IIIA   26586
INSTITUTO DE INVESTIGACION E INGENIERIA AMBIENTAL
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
DESARROLLO DE UN SISTEMA RESPIRÓMETRO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA BIODEGRADABILIDAD DE NANOCOMPUESTOS DE ALMIDÓN-NPTIO2
Autor/es:
FEDERICO YULITA; LUCAS GUZ; CAROLINA IACOVONE; LUCÍA FAMÁ; SILVIA GOYANES
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Congreso; 20 Congreso Internacional de Materiales; 2022
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Materiales
Resumen:
Los plásticos son una de las principales fuentes de desechos sólidos de las grandes ciudades del mundo y generan importantes daños medioambientales ya que tardan miles de años en biodegradarse. Una alternativa para mitigar esta problemática es el uso de plásticos compostables, que en las condiciones ambientales adecuadas, pueden degradarse en 1 a 6 meses. Actualmente, en Argentina se comercializan estos productos resultando necesario un método estandarizado que evalúe su biodegradabilidad. En condiciones ambientales adecuadas, el proceso de biodegradación de un polímero se realiza en dos etapas fundamentales: primero, una fragmentación, debido principalmente a reacciones de hidrólisis, y luego, los microorganismos convierten el carbono junto con el oxígeno del aire en dióxido de carbono (CO2), agua y biomasa. Una manera de evaluar si un material es biodegradable, se basa en cuantificar la cantidad de CO2 emitido. De acuerdo a la norma ISO 17088, una de las condiciones que debe cumplir un plástico para considerarse biodegradable en condiciones de compostaje industrial es alcanzar el 90% de su degradación en un plazo no mayor a 6 meses.En este trabajo se muestra el desarrollo de un equipo para evaluar la biodegradabilidad de plásticos bajo la norma ISO 14855-1 y su empleo para la determinación de la degradación en condiciones de compostaje industrial de nanocompuestos de almidón de mandioca (60%), glicerol (20%) y agua destilada (20%), con y sin nanopartículas de dióxido de titanio (1% p/p) (TPS/NP-TiO2 y TPS, respectivamente) por extrusión y termoprensado. Para la determinación de la biodegradabilidad, se construyó un sistema respirométrico de medición directa (DMR) para determinar la evolución del CO2 de materiales en condiciones de compostaje bajo la norma ISO 14855-1. El sistema consistió en 4 series paralelas. En cada serie el aire proveniente del aireador circula hasta un frasco con cal sodada para capturar CO2 presente en el aire, luego atraviesa un frasco con agua destilada para humidificarse e ingresa al reactor donde se realiza el proceso de biodegradación. El reactor, que posee compost vegetal, es el único componente que modifica su contenido según la serie. En un caso, no contiene muestra (blanco), en otro se coloca un material de referencia y en los dos restantes, el material a evaluar. Finalmente, el aire conteniendo CO2 circula hacia la trampa de agua que atrapa su humedad e ingresa a un sensor NDIR. Además, se construyó un sistema térmico cubriendo los reactores con chaquetas térmicas y se utilizaron termosensores para mantener la temperatura del compost a 52 °C.La biodegradabilidad de los materiales muestra la misma tendencia creciente en el tiempo en ambos casos. Sin embargo, el nanocompuesto mostró un incremento significativo en la velocidad de degradación respecto de TPS, sugiriendo que las NP-TiO2 podrían actuar como aceleradores de la biodegradabilidad de un material. Este mismo comportamiento puede observarse en el seguimiento fotográfico de las películas en el día 0 (antes de colocar en el compost) y en el día 6 de ensayo (Fig. 3C). En esta última instancia, ambos materiales casi desaparecieron por completo, quedando pequeños fragmentos. Sin embargo, el porcentaje de biodegradación reveló una degradación de ~30% para TPS y ~50% para TPS/NP-TiO2. Esto se debe a que en una primera etapa, cuando el material se biodegrada se fragmenta, formando microplásticos que contienen aún mucho carbono para degradar. Esto muestra la importancia de determinar la biodegradabilidad de materiales mediante un sistema respirométrico, ya que con análisis macroscópicos se podría subestimar el tiempo de biodegradación.