Bioplásticos: tipos de biopolímeros e aplicações

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O bioplástico, ou biopolímero, tem se mostrado a alternativa do futuro, mas também possui desvantagens. Entenda

bioplástico

Os bioplásticos, ou biopolímeros, não são apenas os plásticos biodegradáveis e compostáveis feitos de materiais naturais. O nome "bioplástico" também se refere a plásticos feitos a partir de fontes não renováveis, como o petróleo, mas que se biodegradam, e a plásticos produzidos com base em fontes renováveis, como as plantas, mas que não se biodegradam.

Tendo em vista que praticamente todo o plástico já produzido pela humanidade ainda existe e que a cada ano cerca de um terço do plástico produzido polui diretamente a terra, o oceano e entra na cadeia alimentar, os bioplásticos, em especial os biodegradáveis, têm se mostrado uma alternativa para o desenvolvimento da humanidade.

Tipos de bioplástico

Bioplástico de poliamida (PA)

A poliamida (PA) é um bioplástico produzido a partir de biomassa, mas também pode ser feito com base em petróleo. A vantagem da bio-poliamida é que ela é feita a partir de fontes renováveis, podendo ser produzida a partir de óleo de mamona.

Entretanto, a poliamida, que também é chamada de nylon, muito presente em tecidos de roupas, acessórios e estofados, não é biodegradável, mesmo em sua versão produzida a partir da biomassa.

O bioplástico de poliamida também pode ser produzido a partir do óleo de rícino, mas uma desvantagem é o seu baixo aproveitamento de terra, sendo necessária uma superfície relativamente ampla para a produção da quantidade necessária de matéria-prima (podendo concorrer com espaço para a produção de alimentos).

Outro problema é que o nylon ainda não é reciclável.

Bioplástico de polibutileno tereftalato adipato (PBAT)

O polibutileno tereftalato adipato, também chamado de "poliburato", é um dos tipos de bioplásticos produzidos a partir de petróleo, mas que é biodegradável e compostável. Suas propriedades permitem que o poliburato substitua o polietileno de baixa densidade, um plástico produzido a partir do petróleo que não é biodegradável.

O bioplástico de poliburato pode ser utilizado, principalmente, na produção de sacolas. Mas possui a desvantagem de demandar uma fonte não-renovável.

Bioplástico de polibutilenosuccinato (PBS)

O polibutilenosuccinato (PBS) é um tipo de bioplástico que pode ser 100% de base biológica e biodegradável em condições industriais. Esse tipo de bioplástico normalmente é utilizado em utensílios que necessitam de uma capacidade de tolerância a altas temperaturas (100ºC a 200ºC).

É um bioplástico cristalino e flexível. O ácido succínico, base biológica da produção do PBS, é feito a partir de fontes renováveis e ajuda a reduzir a pegada de carbono. Cálculos mostram que as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem ser reduzidas em 50% a 80% em comparação com o plástico de origem fóssil. O ácido succínico também tem a vantagem de capturar CO2.

Bioplástico de poliácido láctico (PLA)

O poliácido lático (PLA) é um bioplástico produzido a partir de bactérias. No processo, elas produzem o ácido lático por meio do processo de fermentação de vegetais ricos em amido, como a beterraba, o milho e a mandioca (entre outros). Os bioplásticos de PLA podem ser utilizados em embalagens alimentícias, embalagens cosméticas, sacolas plásticas de mercado, garrafas, canetas, vidros, tampas, talheres, frascos, copos, bandejas, pratos, filmes para a produção de tubetes, filamentos de impressão 3D, dispositivos médicos, tecidos não-trançados, entre outros.

O PLA é biodegradável, reciclável mecânica e quimicamente, biocompatível e bioabsorvível. Em comparação aos plásticos convencionais de petróleo, tais como o poliestireno (PS) e polietileno (PE), que demoram de 500 a 1000 anos para se degradarem, o PLA ganha em disparada, pois sua degradação leva de seis meses a dois anos para acontecer. E quando é descartado corretamente transforma-se em substâncias inofensivas, porque é facilmente degradado pela água.

A desvantagem é que o PLA é um plástico de produção encarecida e sua compostagem só ocorre em condições ideais. Outro problema é que as normas americanas e brasileiras permitem a mistura de PLA a outros tipos de plásticos não biodegradáveis, o que, apesar de melhorar suas qualidades em termos de uso, prejudica sua qualidade em termos ambientais.

Mas não podemos confundi-lo com o plástico de amido, conhecido como amido termoplástico, pois no processo de produção do PLA o amido é usado simplesmente para se chegar ao ácido lático. Diferentemente do plástico de amido termoplástico, que tem o amido como matéria-prima principal. Desses dois tipos, o PLA é vantajoso por ser mais resistente e se parecer mais com um plástico normal, além de ser 100% um plástico biodegradável (se dispuser de condições ideais).

Bioplásticos feitos a partir de algas

A empresa Algix desenvolve um importante insumo para a produção de bioplásticos: biomassa de algas. A produção excessiva de algas em decorrência da poluição tem sido um significativo problema que acontece devido à eutrofização (para entender melhor esse tema dê uma olhada na matéria: "Eutrofização prejudica biodiversidade e o uso humano da água"). Na produção de biomassa de algas para o desenvolvimento de bioplástico é feita a criação combinada de peixes (para o consumo) e algas. As vantagens desses tipos de bioplásticos são a sua possibilidade de biodegradação, origem de fonte renovável, baixo custo de produção e não concorrência com terras aráveis.

Bioplástico de casca de camarão

Cascas de camarão, que são um dos principais resíduos da indústria alimentícia e abundantes no Reino Unido, estão sendo utilizadas para o desenvolvimento de bioplásticos.

A ideia é utilizar esse tipo de bioplástico para a produção de sacolas de compras e embalagens de alimentos.

Além de ser uma fonte renovável, esse tipo de bioplástico é biodegradável, reutiliza resíduos da indústria e ainda possui propriedades antimicrobianas, antibacterianas e biocompatíveis, o que é uma vantagem para a embalagem de alimentos e fármacos.

Mas talvez essa não seja uma boa ideia para quem é adepto da filosofia vegana.

Bioplástico de polihidroxialcanoato (PHA)

Os bioplásticos de polihidroxialcanoato (PHA) podem ser produzidos de diferentes maneiras por cepas específicas de bactérias. No primeiro caso, as bactérias são expostas a um suprimento limitado de nutrientes essenciais, como oxigênio e nitrogênio, que promovem o crescimento de PHA - grânulos de plástico - dentro de suas células, como reservas de alimento e energia.

Outro grupo de bactérias que não requerem limitação de nutrientes para a produção de PHA o acumulam durante períodos de crescimento rápido. O PHA dentro de ambos os grupos pode então ser colhido, ou, antes da coleta, pode ser sintetizado em diferentes formas químicas por meio de engenharia genética.

Inicialmente, a comercialização de PHA foi prejudicada por altos custos de produção, baixos rendimentos e disponibilidade limitada, tornando-se incapaz de competir com os plástico de origem petroquímica.

No entanto, foram descobertas certas bactérias que são capazes de produzir PHA a partir de uma variedade de fontes de carbono, incluindo resíduos de efluentes, óleos vegetais, ácidos graxos, alcanos e carboidratos simples. Isso amplia enormemente suas vantagens - por exemplo, o uso de materiais residuais como fonte de carbono para a produção de PHA teria o duplo benefício de reduzir o custo da PHA e reduzir o custo do descarte de resíduos.

Em 2013, uma empresa americana anunciou que refinou ainda mais o processo, removendo a necessidade de açúcares, óleos, amidos ou celulose, usando um "biocatalisador" derivado de micro-organismos que convertem ar misturado com gases de efeito estufa, como metano ou dióxido de carbono, em bioplástico.

Estudos mais profundos estão utilizando os genes dessas bactérias e inserindo-as em pés de milho, que então cultivam o bioplástico em suas próprias células. Entretanto, essa produção é baseada em pés de milho geneticamente modificados; e a transgenia tem sido um tema frequentemente associado ao desrespeito ao Princípio da Precaução, entre outros problemas. Você pode entender melhor esse tema dando uma olhada nas matérias: "Meio ambiente pede alerta para o princípio da precaução" e "Milho transgênico: entenda os riscos e benefícios".

O PHA é totalmente biodegradável sob determinadas condições, não é tóxico e pode ser usado em uma ampla gama de aplicações, desde embalagens de alimentos até implantes médicos.

Bioplástico drop-in

Os principais bioplásticos, ou biopolímeros, drop-in são o bio-polietileno (PE), bio-polipropileno (PP), terephalato de bio-polietileno (PET) e o policloreto de vinila (PVC).

Os drop-ins são bioplásticos feitos total ou parcialmente de base biológica, mas não são biodegradáveis; são versões híbridas de plásticos tradicionais. Eles diferem dos plásticos convencionais - feitos 100% a partir do petróleo - apenas em relação à base de matéria-prima parcialmente renovável, mantendo a mesma funcionalidade.

Os bioplásticos drop-in mais produzidos são os bio-PET parcialmente baseados em matéria-prima biológica, e já representam aproximadamente 40% da capacidade global de produção de bioplásticos.

Muitos tipos de plásticos convencionais, como PE, o PP e o PVC podem ser feitos a partir de recursos renováveis, como o bioetanol.

Um exemplo popular de um plástico drop-in é o Plant Bottle, usado por um dos principais fabricantes mundiais de refrigerantes. A garrafa utiliza 30% de materiais à base de plantas em sua fabricação, mantendo as mesmas características da garrafa tradicional e sendo totalmente reciclável. Com o tempo, espera-se que o componente renovável da garrafa aumente, enquanto os materiais baseados em combustíveis fósseis diminuam.

Os drop-ins são o grupo de bioplástico de crescimento de produção mais rápido. O interesse da indústria se baseia em dois principais pontos:

  1. Os drop-ins apresentam as mesmas propriedades e funcionalidades do plástico feito a partir de petróleo, o que significa que podem ser processados, usados ​​e reciclados em instalações existentes e seguindo as mesmas rotas que os plásticos convencionais, o que reduz a necessidade de infraestrutura nova ou adicional e reduz os custos em todos os níveis.
  2. A base renovável (ou parcialmente renovável) desses produtos reduz a pegada de carbono e, ao mesmo tempo, reduz os custos de produção.

No Brasil, a produção de PE a partir de biocombustível é semelhante aos drop-ins, mas o plástico costuma ser chamado de "plástico verde".

O problema dos bioplásticos produzidos a partir de biocombustíveis é que eles concorrem por espaço com terras que poderiam ser destinadas à produção de alimentos e ainda não são biodegradáveis. Eles estão presentes nos mais diversos tipos de materiais como embalagens, aparelhos eletrônicos, cosméticos, equipamentos médicos, brinquedos, produtos de higiene, entre outros; e, se escaparem para o ambiente - principalmente sob a forma de microplástico - podem causar danos significativos, a curto e longo prazo.

Bioplástico de lixo orgânico

Você já imaginou que seria possível produzir biopolímeros utilizando o lixo orgânico como matéria-prima? É exatamente isso que a Full Cycle Bioplastics conseguiu fazer: produzir bioplásticos a partir do resíduo orgânico.

A ideia é reduzir a emissão de gases do efeito estufa produzidos pela decomposição do lixo orgânico, a terceira maior fonte de produção de gases do efeito estufa de origem antrópica.

O bioplástico Polyhydroxyalkanoate (PHA) é produzido a partir de bactérias não modificadas geneticamente e lixo orgânico, podendo substituir uma ampla gama de plásticos sintéticos. Esse tipo de bioplástico ainda é compostável e degradável. Outra vantagem é que, em termos de custos, ele é competitivo com os plásticos de origem petroquímica.

Bioplástico de polietileno furanoato (PEF)

O polietileno furanoato (PEF) é um bioplástico comparável ao PET. Ele é feito com matéria-prima 100% biológica e apresenta melhores propriedades térmicas e mecânicas que o PET. Os biopolímeros de PEF são ideais para embalagens de refrigerantes, água, bebidas alcoólicas, sucos de frutas, alimentos e produtos não alimentícios. No entanto, existe uma ampla gama de outras aplicações, como fibras e outros polímeros como a poliamida e o poliéster.

Na produção dos bioplásticos de PEF são convertidos açúcares à base de plantas em materiais como o ácido furandicarboxílico (FDCA), que é empregado na produção de polímeros para a indústria de embalagens.

A desvantagem desse tipo de bioplástico é a mesma de qualquer outra produção que depende da plantação como insumo: a concorrência com áreas de plantio.

O bioplástico é a solução?

Mesmo tendo potencial de serem alternativas mais limpas ao plástico convencional, os bioplásticos também produzem impactos no ambiente durante sua produção e não são garantia de biodegradabilidade ou reciclagem.

Além da implementação dos bioplásticos, para uma sociedade se desenvolver nos moldes da sustentabilidade, é preciso repensar o consumo. Em conjunto com o desenvolvimento dos bioplásticos, é preciso reduzir o consumo, aumentar a reutilização e a reciclagem do plástico. Essas ações vão ao encontro do que prega a economia circular.

Outras alternativas como melhores designs que permitem um melhor desempenho do plástico também são necessárias. As ações propostas pela Fundação Ellen MacArthur também vão ao encontro da ideia de retorno circular do plástico. Para entender melhor esse tema, dê uma olhada nas matérias: "New Plastics Economy: a iniciativa que repensa o futuro dos plásticos" e "O que é Economia Circular?".

Descarte corretamente e tenha uma atitude cidadã

Para reduzir o lixo plástico consumido, o primeiro passo é praticar o consumo consciente, ou seja, repensar e reduzir o seu consumo. Já pensou em quantos plásticos supérfluos utilizamos no dia a dia que poderiam ser evitados?

Por outro lado, quando não for possível evitar o consumo, a saída é optar pelo consumo o mais sustentável possível e pela reutilização e/ou reciclagem. Mas nem tudo é reutilizável ou reciclável. Nesse caso, realize o descarte corretamente. Confira quais são os postos de coleta mais próximos de sua casa no mecanismo de busca gratuito do Portal eCycle.

Mas lembre-se: mesmo com o descarte correto é possível que o plástico escape para o ambiente, então consuma com consciência.

Para saber como reduzir o seu consumo de plásticos, dê uma olhada na matéria: "Como reduzir o lixo plástico no mundo? Confira dicas indispensáveis".

Para saber como consumir de maneira mais sustentável, veja a matéria: "O que é consumo sustentável?". Deixe sua pegada mais leve.


Veja também:


 

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