Polimero biodegradagarriak: hondakin plastikoei amaiera emateko bidea?

Ainara Sangroniz, Agustin Etxeberria eta Marian Iriarte

Azken urteotan, kutsadura murrizteko neurri asko hartu dira, natura eta natur baliabideak zaintzeko dagoen ardura dela eta. Azpimarratzekoa da polimeroek zeregin honetan betetzen duten funtzioa. Izan ere, polimeroen hondakinek ikuste-inpaktu handia eragiten dute. Arazo hau konpondu nahian hainbat bide aztertzen ari dira eta horietariko bat da hain zuzen polimero biodegradagarrien erabilera. Azkenaldian bolo-bolo dabiltzan terminoak dira biopolimeroa, biodegradagarria, konpostagarria… Baina zein ote da kontzeptu hauen esanahia eta haien arteko desberdintasuna?
Zer dira polimeroak?

Polimeroak errepikatzen diren atomo askoz osaturiko kate luzeak dira; honenbestez beren pisu molekularra oso handia izan ohi da eta ezaugarri honek propietate bereziak ematen dizkie. Gainera izen berberaren azpian pisu molekular ezberdineko produktuak egon daitezke, errepikatzen diren atomo kopuruaren arabera. Pisu molekularraz gain, beste zenbait faktorek ere eragina dauka amaierako produktuaren propietateetan: adarkadurak, estereoerregulartasunak, kristalinitateak… Hori dela eta, izen berberaren pean aurki ditzakegu gogortasun, malgutasun, edo erresistentzia termiko desberdinak dituzten materialak. Esaterako, polietilenoz eginda daude bai aldaka-protesiak, bai eta supermerkatuetako poltsak, baina argi dago haien propietateak guztiz desberdinak direla.

material polimeroak

1. irudia: Polimeroak molekula txikien elkarketaz osatutako egitura molekular erraldoiak dira. Egun polimeroak oso arruntak dira gure bizitzan, izan ere, “plastiko” izenaz ezagutzen ditugu gehienak. Erretxinak, latexak, pinturak, kolak, oihalak eta beste hainbeste material polimerikoak dira.

Oso handia da polimeroek eguneroko bizitzan duten garrantzia, eta izan ere, arlo ugari eta desberdinetan erabiltzen dira, hala nola, automobilgintzan, etxe-tresnetan, medikuntzan, aeronautikako industrian, ehungintzan, etab. Horretaz gain kontuan hartzekoa da hainbat kontsumo-ondasunen ontziratze eta paketatzean polimeroek duten garrantzia. Baina beirazko ontziak eta metalezko latak ere aise erabiltzen direla, zergatik aukeratu polimeroak? Material hauek zenbait abantaila aurkezten dituztelako: arinagoak dira, garraio-kostuak txikiagoak dira eta oro har beren ekoizpena energetikoki merkeagoa da.

Polimero arruntak, polietilen tereftalatoa (PET) edo polipropilenoa (PP) adibidez, aise erabili izan dira, ontziak egiteko propietate egokiak dituztelako eta merkeak direlako. Hala eta guztiz ere, zakarretara bota eta gero urte asko iraun dezakete degradatu aurretik, eta gainera, beren erabilera-bizitza oso laburra da; hortaz ez dira egokiak ontzigintzan erabiltzeko erabiliak izateko, beren erabilera-bizitza oso laburra baita. Bestalde, batzuetan zakarretara botako diren ontziak kutsatuta egon daitezke jaki edo substantzia biologikoekin eta kasu horretan, ezin da materiala fisikoki birziklatu.

Konponbidearen bila: polimero biodegradagarriak

Arazo hauek direla medio, polimero biodegradagarriek interes handia bereganatu dute azken urteotan. Polimero biodegradagarriak bakterio, onddo eta alga bezalako mikroorganismoen bidez deskonposatzen dira, eta karbono dioxidoa, ura, metanoa, konposatu ezorganikoak edota biomasa ematen dute. Biodegradazioaren abiadura faktore askoren menpe dago: besteak beste, objektuaren lodiera eta geometria. Ontzietako filmak azkar degrada daitezke, baina jakientzat erabiltzen diren platerek urte bat baino gehiago iraun dezakete biodegradatu aurretik.

Bi polimero biodegradagarri mota bereiz daitezke jatorriaren arabera: naturalak eta sintetikoak.

Polimero naturalak, biopolimero izenaz ezagutzen dira eta iturri berriztagarrietatik sortzen dira. Material hauen artean aurkitzen dira adibidez zelulosa, kautxua eta poli(hidroxibutiratoa) (PHB). Sintetikoak berriz, petroliotik lortzen dira lortutako polimero biodegradagarriak dira. Orokorrean abantailatsuak dira beren propietateak aplikazio bakoitzaren beharretara erraz egokitu daitezkeelako. Horren adibide dira polikaprolaktona (PCL) eta poli(butilen sukzinatoa) (PBS).

Dena den, biopolimero hitzak nahasmen ugari sor ditzake; izan ere medikuntzan erabiltzen diren polimeroei biopolimero deritze, eta hauek petroliotik zein iturri berriztagarrietatik lor daitezke.

2. irudia:

2. irudia: Petroliotik datozen ohiko plastikoen ordezko filma biodegradagarriak garatzen ari dira polimeroen bidez.

Polimero biodegradagarrien artean badaude material batzuk konpostagarriak direnak. Hau da, materia hauek epe laburrean degradatzen dira, hondakin toxiko eta ikusgaiak utzi gabe. Hau hala gertatzen da konpostajea gauzatzen ari den bitartean, prozesu biologikoak direla medio. Beraz, konpostagarria den materialak zenbait baldintza gehiago bete behar ditu, kontuan hartzen baitira degradatzeko behar den denbora eta sortzen den hondakinaren ezaugarriak.

Polimeroak ontziraketan

Polimeroak, beste material batzuk ez bezala, iragazkorrak dira hainbat gasekiko. Hau da, ingurunetik edukiontzira edo edukiontzitik ingurunera alda daitezke ur-lurruna, oxigenoa, karbono dioxidoa eta beste hainbat konposatu organiko honek eragina dauka elikagaien kalitatean eta bizi-iraupenean. Hori dela eta, material polimerikoen hesi-propietateak ezagutzeak berebiziko garrantzia dauka kontsumo-ondasunaren bizitza estimatu eta aurresateko.

Oxigenoarekiko iragazkortasuna oso garrantzitsua da produktu freskoak ontziratzeko erabiltzen diren materialetan. Oxigenoak elikagaiak hondatu egiten ditu, mikroorganismoen hazkundea gertatzen delako eta koipe eta olioak oxidatzen dituelako. Honek galera nutrizionalak dakartza, eta kolore-aldaketak, toxikoak diren eta zapore desatseginak dituzten konposatuak sortzen dira. Bildukiaren oxigenoarekiko iragazkortasuna txikia bada, ekintza hauek atzeratu egiten dira eta produktuaren biziraupena luzatu egiten da. Hala ere, oxigenoarekiko iragazkortasuna produktu bakoitzaren arabera egokitu behar da. Adibidez fruta eta barazkien kasuan, oxigenoa beharrezkoa da neurri batean. Izan ere, oxigenorik ez badago produktua honda daiteke, mikrobio anaerobikoek eragindako aldaketak direla medio. Haragiak kolore gorria manten dezan ere, edukiontzia oxigenoarekiko iragazkorra izan behar da. Bestela, batere erakargarria ez den kolore marroixka hartzen du haragiak.

3. irudia: Polimeroak oso erabiliak dira elikagaiak ontziratzeko. Baina, kontrakoa badirudi ere, polimeroak ez dira guztiz iragazgaitzak eta ingurunetik ontzira edo alderantziz gasak eta lurrunak pasatzen utz ditzakete eta produktuak kaltetu ditzakete.

3. irudia: Polimeroak oso erabiliak dira elikagaiak ontziratzeko. Baina, kontrakoa badirudi ere, polimeroak ez dira guztiz iragazgaitzak eta ingurunetik ontzira edo alderantziz gasak eta lurrunak pasatzen utz ditzakete eta produktuak kaltetu ditzakete.

Hezetasunak ere eragin handia dauka produktu batzuen iraupenean. Hori dela eta, beharrezkoa da urarekiko iragazkortasuna ezagutzea. Elikagai freskoen kasuan deshidratazioa ekidin behar da, elikagaia zimeltzea eta mikrobioak haztea eragiten baititu. Okindegiko produktuetan aldiz, uraren sarrera saihestu egin behar da produktua gogortzea, testura kurruskaria galtzea eta mikrobioen agertzea baitakar. Esaterako, inoiz gertatu izan zaigu gaileta zorroa zabalik uztea eta handik egun batzuetara gailetak bigunduta aurkitzea.

Karbono dioxidoarekiko iragazkortasuna ere kontuan hartu behar da ontziratutako produktuen biziraupena hobetzeko unean. Barazki eta fruten kasuan, arnasketa gertatzen da eta beraz, ontziak karbono dioxidoarekiko iragazkorra izan behar du. Gas honek mikroorganismo batzuk hil edo inhibitu ditzake, baina beste zenbait mikroorganismotan ez dauka eraginik. Hau dela eta, modifikatutako atmosfera erabiltzen duen ontzigintzan funtzio garrantzitsua betetzen du.

Polimero biodegradagarriak nola hobetu

Polimero biodegradagarriek orokorrean propietate mekaniko, termiko eta hesi-propietate kaxkarrak azaltzen dituzte. Honenbestez, erabilgarriak izan daitezen eraldatu egin behar dira. Beren propietateak hobetzeko hainbat bide daude, esaterako beste polimero batekin nahastea edo bestelako gehigarriak eranstea.

Lehenengo kasuari dagokionez, polimero-nahasteek garrantzi handia daukate merkatuan, eta horregatik, egunero erabiltzen dira. Orokorrean bi polimero nahasterakoan sistema nahastezinak lortzen dira gehienetan, eta propietateak jatorrizko polimero puruenak baino kaxkarragoak dira. Aldiz, jatorrizko polimero biodegradagarriaren propietateak hobetu daitezke sistema polimeriko nahaskorrak lortuz gero.

Horregatik, sakon ikertzen ari da gaur egun polimeroen arteko nahaskortasunaren esparrua. Izan ere, helburu nagusi modura hartu dute propietate egokiak eta polimero biodegradagarriarekin nahaskorra den polimero bat aurkitzea.

Bibliografia:

  • Areizaga, J.; Cortázar, M.; Elorza, J.M.; Iruin, J.J.; Polímeros, Editorial Síntesis (2002).
  • NIIR Board, The complete book on biodegradable plastics and polymers (Recent developments, properties, analysis, materials & processes), Asia Pacific Business Press Inc., (2006).
  • Yu, L.; Biodegradable polymer blends and composites from renewable resources, John Wiley & Sons, (2009).
  • Siracusa, V.; Rocculi, P.; Romani, S.; Dalla Rosa, M.; “Biodegradable polymers for food packaging: a review”. Trends in Food Science & Technology 19 (2008) 634-643.
  • Bhat, R.; Karim Alias, A.; Paliyath, G.; Progress in food preservation, John Wiley & Sons, (2012).

—————————————————–
Egileez: Ainara Sangroniz, Agustin Etxeberria eta Marian Iriarte UPV/EHUko Kimika Fakultateko Polymat, Polimero Zientzia eta Teknologia Saileko ikertzaileak dira.
—————————————————–

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>