Biodegradabilidade anaeróbica
Realizamos ensaios para avaliar o comportamento dos materiais plásticos em condições de biodegradação anaeróbia, simulando as condições dos reatores anaeróbios e determinando se um plástico é biodegradável em condições anaeróbias ou não. Além disso, também otimizamos os processos de biodegradação anaeróbia ajustando os nutrientes necessários para melhorar a produção de biogás e a biodegradação de polímeros.
Em que consiste a biodegradação anaeróbia?
A sustentabilidade e a poluição do meio ambiente são uma preocupação cada vez maior na sociedade, pelo que, em certos casos, a substituição de materiais plásticos convencionais por plásticos biodegradáveis pode ajudar a aliviar a poluição dos diferentes ecossistemas, contribuindo para a gestão adequada dos resíduos.
A biodegradação de materiais plásticos é determinada pelo meio em que esta biodegradação ocorre, ou seja, um material pode ser biodegradável num meio como a compostagem, mas não o ser noutro meio como o solo. Isto deve-se às diferentes condições existentes em cada um dos meios, como temperatura, ausência-presença de oxigénio ou densidade de microrganismos.
Os digestores anaeróbios são amplamente utilizados em setores como a pecuária, a agricultura ou as águas residuais; a estes digestores podem chegar materiais plásticos e, por conseguinte, é necessário conhecer o comportamento destes materiais em condições representativas da digestão anaeróbia.
Digestão anaeróbia
Na digestão anaeróbia ocorre a degradação anaeróbia da matéria orgânica através da ação conjunta de diversos microrganismos, ou seja, em condições de ausência de oxigénio.
Os digestores anaeróbios podem trabalhar em condições mesófilas (37 ºC) ou em condições termófilas (52 ºC). Em condições termófilas, os digestores apresentam uma maior eficácia quanto à degradação de matéria orgânica e à produção de biogás.
Quanto aos produtos gerados a partir da degradação, obtém-se principalmente nova biomassa e biogás, uma mistura de gases composta por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e vestígios de ácido sulfídrico (H2S), que tem um elevado potencial para a produção de eletricidade e/ou calor.
Etapas da digestão anaeróbia
O processo em si divide-se em 4 etapas:
- Hidrólise, onde os microrganismos secretam para o meio enzimas extracelulares que permitem a rutura de moléculas de cadeia longa, convertendo-as em moléculas assimiláveis pelos microrganismos;
- Acidogénese, onde os microrganismos acidogénicos transformam essas moléculas de cadeia mais curta em ácidos gordos voláteis, tais como o ácido propiónico, acético ou valérico;
- Acetogénese, onde os ácidos gordos voláteis são transformados em ácido acético;
- Metanogénese, onde os microrganismos metanogénicos utilizam o acético e o H2 e o CO2 para obter como produto final CH4 e CO2.
Normas para avaliar a biodegradação anaeróbia
Para avaliar o comportamento de materiais plásticos em condições de biodegradação anaeróbia existem diferentes normas, como a ASTM D5511 e a sua homóloga europeia UNE-EN ISO 15985, onde se verifica a biodegradação de plásticos em condições anaeróbias ótimas.
O ensaio está concebido para ser realizado num período curto, de 15 a 30 dias, uma vez que tenta replicar os digestores anaeróbios, e estes reatores não costumam trabalhar com tempos de retenção superiores a 30 dias.
O acompanhamento da biodegradação é realizado através da medição da produção de biogás ao longo do ensaio, de forma que, conhecendo a quantidade produzida, podemos conhecer o carbono orgânico libertado sob a forma de biogás e, por conseguinte, a percentagem de biodegradação ao longo do ensaio.
