Los plásticos componen muchos de nuestros productos más comunes, que son increíblemente duraderos. Los plásticos biodegradables podrían ayudar a garantizar que sus tataranietos no se tropiecen con ese tenedor que perdió en un picnic en 1998. Vea más imágenes de ciencia ecológica. Cortesía de Bio-Tech Dentro de miles de años, es muy posible que las civilizaciones futuras estén excavando en los restos de la nuestra. Quizás descubran rascacielos derruidos. Descubrirán nuestros huesos desmoronados. Y casi con certeza, sacarán a la luz cantidades infinitas de plásticos enterrados, desde herramientas hasta juguetes. "Oh mira, ¡Parece ser el sable de luz carmesí que una vez llevó el gran Lord Vader! "
Vivimos en la era de los plásticos en el que muchos de nosotros no podemos pasar más de un minuto o dos sin tocar un producto que está hecho al menos en parte de este maleable, material resistente y duradero. Y es ese último rasgo el que preocupa a tantas personas preocupadas por los recursos y el medio ambiente.
Los plásticos tienen poder de permanencia:no se degradan mucho en entornos naturales o vertederos. El reciclaje es una gran opción para reutilizar algunos tipos de plásticos, y más personas se están volviendo conocedoras del reciclaje. Todavía, solo en los Estados Unidos, sólo alrededor del 7 por ciento de todos los productos plásticos utilizados se reciclan; y 28 millones de toneladas (sí, toneladas) se tira a los vertederos cada año [fuente:EcoLogic].
Para asegurarse de que los plásticos no se conviertan en contaminantes permanentes, Algunas tecnologías de plásticos más recientes incorporan aditivos biodegradables en su química. Estos aditivos están diseñados para permitir que los plásticos se descompongan naturalmente, ya sea que estén en un vertedero o plantados al costado de la carretera por una chincheta.
A medida que se degradan tales plásticos se descomponen en dióxido de carbono, humus o biomasa (una materia orgánica básica similar al suelo) y gas metano. Esa es una gran mejora con respecto a las botellas de detergente y refrescos casi indestructibles que podrían anunciar su presencia a los futuros arqueólogos.
Pero antes de que los aditivos biodegradables puedan expandirse a la mayoría de los productos, hay mucho trabajo por hacer en términos de regulaciones gubernamentales, normas de reciclaje y relaciones públicas con el consumidor.
En la página siguiente, nos ensuciamos las manos con una deliciosa descomposición y profundizamos en lo que hace que la biodegradación sea tan genial.
Contenido
El mundo que nos rodea está repleto de microorganismos, que también se llaman microbios . Los microbios pueden ser invisibles a simple vista, pero sus apetitos son evidentes, a medida que inician y aceleran la descomposición de todo tipo de materia orgánica , del periódico, a los excrementos de animales, a cortezas de pizza y mucho, mucho más.
Hay muchos tipos de microbios que trabajan con la magia de la descomposición. Incluyen bacterias, hongos protozoos, algas, actinomicetos y otros. Los diferentes tipos de microbios hacen su magia de diferentes maneras y digieren diferentes materiales, pero todos contribuyen a la descomposición de la materia orgánica, que también se puede llamar biodegradacion .
Los factores ambientales juegan un papel vital en cualquier proceso de descomposición. La presencia de agua luz, calor, el oxígeno y otras variables afectan la forma en que interactúan los microbios y sus fuentes de energía (ver:alimentos).
Los niveles de oxígeno, en particular, tienen un gran impacto en la degradación. La pila de abono de su patio trasero es un ejemplo de aerobio medio ambiente, lo que significa que el oxígeno está presente. Un vertedero monstruoso, por otra parte, es un anaeróbico medio ambiente, o uno que carece en gran medida de exposición al oxígeno.
En un entorno aeróbico, Los microbios utilizan ácidos y enzimas para convertir las moléculas grandes de un material en compuestos cada vez más pequeños. Después de que las moléculas alcanzan un tamaño más pequeño, los microbios pueden absorber el material y utilizarlo como energía.
El mismo proceso ocurre en condiciones anaeróbicas, pero con subproductos notablemente diferentes:los microbios producen una gran cantidad de metano y dióxido de carbono. Los vertederos con equipos de recuperación de metano pueden capturar el gas y venderlo a las empresas de energía locales; otros simplemente queman el gas para que no contribuya a las emisiones de gases de efecto invernadero.
El agua es aún más importante que el aire. Sin agua, la vida en la Tierra no existiría como la conocemos. El mismo concepto se aplica a los vertederos. Los rellenos sanitarios con niveles más altos de humedad exhiben una biodegradación mucho más rápida, mientras que los de las regiones más secas no son tan biológicamente activos.
Sin embargo, incluso cuando el agua es abundante, Los plásticos convencionales impermeables son como la kriptonita al ka-pow microbiano. Los plásticos tienden a resistir y desviar casi todos los intentos de la naturaleza por deconstruirlos. Siga leyendo y verá por qué los plásticos son tan tercos y difíciles de romper.
Números de plásticos para reflexionarLos estadounidenses tiran 2,5 millones de botellas de plástico por hora. En 2007, Se recuperaron más de 325 millones de libras de envases plásticos de boca ancha para su reciclaje. Reciclar 1 tonelada de plástico ahorra 7,4 yardas cúbicas de espacio en vertederos.
Los plásticos se basan en última instancia en el petróleo, que es en sí mismo el resultado de la materia orgánica en descomposición. Así que los microbios deberían tener un verdadero festín en forma de plásticos, ¿Derecha?
No. Los microbios generalmente le dan la espalda a los plásticos.
Eso es porque durante el proceso de fabricación, el petróleo sufre cambios a nivel molecular, pasando de monómeros simples (unidades químicas individuales) a polímeros , que son mucho más grandes, Unidades más complejas conectadas por fuertes enlaces químicos. Son impermeables y herméticos. y como tal, son espléndidos para hacer, proteger, envío y conservación de productos humanos incalculables.
Este tipo de polímeros gigantes no los crea la madre naturaleza. Son el resultado de los logros químicos de la humanidad. Los polímeros vienen en muchas variedades denotadas por acrónimos esotéricos que hacen eco de su antinaturalidad:PE (polietileno), PP (polipropileno) y PS (poliestireno) son solo algunos.
Al mundo natural, Los plásticos son un espectáculo de fenómenos químicos. Los microbios no están equipados biológicamente para atacarlos y descomponerlos como lo hacen con el material orgánico.
Como resultado, Los microbios podrían tardar cientos de años o más en hacer algún avance en ese spork de plástico que dejó caer durante su picnic en el parque. En realidad, no sabemos cuánto tiempo podría durar ese utensilio, tal vez para siempre.
Todavía, Probablemente haya visto plástico en una playa o campo que parece quebradizo o en ruinas. No es por biodegradación. En lugar de, la luz ultravioleta y el oxígeno son los que causan esta destrucción extremadamente lenta, lo que a menudo da como resultado trozos de plástico que aún son muy contaminantes.
Para que los plásticos se biodegraden realmente, necesitamos usar aditivos que ayuden a los microbios a comenzar a hacer su trabajo. Abre el apetito de estos pequeños y pueden hacer una destrucción muy útil.
Nos familiarizaremos con los aditivos en breve, pero antes de que lo hagamos siga leyendo para obtener más información sobre lo que hace que los plásticos se degraden, y cómo su desaparición no siempre es natural o limpia.
Los microbios evolucionan para comer plásticoLos microbios pueden evolucionar y de hecho lo hacen para consumir productos químicos y productos fabricados por el hombre. Los plásticos solo existen desde hace unos 100 años. En las próximas décadas, es probable que cada vez más microbios se adapten para degradar muchos tipos de polímeros sintéticos.
Mezclar gránulos de resina plástica tratada con sus propios polímeros, y un fabricante puede crear productos que se degraden en un plazo específico. Cortesía de EcoLogic Los plásticos son una maravilla tecnológica diversa. Y como ocurre con todos los avances tecnológicos, los polímeros necesitan algún tipo de regulación para guiar su uso y eliminación. La ISO (Organización Internacional de Normalización) comenzó definiendo seis tipos de plásticos degradables.
Los primeros cuatro tipos son degradable , fotodegradable , oxidativamente degradable y hidrolíticamente degradable . Los plásticos degradables son simplemente plásticos que se degradan de alguna manera mensurable. Los plásticos fotodegradables se degradan con la luz. Los degradables oxidativamente se degradan por oxidación; el óxido es un tipo de oxidación, y el mismo tipo de proceso puede ocurrir con los polímeros. Oxodegradable Los plásticos tienen un aditivo que acelera este proceso de "oxidación". Y los plásticos hidrolíticamente degradables se descomponen por la interacción del polímero y el agua.
Por ejemplo, una bolsa de plástico que se degrada debido a la luz solar o la exposición al oxígeno puede deshacerse en pequeños, piezas microscópicas, que no son necesariamente benignos. Esa materia particulada sobrante podría ser absorbida por pequeñas criaturas y ascender a través de la cadena alimentaria, afectando la química corporal de cada organismo a lo largo del camino, con consecuencias desconocidas.
Los dos últimos tipos de plásticos degradables definidos por ISO son biodegradable y compostable. Un plástico biodegradable es simplemente uno que nuestros amigos microbios antes mencionados pueden desmantelar en agua y dióxido de carbono. pero en una línea de tiempo que no necesariamente está bien definida. Los plásticos compostables se degradan a un ritmo similar al de otros tipos de materiales compostables, y resultan, de nuevo, en agua, dióxido de carbono, humus, y compuestos inorgánicos.
Una gran diferencia entre los plásticos compostables y biodegradables es que los primeros requieren el calor intenso de una pila de compost o un vertedero administrado profesionalmente para pudrirse. Esta distinción es vital, porque de 10 a 15 mil millones de libras, o el 75 por ciento, de todos los plásticos terminan en vertederos [Fuente:PEC]. Los plásticos verdaderamente biodegradables se degradarán mejor en un vertedero, pero también se degradarán en una zanja al borde de la carretera.
No es tan malo que los biodegradables terminen en un vertedero en lugar de en un centro de reciclaje. En un vertedero el metano que liberan puede capturarse y quemarse para satisfacer nuestras necesidades energéticas. Del 1, 200 rellenos sanitarios en funcionamiento en los Estados Unidos, aproximadamente la mitad captura metano. En 2008, esos proyectos de energía de gas de vertedero (LFG) generaron alrededor de 12 mil millones de kilovatios hora de electricidad en solo un año.
Ahora, Analicemos el trabajo sucio de los aditivos plásticos.
Estos gránulos de plástico contienen aditivos biodegradables. Los gránulos se pueden fundir y utilizar para fabricar todo tipo de productos plásticos. Cortesía de Bio-Tech Los aditivos biodegradables les dan a los microbios la influencia química que necesitan para destruir los plásticos en el olvido. Aditivos que también se llaman iniciadores de degradación , implican una ingeniería química seriamente compleja que debe equilibrar la utilidad del producto, la seguridad del consumidor y el fin último nosotros del plástico, ya sea reciclaje o descomposición.
Estos aditivos son mezclas patentadas (es decir, ultrasecretas) de compuestos orgánicos. Recetas específicas de aditivos manipulan microbios de diferentes maneras, y las empresas promocionan sus fórmulas como superiores a otras.
Cuando se mezcla con plásticos normales, representan solo entre el 0,5 y el 2 por ciento de la composición total del producto, y de manera crucial, no cambian el rendimiento del polímero. Es decir, no te irás de vacaciones y volverás a casa dos semanas después con una jarra de jugo de naranja que se desmoronó en pedazos. Tampoco afectan el contenido de un contenedor de ninguna manera, y no tienen efectos adversos sobre el reciclaje de plásticos tradicionales.
De hecho, nunca sabrías que hay algo diferente en el plástico hasta que llega al vertedero, que es realmente el único lugar que tiene la combinación correcta de humedad y varios microbios que pueden explotar el aditivo en el plástico. Los aditivos harán su trabajo fuera de un vertedero, también, pero el proceso llevará mucho más tiempo.
El proceso no ocurre de inmediato. En primer lugar, solo unos pocos microbios se sienten atraídos por el aditivo; esos primeros microbios crean una pequeña grieta en la armadura de plástico. Llegan más especies de microbios, sus combinaciones de ácidos y enzimas, junto con el agua, eventualmente les permite descomponer polímeros enormes en trozos cada vez más pequeños.
Pero, ¿qué pasa con los plásticos compostables? Bien, no se utilizan aditivos con estos llamados bioplásticos (a menudo hecho de ácido poliláctico o PLA). Están hechos de materiales naturales como almidón de maíz o de guisantes o tipos de grasas y aceites vegetales. Y lo que es más, no todos los bioplásticos están destinados a descomponerse. Bastante, están hechos de sustancias renovables (como el maíz) con fines de sostenibilidad. Algunos tipos no se degradarán mucho en un vertedero.
Los bioplásticos y los plásticos con aditivos a menudo compiten entre sí por una parte del mercado de polímeros. A veces, esa competencia se convierte en una pelea extremadamente pública. Sigue leyendo y verás cómo las aguas de la conversación sobre plásticos biodegradables son todo menos plácidas.
Verá que aparecen más y más productos degradables en el mercado, a menudo con marcas que indican propiedades biodegradables. Cortesía de Bio-Tech Los plásticos están por todas partes. Los plásticos son grandes grandes negocios. Entonces, muchas organizaciones tienen mucho en juego cuando se trata de la regulación y la política de biodegradabilidad. Mucha gente discute los detalles sobre si varios plásticos realmente se pudren. Y si lo hacen cuánto tiempo lleva y qué tipo de subproductos dejan atrás.
Para definir la biodegradabilidad, los gobiernos y las empresas recurren a la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM). ASTM desarrolla normas de consenso voluntarias para todo tipo de productos y servicios, tanto en los Estados Unidos como a nivel internacional.
Las normas ASTM de biodegradabilidad aún están evolucionando, y aunque todavía no es un estándar, muchas organizaciones se adhieren al método de prueba ASTM D-5511-11. Esta prueba ayuda a las empresas a determinar la biodegradabilidad de los plásticos en un entorno anaeróbico como un vertedero.
Debido a que las pruebas de descomposición requieren tiempo y prueba y error, hay mucho espacio para el desacuerdo en cuanto a lo que significan los resultados de la prueba. Empresas que fabrican diversos tipos de plásticos biodegradables, plásticos oxodegradables, y los bioplásticos compostables se empujan entre sí para demostrar que su enfoque es superior.
Charles Lancelot, director ejecutivo del Plastics Environmental Council, trabaja con plásticos desde hace 40 años. Dice que la política y los juegos de relaciones públicas, especialmente en California, han engañado al público sobre las diferencias entre estos plásticos.
Señala los bioplásticos a base de PLA, que están hechos de almidón de maíz, como un ejemplo. Los grupos de presión sobre el maíz y la agricultura quieren PLA en más productos porque hacerlo aumentará la demanda, y eventualmente el precio, del maíz.
Pero Lancelot dice que los productos PLA simplemente no se degradan a menos que sean compostados profesionalmente. Y desde un punto de vista medioambiental, eso los hace menos deseables que los plásticos que realmente se biodegradan en vertederos y zanjas. También destaca un inconveniente de los plásticos oxobiodegradables; necesitan luz ultravioleta y oxígeno para degradarse, y esas variables escasean en un vertedero.
Para calmar la controversia y construir estándares rigurosos para la biodegradación, Las universidades de Georgia Tech y del estado de Carolina del Norte están realizando simulaciones de vertederos y presentarán sus hallazgos y recomendaciones al gobierno de los EE. UU. Los medios de comunicación darán a conocer los nuevos estándares y probablemente afectarán a la opinión pública sobre varios tipos de plásticos degradables en los próximos años.
Presión pública, así como medios más eficientes para fabricar plásticos biodegradables, bien podría acelerar la aceptación y el uso de estos aditivos en muchos productos. En el final, eso podría significar plásticos más respetuosos con el medio ambiente, los que desaparecen por completo, en lugar de durar milenios como sello distintivo de una civilización que sabía cómo hacer productos maravillosamente duraderos pero que no podía encontrar la manera de deshacerse de ellos adecuadamente.
Paso mucho tiempo corriendo y caminando por los caminos de tierra y grava cerca de mi casa en Nebraska. Nunca deja de enfurecerme cuando veo los resultados de tirar basura intencional y accidentalmente; escombros de comida rápida, latas y botellas de cerveza y plásticos en abundancia. Sin embargo, sé que la basura visible esparcida por el paisaje es solo una pequeña fracción de los desechos que todos producimos. El mayor porcentaje de basura termina en vertederos, incluyendo las cosas que realmente deberían reciclarse.
Los expertos que entrevisté para este artículo se apresuraron a decir que los plásticos biodegradables no son una panacea para la contaminación. Insisten en que la vieja regla de reutilizar lo que se puede y reciclar el resto sigue siendo aplicable a nuestro estado actual de asuntos ambientales. Pero con plásticos biodegradables, quizás nuestro estilo de vida de mala calidad tendrá un impacto un poco menor en las generaciones venideras.
