Biopolímero PHA
O bioplástico PHA, também chamado de polihidroxialcanoato, tem se mostrado a alternativa do futuro para os plásticos. Denominados como poliésteres alifáticos que são constituídos por unidades monoméricas que podem apresentar diferentes números de átomos de carbono, o qual a unidade monomérica depende da composição da cadeia lateral R e do valor de m.2.[1]
O PHA é totalmente biodegradável sob determinadas condições e não é tóxico. Essas características físico-químicas e de biocompatibilidade podem ser usadas em uma ampla gama de aplicações, desde embalagens de alimentos até aplicações na área médica.
Histórico
editarO PHA surgiu em 1923 no Instituto Pasteur pelo microbiologista Maurice Lemoigne, o qual pela primeira vez através do Bacillus megaterium obteve a determinação da composição, sendo o primeiro, o ácido 3-hidroxibutírico P(3HB). Com o passar dos anos Macre e Wilkinson, em 1958, entenderam que este microrganismo armazenava homopolímero, principalmente quando as proporções de glicose e nitrogênio no meio estavam altamente elevadas, assim avaliaram que era uma fonte de reserva de carbono e energia.
Então, apenas a partir de 1991 começaram as pesquisas de produção desse composto no Brasil, a partir de processos fermentativos, com a ajuda de Cooperativas de produtores de cana-de-açúcar e álcool do estado de São Paulo.[2]
Fabricação do PHA
editarPodem-se dividir os bioplásticos PHA em diversos processos de fabricação diferentes. O primeiro deles é o processo que se trata de bactérias que podem possuir característica com limitações de nutrientes essenciais, como o oxigênio e o nitrogênio. Ou bactérias sem essas limitações, que também são capazes de produzir graças a estímulos de crescimento acelerado. Entretanto, para essa fabricação a partir de bactérias, arca-se com altos custos de produção, além de um baixo rendimento por serem produzidas a pequenas quantidades. Em consequência disso, o Bioplástico PHA feito a partir de bactérias se torna pouco competitivo em relação a outros plásticos. [1]
Com o passar dos anos, o processo de fabricação foi aperfeiçoado, e surgem à fabricação de PHA a partir de bactérias que utilizam como fonte o carbono, além de processos que atuam como biocatalisador derivado de micro-organismos e até mesmo a fabricação a partir de genes inseridos em pés de milho transgênicos.
Contanto, o processo de fabricação do bioplástico PHA que é considerado o mais competitivo do mercado é feito a partir de lixo orgânico. Isso foi possível graças a tecnologia criada pela empresa Full Cycle Bioplastics, em que bactérias não transgênicas em determinadas condições são capazes de produzi-lo a partir de resíduos orgânicos. Por conta desse processo inovador, há uma nítida redução dos gases estufa que são produzidos a partir do lixo, além do preço do bioplástico se tornar altamente competitivo no mercado e, por último, como vantagem, pode-se dizer que há um grande estímulo a economia sustentável e circular.[1]
Propriedades
editarAs propriedades do PHA estão relacionadas com o número de carbonos de cada monómero individual e com a estrutura física destes monómeros após a incorporação numa cadeia polimérica por enzimas. Em geral há diversos tipos de PHA, devido ao elevado número de monómeros e a composição monomérica, que faz com que varie as características físicas e químicas. Como exemplo, temos o P3HB que apresenta uma elevada cristalinidade e é um material duro e quebradiço, não sendo o material ideal para determinadas aplicações. No entanto, a incorporação de monómeros de 3-hidroxivalerato no polímero, permite baixar a temperatura de fusão e a cristalinidade do polímero, tornando-o mais elástico. [3]
Outro exemplo é o polímero P4HB que é um material termoplástico bastante resistente e maleável, podendo ser alongado quase dez vezes em relação ao seu comprimento inicial, em que durante o alongamento as cadeias do polímero orientam-se, resultando em fibras extremamente fortes. Já o P3HB4HB demonstra uma grande diversidade de propriedades, desde uma elevada cristalinidade a uma grande elasticidade, dependendo da percentagem de monómero 4-hidroxibutirato.
Impacto Ambiental
editarO bioplástico PHA, tem se mostrado a alternativa do futuro para os plásticos. Isso porque o biopolímero de bioplástico PHA é biodegradável, o que significa que pode se degradar em até 5 anos em qualquer tipo de ambiente, seja aterro, solo, rios ou oceano. Podendo ser produzido a partir de fontes renováveis como cepas de bactérias e lixo orgânico, sendo capaz até de capturar gases do efeito estufa em sua produção. [4]
Nesse sentido, produtos feito com bioplasticos PHA são biocompatíveis, isto é, não estranhos ao sistema imune, o que possibilita seu uso como materiais cirúrgicos, e podem ser produzidos a partir de fontes renováveis. Além disso, pode-se citar que o PHA é atóxico, ou seja, não possui em sua composição produtos que fazem mal à saúde.
Destaca-se que o polímero PHA tem um impacto no meio ambiente muito menor do que quando comparado ao Poliestireno ou qualquer outro polímero. Isso porque o último é derivado de petróleo, substância não renovável, e que libera CO2 e outros gases do efeito estufa no seu processo de fabricação, contribuindo para um desequilíbrio ambiental por meio do aquecimento do planeta. Além disso, não é um material comumente reciclado, o que acumula quantidade excessiva de lixo plástico em diversos ambientes. Já o PHA, é um produto degradável, portanto, sem acúmulo de lixo, e ainda pode capturar gases do efeito estufa, reduzindo a gravidade de sua emissão.
Referências
- ↑ a b c «Bioplástico PHA: o biopolímero do futuro? - eCycle». www.ecycle.com.br. 17 de abril de 2018. Consultado em 2 de julho de 2021
- ↑ «A História do PHA (Polihidroxialcanoatos)». A História do PHA (Polihidroxialcanoatos) ~ Bioplastic News. Consultado em 30 de junho de 2021
- ↑ «Polihidroxialcanoatos, o plástico verde e suas propriedades moldáveis». Departamento de Microbiologia. Consultado em 28 de junho de 2021
- ↑ «Biopolímeros: uma alternativa favorável». www.temasbio.ufscar.br. Consultado em 29 de junho de 2021