar o milho em plástico, grãos de milho são imersos em dióxido de enxofre e água quente, onde seus componentes se decompõem em amido, proteína e fibra. Os grãos são então moídos e o óleo de milho é separado do amido., O amido é composto por longas cadeias de moléculas de carbono, semelhantes às cadeias de carbono em plástico a partir de combustíveis fósseis. Alguns ácidos cítricos são misturados para formar um polímero de cadeia longa (uma grande molécula que consiste em repetir unidades menores) que é o bloco de construção para o plástico. A PLA pode parecer e comportar-se como polietileno (usado em películas de plástico, embalagens e garrafas), poliestireno (esferovite e cutelaria de plástico) ou polipropileno (embalagem, autopeças, têxteis). NatureWorks é uma das maiores empresas produtoras de PLA sob a marca Ingeo.,

PHA (poli-hidroxialquanoato) é produzido por microrganismos, por vezes geneticamente modificados, que produzem plástico a partir de materiais orgânicos. Os micróbios são privados de nutrientes como nitrogênio, oxigênio e fósforo, mas Dados altos níveis de carbono. Eles produzem PHA como reservas de carbono, que eles armazenam em grânulos até que eles tenham mais dos outros nutrientes que eles precisam para crescer e reproduzir. As empresas podem então colher o PHA feito de micróbios, que tem uma estrutura química semelhante à dos plásticos tradicionais., Por ser biodegradável e não prejudicar o tecido vivo, o PHA é frequentemente utilizado para aplicações médicas, tais como suturas, fundas, placas ósseas e substitutos da pele; é também utilizado para embalagens de alimentos de uso único.os efeitos colaterais da produção Bioplástica enquanto os bioplásticos são geralmente considerados mais ecológicos do que os plásticos tradicionais, um estudo de 2010 da Universidade de Pittsburgh descobriu que não era necessariamente verdade quando os ciclos de vida dos materiais foram levados em consideração.,o estudo comparou sete plásticos tradicionais, quatro bioplásticos e um feito a partir de combustíveis fósseis e de fontes renováveis. Os pesquisadores determinaram que a produção de bioplásticos resultou em maiores quantidades de poluentes, devido aos fertilizantes e pesticidas utilizados no cultivo das culturas e o processamento químico necessário para transformar material orgânico em plástico. Os bioplásticos também contribuíram mais para o empobrecimento do ozônio do que os plásticos tradicionais, e exigiram um uso extensivo do solo., B-PET, o plástico híbrido, foi encontrado para ter o maior potencial para efeitos tóxicos nos ecossistemas e os mais cancerígenos, e marcou o pior na análise do ciclo de vida, porque combinou os impactos negativos da agricultura e processamento químico.os bioplásticos produzem significativamente menos emissões de gases com efeito de estufa do que os plásticos tradicionais ao longo da sua vida. Não há aumento líquido de dióxido de carbono quando eles se decompõem porque as plantas que os bioplásticos são feitos a partir de absorvido essa mesma quantidade de dióxido de carbono como eles cresceram., A 2017 study determined that switching from traditional plastic to corn-based PLA would cut U. S. greenhouse gas emissions by 25 percent. O estudo também concluiu que se os plásticos tradicionais foram produzidos usando fontes de energia renováveis, as emissões de gases de efeito estufa poderiam ser reduzidos de 50 a 75 por cento; no entanto, bioplásticos que poderiam no futuro ser produzidos com energia renovável mostrou a maior promessa para reduzir substancialmente as emissões de gases de efeito estufa.,embora a biodegradabilidade dos bioplásticos seja uma vantagem, a maioria precisa de instalações industriais de compostagem a alta temperatura para se decompor e muito poucas cidades têm a infra-estrutura necessária para lidar com eles. Como resultado, os bioplásticos acabam frequentemente em aterros onde, privados de oxigénio, podem libertar metano, um gás com efeito de estufa 23 vezes mais potente do que o dióxido de carbono.quando os bioplásticos não são adequadamente eliminados, podem contaminar lotes de plástico reciclado e de infra-estruturas de reciclagem de danos., Se contamina bioplásico PET reciclado (poli (tereftalato de etileno), o plástico mais comum, utilizado para garrafas de água e soda), por exemplo, todo o lote pode ser rejeitado e acabar em um aterro. Assim, fluxos de reciclagem separados são necessários para ser capaz de descartar adequadamente os bioplásticos.

a terra necessária para os bioplásticos concorre com a produção de alimentos porque as culturas que produzem bioplásticos também podem ser usadas para alimentar as pessoas. A Coalizão de poluição plástica projeta que atende à crescente demanda global de bioplásticos, mais de 3.,4 milhões de hectares de terra—uma área maior do que a Bélgica, Os Países Baixos e a Dinamarca combinados—serão necessários para o cultivo das culturas até 2019. Além disso, o petróleo utilizado para o funcionamento da maquinaria agrícola produz emissões de gases com efeito de estufa.

bioplásticos também são relativamente caros; PLA pode ser 20 a 50 por cento mais caro do que materiais comparáveis por causa do processo complexo usado para converter milho ou cana de açúcar nos blocos de construção para PLA. No entanto, os preços estão diminuindo à medida que pesquisadores e empresas desenvolvem estratégias mais eficientes e ecológicas para a produção de bioplásticos.,os estudantes de Kartik Chandran e Columbia estão a desenvolver sistemas para produzir bioplásticos biodegradáveis a partir de águas residuais e resíduos sólidos. Chandran usa uma comunidade mista de micróbios que se alimenta de carbono na forma de ácidos graxos voláteis, como ácido acético encontrado em vinagre.o seu sistema funciona alimentando águas residuais num biorreator. No interior, os microrganismos (distintos das bactérias produtoras de plástico) convertem o carbono orgânico dos resíduos em ácidos gordos voláteis., O fluxo de saída é então enviado para um segundo biorreator, onde os micróbios produtores de plástico se alimentam dos ácidos gordos voláteis. Estes micróbios são continuamente submetidos a fases Festivas seguidas por fases de fome, durante as quais eles armazenam as moléculas de carbono como PHA.Chandran está experimentando com fluxos de resíduos mais concentrados, tais como resíduos alimentares e resíduos sólidos humanos, para produzir os ácidos graxos voláteis de forma mais eficiente. O foco de sua pesquisa é maximizar a produção de PHA e integrar os resíduos no processo. “Queremos apertar o máximo que pudermos”, disse Chandran.,

ele acredita que seu sistema integrado seria mais rentável do que os métodos atualmente utilizados para produzir bioplásticos que envolvem a compra de açúcares para fazer PHA. “Se você integrar o tratamento de águas residuais ou enfrentar os desafios de Resíduos Alimentares com a produção bioplástica, então isso é bastante favorável”, disse Chandran. “Porque se fôssemos escalar e entrar em Modo comercial, seríamos pagos para levar o desperdício de comida e então seríamos pagos para fazer bioplásticos também.,”Chandran espera fechar o loop de modo que, um dia, os produtos de resíduos funcionarão rotineiramente como um recurso que pode ser convertido em produtos úteis como o bioplástico.

outras alternativas promissoras

bioplásticos de ciclo completo na Califórnia também produz PHA a partir de resíduos orgânicos, tais como resíduos de alimentos, resíduos de culturas, tais como caules e folhas não comestíveis, resíduos de jardim e papel ou cartão não reciclados., Usado para fazer sacos, recipientes, Cutelaria, garrafas de água e champô, este bioplástico é compostável, degradável marinho (o que significa que se ele acaba no oceano, pode servir como alimento para peixes ou bactérias) e não tem efeitos tóxicos. Ciclo completo pode processar o PHA no final de sua vida, e usá-lo para fazer plástico virgem novamente.a Renmatix, baseada na Pensilvânia, utiliza biomassa lenhosa, gramíneas energéticas e resíduos de culturas em vez de culturas alimentares mais dispendiosas., Sua tecnologia separa açúcares da biomassa usando água e calor em vez de ácidos, solventes ou enzimas em um processo comparativamente limpo, rápido e barato. Tanto os açúcares como a lignina da biomassa são então usados como blocos de construção para bioplásticos e outros bioprodutos.na Universidade Estadual de Michigan, os cientistas estão tentando reduzir os custos de produção de bioplásticos através do uso de cianobactérias, também conhecidas como algas azuis-verdes, que usam a luz solar para produzir compostos químicos através da fotossíntese., Em vez de alimentarem os seus açúcares bacterianos de origem plástica a partir do milho ou da cana-de-açúcar, estes cientistas alteraram os cianos para excretar constantemente o açúcar que produzem naturalmente. As bactérias produtoras de plástico consomem então o açúcar produzido pelos cianos, que são reutilizáveis.pesquisadores da Universidade de Stanford e materiais de manga para inicialização baseados na Califórnia estão transformando gás metano de estações de tratamento de águas residuais ou aterros em bioplásticos. O metano é alimentado a bactérias produtoras de plástico que o transformam em PHA, que a empresa vende aos produtores de plástico., É usado para tampas de plástico, frascos de champô ou fibras de biopoliéster que podem ser combinadas com materiais naturais para roupas. O bioplástico vai biodegradar-se de volta em metano, e se ele atinge o oceano, pode ser digerido naturalmente por microorganismos marinhos.

O Centro de Tecnologias Sustentáveis da Universidade de Bath, em Inglaterra, está a fazer policarbonato a partir de açúcares e dióxido de carbono para uso em garrafas, Lentes e revestimentos para telefones e DVDs. O plástico policarbonato tradicional é feito usando BPA (proibido de ser usado em biberões) e o fosgênio químico tóxico., Os pesquisadores do banho encontraram uma maneira mais barata e segura de fazê-lo, adicionando dióxido de carbono aos açúcares à temperatura ambiente. As bactérias do solo podem quebrar o bioplástico em dióxido de carbono e açúcar.

E depois há aqueles que estão desenvolvendo formas inovadoras para substituir o plástico completamente. A empresa japonesa AMAM produz materiais de embalagem feitos a partir do ágar em algas marinhas vermelhas. O Departamento de Agricultura dos EUA está desenvolvendo um filme biodegradável e comestível a partir da caseína de proteína de leite para embrulhar alimentos; é 500 vezes melhor em manter a comida fresca do que o filme plástico tradicional., E a Ecovative de Nova Iorque está usando micélio, a parte de ramificação vegetativa de um fungo, para fazer materiais de Cogumelo, material de embalagem biodegradável, azulejos, plantadores e muito mais.neste momento, é difícil afirmar que os bioplásticos são mais ecológicos do que os plásticos tradicionais quando todos os aspectos do seu ciclo de vida são considerados: uso da terra, pesticidas e herbicidas, consumo de energia, uso de água, gases de efeito estufa e emissões de metano, biodegradabilidade, Reciclabilidade e muito mais., Mas como pesquisadores em todo o mundo trabalham para desenvolver variedades mais verdes e processos de produção mais eficientes, os bioplásticos têm a promessa de ajudar a reduzir a poluição plástica e reduzir a nossa pegada de carbono.