Os polímeros biodegradáveis são materiais compostos por moléculas grandes que se decompõem de forma natural no meio ambiente, por meio da ação de microrganismos, como bactérias, fungos e outros seres vivos. Esses polímeros são produzidos a partir de fontes renováveis, como plantas, e podem ser utilizados em diversos produtos, como embalagens, sacolas plásticas, utensílios descartáveis, entre outros.
Sua importância para a Sustentabilidade é enorme, já que eles possuem potencial para reduzir os impactos ambientais causados pelos polímeros convencionais, que são produzidos através do petróleo e demoram muito tempo para se decompor no meio ambiente. Além disso, os polímeros convencionais são os maiores responsáveis pela geração de resíduos sólidos, afetando toda a fauna e flora existente, como é o caso dos microplásticos, que afetam negativamente a vida marinha.
Tipos de Polímeros Biodegradáveis
Existem diversos tipos de polímeros biodegradáveis que são produzidos através das mais variadas fontes de matéria-prima, como plantas, amido, celulose e óleos vegetais. Os processos produtivos também variam de acordo com o tipo de polímero que quer ser produzido. Entretanto, as etapas comuns entre todos são a Extração e Purificação dos componentes, a polimerização e moldagem no produto desejado. Confira algumas opções utilizadas pelo mercado.
Poli Ácido Lático (PLA)
Podemos dizer que o PLA é o polímero biodegradável mais famoso e mais fácil de ser extraído, já que ele vem do amido, que pode ser tanto o de milho, beterraba ou cana-de-açúcar.
Seu processo produtivo envolve quatro etapas: Extração, Fermentação, Purificação e Polimerização.
Na extração, a matéria-prima é moída extraindo o amido, que passa por um processo de hidrólise ácida ou enzimática, quebrando o amido em glicose (açúcar). Já na fermentação, os açúcares são misturados com bactérias em tanques de fermentação, para que ocorra a conversão do açúcar em ácido lático. Já na etapa de purificação, o ácido é purificado através da filtração, evaporação e cristalização, removendo todas as impurezas que afetem o produto final. Por fim, para formar o PLA, é necessário submetê-lo a polimerização, que pode ser tanto por aquecimento ou por reação química.
Policaprolactona (PCL)
Esse polímero é muito curioso, já que ele é biodegradável, mas é derivado do petróleo, ou seja, uma fonte não renovável. Ele é produzido a partir do ácido ε-caprolactona, que é um monômero cíclico.
Sua produção envolve duas etapas: Polimerização e Purificação.
Na etapa de polimerização, o anel cíclico do monômero é aberto, formando o PCL, sendo catalisado por ácidos, bases ou agentes iniciadores. Em seguida ele é purificado para remover impurezas e resíduos, através da lavagem, filtragem e destilação.
Mesmo sendo biodegradáveis, esses dois polímeros são produzidos através de fontes diferentes, uma renovável e outra não renovável. Além deles existem outros, como o PHA, que é produzido a partir de óleos vegetais.
Polímeros Biodegradáveis X Polímeros Convencionais
Se compararmos os polímeros biodegradáveis aos polímeros convencionais, existem algumas vantagens e desvantagens, que dependem da aplicação daquele polímero ou também do custo que aquele polímero terá, e como isso irá impactar o produto final.
Com relação aos polímeros biodegradáveis, essas são algumas das vantagens e desvantagens:
- Vantagens: São produzidos através de fontes renováveis, com isso, geram menos impacto ao meio ambiente, além de não gerarem resíduos tóxicos, já que eles são naturais.
- Desvantagens: Em sua grande maioria, os polímeros biodegradáveis podem apresentar propriedades mecânicas inferiores quando comparados aos polímeros convencionais, reduzindo sua resistência, portanto, limitando suas aplicações. Além de que o processo de produção dos mesmos é mais caro, já que envolvem mais etapas de processamento, aumentando o custo do produto final, podendo inviabilizar sua comercialização.
Agora, com relação aos polímeros convencionais, podemos enxergar algumas vantagens e desvantagens, como:
- Vantagens: Se comparados aos polímeros biodegradáveis, os polímeros convencionais apresentam propriedades mecânicas melhores, aumentando sua gama de aplicações, tanto na indústria quanto no nosso dia-a-dia, além de poderem ser produzidos em larga escala, diminuindo seu custo consideravelmente.
- Desvantagens: Do ponto de vista ambiental, como os polímeros convencionais são derivados do petróleo (não estamos considerando o PCL), sua decomposição pode durar centenas ou milhares de anos, portanto, são mais prejudiciais para o meio ambiente. Além disso, se descartados incorretamente, podem ser extremamente prejudiciais para os seres vivos.
É importante ressaltar que, para que as propriedades mecânicas sejam atestadas e comprovadas, o uso de uma máquina universal de ensaios sempre é recomendado.
Como funciona Biodegradação
A biodegradação é um processo no qual os polímeros são decompostos em moléculas menores pela ação de microrganismos presentes no ambiente, como bactérias e fungos. A decomposição dos polímeros ocorre por hidrólise, ou seja, tem suas ligações químicas quebradas em açúcares, ácidos e álcoois. Esses resíduos são absorvidos pelos microorganismos, que os transformam em energia e em biomassa, auxiliando na vida daquele ambiente, contribuindo para diversos ciclos, como o de energia.
Mas não é sobre quaisquer condições que os polímeros irão se degradar. Alguns fatores interferem nesse processo, como temperatura, umidade, pH, oxigenação do ambiente, tamanho do polímero e a presença ou não de microrganismos no ambiente. A presença desses fatores acelera muito o processo de decomposição, como ocorre na compostagem, que gera matéria orgânica riquíssima.
Se compararmos o processo de decomposição dos polímeros biodegradáveis com os convencionais, nos biodegradáveis, esse processo de decomposição ocorre a partir de 6 meses. Já nos polímeros convencionais, são necessários centenas de anos para que eles comecem a se decompor.
Aplicações dos Polímeros biodegradáveis
Os polímeros biodegradáveis possuem diversas aplicações em diversos segmentos. Abaixo estão listados alguns desses segmentos e suas aplicações.
- Descartáveis: Os polímeros biodegradáveis podem ser utilizados para confeccionar sacolas, copos, pratos e outros produtos descartáveis que utilizamos no nosso dia a dia, além da produção de filmes plásticos.
- Agricultura: A produção de filmes e embalagens também tem seu uso na agricultura, como a cobertura para cultivos e embalagens de sementes e proteção de mudas.
- Medicina: Também vemos os polímeros biodegradáveis na produção de dispositivos médicos, como suturas, implantes e até de liberação de medicamentos.
- Impressão 3D: O PLA é o polímero biodegradável mais utilizado na impressão 3D, se comportando muito bem como filamento para a confecção dos mais diversos objetos, sejam eles peças ou esculturas variadas.
- Indústria Têxtil: Para substituir os polímeros convencionais, como o PET, que pode ser utilizado como fibra para camisetas, os polímeros biodegradáveis têm ganhado cada vez mais espaço nessa indústria.
- Construção Civil: Por fim, as telhas e painéis isolantes também estão sendo produzidos com polímeros biodegradáveis, substituindo os convencionais.
Selos Ecológicos
Atualmente, muitas empresas preocupadas que os clientes estão buscando produtos com menor impacto ambiental, passaram querer que seus produtos sejam biodegradáveis ou até compostáveis. Existem algumas normas internacionais que atestam que o material é biodegradável ou compostável, mas um selo ecológico padronizado já não é tão fácil de encontrar. Muitas empresas optam por criar um selo próprio.
Abaixo estão algumas normas que são reconhecidas tanto nacionais quanto internacionalmente.
Normas Internacionais
- EN 13432 DIN/CERTCO: European Bioplastics; Essa norma vale para toda a União Europeia.
- GreenPla Japão: Essa norma contempla boa parte do sudeste asiático e foca na combustibilidade do PLA.
- ASTM D6400 BPI Biodegradable Product Institute: Essa norma é utilizada pela Sociedade Americana de Testes e Materiais.
Normas Nacionais
- NBR 15448-1: trata sobre o conceito de biodegradabilidade e compostabilidade de polímeros.
- NBR 15448-2: trata sobre a biodegradação dos polímeros.
Para que essa norma seja reconhecida, é necessário que um laboratório autorizado, ou seja, que receba vistorias de órgãos internacionais, realize o teste se o produto é biodegradável ou não. Dessa forma, a empresa pode dizer que o produto é biodegradável.
Porém, como foi dito anteriormente, não há um selo padrão. Aqui estão alguns selos que podem ser encontrados em algum produto que possua uma das normas atestadas por algum laboratório certificado.
Conclusão
Portanto, mesmo os polímeros biodegradáveis ganhando cada vez mais destaque nos mais diversos setores da sociedade, como foi apresentado acima, é importante destacar que eles ainda possuem muitas limitações, mas que podem ser contornadas através de aditivos ou plastificantes. Para que as limitações diminuam, é importante que a procura por eles cresça, aumentando o investimento em pesquisas, amenizando cada vez mais o impacto ambiental gerado, assegurando um mundo melhor para as futuras gerações.
Perguntas frequentes
O que são polímeros biodegradáveis?
São materiais formados por moléculas grandes que se decompõem naturalmente no ambiente pela ação de microrganismos como bactérias e fungos. A matéria-prima pode vir de plantas, amido, celulose ou óleos vegetais, e as etapas comuns de produção são extração e purificação dos componentes, polimerização e moldagem.
O que é o PLA e de onde ele vem?
O poli ácido lático é o biodegradável mais difundido, obtido do amido de milho, beterraba ou cana-de-açúcar. Sua produção tem quatro etapas: extração, com hidrólise do amido em glicose; fermentação, que converte o açúcar em ácido lático; purificação por filtração, evaporação e cristalização; e polimerização, por aquecimento ou reação química.
Todo polímero biodegradável vem de fonte renovável?
Não — e a policaprolactona é o contraexemplo. O PCL é biodegradável, mas deriva do petróleo, a partir do monômero cíclico ácido ε-caprolactona. Ou seja: biodegradabilidade e origem renovável são propriedades independentes, e confundi-las leva a escolhas erradas de material.
Qual a diferença entre polímeros biodegradáveis e convencionais?
Os biodegradáveis vêm majoritariamente de fontes renováveis, geram menos impacto ambiental e não deixam resíduo tóxico, mas costumam ter propriedades mecânicas inferiores e custo de produção mais alto, por envolverem mais etapas de processamento. Os convencionais têm desempenho mecânico melhor e produção em larga escala mais barata, mas sua decomposição pode levar séculos.
Polímero biodegradável é mais fraco que o convencional?
Na maioria dos casos, sim — e é essa a limitação prática que define onde ele pode substituir o convencional. Por isso a propriedade mecânica precisa ser verificada em ensaio, e não presumida: a decisão de trocar um material por outro depende de saber exatamente quanta resistência se perde na troca.
Como se verifica a resistência de um polímero biodegradável?
Por ensaio mecânico, tipicamente de tração, na máquina universal de ensaios. É ele que fornece resistência, módulo de elasticidade e alongamento do material real, e permite comparar diretamente o biodegradável com o convencional que se pretende substituir.
Existem outros polímeros biodegradáveis além do PLA e do PCL?
Sim. O PHA, produzido a partir de óleos vegetais, é outro exemplo relevante, e a lista continua crescendo à medida que novas rotas de produção se tornam economicamente viáveis.
Para que servem os selos ecológicos?
Para atestar, segundo normas nacionais e internacionais, que o material de fato se degrada nas condições declaradas. É o que separa uma alegação comercial de biodegradabilidade de uma característica verificada — distinção que importa tanto para o consumidor quanto para quem responde legalmente pelo produto.
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