Biodegrabilidad de las películas de plásticos de origen bacteriano en el lombricompost estabilizado

YASHCHUK O; MIYAZAKI SS

Congreso; Congreso Internacional de Plásticos para la Agricultura, XVII Congreso Internacional CIPA, VIII Congreso Iberoamericano CIDAPA, I Congreso Argentino CAPPA; 2006

Los polihidroxialcanoatos (PHAs) son una clase de poliésteres microbianos que se biosintetizan en los microorganismos bajo condiciones de estrés nutricional en el medio del cultivo, en presencia de exceso de fuente de carbono. Se acumula en la citoplasma  dentro de granulos y representa para el microorganismo una reserva de carbono. En las ultimas décadas los PHAs han sido profundamente estudiados dadas sus propiedades de termoplasticidad, de biodegrabilidad y por ser biocompatibles. Tales características atraen un interés industrial en la tecnología de producción y reciclado de plásticos para amplio rango de aplicaciones agrícolas, medicas, envases alimentarios, etc. Especialmente en agricultura PHAs se utilizan como carrier biodegradable para liberación lenta de herbicidas, fungicidas, insecticidas o fertilizantes, para peleteado o recubrimiento de semillas y protección temprana de cultivos. Entre los PHAs el polihidroxibutirato (PHB) y el copolimero polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato (PHBV) han sido los mas estudiados, se han demostrado su biodegradación en suelo, agua y compost. En este trabajo se estudio el efecto de la temperatura sobre el proceso de biodegradación de las películas de PHBV en el lombri compost estabilizado en condiciones del laboratorio. as muestras para el estudio de biodegradación se fabricaron a partir de las láminas de 200 micrones de espesor por fundido de gránulos de PHB- 13% HV (PHBISA, Brazil) entre dos placas calefaccionadas a 178±3 ºC. Se realizaron varios ciclos de presión (aprox. 3 MPa)  a fin de lograr una distribución homogénea del material fundido. Las planchas con formato de disco se enfriaron a      -5°C durante 15 min. Finalmente se cortaron las muestras con troquelador según norma ASTM D-1708 correspondiente a ensayos de tracción de películas delgadas. Se determinó en cada caso el peso- típicamente (103 ± 6) mg. El proceso de biodegradación se llevó a cabo en lombricompost estabilizado durante 60 días que contenía  15,1% de carbono orgánico, 26% de materia orgánica, 1,1% de nitrógeno total, 50-60% de humedad (25°C) y pH de 7,5. Este contenido se determino según normas ASTM D-4129 y ASTMD D-1293. Las muestras de PHBV se enteraron en los envases de plástico de 250 ml con 200 gr de lombricomost y se expusieron a estufas de cultivo a 30±2°C, 40±2°C, 50±2°C. Las muestras expuestas a temperaturas 30 y 51 °C se retiraron durante 15, 30, 45 días, para las muestras a 41°C el tiempo de sacado se estimó con los resultados previos como 5, 10, 15 días, ya que fue observado que en esta temperatura se aumenta espontáneamente la velocidad de biodegradación (perdida de peso 92% durante 15 días) En cada periodo las muestras se retiraron del medio, se lavaron con agua destilada bajo la acción ultrasónica, se dejaron secar hasta el peso constante en una estufa a 40°C. La biodegradación de copolímero se midió a través del tiempo como porcentaje de perdida de peso, m/m0 , donde m0 y m son el peso inicial y el peso después del proceso de biodegradación, respectivamente. Los cambios morfológicos en el superficie de las películas de PHBV durante de biodegradación se observó por microscopia electrónica de barrido (SEM) con Philips PSEM 500 con la resolución máxima 10 nm en el modo de electrones secundarios. Los recuentos de microorganismos mesófilos y hongos (UFC/g) en el lombi compost  expuesto con muestras de PHBV en temperatura 40±2°C se realizó por el método de recuento en placa con agar nutritivo y papa-dextrosa-glucosa agar atraves de avance del proceso de biodegradación. Se observó la capacidad biodegradadota de las películas PHBV en tres temperaturas ensayadas, señalando una alta velocidad de biodegradación en 40º C con 100% de perdida de peso durante 20 dias de exposición, lo que esta relacionado con aumento de la actividad microbiana de microorganismos mesófilos en el lombricompuesto. Los cambios morfológicos de las películas proceden por la vía de mecanismo erosión superficial