Estudo de estruturas laminadas com bioplásticos para o sistema produtivo de embalagens: desintegração e ecotoxicidade em condições de compostagem

Abstract

Polímeros sintéticos são materiais importantes em muitas aplicações, como as embalagens de alimentos processados, que conservam e aumentam a vida útil dos produtos. Por outro lado, esses materiais permanecem por muito tempo no meio ambiente, pelo fato de serem constituídos por cadeias carbônicas longas, que não são digeridas por microrganismos. À medida que aumenta a preocupação com os problemas causados pela poluição dos resíduos de origem sintética, concentra-se a atenção em desenvolver polímeros biodegradáveis. Os bioplásticos por serem compostáveis ou biodegradáveis têm potencial de uso em produtos de alto consumo e ciclo de vida curto, como as embalagens de alimentos. O presente trabalho teve por objetivo analisar o comportamento da desintegração sob condições de compostagem controlada de duas estruturas laminadas com bioplásticos, amostra 1 (A1), composta por NatureFlexTM transparente, NatureFlexTM metalizado e PBS e amostra 2 (A2), composta por NatureFlexTM transparente, NatureFlexTM metalizado e blenda de PBAT e PHBH e avaliar a fitotoxicidade dos resíduos da desintegração. O método utilizado para avaliação da desintegração das amostras foi baseado na norma DIN EN 14045:2003 e para avaliação da ecotoxicidade dos produtos resultantes da desintegração foi utilizado o bioensaio com o organismo Lactuca sativa. As amostras foram caracterizadas por meio das análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia vibracional com transformada de Fourier na região do infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que as amostras não apresentaram diferenças notáveis de taxa de desintegração entre elas, A1 apresentou 86,1% e A2, 86,5%, após doze semanas. Os concentrados derivados das amostras de bioresíduo, após decomposição, não inibiram a germinação, entretanto houve significativa redução no desenvolvimento da radícula e do hipocótilo pelo concentrado de A2. Foi possível concluir que ambas as amostras estudadas possuíram bom comportamento no processo de desintegração e seus resíduos resultantes não apresentaram fitotoxicidade, pelo menos em solo de compostagem. Essas características representam vantagem comercial para o setor de embalagens alimentícias.

Synthetic polymers are important materials in many applications, such as processed food packaging, which conserve and extend the life of products. On the other hand, these materials remain in the environment for a long time, due to the fact that they consist of long carbon chains, which are not digested by microorganisms. As the concern about the problems caused by the pollution of waste of synthetic origin increases, attention is focused on developing biodegradable polymers. Bioplastics can be compostable or biodegradable, moreover have the potential to be used in mass consumer products with a short life cycle like as food packaging. The present work analyze the disintegration process in controlled composting conditions of two laminated structures with bioplastics, sample 1 (A1), composed of transparent NatureFlexTM, metallic NatureFlexTM and PBS and sample 2 (A2), composed of transparent NatureFlexTM, Metallized NatureFlexTM and blend of PBAT and PHBH, evaluating the phytotoxicity of the disintegration residues. The method used to evaluate the disintegration of the structures was based on the standard DIN EN 14045: 2003 and to evaluate the produced ecotoxicity from the disintegration process, was used bioassay with the organism Lactuca sativa. The samples were characterized by means of differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the samples did not show notable differences in mass loss between them, A1 showed 86.1% disintegration and A2, 86.5%, after 12 weeks. The concentrates derived from the biowaste samples, after decomposition, did not inhibit germination, however there was a significant reduction in the development of the radicle and hypocotyl by the A2 concentrate. It was possible to conclude that both studied had good behavior in the process of disintegration and their dissipated non-phytotoxicity, at least in compost soil. These characteristics represent a commercial advantage for the food packaging sector.