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Los plásticos biodegradables son plásticos que son capaces de ser descompuestas por las bacterias u otros organismos vivos.

Dos clases básicas de los plásticos biodegradables existir: Bioplásticos, cuyos componentes se derivan de materias primas renovables y plásticos elaborados a partir de productos petroquímicos con aditivos biodegradables que mejoren la biodegradación.

Ejemplos de plásticos biodegradables

  • Mientras que los poliésteres aromáticos son casi totalmente resistente al ataque microbiano, la mayoría de los poliésteres alifáticos son biodegradables, debido a sus enlaces éster hidrolizables potencialmente:

    • Naturalmente Editado: polihidroxialcanoatos como el poli-3-hidroxibutirato, polihidroxivalerato y polyhydroxyhexanoate;
    • Recursos Renovables: El ácido poliláctico;
    • Sintético: succinato de polibutileno, policaprolactona ...

  • Polianhídridos
  • El alcohol polivinílico
  • La mayoría de los derivados de almidón
  • Los ésteres de celulosa tales como acetato de celulosa y nitrocelulosa y sus derivados.
  • Plástico biodegradable mejorada con aditivos.

ASTM definiciones estándar industrial

En los Estados Unidos, la Comisión Federal de Comercio y la EPA son el órgano autorizado para los estándares biodegradables. La EPA llevó al Congreso la legislación 6-pack de plásticos foto-degradables que se utilizarán. La forma de diamante en todos los titulares de 6-pack se utilizan hoy en día para un símbolo de la foto-degradación de los plásticos.

ASTM International define métodos para la prueba de plástico biodegradable, tanto en condiciones anaerobias y aerobias así como en ambientes marinos. La responsabilidad subcomité específico para supervisar estas normas recae en el Comité D20.96 sobre Plásticos ambientalmente degradables y productos de base biológica. Las normas de la ASTM actuales se definen como las especificaciones estándar y métodos de ensayo estándar. Especificaciones estándar crean un pase o no el escenario mientras que los métodos de prueba estándar se identifican los parámetros de pruebas específicas para facilitar marcos de tiempo específicos y la toxicidad de las pruebas sobre los plásticos biodegradables.

Hay dos métodos de prueba para ambientes anaeróbicos son la norma ASTM D5511-12 o ASTM D5526 - 12 Método de prueba estándar para determinar la biodegradación anaeróbica de materiales plásticos en condiciones de vertedero acelerados, Ambas pruebas se utilizan para la ISO DIS 15985 sobre la determinación de la biodegradación anaeróbica de materiales plásticos.

Controversia

Muchos confunden "biodegradable" por "compostable". "Biodegradable" en general significa que un objeto puede romperse biológicamente hacia abajo, mientras que "compostables" típicamente especifica que tal proceso se traducirá en el compost, o humus. Muchos fabricantes de plástico a través de Canadá y los EE.UU. han lanzado productos señalados como compostable. Esta práctica, sin embargo, puede ser discutible si el fabricante presenta a la, ahora retirado, la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales definición estándar de la palabra, ya que se aplica a los plásticos:

"Lo que es capaz de experimentar descomposición biológica en un sitio de compostaje de tal manera que el material no es visualmente distinguible y se descompone en dióxido de carbono, agua, compuestos inorgánicos y biomasa a una velocidad consistente con materiales compostables conocidos."

Hay una diferencia importante entre esta definición y lo que uno puede esperar de una operación de compostaje patio trasero. Con la inclusión de los "materiales inorgánicos", la definición anterior permite que el producto final podría no ser humus, una sustancia orgánica. Los únicos criterios de la definición estándar ASTM hace esquema es que un plástico compostables tiene a desaparecer a la misma velocidad como algo que ya hemos establecido como compostables, bajo la definición tradicional.

Retirada de ASTM D 6002

En enero de 2011, la ASTM retiró norma ASTM D 6002, que muchos fabricantes de plástico referencia para alcanzar la credibilidad en el etiquetado de sus productos como compostable. Su descripción es la siguiente:

"Esta guía cubre los criterios sugeridos, procedimientos y un enfoque general para establecer la compostabilidad de plásticos degradables el medio ambiente."

La ASTM aún tiene que sustituir esta norma.

Ventajas y desventajas

Bajo condiciones adecuadas plásticos biodegradables pueden degradarse hasta el punto donde los microorganismos que pueden metabolizar completamente a dióxido de carbono. Por ejemplo, los bioplásticos a base de almidón producido a partir de los métodos de cultivo sostenibles podrían ser casi neutro en carbono.

Existe la preocupación de que "Oxo biodegradables" bolsas de plástico pueden liberar metales, y pueden requerir una gran cantidad de tiempo para degradarse en ciertas circunstancias. Además, los plásticos DAB pueden producir pequeños fragmentos de plástico que no siguen a degradar a cualquier velocidad apreciable, independientemente del entorno.

Beneficios ambientales

Hay un gran debate sobre el total de carbono, los combustibles fósiles y el uso del agua en la fabricación de bioplásticos a partir de materiales naturales y si son un impacto negativo en el suministro de alimentos humano. Se necesita 2,65 kg de maíz para hacer 1 kg de ácido poliláctico, el plástico compostables comercialmente más común. Desde 270 millones de toneladas de plástico se hacen todos los años, en sustitución de plástico convencional con ácido poliláctico derivado del maíz eliminaría 715 millones de toneladas de alimentos del mundo, en momentos en que el calentamiento global está reduciendo la productividad agrícola tropical.

Plásticos tradicionales elaborados a partir de combustibles fósiles no renovables encierran gran parte del carbono en el plástico en lugar de ser utilizado en el procesamiento del plástico. El carbono es atrapado de forma permanente dentro de la celosía de plástico, y rara vez se recicla, si se descuida para incluir el diesel, los pesticidas y fertilizantes usados para cultivar los alimentos convertidos en plástico.

Existe la preocupación de que otro gas de efecto invernadero, el metano, puede ser liberado cuando un material biodegradable, incluyendo plásticos verdaderamente biodegradables se degradan en medio anaeróbico. La producción de metano a partir de 594 entornos vertederos gestionados se captura y se utiliza para producir energía, y algunos vertederos quemar este lugar, llamado la quema, para reducir las emisiones de metano en el ambiente. En los EE.UU., la mayoría de los materiales depositados en vertederos hoy van a los vertederos donde se captura el biogás de metano para su uso en la energía limpia y barato. La incineración de plásticos no biodegradables liberar dióxido de carbono también. Eliminación de plásticos biodegradables a partir de materiales naturales en ambientes anaeróbicos se traducirá en el plástico que dura cientos de años.

Las bacterias han desarrollado la capacidad de degradar los plásticos. Esto ya ha sucedido con nylon: se encontraron dos tipos de bacterias que comen nylon, Flavobacterias y Pseudomonas, en 1975 a poseer enzimas capaces de descomponer nylon. Aunque no es una solución para el problema de la eliminación, es probable que las bacterias han desarrollado la capacidad de consumir hidrocarburos. En 2008, un joven de 16 años de edad, al parecer aislado dos bacterias consumidoras de plástico.

 Preocupaciones y beneficios ambientales

Según un informe de 2010 la EPA, el 12,4%, o 31 millones de toneladas, de todos los residuos sólidos urbanos es de plástico. Se recuperaron 8,2% de eso, o 2,55 millones de toneladas,. Esto es significativamente menor que el porcentaje de recuperación promedio del 34,1%.

Gran parte de la razón de reciclaje de plásticos decepcionantes objetivos es que los plásticos convencionales son a menudo mezclados con residuos orgánicos, por lo que es difícil y poco práctico para reciclar el polímero subyacente sin una limpieza costosa y procedimientos de desinfección.

Por otro lado, el compostaje de estos compuestos orgánicos mixtos es una estrategia potencial para la recuperación de grandes cantidades de residuos y aumentar drásticamente objetivos reciclaje de la comunidad. Restos de comida y papel mojado, no reciclables comprenden 50 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos. Los plásticos biodegradables pueden reemplazar a los plásticos no degradables en estos flujos de residuos, haciendo compostaje municipal una herramienta importante para desviar grandes cantidades de residuos de otro modo no recuperable de los vertederos.

Plásticos compostables combinan la utilidad de los plásticos con la capacidad de completamente y totalmente compost en una instalación de compostaje industrial. En lugar de preocuparse por reciclar una cantidad relativamente pequeña de plásticos mezclados, los defensores argumentan que los plásticos biodegradables certificados pueden ser fácilmente mezcladas con otros residuos orgánicos, permitiendo así que el compostaje de una posición mucho más grande de los residuos sólidos no recuperable. Compostaje de locales y todos los compuestos orgánicos mezclados se convierte en comercialmente viable y económicamente sostenible. Más municipios pueden desviar importantes cantidades de residuos de los vertederos sobrecargados ya que el flujo de residuos entero es ahora biodegradable y por lo tanto más fácil de procesar.

El uso de plásticos biodegradables, por lo tanto, se considera que permite la recuperación completa de grandes cantidades de residuos vendidos municipal que han sido hasta ahora irrecuperable por otros medios, excepto vertederos o por incineración.

Los costos de energía para la producción de

Varios investigadores han llevado a cabo extensos análisis del ciclo de vida de polímeros biodegradables para determinar si estos materiales son más eficientes que los polímeros hechos por medios basados en combustibles fósiles convencionales de energía. Investigaciones realizadas por Gerngross, et al. estima que la energía de combustibles fósiles requerida para producir un kilogramo de polihidroxialcanoato es de 50,4 MJ/kg, que coincide con otra estimación por Akiyama, et al., que estiman un valor entre 50-59 MJ/kg. Esta información no tiene en cuenta el material de alimentación de energía, que se puede obtener a partir de métodos basados en combustibles no fósiles. Polilactida se estima que tiene un costo de energía de combustible fósil de 54 a 56,7 a partir de dos fuentes, pero la evolución reciente de la producción comercial de PLA de NatureWorks ha eliminado alguna dependencia de la energía basada en combustibles fósiles por suplantarla con la energía eólica y la biomasa de las estrategias impulsadas. Ellos informan que hacer un kilo de PLA con sólo el 27,2 MJ de energía basada en combustibles fósiles y anticipar que este número se reducirá a 16,6 MJ/kg en sus plantas de nueva generación. En contraste, polipropileno y polietileno de alta densidad requieren 85,9 y 73,7 MJ/kg, respectivamente, pero estos valores incluyen la energía integrada de la materia prima, ya que se basa en combustibles fósiles.

Gerngross reporta un total de combustibles fósiles 2,65 equivalente de energía necesaria para producir un solo kilo de PHA, mientras polipropileno sólo requiere 2,2 kg FFE. Gerngross evalúa que la decisión de continuar adelante con cualquier otra alternativa polímero biodegradable tendrá que tomar en cuenta las prioridades de la sociedad en materia de energía, medio ambiente y economía de costes.

Además, es importante tener en cuenta la juventud de las tecnologías alternativas. La tecnología para producir PHA, por ejemplo, se encuentra todavía en desarrollo en la actualidad, y el consumo de energía puede reducirse aún más mediante la eliminación de la etapa de fermentación, o mediante la utilización de residuos de alimentos como materia prima. Se espera que el uso de cultivos alternativos con excepción del maíz, como la caña de azúcar de Brasil, para reducir los requisitos de energía, fabricación de PHAs mediante fermentación en Brasil cuenta con un esquema de consumo de energía favorable que el bagazo se utiliza como fuente de energía renovable.

Muchos polímeros biodegradables que provienen de recursos renovables también compiten con la producción de alimentos, ya que la materia prima principal es actualmente el maíz. Para los EE.UU. para cumplir con su salida de corriente de la producción de plásticos con BP, que requeriría 1,62 metros cuadrados por kilogramo producidos. Aunque este requisito de espacio podría ser factible, siempre es importante tener en cuenta la cantidad de impacto que la producción a gran escala podría tener sobre los precios y el costo de oportunidad del uso de la tierra de esta manera frente a otras alternativas.