28/12/2011 - Escalas temporales para la degradación


Fecha : 28/12/2011
Fuente: Oxo-biodegrable Plastics Association

Escalas temporales para la degradación


Es importante recordar que hay cuatro etapas en la vida de un producto de plástico oxo-biodegradable:
  • Almacenamiento
  • Servicio
  • Oxidación y Desintegración.
  • Biodegradación.


Almacenamiento

Cuando se fabrican productos de plástico oxo-biodegradable, éstos usualmente se embalan en cartón, plástico u otro tipo de envase opaco, por lo cual están protegidos de la luz ultravioleta y su acceso al oxígeno es restringido o nulo. Mientras se encuentren en esta clase de embalajes a temperatura ambiente o menor, no ocurrirá ninguna degradación significativa.

Servicio

Después de ser removidos de su embalaje, los productos oxo-biodegradables necesitan tener una vida útil para la cual están adecuados en todos sus aspectos. La duración de esta vida útil es decidida por el usuario final. La vida útil se determina por la formulación del aditivo (no la cantidad del mismo) para las resinas utilizadas en el producto, y el proveedor de aditivo ajusta la formulación acordemente.
Típicamente, los supermercados esperan una vida útil y almacenamiento para una bolsa de alrededor de 18 meses, porque deben mantener stock y alientan a los clientes a reusar las bolsas cuantas veces sea posible antes de su desecho final. Las bolsas de supermercado no son de un solo uso. Para un envoltorio de pan, una vida útil y de almacenamiento de 6 meses se podía pedir, aunque algunos clientes pueden necesitar un período más largo.
Si el producto plástico oxo-biodegradable es recolectado durante las etapas 1 y 2 de su vida, se podrá reciclar de forma segura con plástico ordinario.

Oxidación y Desintegración

Al final de la vida útil del producto, el aditivo pro-degradante causa que las cadenas moleculares del polímero empiecen a romperse. Esto se consigue mediante un proceso de oxidación, y por lo tanto solamente ocurrirá si hay oxígeno presente. Puede ocurrir en un ambiente abierto o en las capas superiores de un relleno sanitario, pero más profundo, donde las condiciones son anaeróbicas, el proceso se detiene y el material sin degradar no emitirá metano. Esto es importante porque el metano es un gas de efecto invernadero 23 veces más poderoso que el CO2. Por otro lado, los plásticos hidro-biodegradables (usualmente basados en cultivos y comercializados como compostables) emiten metano en condiciones anaeróbicas.
La fase de oxidación es puramente abiótica y no depende de bacterias, otros microorganismos u humedad. A medida que la oxidación procede, el peso molecular del polímero decae rápidamente de 250.000 Daltons aproximadamente a un promedio de 40.000 Daltons cuando ya no posee las propiedades físicas de un polímero comercial. El peso molecular promedio continúa descendiendo hasta unos 5.000 Daltons o menos.

La estructura molecular es entonces completamente diferente y se ha convertido a materiales de bajo peso molecular inherentemente biodegradables como aldehídos, cetonas, alcoholes, ésteres, éteres y peróxidos, que son similares o e incluso idénticos a aquellos formados durante la bio-degradación de materiales naturales. Los fragmentos resultantes de la oxidación se pegarán a las partículas de suelo (por lo cual no son arrastradas con facilidad por el viento) ya que son hidrofílicas, en vez del polímero original que es hidrofóbico.
El proceso solo requiere de oxígeno. La luz solar o las temperaturas elevadas no son necesarias para iniciar el proceso, pero de estar presentes lo acelerarán de manera sinérgica. El tiempo tomado para reducir el peso molecular a un promedio de 5.000 Daltons depende de la cantidad y la intensidad de la luz o calor, pero serían normalmente menos de 6 meses para el comienzo de la oxidación en un ambiente abierto en un clima templado. En climas más calientes el proceso será más rápido y en condiciones árticas más lento.
Esta es la escala temporal en la que los legisladores deben focalizarse, porque el material no será más un plástico; habrá perdido toda su fuerza y no será capaz de atrapar a animales salvajes o bloquear drenajes. Tampoco será visualmente intrusivo ni tóxico. Los ensayos de biodegradabilidad incluyen un test estándar OECD para demostrar su no eco-toxicidad.

Biodegradación

Al final de la fase de oxidación comienza la fase de biodegradación, aunque puede ser parcialmente concurrente con la fase de oxidación. No es necesario que el material sea compostado, y la biodegradación ocurrirá en condiciones medioambientales normales hasta que se haya completado un 90% de la biodegradación. El 10% remanente es asimilado en forma de inofensiva biomasa a través de la actividad microbiana. Es por esto que el tiempo necesario para que la fase de biodegradación se complete no es importante. A una hoja de un árbol le puede tomar varios años, y la norma ASTM D6954 permite un período combinado de oxidación/biodegradación de dos años para que un 60% de un polímero oxo-biodegradable se convierta a CO2. La norma BS8472 no impone ninguna clase de límite de tiempo.
No es necesario hacer repetidamente caros y lentos ensayos de emisión de carbono para demostrar la biodegradación si ya ha sido establecido por ensayos GPC de acuerdo a la norma ASTM D6474-99 que el peso molecular del material descendió a 5.000 Daltons o menos, según lo descrito anteriormente. Los fragmentos incluyen oxígeno como grupos funcionales orgánicos.
Los estándares para plástico compostable como la norma ASTM D6400, EN13432, la Australiana 4736, ISO 17088, etc, requieren que el material se convierta sustancialmente a CO2 en un lapso de 6 meses. Esta es la escala de tiempo requerida para compostajes industriales, para quien este corto tiempo implica más dinero, pero una escala de tiempo tan corta no es necesaria para el plástico oxo-biodegradable, que está diseñado para degradarse en un ambiente abierto. Tampoco es deseable una tasa de conversión tan alta, porque la emisión de CO2 contribuye al cambio climático y elimina el carbono disponible para el suelo.