17/05/2024
– Devido a sua textura e aspecto, muito semelhante aos demais
plásticos, formados a base de petróleo, os plásticos
biodegradáveis muitas vezes acabam sendo descartados no fluxo
de reciclagem comum, por consumidores bem-intencionados. Nesses
locais, são triturados e derretidos junto com os plásticos
recicláveis, afetando a qualidade da mistura e a fabricação
de produtos funcionais a partir de resina plástica reciclada.
Para combater o problema, atualmente
as instalações de reciclagem tentam separar os diferentes
tipos plásticos, porém mesmo com ferramentas de classificação
mais sofisticadas e automatizadas, alguns plásticos biológicos
biológica acabam contaminando os fluxos classificados.
Pesquisadores do Laboratório
Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) e do Joint BioEnergy Institute
(JBEI) uniram forças com a X, a incubadora lunar operada
pela Alphabet, empresa-mãe do Google. Seu objetivo não
é apenas contornar a complicada etapa de separação,
mas também aprimorar o produto para benefício do planeta.
A equipe desenvolveu um processo simplificado,
chamado de "um pote", para desmembrar misturas de plásticos
derivados de petróleo e biológicos. Esse método
utiliza soluções salinas naturais combinadas com micróbios
especializados. Dentro de um único recipiente, os sais atuam
como catalisadores, quebrando as estruturas dos polímeros,
que são grandes moléculas repetidas interligadas,
em moléculas individuais conhecidas como monômeros.
Esses monômeros são então fermentados pelos
micróbios para produzir um novo tipo de polímero biodegradável,
que pode ser utilizado na fabricação de produtos sustentáveis.
Os detalhes desse processo foram publicados em um artigo na revista
One Earth.
Chang Dou, associado sênior
de engenharia científica da Unidade de Desenvolvimento de
Processos Avançados de Biocombustíveis e Bioprodutos
(ABPDU) no Laboratório Berkeley, comentou a ironia no fato
de que o uso de plásticos de base biológica, destinados
a serem mais sustentáveis, estejam causando problemas. A
abordagem utilizada pela equipe permitiria a fabricação
de base biológica de outros produtos importantes usando as
mesmas bactérias que mastigam monômeros plásticos.
Poderiam ser produzidos, por exemplo, biocombustíveis ou
mesmo medicamentos a partir de resíduos plásticos
- sendo que dos quais existem cerca de 8,3 mil milhões de
toneladas depositadas em aterros sanitários.
Zilong Wang, um pesquisador de pós-doutorado
da UC Berkeley envolvido no JBEI, expressou que há um debate
em andamento sobre a viabilidade de utilizar resíduos de
plástico como fonte de carbono para a biofabricação.
Ele destacou que, apesar de ser uma ideia avançada, eles
demonstraram a capacidade de alimentar micróbios com esses
resíduos. Além disso, com o avanço das ferramentas
de engenharia genética, espera-se que os micróbios
possam crescer em diferentes tipos de plásticos simultaneamente.
Wang prevê o potencial de continuar essa pesquisa, substituindo
os açúcares, que são fontes tradicionais de
carbono para os micróbios, por plásticos mistos processados
e difíceis de reciclar, os quais podem ser convertidos em
produtos valiosos por meio da fermentação.
Como continuidade do estudo, os cientistas
do Berkeley Lab planejam testar diferentes catalisadores de sal
orgânico, buscando identificar um que seja altamente eficiente
na decomposição de polímeros e que possa ser
reutilizado em múltiplos lotes para diminuir os custos. Além
disso, estão elaborando modelos para entender como o processo
seria implementado em instalações de reciclagem em
larga escala no mundo real.
O estudo demonstrou o potencial de
sua metodologia em experimentos de laboratório realizados
em pequena escala, utilizando misturas de tereftalato de polietileno
(PET) – o plástico derivado do petróleo mais
amplamente utilizado, presente em produtos como garrafas de água
e fibras de poliéster – e PLA, o plástico de
origem biológica mais prevalente.
Durante o estudo foi utilizado um catalisador de sal à base
de aminoácidos, previamente desenvolvido por colegas do JBEI,
juntamente com uma cepa de Pseudomonas putida criada por cientistas
do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
Com essa combinação
houve uma quebra de 95% da mistura de PET/PLA, transformando as
moléculas em um tipo de polímero conhecido como polihidroxialcanoato
(PHA). Os PHAs representam uma nova categoria de substitutos plásticos
biodegradáveis, projetados para se decompor eficientemente
em diversos ambientes naturais, ao contrário dos plásticos
derivados do petróleo.
Hemant Choudhary, membro da equipe,
observou que o processo de reciclagem química desenvolvido
por eles foi testado apenas com sucesso em plásticos PET
contaminados com PLA biodegradável. Ele enfatizou que, mesmo
assim, o processo seria vantajoso para lidar com os diversos fluxos
de plástico encontrados em instalações de reciclagem
reais, afirmando que é possível integrá-lo
às fontes de plástico existentes. Choudhary salientou
que a maioria dos produtos comerciais é composta não
apenas por um tipo de plástico, mas por uma combinação
de vários tipos diferentes, como no caso de uma jaqueta de
lã, que é feita com poliésteres à base
de PET, juntamente com poliolefinas ou poliamidas.
Choudhary, explicou que o processo
exclusivo da equipe, permite o tratamento fácil do componente
de poliéster de uma mistura, convertendo-o em bioplástico.
Ele observou-o que os monômeros resultantes são solúveis
em água, enquanto as sobras como poliolefinas ou poliamidas,
não são. Choudhary também mencionou que essas
sobras podem ser removidas facilmente por meio de filtração
simples e então processadas através de reciclagem
mecânica convencional, que envolve trituração
e fusão do material.
Ning Sun, cientista da equipe da ABPDU,
autor principal e investigador principal deste projeto, destacou
que a reciclagem química tem sido um tema que enfrenta desafios
para sua implantação em escala global comercial, devido
ao custo elevado das etapas de separação. Ele também
ressaltou a promessa de um catalisador biocompatível em água,
permitindo que os micróbios convertessem diretamente os plásticos
despolimerizados, sem a necessidade de etapas adicionais de separação.
Sun expressou entusiasmo com os resultados obtidos, embora reconheça
que são necessárias várias melhorias para tornar
o processo economicamente viável.
Os coautores Nawa R. Baral e Corinne
Scown, especialistas em análise tecnoeconômica no JBEI
e na Área de Biociências do Berkeley Lab, também
evidenciaram que, mediante a otimização com uma solução
salina reutilizável, o processo poderia diminuir os custos
e a pegada de carbono dos PHAs em 62% e 29%, respectivamente, em
comparação com a produção comercial
atual desses polímeros.
Da Redação, com
informações de agências internacionais
Fotos: Reprodução/Pixabay
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