Química verde: Bioplásticos

Os polímeros de síntese são parte tão integrante do nosso quotidiano que, como referiu a Elvira, a designação «idade dos plásticos» descreveria adequadamente os tempos modernos. Uma das causas do sucesso dos polímeros sintéticos, a sua inércia química e resistência a biodegradação, ao contrário dos polímeros naturais como amido ou celulose, é hoje em dia uma das suas principais desvantagens. Na realidade, nos primórdios da era dos plásticos, os polímeros eram desenhados de forma a retardar e prevenir o ataque por fungos, bactérias e outros organismos vivos. Em particular, os polímeros obtidos de hidrocarbonetos como o etileno ou o propileno, são resistentes ao ataque químico e biológico, o que assegura a sua longevidade mas transforma numa dor de cabeça a tarefa de quem tem de dar destino aos resíduos sólidos desta era que além de plástica é também descartável.

Isto é, a durabilidade dos polímeros que no passado era uma vantagem não despicienda, constitui um sério problema para o homem contemporâneo e traduz-se numa enorme quantidade de lixo que se acumula em lixeiras e aterros ou se dispersa no meio ambiente provocando problemas ambientais que podem ser desastrosos. As alternativas, a queima ou reciclagem, nem sempre são soluções para estes problemas, a primeira principalmente por razões sociais/políticas e a segunda porque muitos polímeros, nomeadamente termoendurecíveis, não são recicláveis.

Uma solução compatível com os frenéticos tempos modernos passa pela utilização de polímeros biodegradáveis e nos últimos anos vários destes produtos foram disponibilizados no mercado, por exemplo, o Ecoflex da BASF AG, Eastar Bio da Eastman Co., Bionelle da Showa Co., USA (mas fabricados na Showa Highpolymer Co., Japão e SK Chemicals Co., Coreia do Sul), Sky Green BDP da SK Chemicals; Biomax da Dupont Co. etc.. Todos eles são produtos do que se designa indústria petroquímica de terceira geração e são poliésteres alifático-aromáticos, polímeros que do ponto de vista químico são análogos ao PET, polietileno tereftalato, um termoplástico reciclável muito utilizado, mas que ao contrário deste último se degradam em semanas e não séculos no meio ambiente.

Embora biodegradáveis, estes polímeros obtidos de derivados do petróleo não são biopolímeros, designação consagrada para polímeros biodegradáveis obtidos a partir de fontes renováveis e que muito recentemente têm conhecido uma enorme expansão.

Em 1992, a paulista PHB Industrial sob direcção de Sylvio Ortega Filho desenvolveu com apoio da FAPESP um biopolímero obtido da fermentação de cana do acúcar. Três anos mais tarde, a PHB deu início à produção numa instalação piloto de 5 toneladas anuais deste biopolímero, produção que expandiu em Dezembro de 2000 para cerca de 50 toneladas/ano e pretende ampliar brevemente para dez mil tonelada anuais.

O BioCycle, PHB (polihidroxibutirato, um polihidroxialcanoato, PHA) pode substituir o polipropileno ou o poliuretano em praticamente todas as suas aplicações e a empresa desenvolveu outro PHA, PHB-HV (polihidroxibutirato-hidroxivalerato), para as aplicações que envolvam filmes finos de polímero, como seja a produção de sacos de plástico. Por outro lado, por ser biocompatível, este polímero tem aplicações na indústria farmacêutica, nomeadamente, por associação com a nanobiotecnologia, pode ser utilizado em «drug delivery», a libertação gradual e/ou dirigida do princípio activo de um determinado medicamento.

No Brasil, apenas a PHB comercializa «plástico de açúcar», mas existe, para além de cerca de dez grupos de investigação interessados na produção de biopolímeros, outra empresa, a Res Brasil, que já comercializou desde Outubro de 2003 cerca de 1 200 toneladas de embalagens produzidas com polímeros obtidos a partir de amido de milho, mandioca ou batata.

Nos Estados Unidos, o sector biopolímeros é liderado pela NatureWorks, inicialmente Cargill Dow, uma associação formada em 1995 entre a Cargill, um gigante do sector agrícola, e a Dow Chemical (que saiu em 2005) que produz polilactato, PLA, comercializado como NatureWorks® e utilizado ainda para produzir a fibra têxtil Ingeo™ . O polilactato é igualmente obtido por via microbiana, agora de milho - incluindo milho geneticamente modificado, o que lhe tem trazido alguns problemas de aceitação dos produtos que comercializa.

Este nicho de mercado, em franca expansão não obstante os preços (ainda) elevados, surgiu há quase 20 anos pelos esforços de um grupo de cientistas italianos liderados por Catia Bastioli, numa pequena localidade 100 quilómetros a norte de Roma.

Em 1989, a Novamont deu início à sua actividade, tarefa complicada uma vez que ofereciam um produto (caro) para o qual não existia mercado, biopolímeros obtidos a partir de amido de milho. O salto que permitiu à Novamont ser actualmente a líder do mercado, assegurando 60% da produção mundial de biopolímeros, deu-se em 1992 quando Fürstenfeldbruck, uma cidade no sul da Alemanha, resolveu testar o Mater-Bi nos seus sacos de recolha de lixo e descobriu que estes tinham um desempenho muito superior aos sacos tradicionais, nomeadamente em termos de odores.

Actualmente, cerca de 3500 municípios europeus utilizam sacos de lixo biodegradáveis, uma prática que esperemos seja seguida universalmente, não obstante o preço mais elevado destes (os sacos de supermercado da Novamont custam entre 8 e 9 cêntimos contra os 5 cêntimos de um saco de plástico de polipropileno ou polietileno). De facto, são produzidos anualmente no mundo ocidental cerca de 150 sacos de plástico por pessoa, muitos dos quais terminam os seus dias contaminando por séculos o meio ambiente, nomeadamente rios e oceanos onde são culpados pela morte de muitos milhares de baleias, golfinhos, tartarugas e aves marinhas todos os anos.

Um grande obstáculo à substituição de polímeros «convencionais» por PHAs ou PLAs tem sido de natureza económica. Por exemplo, o preço dos PHAs é muito superior ao do polipropileno (em 2002, € 9/kg para o PHB contra €1/kg para o polipropileno). Como referiu uma colega no DEQB do Técnico, a investigação na área não pode descurar o aspecto económico, e «Com este objectivo, pode pensar-se em utilizar matérias-primas 'residuais' (subprodutos industriais) como nutrientes para o crescimento dos microrganismos. Além da óbvia vantagem do seu baixo custo, o escoamento de subprodutos de indústrias, em muitos casos poluentes, vem ajudar a resolver problemas ambientais».

Entre os maiores desafios da actualidade destacam-se a sustentabilidade de recursos e a gestão do lixo urbano, nomeadamente no que respeita a embalagens, um dos principais agentes multiplicadores desses resíduos. Urge compatibilizar o nosso estilo de vida e o desenvolvimento sustentável, sem comprometer os recursos e futuro do planeta. Uma maior utilização de biopolímeros, que neste momento são preteridos pelos biocombustíveis e dão conta de uma fatia mínima do mercado mundial de polímeros, poderá certamente contribuir para esse objectivo.