Pellets de ácido polilático e polihidroxialcanoatos

Poluição global por plástico e a necessidade de alternativas sustentáveis

Os resíduos plásticos enchem os aterros sanitários e poluem os oceanos em todo o mundo. Os plásticos abandonados são um problema crescente na maioria dos países, onde prejudicam a vida selvagem e os habitats naturais.

A reciclagem é parcialmente útil, mas não é uma solução completa para o problema. Na maioria dos lugares, os plásticos que são reciclados ainda perdem sua qualidade após alguns ciclos. O uso generalizado de combustíveis fósseis na produção de plásticos atualmente exige alternativas ecologicamente corretas. As alternativas biodegradáveis apresentam uma solução promissora. Os plásticos que podem se decompor naturalmente podem reduzir a carga sobre o nosso ecossistema e levar a ecossistemas mais limpos.

Plásticos biodegradáveis: Ácido polilático e polihidroxialcanoatos

O ácido polilático e os polihidroxialcanoatos são dois dos plásticos biodegradáveis mais populares. Ambos são produzidos por processos naturais diferentes. O ácido polilático é produzido a partir de recursos renováveis, como milho e cana-de-açúcar. Os polihidroxialcanoatos são produzidos a partir da fermentação microbiana. Esses dois materiais se degradam sem deixar resíduos nocivos. Sua estrutura química permite que organismos benéficos ou o ambiente natural os decomponham em formas mais simples. A maioria dos pesquisadores e engenheiros considera esses plásticos um substituto adequado para os plásticos tradicionais.

Por que o ácido polilático e os polihidroxialcanoatos são considerados ecologicamente corretos

O ácido polilático é degradado pela compostagem industrial. Ele precisa de calor e água para se degradar em dióxido de carbono e água. Os polihidroxialcanoatos são especiais, pois a maioria das formas se decompõe naturalmente no solo e na água. Eles fazem isso com a ajuda de bactérias comuns.

Ambos os plásticos têm uma pegada de carbono menor do que os plásticos convencionais, que são produzidos a partir do petróleo. Eles usam matérias-primas renováveis em seus processos de produção. Isso significa menos consumo de combustíveis fósseis.

Muitos testes também demonstraram que esses materiais liberam menos produtos químicos tóxicos após a degradação. Eles não deixam para trás nenhum produto químico tóxico que possa prejudicar a flora ou a fauna local. O fato de a natureza conseguir lidar com esses plásticos com tanta facilidade nos dá um raio de esperança para um futuro mais limpo e livre de resíduos.

O que acontece quando esses pellets entram em contato com o solo, a água ou os micróbios

Os pellets de ácido polilático e polihidroxialcanoatos se decompõem quando entram em contato com a água, o solo ou micróbios. O ácido polilático se decompõe lentamente em ácido lático quando entra em contato com a água e a temperatura certa. No caso dos polihidroxialcanoatos, as bactérias que ocorrem naturalmente desempenham um papel importante. As bactérias secretam enzimas que quebram as longas cadeias de polímeros em cadeias mais curtas. Essas cadeias são posteriormente decompostas em água e dióxido de carbono. O processo imita a degradação natural, como a do material vegetal. A taxa de degradação desses pellets depende das condições ambientais. A temperatura, a umidade e a população microbiana afetam a taxa de degradação. Em condições ideais, alguns polihidroxialcanoatos se degradam totalmente em semanas ou meses. No entanto, em áreas mais frias ou secas, o processo é mais lento.

Comparação entre ácido polilático e polihidroxialcanoatos

O ácido polilático e os polihidroxialcanoatos compartilham muitas qualidades positivas. Eles também têm algumas diferenças importantes. O ácido polilático precisa de mais calor para se degradar adequadamente. Ele funciona melhor em condições controladas de calor e umidade, como em instalações industriais de compostagem. Os polihidroxialcanoatos se degradam mais naturalmente. Eles funcionam bem em várias condições, como em ambientes naturais de solo e água. As propriedades mecânicas também variam. O ácido polilático é geralmente mais forte e mais rígido. Isso o torna adequado para itens como talheres e embalagens. Os polihidroxialcanoatos são mais flexíveis. Normalmente, são usados em dispositivos médicos e filmes. O custo de produção e os processos também são diferentes. O ácido polilático atingiu o nível de produção em larga escala. Os polihidroxialcanoatos ainda são mais especializados e, às vezes, mais caros de produzir.

Aplicações e impacto

Esses pellets biodegradáveis podem ser aplicados em vários usos. No setor alimentício, o ácido polilático é usado em talheres, copos e recipientes descartáveis. O setor de embalagens explora sua resistência e transparência. Os polihidroxialcanoatos são bem vistos no setor médico. Eles são transformados em sistemas de administração de medicamentos, suturas e curativos para ferimentos. Alguns fabricantes os utilizam para fazer filmes agrícolas. Seus benefícios ambientais reduzem a poluição do solo quando usados. As cidades e os municípios podem ter menos problemas de gerenciamento de resíduos com esses materiais. Em geral, na maioria dos casos, os produtos feitos com esses polímeros ajudam a reduzir o impacto ambiental. Testes reais mostraram que a substituição de plásticos de combustíveis fósseis por esses plásticos biodegradáveis reduz as emissões de gases de efeito estufa. À medida que mais empresas se tornam verdes, esses plásticos biodegradáveis estão na vanguarda do avanço de uma economia mais verde.

Ideia de experimento STEM

Um experimento simples ilustra o processo de degradação. Adquira uma pequena quantidade de pellets de ácido polilático e a mesma quantidade de pellets de polihidroxialcanoatos. Coloque cada um em frascos com solo úmido. Mantenha os frascos em uma temperatura quente e constante. Observe quaisquer alterações na consistência do material ao longo de várias semanas. Observe as alterações de forma, cor e peso. Sinais como a aparência de fragmentos ou amolecimento podem ser observados. Um teste rápido com um kit de teste de pH simples também mostrará as alterações à medida que os ácidos orgânicos são formados.

O experimento oferece uma maneira prática de ver a decomposição do material e permite que os alunos observem os processos naturais. Ele é adequado para projetos escolares ou para um clube de ciências da escola e reforça os principais conceitos da ciência ambiental e da engenharia de materiais.

Conclusão

Os plásticos biodegradáveis são uma alternativa promissora em um planeta inundado de resíduos plásticos tradicionais. O ácido polilático e os polihidroxialcanoatos são dois desses benefícios na prática. Ambos são produzidos a partir de matérias-primas renováveis e podem se degradar naturalmente quando submetidos às condições certas. Ambos reduzem o consumo de combustíveis fósseis e o estresse em nosso planeta. Para obter mais informações e experimentos STEM, consulte o Stanford Advanced Materials (SAM).

Perguntas frequentes

F: O que eles usam para produzir pellets de ácido polilático?

P: Eles são feitos de recursos vegetais renováveis, como milho e cana-de-açúcar.

F: Como os polihidroxialcanoatos se decompõem no meio ambiente?

P: As bactérias naturais secretam enzimas que degradam o polímero em dióxido de carbono e água.

F: Quais são os benefícios desses plásticos biodegradáveis?

P: Eles reduzem o consumo de combustíveis fósseis, as emissões de gases de efeito estufa e a poluição ambiental.