O BIODEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS

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Polímeros biodegradáveis

Outra maneira de diminuir a quantidade de resíduos persistentes no meio ambiente pode ser o emprego de polímeros biodegradáveis. Estes polímeros são materiais degradáveis, em que a degradação resulta primariamente da ação de microrganismos, tais como fungos, bactérias e algas de ocorrência natural, gerando CO2, CH4, componentes celulares e outros produtos. São materiais que se degradam em dióxido de carbono, água e biomassa, como resultado da ação de organismos vivos ou enzimas [2].

Devido à preocupação com o acúmulo desses materiais no ambiente, o interesse no estudo de materiais poliméricos está em crescimento e, em consequência disso, há uma busca na produção e na aplicação de polímeros biodegradáveis [1].

Os polímeros biodegradáveis foram descobertos há cerca de 10 anos e hoje ainda têm uma participação mínima no mercado internacional. Apesar da vantagem de sua aplicação quanto à preservação do meio ambiente, são mais caros, e têm aplicações mais limitadas que os sintéticos, por serem menos flexíveis [2].

O interesse por estes polímeros tem crescido muito nos últimos tempos, no mundo todo. Apesar disto, o alto custo de sua produção ainda é uma grande desvantagem em relação aos polímeros convencionais. Os polímeros biodegradáveis podem ser agrupados em duas classes principais: naturais e sintéticos [2].

A classe dos naturais é formada na natureza durante o ciclo de crescimento de organismos vivos. A sua síntese envolve, geralmente, uma catálise enzimática, crescimento da reação em cadeia de polimerização e monômeros ativados, que são tipicamente formados com as células pelos processos do complexo. A classe dos sintéticos é formada por ésteres alifáticos biodegradáveis que possuem cadeias carbônicas hidrolisáveis. Quando a biodegradação ocorre por meio de enzimas, a cadeia polimérica ajusta-se aos sítios ativos das enzimas [3].

Os polissacarídeos (polímeros biodegradáveis naturais) são formados por unidades básicas de glicose e com grande quantidade de grupos hidroxilas. São degradados na natureza por fungos, que catalisam reações de oxidação da celulose e do amido, e por bactérias, que secretam endo e exoenzimas. A mistura de fungos e bactérias pode cooperar-se, degradando até os produtos finais: CO2 e H2O [3].

Formados por monômeros de ácidos manurônico e gulurônico, os ácidos algínicos (polímeros biodegradáveis naturais) são solúveis em água. Podem servir para encapsulamento de herbicidas, microrganismos e células [3].

Os poliésteres bacterianos (polímeros biodegradáveis naturais) são poliésteres naturais produzidos por uma variedade de bactérias. Mostram uma grande variação nas propriedades dos polímeros, como boas propriedades de impacto e até uma grande resistência [3].

Sabe-se que um material polimérico é realmente consumido por microrganismos devido à liberação de gás carbônico [4]. O processo de biodegradação pode ocorrer de forma aeróbia e de forma anaeróbia. A biodegradação aeróbica ocorre quando há a presença de oxigênio, produzindo dióxido de carbono, água e sais minerais [5].

[pic 1]

A biodegradação anaeróbica ocorre quando há ausência de oxigênio, e o metano é produzido, ao invés de dióxido de carbono [5].

[pic 2]

As condições de biodegradação variam de acordo com o polímero, do tipo de organismo e da natureza do sistema. Os microrganismos utilizam os polímeros biodegradáveis como substratos [6].

A ação dos microrganismos ocorre de forma diferente sob distintas superfícies poliméricas, como por exemplo, por deposição de material extracelular excretado por eles (fouling) e também por degradação de compostos extraídos do polímero [6].

Geralmente, os mecanismos de ação dos microrganismos em polímeros são influenciados pelos processos da ação direta e da ação indireta. Na ação direta, a deterioração do polímero serve como substância nutritiva para o crescimento dos microrganismos. Na ação indireta, ocorre a influência de produtos metabólicos dos microrganismos no polímero [8].

- Conclusão Pessoal

A biodegradação é uma técnica vantajosa não só para a eliminação de resíduos originados pela atividade humana, como na agricultura (melhora nas práticas agrícolas a partir de dejetos orgânicos). No entanto, a biodegradação é limitada. O processo de transformar os polímeros em materiais biodegradáveis apresenta um custo elevado e propriedades nem sempre satisfatórias. Os decompositores conseguem processar apenas uma determinada quantidade de matéria por dia, levando a um acúmulo de produtos, que pode causar a poluição dos solos

- Referências

[1] MEI, L. H. I.; OREFICE, R. L.; PEREIRA, M.M.; MANSUR, H.S. Biomateriais: Fundamentos e aplicações. Cultura Médica, Rio de Janeiro, p. 177-184, 2006.

[2] www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010040422006000400031&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt

[3] Biodegradação. In Infopédia. Porto: Porto Editora, 2003-2013. Disponível em .

[4] CHANDRA, R.; RUSTGI, R. Biodegradable polymers. Prog. Polym. Sci. New York, v. 23, p. 1273-1355, 1998.

[5] LUCAS, N.; BIENAIME, C., BELLOY, C., QUENEUDEC, M., SILVESTRE, F., NAVA-SAUDECO, J. Polymer Biodegradation: Mechanisms and estimation techniques. Review Chemosprhere, 2008.

[6] – SHAH, A. A.; HASAN, F.; HAMEED, A.; AHMED, S. Biological degradation of plastics: a comprehensive review. Biotechnology Adv., p. 246, 2008.

[7] PELCZAR, Jr. M. J.; CHAN, E. C. S.; KRIEG, N. R. Microbiologia: Conceitos e Aplicações. Makron Books,