Os plásticos constituem muitos dos nossos produtos mais comuns, que são incrivelmente duráveis. Plásticos biodegradáveis podem ajudar a garantir que seus tataranetos não tropecem naquele garfo que você perdeu em um piquenique em 1998. Veja mais fotos de ciências verdes. Cortesia Bio-Tech Daqui a milhares de anos, é bem possível que as civilizações futuras estejam cavando através dos remanescentes da nossa. Talvez eles desenterrem arranha-céus em ruínas. Eles descobrirão nossos ossos em ruínas. E quase certamente, eles trarão à luz quantidades infinitas de plásticos enterrados, de ferramentas a brinquedos. "Veja, parece ser o sabre de luz carmesim uma vez carregado pelo grande Lord Vader! "
Estamos vivendo na era dos plásticos, em que muitos de nós não podem passar mais de um ou dois minutos sem tocar em um produto que é feito, pelo menos em parte, deste maleável, material forte e durável. E é essa última característica que preocupa tantas pessoas preocupadas com os recursos e o meio ambiente.
Os plásticos têm poder de permanência - eles não se degradam muito em ambientes naturais ou aterros sanitários. A reciclagem é uma ótima opção para reaproveitar alguns tipos de plásticos, e mais pessoas estão se tornando mais experientes em reciclagem. Ainda, só nos Estados Unidos, apenas cerca de 7% de todos os produtos plásticos usados são reciclados; e 28 milhões de toneladas (sim, toneladas) é jogado em aterros sanitários todos os anos [fonte:EcoLogic].
Para garantir que os plásticos não se tornem poluentes permanentes, algumas tecnologias de plásticos mais recentes incorporam aditivos biodegradáveis em sua química. Esses aditivos são projetados para permitir que os plásticos se decomponham naturalmente, se eles estão em um aterro sanitário ou foram plantados na beira da estrada por um percevejo.
À medida que se degradam, esses plásticos se decompõem em dióxido de carbono, húmus ou biomassa (uma matéria orgânica básica semelhante ao solo) e gás metano. Essa é uma grande melhoria em relação ao detergente quase indestrutível e às garrafas de refrigerante que podem anunciar sua presença a futuros arqueólogos.
Mas antes que os aditivos biodegradáveis possam se expandir para a maioria dos produtos, há muito trabalho a ser feito em termos de regulamentações governamentais, padrões de reciclagem e relações públicas do consumidor.
Na próxima página, sujamos as mãos com uma decomposição deliciosa - e investigamos o que torna a biodegradação tão legal.
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O mundo ao nosso redor está repleto de microorganismos, que também são chamados micróbios . Os micróbios podem ser invisíveis a olho nu, mas seus apetites são evidentes, à medida que iniciam e aceleram a decomposição de todos os tipos de matéria orgânica , do jornal, para excrementos de animais, a crostas de pizza e muito mais, muito mais.
Existem muitos tipos de micróbios que fazem a mágica da decomposição. Eles incluem bactérias, fungos, protozoários, algas, actinomicetos e outros. Diferentes tipos de micróbios fazem sua mágica de maneiras diferentes e digerem diferentes materiais, mas todos eles contribuem para a degradação da matéria orgânica, que também pode ser chamado biodegradação .
Os fatores ambientais desempenham um papel vital em qualquer processo de decomposição. A presença de água, luz, aquecer, o oxigênio e outras variáveis afetam a maneira como os micróbios e suas fontes de energia (ver:alimentos) interagem.
Os níveis de oxigênio, em particular, têm um grande impacto na degradação. A pilha de compostagem de seu quintal é um exemplo de aeróbico ambiente, o que significa que o oxigênio está presente. Um monstruoso aterro, por outro lado, é um anaeróbico ambiente, ou um que praticamente não tem exposição ao oxigênio.
Em um ambiente aeróbico, os micróbios usam ácidos e enzimas para converter as moléculas grandes de um material em compostos cada vez menores. Depois que as moléculas atingem um tamanho menor, micróbios podem absorver o material e usá-lo para obter energia.
O mesmo processo ocorre em condições anaeróbicas, mas com subprodutos notavelmente diferentes - os micróbios produzem muito metano e dióxido de carbono. Aterros com equipamentos de recuperação de metano podem capturar o gás e vendê-lo para empresas de energia locais; outros simplesmente queimam o gás para que não contribua para as emissões de gases de efeito estufa.
A água é ainda mais importante que o ar. Sem água, a vida na Terra não existiria como a conhecemos. O mesmo conceito se aplica a aterros. Aterros com níveis de umidade mais elevados exibem uma biodegradação muito mais rápida, enquanto aqueles em regiões mais secas não são tão biologicamente ativos.
No entanto, mesmo quando a água é abundante, plásticos convencionais impermeáveis são como criptonita para ka-pow microbiano. Os plásticos tendem a resistir e desviar quase todas as tentativas da natureza de desconstruí-los. Continue lendo e você verá por que os plásticos são tão teimosos e difíceis de quebrar.
Números de plásticos para ponderarOs americanos jogam fora 2,5 milhões de garrafas de plástico por hora. Em 2007, mais de 325 milhões de libras de recipientes de plástico de boca larga foram recuperados para reciclagem. A reciclagem de 1 tonelada de plástico economiza 7,4 jardas cúbicas de espaço no aterro.
Os plásticos são basicamente baseados no petróleo, que é o resultado de matéria orgânica em decomposição. Portanto, os micróbios deveriam ter um verdadeiro banquete na forma de plásticos, direito?
Não. Os micróbios geralmente torcem o nariz para os plásticos.
Isso porque durante o processo de fabricação, o petróleo sofre mudanças a nível molecular, mudando de monômeros simples (unidades químicas simples) para polímeros , que são muito maiores, unidades mais complexas conectadas por fortes ligações químicas. Eles são à prova d'água e herméticos, e como tal, eles são esplêndidos para fazer, protegendo, envio e preservação de produtos humanos incalculáveis.
Esses tipos de polímeros gigantes não são criados pela Mãe Natureza. Eles são o resultado das conquistas químicas da humanidade. Os polímeros vêm em muitas variedades denotadas por siglas esotéricas que ecoam sua não naturalidade:PE (polietileno), PP (polipropileno) e PS (poliestireno) são apenas alguns exemplos.
Para o mundo natural, os plásticos são um show de horrores químicos. Os micróbios não são biologicamente equipados para atacar e decompor os micróbios da mesma forma que fazem com a matéria orgânica.
Como resultado, pode levar centenas de anos ou mais para que os micróbios façam algum progresso naquele esporão de plástico que você deixou cair durante o piquenique no parque. Na verdade, não sabemos quanto tempo esse utensílio pode acabar durando - talvez para sempre.
Ainda, você provavelmente já viu plástico em uma praia ou campo que parece quebradiço ou dilapidado. Não é por causa da biodegradação. Em vez de, luz ultravioleta e oxigênio são o que causa essa destruição extremamente lenta, o que geralmente resulta em pedaços de plástico que ainda poluem bastante.
Para que os plásticos realmente se biodegradem, precisamos usar aditivos que ajudem os micróbios a começar a fazer seu trabalho. Abra o apetite desses pequenos e eles podem fazer uma destruição muito útil.
Em breve chegaremos bem perto dos aditivos, mas antes de fazermos, continue lendo para saber mais sobre o que faz com que os plásticos se degradem, e como sua morte nem sempre é natural ou limpa.
Micróbios evoluem para comer plásticoOs micróbios podem e evoluem para consumir produtos e produtos químicos feitos pelo homem. Os plásticos existem há apenas cerca de 100 anos. Nas próximas décadas, é provável que mais e mais micróbios se adaptem para degradar muitos tipos de polímeros sintéticos.
Misture pelotas de resina plástica tratada com seus próprios polímeros, e um fabricante pode criar produtos que degradam em um cronograma especificado. Cortesia EcoLogic Os plásticos são uma maravilha tecnológica diversificada. E como acontece com todos os avanços tecnológicos, os polímeros precisam de algum tipo de regulamentação para orientar seu uso e descarte. A ISO (International Organization for Standardization) começou definindo seis tipos de plásticos degradáveis.
Os primeiros quatro tipos são degradável , fotodegradável , oxidativamente degradável e hidroliticamente degradável . Plásticos degradáveis são simplesmente plásticos que se degradam de alguma forma mensurável. Os plásticos fotodegradáveis são decompostos pela luz. Oxidativamente degradáveis são degradados por oxidação; ferrugem é um tipo de oxidação, e o mesmo tipo de processo pode acontecer com polímeros. Oxo-degradável os plásticos têm um aditivo que acelera esse processo de "ferrugem". E os plásticos hidroliticamente degradáveis são decompostos pela interação do polímero e da água.
Por exemplo, um saco plástico que se degrada devido à luz solar ou exposição ao oxigênio pode se desfazer em minúsculos, peças microscópicas, que não são necessariamente benignos. Esse material particulado restante poderia ser absorvido por pequenas criaturas e subir pela cadeia alimentar, afetando a química corporal de cada organismo ao longo do caminho - com consequências desconhecidas.
Os dois últimos tipos de plásticos degradáveis definidos pela ISO são biodegradável e compostável. Um plástico biodegradável é simplesmente aquele que nossos amigos micróbios mencionados acima podem desmantelar em água e dióxido de carbono, mas em uma linha do tempo que não é necessariamente bem definida. Os plásticos compostáveis degradam-se a uma taxa semelhante a outros tipos de materiais compostáveis, e eles resultam, novamente, na água, dióxido de carbono, húmus, e compostos inorgânicos.
Uma grande diferença entre plásticos compostáveis e biodegradáveis é que os primeiros requerem o alto calor de uma pilha de compostagem gerida profissionalmente ou aterro sanitário para apodrecer. Esta distinção é vital, porque 10 a 15 bilhões de libras, ou 75 por cento, de todos os plásticos acabam em aterros sanitários [Fonte:PEC]. Plásticos verdadeiramente biodegradáveis se decompõem melhor em aterros sanitários, mas também se degradarão em uma vala à beira da estrada.
Não é uma coisa tão ruim se os biodegradáveis acabam em um aterro sanitário em vez de um centro de reciclagem. Em um aterro sanitário, o metano que eles liberam pode ser capturado e queimado para nossas necessidades de energia. Do 1, 200 aterros sanitários em operação nos Estados Unidos, cerca de metade captura metano. Em 2008, esses projetos de energia de gás de aterro (LFG) geraram cerca de 12 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade em apenas um ano.
Agora, vamos começar a descer sobre o trabalho sujo de aditivos para plásticos.
Esses grânulos plásticos contêm aditivos biodegradáveis. Os pellets podem ser derretidos e usados para fazer todos os tipos de produtos plásticos. Cortesia Bio-Tech Os aditivos biodegradáveis fornecem aos micróbios a influência química de que precisam para lançar os plásticos no esquecimento. Aditivos, que também são chamados iniciadores de degradação , envolvem engenharia química seriamente complexa que deve equilibrar a utilidade do produto, segurança do consumidor e o objetivo final do plástico, seja reciclagem ou decomposição.
Esses aditivos são misturas patenteadas (ou seja, ultrassecretas) de compostos orgânicos. Receitas específicas de aditivos manipulam os micróbios de maneiras diferentes, e as empresas apregoam suas fórmulas como superiores às outras.
Quando misturado em plásticos regulares, eles representam apenas cerca de 0,5 a 2 por cento da composição total do produto, e crucialmente, eles não alteram o desempenho do polímero. Isso é, você não vai sair de férias e voltar para casa duas semanas depois com uma jarra de suco de laranja que se desfez em pedaços bagunçados. Eles também não afetam o conteúdo de um contêiner de forma alguma, e não têm efeitos adversos na reciclagem tradicional de plásticos.
Na verdade, você nunca saberia que havia algo diferente sobre o plástico até que ele atinja o aterro sanitário, que é realmente o único lugar que tem a combinação certa de umidade e vários micróbios que podem explorar o aditivo no plástico. Os aditivos farão seu trabalho fora de um aterro sanitário, também, mas o processo levará muito mais tempo.
O processo não acontece imediatamente. Inicialmente, apenas alguns micróbios são atraídos pelo aditivo; esses primeiros micróbios criam uma pequena fenda na armadura de plástico. Mais espécies de micróbios chegam, suas combinações de ácidos e enzimas, junto com a água, eventualmente, permite que eles quebrem polímeros enormes em pedaços cada vez menores.
Mas e quanto aos plásticos compostáveis? Nós vamos, não há aditivos usados com os chamados bioplásticos (geralmente feito de ácido polilático ou PLA). Eles são feitos de materiais naturais como amido de milho ou ervilha ou tipos de óleos e gorduras vegetais. O que mais, nem todos os bioplásticos se destinam a se decompor. Em vez, eles são feitos de substâncias renováveis (como milho) para fins de sustentabilidade. Alguns tipos não se degradam muito em um aterro sanitário.
Bioplásticos e plásticos com aditivos freqüentemente competem entre si por uma fatia do mercado de polímeros. Às vezes, essa competição irrompe em um slugfest extremamente público. Continue lendo e você verá como as águas da conversa sobre plásticos biodegradáveis são tudo menos plácidas.
Você verá cada vez mais produtos degradáveis aparecendo no mercado, frequentemente com marcações que indicam propriedades biodegradáveis. Cortesia Bio-Tech Os plásticos estão por toda parte. Os plásticos são grandes, grande negócio. Então, muitas organizações têm muito em jogo quando se trata de regulamentação e políticas de biodegradabilidade. Muitas pessoas discutem os detalhes sobre se vários plásticos realmente apodrecem. E se eles fizerem, quanto tempo leva e que tipo de subprodutos eles deixam para trás.
Para definir a biodegradabilidade, governos e empresas recorrem à American Society for Testing and Materials (ASTM). ASTM desenvolve padrões de consenso voluntários para todos os tipos de produtos e serviços, tanto nos Estados Unidos quanto internacionalmente.
Os padrões ASTM para biodegradabilidade ainda estão evoluindo, e embora ainda não seja um padrão, muitas organizações aderem ao método de teste ASTM D-5511-11. Este teste ajuda as empresas a determinar a biodegradabilidade dos plásticos em um ambiente anaeróbico, como um aterro sanitário.
Como os testes de decomposição levam tempo e exigem tentativa e erro, há muito espaço para discordância quanto ao significado dos resultados do teste. Empresas que fabricam vários tipos de plásticos biodegradáveis, plásticos oxo-degradáveis, e os bioplásticos compostáveis pressionam uns aos outros para provar que sua abordagem é superior.
Charles Lancelot, diretor executivo do Conselho Ambiental de Plásticos, trabalha com plásticos há 40 anos. Ele diz que a política e os jogos de relações públicas, especialmente na Califórnia, enganaram o público sobre as diferenças entre esses plásticos.
Ele aponta para bioplásticos baseados em PLA, que são feitos de amido de milho, como um exemplo. Os grupos de lobby do milho e da agricultura querem o PLA em mais produtos porque isso aumentará a demanda - e eventualmente o preço - do milho.
Mas Lancelot diz que os produtos de PLA simplesmente não se degradam, a menos que sejam compostados profissionalmente. E do ponto de vista ambiental, isso os torna menos desejáveis do que os plásticos que realmente se biodegradam em aterros e valas. Ele também destaca uma desvantagem dos plásticos oxobiodegradáveis; eles precisam de luz ultravioleta e oxigênio para se degradarem, e essas variáveis são escassas em um aterro sanitário.
A fim de acalmar a controvérsia e construir padrões exigentes para a biodegradação, Georgia Tech e North Carolina State Universities estão realizando simulações de aterros e enviarão suas descobertas e recomendações ao governo dos EUA. Novos padrões serão divulgados pela mídia e provavelmente afetarão a opinião pública sobre vários tipos de plásticos degradáveis nos próximos anos.
Pressão pública, bem como meios mais eficientes de fazer plásticos biodegradáveis, pode muito bem acelerar a aceitação e o uso desses aditivos em muitos produtos. No fim, isso pode significar plásticos mais ecológicos, aqueles que desaparecem completamente - em vez de durar milênios como uma marca registrada de uma civilização que sabia como fazer produtos maravilhosamente duráveis, mas não conseguia encontrar uma maneira de descartá-los adequadamente.
Passo muito tempo correndo e caminhando pelas estradas de cascalho e terra perto de minha casa em Nebraska. Nunca cessa de me enfurecer quando vejo os resultados de jogar lixo intencionalmente e acidentalmente; detritos de fast-food, latas de cerveja, garrafas e plásticos em abundância. Mesmo assim, sei que o lixo visível espalhado pela paisagem é apenas uma pequena fração do lixo que todos nós produzimos. A maior porcentagem de lixo acaba em aterros sanitários, incluindo o material que realmente deve ser reciclado.
Os especialistas que entrevistei para esta matéria apressaram-se em dizer que os plásticos biodegradáveis não são uma panacéia para a poluição. Eles insistem que a velha regra de reutilizar o que você pode e reciclar o resto ainda é aplicável ao nosso estado atual de questões ambientais. Mas com plásticos biodegradáveis, talvez nosso estilo de vida lixo tenha um impacto um pouco menor nas gerações vindouras.
