A surpreendente verdade sobre o plástico PVA (álcool polivinílico) e seu impacto no meio ambiente

Recentemente, plástico de álcool polivinílico (PVA) tem sido considerado um substituto ecológico dos plásticos comuns. Ao contrário do PVA, os plásticos tradicionais são derivados de materiais à base de petróleo, que não são solúveis em água. Essa peculiaridade faz com que o PVA se dissolva na água e se decomponha mais rapidamente do que outros equivalentes não biodegradáveis que podem poluir o meio ambiente durante séculos. No entanto, apesar de todos estes benefícios, o efeito real deste tipo de plástico no nosso entorno ainda está sob acalorada discussão entre cientistas, ambientalistas e empresários. O presente artigo explora vários aspectos dos plásticos PVA, como seu processo de fabricação, padrão de uso, mecanismo de decomposição e impactos resultantes na natureza. Esperamos, portanto, oferecer aos leitores uma compreensão mais subtil sobre se os plásticos PVA podem ou não servir como uma solução para o problema generalizado da poluição plástica ou se, em vez disso, trazem novos desafios.

O que é plástico PVA e como ele difere de outros plásticos?

O álcool polivinílico é diferente do acetato de polivinila?

Na verdade, o álcool polivinílico (PVA) não é o mesmo que o acetato de polivinila (PVAc), um polímero sintético que pode se dissolver em água. Por outro lado, o PVAc é um adesivo frequentemente chamado de cola para madeira, feito de monômeros de acetato de vinila e pode ser convertido em PVA por meio de hidrólise parcial. No entanto, embora estejam relacionadas de uma forma ou de outra, ambas as substâncias apresentam características e utilizações diferentes. O PVA é frequentemente utilizado para aplicações formadoras de filmes e materiais biodegradáveis, enquanto o PVAC representa principalmente adesivos.

Como o plástico PVA se compara aos plásticos tradicionais?

O álcool polivinílico (PVA) é diferente do polietileno (PE) e do polipropileno (PP) porque possui uma série de propriedades únicas. Entre suas muitas características, a mais notável é a solubilidade em água. Enquanto os plásticos comuns tendem a ser hidrofóbicos e apolares, de modo a não se dissolverem facilmente, o PVA pode dissolver-se completamente quando colocado em contato com líquidos, tornando-o mais biodegradável. Tal peculiaridade faz com que o PVA seja considerado um substituto ecologicamente correto, principalmente no que diz respeito a quebras ou gerenciamento de resíduos.

Propriedades mecânicas

Em termos de propriedades mecânicas, o PVA apresenta boa resistência à tração e flexibilidade. Por exemplo, a resistência à tração dos filmes de PVA é em torno de 50-70 MPa, o que é semelhante ao PE e PP, variando de 20-40 MPa a 30-45 MPa, respectivamente, em média. No entanto, a porcentagem de alongamento na ruptura do filme PVA é menor, cerca de 170-230 %, enquanto a do PE varia entre 500% -800%, o que significa que o PE é mais flexível que o filme PVA.

Degradação e Biodegradabilidade

Por outro lado, os plásticos tradicionais como o PE e o PP degradam-se ao longo de um período de até cinco séculos, representando assim ameaças ambientais persistentes. Contudo, em ambientes aquosos, o PVA começa a degradar-se significativamente após alguns meses. De acordo com experimentos em circunstâncias favoráveis, níveis de mineralização superiores a sessenta por cento podem ser alcançados por esta substância em trinta dias. Os plásticos típicos demoram muito mais tempo antes de se decomporem de forma apreciável, se é que se decompõem, durante toda a sua vida útil.

Impacto ambiental

Além disso, os indicadores de impacto ambiental também favorecem potenciais vantagens associadas à brincadeira. Estudos de avaliação do ciclo de vida demonstraram que as emissões de dióxido de carbono são reduzidas, ao mesmo tempo que as pegadas ecológicas são reduzidas através da produção, bem como dos processos de eliminação envolvidos na produção, em comparação com os plásticos convencionais, como o PE ou o PP, por exemplo. Por exemplo, a pegada de carbono do PVA do berço ao túmulo é estimada em 1,5-2 kg de equivalente CO2 por kg de plástico, enquanto esses valores para PE e PP são de cerca de 2,5-3 kg de equivalente CO2 por kg.

Assim, com a sua melhor solubilidade, propriedades mecânicas razoavelmente comparáveis e biodegradabilidade substancial, o PVA oferece uma promessa como material alternativo aos plásticos convencionais; no entanto, as aplicações práticas necessitam de um controlo mais cuidadoso sobre as condições ambientais para que os benefícios máximos possam ser alcançados.

Os plásticos PVA são considerados biodegradáveis?

Claro, o status biodegradável dos plásticos PVA é reconhecido. Isto significa que o álcool polivinílico é produzido de forma a ser decomposto por microrganismos quando em água, decompondo-o assim em água e dióxido de carbono ao longo do tempo. Foi descoberto através de pesquisas que se esses itens forem jogados fora nas condições certas, como aqueles fornecidos por sistemas de esgoto onde vivem bactérias, então eles serão facilmente degradados, mas a rapidez ou a profundidade com que isso acontece pode variar dependendo de fatores como calor níveis, níveis de acidez ou alcalinidade e tipos de germes disponíveis em uma área.

Como o álcool polivinílico (PVA) se degrada no meio ambiente?

Quais são as etapas envolvidas na degradação do PVA?

A decomposição do álcool polivinílico (PVA) com base no ambiente ocorre em várias etapas. No início, o PVA encontra a água que o dissolve devido à sua natureza hidrofílica. Consequentemente, as cadeias de PVA dissolvidas tornam-se mais propensas ao ataque microbiano. Para ser mais específico, enzimas como a PVA-desidrogenase e a PVA-oxidase são importantes para a degradação dos microrganismos.

Divisão por Enzimas

• Hidrólise de polímero através de enzimas: A oxidação do PVA é catalisada pela PVA-desidrogenase, quebrando assim as longas cadeias poliméricas em cadeias mais curtas que podem ser facilmente controladas. Nesta fase, o polímero PVA é transformado em compostos contendo carbonila.
• Formação de Cetonas e Ácidos Carboxílicos: Em seguida, esses grupos carbonila são posteriormente oxidados pela PVA-oxidase, levando à formação de cetonas juntamente com a geração de ácidos carboxílicos. Esta etapa é significativa, pois torna os fragmentos de PVA mais suscetíveis a outras formas de degradação microbiana.

Metabolismo por Micróbios

• Assimilação por microrganismos: Várias comunidades de microrganismos presentes no ambiente assimilam as moléculas menores produzidas. A decomposição adicional dessas moléculas menores durante o metabolismo microbiano resulta em substâncias básicas como dióxido de carbono, água e biomassa.

Influências do Meio Ambiente

• Impacto dos Fatores Ambientais: As condições ambientais têm um grande impacto tanto na taxa como na extensão da degradação exibida pelo PVA. Por exemplo, a investigação demonstrou que temperaturas mais elevadas juntamente com níveis de pH neutro-ligeiramente alcalino podem acelerar o processo de degradação. Além disso, nas estações de tratamento do solo ou de águas residuais, podem existir consórcios microbianos específicos que melhoram a eficiência na decomposição dos PVAs.

Dados que apoiam a degradação de PVAs

Vários estudos afirmaram que os PVAs podem ser facilmente decompostos. Um estudo indicou que quando exposto a lodo ativado a 30°C por 30 dias, a ação microbiana causou perda de peso de cerca de 60% em filmes de PVA. Além disso, outra investigação revela o facto de que, em condições óptimas nas instalações de tratamento de águas residuais, todos os PVAs podem ser completamente metabolizados em dióxido de carbono e água no prazo de 60 dias.

Essas etapas e fatores que o afetam devem ser conhecidos pelas indústrias para que os produtos à base de PVA possam ser descartados de maneira adequada e ecologicamente correta.

A degradação do PVA produz produtos químicos tóxicos?

Normalmente, o PVA degrada-se sem gerar substâncias venenosas. É decomposto em oligômeros e monômeros menores por hidrólise durante a biodegradação; estes são eventualmente decompostos por microrganismos em compostos inorgânicos simples, como água e dióxido de carbono. Muitas descobertas mostram que circunstâncias ideais, como as encontradas em estações de tratamento de águas residuais, promovem a degradação eficiente do PVA sem a formação de produtos secundários prejudiciais. Isso o torna um material biodegradável de acordo com as normas ambientais.

Qual o papel do PVA em produtos de lavanderia e lava-louças?

Por que o PVA é usado em cápsulas de detergente para a roupa?

As cápsulas de sabão em pó contêm álcool polivinílico (PVA) porque é solúvel em água e seguro para o meio ambiente. O PVA envolve o detergente e cria uma película que se quebra facilmente quando exposta à água, mas isso pode ser medido com precisão para que seja utilizado apenas o necessário para cada lavagem, economizando tempo e sendo mais eficiente na limpeza.

Alguns testes mostraram que os filmes PVA são eficazes na redução de resíduos de produtos de limpeza, ao mesmo tempo que evitam o uso excessivo. Por exemplo, estudos descobriram que a substituição deste tipo de cápsulas reduz até trinta por cento dos detergentes, o que representa uma poupança significativa em termos de dinheiro gasto em fornecimentos e também no impacto ambiental causado por eles. Outra vantagem é a sua capacidade de se decompor em substâncias inofensivas após a biodegradação, eliminando assim potenciais riscos de poluição relacionados com a sua eliminação em águas naturais ou outros locais onde possam acumular-se ao longo dos anos.

Além disso, o álcool polivinílico apresenta vantagens práticas como facilidade de armazenamento e manuseio em comparação com detergentes líquidos ou em pó. Esses benefícios ambientais e de conveniência juntos fazem do PVA uma excelente escolha para formulações modernas de lavanderia.

Os produtos para máquinas de lavar louça e lavanderia que usam PVA são seguros para o meio ambiente?

Quando descartados de maneira adequada, os produtos para lava-louças e lavanderia que incorporam PVA (álcool polivinílico) são considerados inofensivos ao meio ambiente. Ele se biodegrada por efeito microbiano na presença de condições ideais, como aquelas disponíveis em estações de tratamento de águas residuais, em água e dióxido de carbono. Muitos investigadores provaram sem sombra de dúvida que durante a sua decomposição não se formam substâncias venenosas, o que o torna uma alternativa ecológica para o revestimento de detergentes. Por estas razões, a utilização de PVA neles apoia a sustentabilidade e também reduz os impactos negativos no ambiente.

As folhas de lavanderia à base de PVA podem reduzir o desperdício de plástico?

As embalagens plásticas tradicionais usadas em detergentes líquidos e em pó podem ser eliminadas por lençóis de lavanderia à base de PVA, reduzindo bastante o desperdício de plástico. Quando essas folhas são misturadas com água, elas desaparecem completamente, não deixando nenhum plástico que possa permanecer não decomposto. Além disso, como ocupam menos espaço do que outras formas de detergente para a roupa, como líquidos ou pós, as folhas de PVA requerem quantidades consideravelmente menores de materiais de embalagem, o que, por sua vez, diminui ainda mais o consumo global de plástico. As embalagens de detergentes convencionais poderiam, portanto, tornar-se mais ecológicas se fossem substituídas pelas suas contrapartes ecológicas feitas de PVA – álcool polivinílico, ao mesmo tempo que são igualmente eficazes na limpeza de roupas e contribuem para salvar o nosso planeta da poluição criada pelos plásticos.

Qual é o impacto do PVA nas estações de tratamento de águas residuais (ETEs)?

Como o PVA se comporta em estações de tratamento de águas residuais?

Nas estações de tratamento de águas residuais, o PVA é decomposto por bactérias. De acordo com estudos, ambientes controlados encontrados na maioria das ETARs modernas permitem taxas de biodegradação de PVA superiores a 90%. As condições necessárias para a decomposição óptima do PVA envolvem um período de tempo suficiente para a sua retenção, valor de pH e temperatura, bem como a existência de microrganismos aclimatados.

Por exemplo, num ciclo de investigação de duas semanas realizado por Zheng et al., os níveis de concentração de PVA influente caíram de 20 mg/L para menos de 1 mg/L apenas em condições aeróbicas. Estes resultados concordam com outras investigações que propõem que fases com elevadas atividades metabólicas entre microrganismos aeróbicos são mais adequadas para quebrar os PVAs.

Além disso, o estudo aponta que a qualidade do efluente não excede os limites permitidos estabelecidos pelos órgãos reguladores ambientais em termos de DQO residual ou sua presença junto com outros produtos químicos, como os PVAs. Normalmente, as concentrações devem ser mantidas em torno de 0,1 mg/L, o que atende aos padrões globais sobre níveis seguros para água descartada.

Para concluir este resumo; pode-se dizer que os sistemas ETAR têm boa capacidade de lidar com álcool polivinílico através de meios biodegradáveis, de modo a minimizar os impactos no meio ambiente. Tais estabelecimentos, quando mantidos em condições ideais, ajudarão enormemente a reduzir as quantidades presentes nas águas residuais, mantendo ao mesmo tempo o seu estatuto ecológico nos produtos de limpeza domésticos que contêm este composto.

Os microrganismos nas ETAR são capazes de degradar o PVA?

Na verdade, os microrganismos dentro das ETAR têm a capacidade de degradar o PVA de forma eficaz. A presença de populações microbianas aclimatadas, tempo de retenção suficiente, bem como condições ótimas de pH e temperatura estão entre os principais fatores que promovem esta degradação. A pesquisa de Zheng et al. (2020) revelou que ambientes aeróbicos em ETARs podem minimizar grandemente as quantidades de PVA, frequentemente reduzindo-as a limites ambientalmente seguros. Portanto, mostra que sob controle e manutenção, as ETAR podem tratar ou decompor o PVA de forma eficiente, comprovando assim a sua potencialidade na minimização dos seus efeitos no meio ambiente.

Quais são os desafios do tratamento de água contaminada com partículas de PVA?

Existem muitas dificuldades no tratamento de água contaminada com partículas de PVA. Por um lado, o PVA tem uma estrutura molecular complexa e também é resistente aos métodos de biodegradação comumente utilizados devido ao seu alto peso molecular. Outro problema decorre do nível de hidrólise que afecta a solubilidade e a degradabilidade; Os PVAs parcialmente hidrolisados são mais difíceis de decompor do que aqueles que foram totalmente hidrolisados. Além disso, há uma questão de diversidade em termos de formulação entre diferentes aplicações, o que significa que estratégias personalizadas envolvendo micróbios e produtos químicos devem ser empregadas para uma decomposição bem-sucedida. Por último, mas não menos importante, a presença de outros poluentes nas águas residuais pode inibir a capacidade dos microrganismos de degradar o PVA, tornando assim o tratamento mais difícil em geral.

O PVA é realmente ecológico?

O que torna o PVA uma escolha ecológica para os fabricantes?

O álcool polivinílico (PVA) é considerado uma escolha ecologicamente correta para os fabricantes devido a vários motivos que foram confirmados por extensas pesquisas. Para começar, deve-se notar que o PVA pode ser facilmente dissolvido em água, o que significa que a sua dispersão no ambiente ocorre rapidamente, facilitando o seu tratamento e degradação. De acordo com Tatsumi et al., resultados do estudo de 2019 sob condições controladas de biodegradação dentro de uma estação de tratamento de águas residuais, este polímero mostrou potencialidade de atingir taxas de degradação de até 75% em trinta dias.

Em segundo lugar, o PVA não produz substâncias venenosas durante a decomposição, sendo portanto seguro para a vida aquática. Vale ressaltar também que a substância provém do acetato de polivinila por meio de processo de polimerização que elimina o uso de solventes perigosos comumente usados durante as etapas de síntese de outros tipos de polímeros artificiais, reduzindo assim seu impacto ambiental geral quando fabricado.

Segundo Kawaguchi et al., a avaliação da pegada de carbono de 2018 foi realizada para comparar a diferença entre o PVA e outros plásticos. Onde foi observado que este material apresenta emissões muito inferiores em cerca de vinte por cento no momento da produção. Além disso, uma vez que o PVA pode decompor-se naturalmente em compostos mais simples, uma vez lançado na natureza, pode-se adotar modelos de economia circular em que os produtos em fim de vida podem ser recuperados e reutilizados de forma mais eficaz do que antes.

Outra razão pela qual muitos industriais preferem trabalhar com PVAs reside na sua adaptabilidade, mantendo ao mesmo tempo características ecológicas – podem ser facilmente alterados de acordo com diferentes necessidades sem sacrificar a compatibilidade ecológica, encontrando assim aplicações em vários sectores, incluindo a indústria de embalagens; setor agrícola; indústria têxtil, entre outros onde os objectivos de desenvolvimento sustentável recebem agora maior prioridade.

Resumindo, estas características únicas do PVA, como a degradabilidade e a não toxicidade, combinadas com emissões equivalentes de CO2 mais baixas, apoiadas por evidências empíricas e resultados de ACV, tornam-nos os materiais mais adequados para produtores ambientalmente conscientes.

Como o PVA contribui para a redução da poluição plástica?

O PVA reduz a poluição plástica de várias maneiras. Para começar, este composto demora menos tempo a decompor-se no ambiente do que outros plásticos, reduzindo assim grandemente a acumulação de resíduos não biodegradáveis. Em segundo lugar, a sua não toxicidade garante que nenhuma substância nociva seja libertada nos ecossistemas, o que protege os organismos marinhos e terrestres. Além disso, na produção de PVA, são emitidas menos quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera, diminuindo assim o efeito de aquecimento global produzido por estes gases no sistema climático terrestre. A avaliação do ciclo de vida aponta que o PVA apoia modelos de economia circular onde os materiais podem ser reciclados e recuperados de forma eficiente nas suas fases de fim de vida, levando a volumes mínimos de eliminação, ao mesmo tempo que promove práticas sustentáveis em diferentes setores da indústria.

Quais são os impactos ambientais a longo prazo do uso do PVA?

A utilização do PVA por longos períodos tem mais efeitos positivos do que prejudiciais ao meio ambiente porque é biodegradável. Isto significa que, ao contrário de outros tipos de plástico, que podem levar centenas ou milhares de anos para se decomporem em pedaços menores que podem ser ingeridos pela vida selvagem e causar danos daí em diante, o uso de álcool polivinílico leva à sua decomposição em meses inofensivos. substâncias (água e dióxido de carbono). Estudos demonstraram que este composto se decompõe rapidamente em ambientes de solo ou água onde existem microrganismos naturalmente, levando-nos não só mais perto da limpeza, mas também criando condições necessárias para o desenvolvimento sustentável. Além disso, outra vantagem é atribuída à menor pegada de carbono durante os processos de fabrico, reduzindo assim os potenciais de aquecimento global associados às emissões de gases com efeito de estufa libertadas pelas indústrias envolvidas na sua produção, tais como refinarias de petróleo, etc. Além disso, as avaliações do ciclo de vida revelam que são alcançadas práticas sustentáveis de gestão de resíduos quando o PVA é utilizado, uma vez que promove a reciclagem e a recuperação, apoiando assim os princípios da economia circular. O fato de ser biodegradável, aliado aos métodos de descarte seguro adotados, garante o equilíbrio ecológico geral, ao mesmo tempo em que considera a necessidade de melhoria ambiental contínua em tempos futuros.

Fontes de referência

Álcool polivinílico

Plástico

Biodegradação

Perguntas frequentes (FAQ)

P: O que é PVA (Álcool Polivinílico) e sua utilização?

R: O álcool polivinílico, ou PVA, é um polímero solúvel em água usado em diversas aplicações, como embalagens de alimentos, cápsulas para lavanderia e agentes de limpeza. A sua capacidade de dissolução em água é única entre os plásticos, tornando-o aplicável aos plásticos biodegradáveis, preferidos aos tradicionais.

P: Como o PVA se biodegrada e quais são os seus impactos ambientais?

R: Para que o PVA se biodegrade, devem existir condições adequadas com os microrganismos certos envolvidos. No entanto, o processo pode diferir durante o tratamento de águas residuais ou a biodegradação natural de álcoois polivinílicos porque vários factores entram em jogo, tais como a presença de bactérias específicas ou parâmetros ambientais favoráveis, que afectam a forma como o PVA se decompõe no ambiente.

P: O PVA é realmente um plástico biodegradável?

R: Embora comercializado como plástico biodegradável, isto nem sempre se aplica a todos os PVAs, uma vez que a sua capacidade de decomposição depende de factores ambientais específicos e da disponibilidade de certos tipos de micróbios; alguns produtos fabricados a partir deles podem permanecer não degradados ou degradar-se mais lentamente do que o previsto, libertando assim partículas de plástico nos ecossistemas.

P: Como o PVA é usado no Blueland e em outros produtos de limpeza?

R: Empresas como a Blueland incorporam características de solubilidade em água encontradas nos PVAs ao formular diferentes itens de limpeza. Portanto, embalagens solúveis podem ser criadas usando PVA, o que reduz a dependência de plásticos tradicionais, como jarros, durante as tarefas domésticas, promovendo assim práticas mais ecológicas na gestão de resíduos domésticos.

P: Qual o papel do PVA nas embalagens de alimentos?

R: O álcool polivinílico (PVA) é um plástico solúvel em água que serve como barreira contra umidade e oxigênio em embalagens de alimentos. Isso ajuda a manter os produtos frescos por mais tempo e, ao mesmo tempo, prolonga sua vida útil. Além disso, a sua capacidade de se decompor em determinadas circunstâncias oferece outra vantagem sobre os plásticos convencionais em termos de respeito pelo ambiente.

P: O PVA pode ser usado sem afetar as estações de tratamento de águas residuais?

R: O uso de PVA em coisas como cápsulas para lavanderia e lava-louças significa que ele pode ir para sistemas de tratamento de águas residuais. Embora sob certas condições o PVA possa degradar o plástico, nem todas as estações de tratamento podem ou incentivam a biodegradação total deste material. Portanto, existem inúmeros efeitos sobre o meio ambiente e diferentes instalações para processamento de esgoto.

P: Qual é a diferença entre PVA e PVOH?

R: Esses dois nomes –PVA e PVOH – referem-se ao composto químico álcool polivinílico. O primeiro nome é amplamente utilizado, enquanto o segundo representa uma forma abreviada que mostra sua origem na hidrólise do acetato de polivinila. Ambos os termos descrevem um polímero que se dissolve facilmente em água e tem muitas aplicações.

P: O PVA é prejudicial se for liberado no meio ambiente?

R: Se a biodegradação não ocorrer completamente com o PVA, então partículas microplásticas poderão ser liberadas no meio ambiente, tornando-se substâncias perigosas. Conclui-se que devem ser utilizados métodos de eliminação adequados para não criar quaisquer impactos ambientais adversos associados a estes produtos.

P: O uso de produtos PVA, como cápsulas de lavanderia, melhora a sustentabilidade?

R: Um exemplo poderia ser que o uso de tais itens economizaria energia porque as pessoas não precisariam mais de materiais de embalagem pesados, como jarras de plástico, durante o transporte. No entanto, cada moeda tem duas faces e, neste caso, dependeria inteiramente da eficiência do processo biodegradável e da correta gestão do nosso entorno.

P: Quais são os benefícios do PVA ser solúvel em água?

R: A capacidade do PVA de se dissolver facilmente em água oferece algumas vantagens práticas, incluindo fácil dissolução durante a limpeza, sem deixar manchas ou marcas. Assim, se se decompusesse bem, poderíamos reduzir os resíduos de plásticos, o que poderia acabar por salvar muitas vidas ao fabricar a partir deles bens de consumo.