Síntese e Decomposição do Plástico Biodegradável

Qual material está mais presente nos lixões e aterros sanitários?

A imagem acima não deixa dúvidas: O material mais presente nos lixões e aterros sanitários é o Plástico Sintético!

Os plásticos derivados do petróleo são considerados biopolímeros, devido a sua essência natural, porém não-renováveis, pois derivam de matéria orgânica fóssil. Sua difícil biodegradabilidade vem da compacidade(1) dos polímeros. O tempo para degradar vai depender do que foi adicionado à resina considerada biodegradável, mas a ordem de grandeza é  40 a 50 anos ou até 200 anos no caso de PET e 400 anos no caso do isopor.

Seu baixo custo de produção e sua versatilidade tornaram o produto bastante popular.
Em todo mundo, milhares de toneladas de plástico acumulam-se em lixos, nas ruas, estradas, rios, lagos e mares. A reciclagem, mesmo que possível, é bastante inviável economicamente. Além disso, os plásticos reciclados têm aplicações bastante restritas.


Plástico Natural
Por enquanto os plásticos biodegradáveis ainda têm uma participação mínima de cerca de 1% no mercado internacional, dominado pelos de origem petroquímica. Apesar da vantagem no critério ambiental, os plásticos biológicos ainda são mais caros e, por serem menos flexíveis, têm aplicações mais limitadas que os sintéticos. As perspectivas, no entanto, são animadoras.


Imagina-se que o PHB irá atender a áreas específicas de mercado, como a medicina humana e veterinária, em cápsulas gelatinosas para a ingestão de medicamentos ou na forma de pinos, fios de sutura e enxertos ósseos que podem ser assimilados naturalmente pelo organismo. Outros possíveis nichos seriam produtos de rápido descarte como barbeadores, embalagens de cosméticos, copos e talheres plásticos.


Síntese do plástico biodegradável
Esta técnica utiliza organismos procariotos. Os procariotos não possuem núcleo organizado nem organelas celulares envoltas por membranas. A maior parte de seu material genético está incorporada em uma única molécula circular de DNA de fita dupla, freqüentemente, fragmentos adicionas de DNA circular, conhecidos como plasmídeos, também estão presentes.

No citoplasma, além de sais minerais, aminoácidos, pequenas moléculas, proteínas, açúcares ainda são encontrados  ribossomos e grânulos de material de reserva (amido, glicogênio, lipídeos ou fosfatos).

As células procarióticas não apresentam vacúolos, porém podem acumular substâncias de reserva sob a forma de grânulos constituídos de polímeros insolúveis. São comuns polímeros de glicose (amido e glicogênio), ácido -hidroxibutírico e fosfato.

Para síntese do plástico natural utiliza-se o seguinte processo, feito em laboratório: primeiramente é fornecido uma alimentação balanceada às bactérias, para que elas se reproduzam, depois são retirados alguns nutrientes e é dado apenas açúcar. As bactérias não se reproduzem mais e só “engordam”, acumulando grânulos de reserva.

Quando elas acumulam até 80% da massa em forma de grânulos, essas bactérias são mortas por aquecimento (dentre outros métodos) e rompe-se a parede das células usando solventes. Daí sai uma resina, que é precipitada, purificada e vira um pó com vários graus de purificação.

A matéria-prima utilizada para produção do plástico biodegradável é a polimerização do PHB (poli-hidroxibutirato). Que nada mais é do que os grânulos de reserva de energia de algumas bactérias (a imagem abaixo mostra Células bacterianas contendo grânulos de polímero biodegradável da família dos poli-hidroxibutirato(PHB) no seu interior - fotomicrografia eletrônica).

Vantagens e desvantagens da utilização deste recurso ambientalmente correto: 

Prós : Apenas 2 anos para se decompor; consome energia que vem de fonte renovável; composto orgânico que não gera riscos para o meio ambiente.

Contras: Sensíveis a água; pouco flexíveis; processo de síntese mais caro; falta de confiabilidade existente pelo consumidor.

Decomposição do Plástico Biodegradável
O plástico biodegradável requer condições específicas para poder degradar-se corretamente (microrganismos, temperatura, e umidade) e, se não houver um grande cuidado em manejá-lo, pode tornar-se para o ambiente pior do que o plástico convencional. Quando o plástico biodegradável é lançado numa lixeira, o que em todo o caso deve ser sempre evitado, produz gases ativos no ampliamento do efeito estufa.

Como este tipo de plástico natural é formado por milhares de monossacarídeos (pequenos açucares), quando retorna a natureza fecha-se o ciclo, permitindo que as bactérias decompositoras se alimentem desses açucares.

Leis ambientais: O governo também luta para a diminuição da agressão ao meio ambiente.

A Lei n.°6.938 (Lei da Política Nacional do Meio Ambiente) estabelece, no art.14 que é o poluidor obrigado, independentemente da existência de culpa, a indenizar ou reparar os danos causados ao meio ambiente e a terceiros, afetados por sua atividade.

Art. 6° Estimular a coleta das embalagens plásticas visando a educação ambiental e sua reciclagem.

Para que a lei e a fiscalização sejam cumpridas é necessário que todos participem, através do destino final de materiais plásticos, para que outras espécies não sejam prejudicadas.

Autores: ELIZIANE DORNELES RAMBORGER, FERNANDA LUVISON, KÁREN BINDA, LUANA BOEIRA, SUELEN GIACOMINI BAVARESCO e THAÍZE ROSSI VIEIRA.
Disciplina: BIOLOGIA CELULAR
Professora: GLADIS FRANCK DA CUNHA (edição)

Nota: 1- compacidade relativa é um índice utilizado para determinar o grau de compactação de um material granular, não coesivo.

Referências e fontes das ilustrações:
PHB - Plástico biodegradável: http://www.redetec.org.br/inventabrasil/plastico.htm
EFN-UNCOR: http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/membranas/fagocito.htm
A propagação dos ‘lixões oficiais’, artigo de Ana Echevenguá: http://www.ecodebate.com.br/2009/08/04/a-propagacao-dos-lixoes-oficiais-artigo-de-ana-echevengua/
Virtual Kit – célula bacteriana. http://www.virtualkit.com.br/biologia.htm