AVALIAÇÃO DA DEGRADAÇÃO FOTOOXIDATIVA DE

SACOLAS PLÁSTICAS BIODEGRADÁVEIS E OXI-

BIODEGRADÁVEIS

Vanusca Dalosto Jahno* - vanusca@feevale.br

Universidade Feevale, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas

RS 239, nº2755

CEP 93352-000 – Novo Hamburgo– RS

Daiane Cardoso Alegre - daiaalegre@gmail.com

Universidade Feevale, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas

Suellen B. Schröpfer - suellenbrs@yahoo.com.br

Universidade Feevale, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas

Viviane de Lima – viviane.lima@feevale.br

Universidade Feevale, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas

Resumo: A exposição inadequada das sacolas plásticas no meio ambiente ocasionam

mudanças no saneamento básico. Este trabalho avalia o comportamento de sacolas plásticas

biodegradáveis e oxi-biodegradáveis expostas a ensaios de envelhecimento acelerado em

câmara de radiação ultravioleta (UV-A/UV-B). Sendo estas expostas de forma artificial em uma

câmara de intemperismo acelerado pelo período de 500 horas, o equivalente a 9 meses e sob

simulação de intemperismo (Sol e chuva). As amostras sofreram fotodegradação em exposição

a radiação UVA e UVB.

Palavras-chave: Fotodegradação, sacolas plásticas e radiação ultravioleta.

EVALUATION OF THE DEGRADATION PHOTO-OXIDATIVE

OF PLASTIC BAGS BIODEGRADABLE AND

OXYBIODEGRADABLE

Abstract: Inadequate exposure of plastic bags on the environment cause changes in sanitation.

This study evaluates the behavior of biodegradable and oxybiodegradable testing exposed to

accelerated aging of ultraviolet radiation chamber (UV-A/UV-B) plastic bags. These being

artificially exposed in a chamber accelerated weathering for a period of 500 hours, the

equivalent of nine months and under simulated weathering (sun and rain). The samples were

subjected to photobleaching exposure to UVA and UVB radiation.

Keywords: Photo-degradation, plastic bags and ultraviolet radiation.

1. INTRODUÇÃO

As alterações na natureza decorrentes do desequilíbrio ambiental causado pelo

homem vêm se intensificando, e com isso, a conscientização e a preocupação da população em

geral com o meio ambiente vêm tomando proporções cada vez maiores. O grande volume de

resíduos gerados e o descarte inadequado contribuem para esse desequilíbrio. Em 2012 no

Brasil, foram gerados mais de 62 milhões de toneladas de resíduos sólidos e 42% do que foi

coletado teve destinação inadequada (ABRELPE, 2012). Neste mesmo ano foram consumidas

no Brasil cerca de 12,1 bilhões de sacolas plásticas (PLASTIVIDA, 2013; ALEGRIA, 2008). A

fabricação das sacolas plásticas não biodegradáveis e o seu descarte geram um grande impacto

ambiental, sendo estes produzidos a partir de petróleo e de gás natural, dois recursos não

renováveis (PORTAL BRASIL, 2010).

As sacolas plásticas quando em contato com a radiação ultravioleta, têm suas

propriedades físico-químicas afetadas. Isso ocorre, pois as radiações UV juntamente com o

oxigênio atmosférico, formam uma reação fotoquímica que leva a quebra das cadeias

moleculares do polímero, acontecendo então, a degradação do mesmo (FERREIRA, 2004). A

degradação de materiais poliméricos se dá por uma alteração irreversível de sua estrutura aliada

à alteração de suas propriedades e/ou fragmentação. Ela depende da natureza do polímero e das

condições ambientais aos quais estão inseridos (INNOCENTINI-MEI & MARIANI 2005).

Estudar o efeito da intempérie nos materiais que ficam em exposição ao ar livre é

de grande importância para o desenvolvimento de materiais mais resistentes, dependendo para

qual finalidade será este material. Cada material sofre diferentes comportamentos frente a

radiação por UV, sendo possível estuda-lo por um ensaio de envelhecimento acelerado para se

ter mais rapidamente um diagnóstico do efeito fotoquímico na degradação das sacolas.

As sacolas plásticas biodegradáveis e oxi-biodegradáveis surgiram para substituir

as sacolas não biodegradáveis, no intuito de minimizar o impacto ambiental. Segundo o Instituto

Nacional do Plástico – INP (2014), para que ocorra a biodegradação de um polímero é

necessário um ambiente propício, mas como as sacolas acabam sendo descartadas na natureza

ou em aterros, não ocorre a correta biodegradação do material. Neste contexto, este trabalho tem

como objetivo a análise da fotodegradação frente às intempéries desses dois tipos de sacolas,

com base nos resultados obtidos em ensaio de envelhecimento acelerado, para que assim

possamos monitorar a degradação desses materiais, submetendo-os às condições reais onde

ficam expostos.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

O ensaio de envelhecimento acelerado foi realizado em uma câmara de

envelhecimento acelerado Equilam modelo EQUV-RC, Figura 1. Sua fonte de radiação são 8

lâmpadas fluorescentes de 40 Watts cada, sendo 4 de um lado da câmara (irradiação UVA), com

comprimento de onda de 340 nm e potência de irradiação de 0,47 a 1,60 W/m²/nm; e 4

lâmpadas do outro lado da câmara (irradiação UVB) com comprimento de onda de 313 nm e

potência de irradiação de 0,47 a 1,20 W/m²/nm. As amostras foram expostas em ciclo alternado

de 4h de condensação à 50ºC e 8h de radiação UV (UVA/UVB) à 60ºC até atingir o tempo de

500 h, o qual equivale a 9 meses (tempo real), conforme ASTM G53-96.

Figura 1 - Câmara para ensaio de envelhecimento artificial acelerado EQUV-RC

As sacolas utilizadas no ensaio foram uma sacola biodegradável (verde) e uma

sacola oxi-biodegradável (branca). Foram realizados os envelhecimentos das amostras no

formato de retângulos e estes foram encaixadas em porta-amostra padrão do equipamento,

figura 2, sendo retirados em 3 tempos, 166h, 332h e 500h.

Figura 2 – Foto do experimento no tempo zero.

A morfologia das amostras antes e após a fotodegradação foram avaliadas em

Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), marca JEOL, Modelo JSM-6510LV, com

magnificação de 1000x e 5kV de tensão, disponível no Laboratório de Estudos Avançados de

Materiais da Universidade Feevale.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

As amostras após a retirada no primeiro tempo de exposição já se apresentaram

quebradiças, conforme mostra Figura 3.

Figura 3 – Fotos da primeira retirada do experimento (166 h de ensaio).

As micrografias das amostras de sacolas antes e depois da fotodegradação são

mostradas na figura 4.

UVA

UVB

Figura 4 - Micrografias da Sacola biodegradável em UVA (a), UVB (c) e sem fotodegradação

(e), e da Sacola oxi-biodegradável em UVA (b), UVB (d) e sem fotodegradação (f) após o

primeiro tempo de fotodegradação.

Após o primeiro período de exposição ao envelhecimento acelerado tanto por UVA

como por UVB (4a e 4c), a amostra da sacola biodegradável já sofreu alterações na superfície

pela ação da fotodegradação, apresentando uma superfície rugosa, com fissuras no corpo de

prova. Diferente do formato original, apresentado na micrografia 5e. Já a amostra da sacola oxi-

biodegradável (4b e 4d) apresentou uma superfície lisa tanto na exposição a UVA como na

UVB. Estes resultados eram esperados, visto que a sacola biodegradável é menos estável

quimicamente que a oxi-biodegradável.

Na figura 5 é apresentado as micrografias das amostras de sacolas biodegradáveis e oxi-

biodegradáveis ao final de 500h de fotodegradação.

Sem

fotodegradação

e) f)

Figura 6 - Micrografias da Sacola biodegradável em UVA (a), UVB (c) e sem fotodegradação

(e), e da Sacola oxi-biodegradável em UVA (b), UVB (d) e sem fotodegradação (f) após 500h

de fotodegradação.

Todas as superfícies das amostras finais apresentaram fissuras e trincas, mostrando que

ocorreu uma fotodegradação mais severa nos materiais.

UVA

f) e)

Sem

fotodegradação

UVB

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Laboratório de Estudos Avançados de Materiais da

Universidade Feevale, SCIT/POLO e ao CNPq.

4. CONCLUSÕES

As amostras de sacolas apresentaram ao final do tempo de exposição à radiação UVA e

UVB uma estrutura frágil e fotodegradada, podendo ser supostamente o que sofreria em contato

com as intempéries (sol e chuva). Estas degradações podem ser provenientes das cisões de

cadeia polimérica que ocorrem durante o envelhecimento. Ainda é necessário concluir outras

análises, como TGA, DSC e espectroscopia por infravermelho para ter maiores conclusões.

REFERÊNCIAS

ABRELPE. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil. Disponível em:

<http://www.abrelpe.org.br/Panorama/panorama2012.pdf> Acesso em: 01 de mar. 2014.

ALEGRIA, Manuela. Sacolas plásticas viram artigo verde nos supermercados no Paraná.

Revista Meio Ambiente. Disponível em:

<http://www.revistameioambiente.com.br/2008/02/28/sacolas-plasticas-viram-artigo-verde-nos-

supermercados-no-parana/> Acesso em: 03 de mar. 2014.

AMERICAN STANDARDS FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for

Operating Light- and Water-Exposure Apparatus (Fluorescent UV-Condensation Type) for

Exposure of Nonmetallic Materials, ASTM G53. Easton, 1996.

INNOCENTINI-MEI, L.H.; MARIANI, P.D.S.C. Visão Geral sobre Polímeros ou Plásticos

Ambientalmente Degradáveis. Unicamp: Campinas, 2005, 41p.

INP – Instituto Nacional do Plástico. O que é um plástico biodegradável. Disponível em:

<http://www.inp.org.br/pt/informe-se_PlasticoBio.asp> Acesso em: 04 de mar. 2014.

PLASTIVIDA. Brasil reduz desperdício em mais de 800 milhões de sacolas plásticas em

2012. Disponível em:< http://www.plastivida.org.br/2009/Releases_079.aspx> Acesso em: 03

de mar. 2014.

PORTAL BRASIL. Brasil reduz em 800 milhões o número de sacolas plásticas usadas em

um ano. Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/meio-ambiente/2010/10/brasil-reduz-em-

800-milhoes-o-numero-de-sacolas-plasticas-usadas-em-um-ano> Acesso em: 04 de mar. 2014.

SANCHEZ,ELISABETE M. S.; FELISBERTI, , MARIA ISABEL; COSTA, , CARLOS A. R.;

GALEMBECK, , FERNANDO. 2003. Avaliação da degradação térmica e fotooxidativa do

ABS para fins de reciclagem. Polímeros: Ciência e Tecnologia 13: 166-172.