În ce constă biodegradarea – Despre proces și tipurile de materiale biodegradabile

Biodegradarea constă în degradarea la nivel molecular a substanțelor organice sub acțiunea microorganismelor aerobe sau anaerobe. Acest mecanism poate fi aplicat și de către om, cu scopul de a descompune și neutraliza anumite materiale sau deșeuri cu potențial poluant. La nivel global, autoritățile susțin tot mai mult utilizarea materialelor biodegradabile pentru ambalaje și nu numai, astfel încât să poată fi redus substanțial nivelul de poluare generat în special de utilizarea materialelor plastice. Gestionarea deșeurilor trebuie să fie cunoscută și de persoanele fizice, dar și de către persoanele juridice, care riscă amenzi usturătoare în cazul în care nu respectă reglementările legislative cu privire la protejarea mediului înconjurător.

1. În ce constă biodegradarea?

Termenul „biodegradabil” se referă la capacitatea unui produs de a se descompune și de a fi efectiv „bioasimilat” de mediu sub acțiunea microorganismelor și a unor factori precum umiditatea, căldura sau prezența apei.

Cu toate acestea, utilizarea termenului „biodegradabil” pe un produs nu spune nimic despre viteza acestei degradări și nici despre condițiile speciale, care nu sunt întotdeauna îndeplinite, în care un astfel de material va putea fi efectiv „biodegradat”. Astfel, nu înseamnă că produsul poate fi aruncat în natură fără consecințe.

Noțiunea de compostabilitate a materialelor plastice are meritul de a fi mai precisă decât cea de biodegradabilitate: ea desemnează materialele care sunt susceptibile de a se degrada în prezența deșeurilor organice și în condiții de compostare (creștere a temperaturii, prezența unor microorganisme specifice etc.).

Există două standarde europene pentru calificarea materialelor plastice ca fiind „compostabile”: standardul NF EN 13432: 2000, care desemnează materialele plastice capabile să se degradeze în condiții de compostare industrială, și standardul NF T 51-800: 2015, care desemnează materialele plastice adecvate pentru compostarea domestică.

Indiferent dacă sunt sau nu teoretic adecvate pentru compostarea domestică, se recomandă ca aceste materiale plastice compostabile să fie direcționate către platformele de compostare industriale, deoarece este puțin probabil să se obțină condițiile necesare pentru degradarea lor într-un compost individual sau de grădină.

În plus, materialele plastice compostabile nu sunt neapărat mai ecologice și, mai ales, nu reprezintă o soluție miraculoasă la problema poluării cu plastic! Într-adevăr, pentru a fi compostate, aceste materiale plastice trebuie să fie sortate separat de restul deșeurilor organice (resturi alimentare) și trebuie să fie direcționate către o platformă de compostare industrială.

De asemenea, acestea nu trebuie să reprezinte o cantitate prea mare în comparație cu deșeurile organice pentru a se putea degrada eficient. În realitate, toate aceste condiții sunt dificil de îndeplinit. Acest fapt pledează pentru ca utilizarea materialelor plastice compostabile să fie limitată la anumite aplicații foarte specifice, în care nu există riscul ca acestea să fie introduse pe piață și să provoace erori de sortare, dificultăți de prelucrare pe platformele de compostare sau abandon în natură. În cele din urmă, chiar și după ce sunt compostate, materialele plastice compostabile nu prezintă niciun interes agronomic specific pentru soluri și, prin urmare, nu pot fi calificate drept o soluție de economie circulară, deoarece materialul este mai degrabă pierdut decât recuperat.

Materiale plastice bio-bazate: precauții privind originea materialului

Termenul „biobased” se referă la o altă categorie de bioplastice, de data aceasta în ceea ce privește compoziția materialului și nu soarta deșeurilor produse. „Bio-bazat” înseamnă că materialul a fost fabricat parțial sau integral din resurse de biomasă (reziduuri de culturi agricole, trestie de zahăr, cartofi etc.).

Această caracteristică nu presupune în niciun fel ce se va întâmpla cu deșeurile la sfârșitul vieții lor, deci în funcție de locul în care ajung în final, acestea s-ar putea să nu fie biodegradabile.

În această privință, este vorba în principal de a fi vigilent cu privire la proporția de material „biosursă” prezentă efectiv în produs (termenul poate fi utilizat chiar dacă proporția de material biosursă este de fapt minimă în compoziție) și cu privire la originea materialului utilizat pentru producerea plasticului. De exemplu, unele materiale plastice bio-bazate sunt fabricate din trestie de zahăr, care este cultivată departe de Europa și este departe de a fi neutră din punct de vedere ecologic.

Astfel, deși utilizarea materialelor biobazate poate evita o parte din consumul de resurse fosile, nu reprezintă o alternativă la supraproducția de plastic. Cantitățile de materiale plastice produse și consumate anual în lume sunt de așa natură încât înlocuirea lor completă cu materiale naturale ar avea efecte contraproductive certe: concurență cu producția alimentară, degradarea calității solului, impactul asupra mediului legat de culturi etc.

Materiale plastice „oxo-fragmentabile”

În cele din urmă, unele materiale plastice prezentate ca fiind „verzi” sau „bio” sunt, de fapt, așa-numitele materiale plastice „oxo-fragmentabile”, care nu se degradează în mediul înconjurător.

Materialele plastice oxo-fragmentabile, prezentate uneori în mod eronat ca fiind biodegradabile, au un impact dezastruos asupra mediului. Odată ajunse în natură, acestea dispar rapid din peisajul nostru, dar numai pentru a se degrada în microparticule de plastic, care sunt la fel de poluante. Dimensiunea minusculă a acestor microparticule le permite să pătrundă cu atât mai repede în mediul nostru natural și în lanțul alimentar. Recent, cercetătorii au descoperit pentru prima dată în istorie microparticule de plastic în sângele unei persoane, ceea ce atestă gravitatea gradului de poluare și expunerea ridicată la aceste microparticule.

Noua directivă europeană privind materialele plastice de unică folosință prevede, de asemenea, interzicerea produselor din plastic oxo-fragmentabile. Prin urmare, acestea ar fi trebuit să dispară în mare parte cel puțin în țările dezvoltate, dar există riscul ca producătorii lor să se orienteze acum către alte piețe, vânzându-și produsele în țări în care reglementările sunt mai puțin restrictive decât în Uniunea Europeană.

Așadar, este necesar un grad ridicat de vigilență în ceea ce privește alternativele „organice”, „vegetale” sau „degradabile” la materialele plastice convenționale. Soluția la poluarea cu plastic constă în primul rând în reducerea consumului și în dezvoltarea de alternative reutilizabile la produsele și ambalajele de unică folosință.

Biodegradare versus bioconversie

Biodegradarea este factorul natural major în eliminarea și reciclarea deșeurilor organice. Se deosebește de bioconversie prin numărul în general mare de reacții chimice implicate. Cu toate acestea, unii poluanți sunt rezistenți la biodegradare și persistă mult timp în mediul înconjurător, având perioade de înjumătățire care pot ajunge chiar și la o jumătate de secol sau mai mult.

Aceste așa-numite produse rezistente sunt în general numite xenobiotice, dar există și unele materiale de proveniență naturală care se degradează mai greu – spre exemplu, lignina. Biodegradarea, ca proces de decontaminare, are ca scop dezvoltarea de metode microbiologice care pot fi utilizate într-un mediu deschis și transpozabile la o scară care poate atinge mii de metri cubi de apă sau sute de tone de sol contaminat.

Acest proces presupune în primul rând utilizarea organismelor vii, în special a microorganismelor, pentru a descompune materiile poluante.

Al doilea motiv care susține utilizarea de organisme vii este predominanța în procesul de biodegradare a reacțiilor redox.

2. Tipuri de materiale biodegradabile

Unul dintre cei mai mari „dușmani” ai planetei este, incontestabil, plasticul. Iar pentru că acesta a fost folosit în mod deosebit pentru ambalaje zeci și zeci de ani la rând, în prezent se încearcă înlocuirea acestuia, pe cât posibil, cu alte tipuri de ambalaje, fabricate din materiale biodegradabile.

Există trei tipuri principale de materiale plastice clasificate în funcție de modul de descompunere:

Materiale plastice biodegradabile.

Materialele plastice biodegradabile sunt fabricate din materii prime regenerabile, cum ar fi grâul, porumbul, ierburile, bananele, cartofii, bacteriile etc. Din cauza modului în care sunt produse, acestea sunt biodegradate de microorganisme. Acestea pot fi introduse în ciclul natural al mediului ca îngrășământ organic benefic pentru sol și cu o perioadă de degradare mult mai scurtă decât materialele plastice convenționale.

Materiale plastice compostabile.

Acestea sunt obținute din materiale reziduale, care pot fi transformate în compost sau îngrășământ organic. Pot fi utilizate în agricultură, grădinărit, lucrări publice sau restaurarea zonelor naturale. Pentru ca un material să fie considerat compostabil, acesta trebuie să se degradeze până la cel puțin 90% din masa sa totală în termen de șase luni. Acțiunea umană este întotdeauna necesară, inclusiv prin etichetarea inițială corespunzătoare a produselor sau ambalajelor. Apoi, este importantă sortarea, iar în ultima fază prelucrarea.

Materiale plastice degradabile și oxo-degradabile.

Acestea sunt materiale plastice care necesită adăugarea de aditivi pentru a accelera procesul normal de degradare, modificând astfel structura lor chimică. Această degradare poate fi indusă de lumina ultravioletă (fotodegradare) sau de procesul de oxidare (oxofragmentare). Acest lucru înseamnă că plasticul se descompune în particule microscopice, care nu pot fi asimilate de microorganisme. Riscul principal este că microparticulele se răspândesc în apele curgătoare, apoi ajung în toate colțurile oceanelor și devin accesibile peștilor și altor organisme. În ultimă instanță, acestea pot ajunge și în alimentele sau băuturile consumate de oameni.

Materiale plastice reciclabile, convenționale, pot fi procesate în instalații de reciclare, unde sunt transformate în alte produse. Acestea sunt materialele plastice obișnuite, pe care trebuie să le punem în coșul de reciclare specific.

Trebuie remarcat faptul că materialele plastice degradabile și biodegradabile, deși sunt reciclabile, nu pot fi supuse aceluiași tratament de reciclare ca și materialele plastice convenționale.

Până în prezent, nu există încă proceduri pentru a separa și depozita în mod corespunzător diferitele materiale plastice, astfel încât acestea să poată fi reciclate în mod corespunzător. Prin urmare, acestea ajung în aceeași instalație de reciclare. În principiu, numai produsele fabricate din plastic convențional ar trebui aruncate în coșul galben.

Principalele avantaje ale materialelor biodegradabile:

Provoacă mai puține daune ecosistemului decât produsele nebiodegradabile.

Acestea pot fi reciclate mult mai ușor și mai economic.

Aceste materiale au nevoie de foarte puțin timp pentru a dispărea și reduc poluarea.

Nu dăunează calității aerului, solului sau apei.

Materiale sintetice, dar biodegradabile

Materialele plastice sintetice pot fi modelate prin căldură sau presiune. Acestea sunt fabricate din compuși sau derivați de petrol, gaze naturale sau cărbune. Din acest grup fac parte următoarele bioplastice:

Succinat de polibutilenă (PBS): este un tip de bioplastic utilizat pentru ambalaje, sticle de gaz, ambalaje în vid sau tăvi mobile.

Polibutilen adipat tereftalat (PBAT): este un bioplastic sintetic care se caracterizează prin rezistență la căldură, flexibilitate și transparență. Este utilizat în mod obișnuit în industria ambalajelor.

Polietersulfonă (PES): este un polimer termoplastic (lanț molecular lung) care se caracterizează prin stabilitate la temperaturi ridicate și tenacitate. Acestea sunt utilizate în principal în construcția de vehicule, în tehnologia medicală și în industria alimentară.

Policaprolactona (PCL): este o materie de origine fosilă; una dintre caracteristicile sale importante este rezistența ridicată, ceea ce o face ideală pentru fabricarea de folii de ambalaj.

Materiale bio și biodegradabile

Acestea sunt materiale plastice fabricate din materii prime durabile (vegetale), altele decât petrolul, cum ar fi amidonul, celuloza, zahărul sau uleiul obținut din materii prime precum porumbul, cartoful, lemnul sau trestia de zahăr.

Bioplasticele pe bază de amidon sunt versatile. Este posibil să se creeze materiale cu proprietăți unice în funcție de polimerii adăugați. Avantajul este că acestea se degradează rapid. Dezavantajul este că acestea sunt solubile în apă.

Bioplasticele pe bază de celuloză au ca materie primă pentru fabricare pasta de hârtie. Datorită rigidității și rezistenței lor, acestea sunt utilizate pentru producția de etichete, benzi adezive, articole de uz casnic și capace.

Acidul polilactic (PLA) este un polimer derivat din acidul lactic. Este ideal pentru fabricarea de ambalaje, cutii, capace, tăvi sau tacâmuri datorită nivelului său ridicat de rigiditate, rezistenței la grăsimi și ca barieră împotriva mirosurilor sau aromelor.

Polihidroxialcanoații (PHA): aceștia sunt poliesteri liniari care sunt produși în mod natural prin fermentarea zaharurilor și a grăsimilor cu ajutorul bacteriilor. Materia primă este utilizată în producția de închizători, pungi, containere și sticle.

Pentru a promova și gestiona procesul de inovare, reducând impactul activităților umane asupra mediului, fabricanții de ambalaje și-au extins producția către mai multe tipuri de materiale plastice biodegradabile, folosite pentru sacoșe, pungi, saci, folii, cutii etc.

Dacă și tu ai de gestionat un business și intenționezi să îți optimizezi procesele de ambalare din perspectiva sustenabilității, dar și a reducerii costurilor, materialele biodegradabile sunt cea mai bună opțiune. Lucru valabil și pentru activitățile din viața de zi cu zi.

Sursa foto: Pixabay.com