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Brasileiros encontram bactéria que transforma lixo em bioplástico

Brasileiros encontram bactéria que transforma lixo em bioplástico

Cerca de 350 milhões de toneladas de plástico anuais tornam-se resíduos e, desse total, cerca de 40% correspondem a embalagens.

Um estudo brasileiro obteve resultados promissores na utilização de microrganismos para a degradação de plásticos e a produção de bioplásticos, avançando também no entendimento de enzimas e vias bioquímicas envolvidas no processo. Os detalhes foram detalhados no periódico Science of The Total Environment. Depois da crise climática, a poluição por plásticos tornou-se um dos problemas ambientais mais agudos. Cerca de 350 milhões de toneladas de plástico anuais tornam-se resíduos e, desse total, cerca de 40% correspondem a embalagens. Esses dados foram levantados pelo banco Credit Suisse e publicados no Brasil pela revista Exame. Segundo a mesma fonte, dos resíduos plásticos gerados, 46% são destinados a aterros sanitários, 17% são incinerados e apenas 15% são reciclados.

Além de ser quantitativamente pouco relevante, a reciclagem, tal como vem sendo praticada, não constitui uma solução real para o problema. “Ela não resolve porque, em geral, produz plásticos com propriedades e aplicações inferiores, que também serão descartados ao final de sua utilização”, argumenta o pesquisador Fábio Squina, professor da Universidade de Sorocaba (Uniso) e coordenador da pesquisa, que envolveu colaboradores das universidades Estadual de Campinas (Unicamp) e Federal do ABC (UFABC).

A partir de amostras de solo contaminado por plásticos, os cientistas desenvolveram comunidades microbianas capazes de degradar materiais como polietileno e tereftalato de polietileno (PET). A análise metagenômica dessas comunidades identificou novos microrganismos e enzimas associados à degradação de polímeros. Um dos destaques foi o desenvolvimento de uma linhagem de Pseudomonas sp, nomeada BR4, que não apenas decompõe o PET, mas também produz polihidroxibutirato (PHB), um bioplástico de alta qualidade. Enriquecido com unidades de hidroxivalerato (HV), esse material apresenta maior flexibilidade e resistência em comparação ao PHB puro, podendo ser utilizado para a fabricação de embalagens sustentáveis e em aplicações biomédicas. “Para chegar a esse e outros resultados, nós sequenciamos os genomas de 80 bactérias presentes nas comunidades microbianas, identificando espécies já descritas na literatura e também novas, associadas à degradação de polímeros plásticos. E avaliamos o potencial genético de cada uma em codificar enzimas envolvidas na degradação de polímeros”, conta Squina. Além disso, o estudo mapeou transportadores e vias metabólicas envolvidos na degradação e assimilação de polímeros plásticos. “As comunidades microbianas apresentaram características notáveis, degradando polímeros com base em interações cooperativas entre bactérias e vias bioquímicas especializadas”, comenta o pesquisador.

Apoiado pela FAPESP por meio de 13 projetos, a pesquisa evidenciou o potencial de abordagens ômicas em comunidades microbianas como uma plataforma promissora para a descoberta de enzimas e microrganismos, aplicados à conversão de plásticos de origem fóssil em biopolímeros. O trabalho também sugere que plataformas como as utilizadas podem ser empregadas em outros tipos de plásticos, ampliando o impacto da tecnologia. “Estamos explorando formas de aprimorar bioquimicamente enzimas e microrganismos para degradar plásticos mais resistentes que o PET”, informa Squina. “Além de produzir bioplásticos, os microrganismos podem ser aproveitados para a produção de outros compostos químicos com aplicações nas áreas de agricultura, cosméticos e indústria alimentícia”. Ressalva, contudo, que mais pesquisas são necessárias para validar essas descobertas em condições ambientais reais e para otimizar o desempenho dos microrganismos.

Um levantamento realizado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma) mostrou que o plástico representa 85% dos resíduos que chegam aos oceanos. E que os volumes de plástico que vão para o mar deverão quase triplicar até 2040, ameaçando todas as espécies que dependem do ambiente marinho para viver, desde plâncton e moluscos até aves, tartarugas e mamíferos. Corais, mangues e ervas marinhas também poderão ser sufocados por detritos plásticos que os impedem de receber oxigênio e luz. Outro tema emergente é a poluição por microplásticos, que afetam o solo, as águas e o ar. E se alojam insidiosamente nos órgãos humanos. Enquanto os governos ainda fazem pouco para deter e reverter o processo, a exemplo do que também ocorre em relação à crise climática, a comunidade científica tem-se empenhado em encontrar soluções. O estudo em pauta é uma contribuição nesse sentido. O artigo <em>Plastic-degrading microbial communities reveal novel microorganisms, pathways, and biocatalysts for polymer degradation and bioplastic production pode ser lido em www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969724050253?via%3Dihub.

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ARTIGO
Contraprova do plástico

Por Yuri Kabe * Em tempos de banimento de itens de plástico, como acontece no Reino Unido, em países da União Europeia, como França, e em cidades brasileiras como Rio de Janeiro e São Paulo, é fundamental analisar de forma mais crítica e sensata se encarar o produto como vilão do meio ambiente é a melhor solução para problemas ambientais que precisamos solucionar. É preciso considerar que os plásticos podem ser úteis para auxiliar a sociedade e as empresas em soluções para as mudanças climáticas, por exemplo, que são consideradas pela Organização das Nações Unidas (ONU) a principal ameaça para a vida marinha e terrestre. Nesse sentido, a luta contra a poluição plástica não pode se tornar uma guerra conta os plásticos em si. Na construção civil, a invenção do cimento e do concreto revolucionou a forma como construímos nossas edificações. Sua resistência é indispensável para o mundo moderno, tendo se tornado a segunda substância mais consumida, atrás apenas da água. Entretanto, as tecnologias atuais de produção de cimento são grandes emissoras de gases do efeito estufa e a substituição do concreto por outros materiais, principalmente o plástico, nas áreas não estruturais, além de reduzir custos, podem reduzir o impacto ambiental das edificações. No setor automobilístico, o uso do plástico deixa o automóvel mais leve, reduzindo o uso de combustível e diminuindo a queima de gases. No segmento de embalagens, vimos uma revolução com a chegada dos plásticos, que diminuíram o desperdício de alimentos e a relação entre volume de produto e de embalagem de 70% x 30% para 97% x 3%, respectivamente. Outra vantagem são os benefícios para a área da saúde. A matéria-prima tem sido fundamental para evitar contaminação, sendo utilizada na fabricação de bolsas de sangue e das máscaras recomendadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) para evitar a transmissão de doenças. Mas, como garantir um futuro com plástico e o equilíbrio ambiental? A desinformação é um grande problema. As famosas "ilhas de plástico no meio do Oceano Pacífico ou no mar do Caribe", por exemplo, sempre apresentadas como ilustração do que é despejado diariamente nos mares, são, na sua maior parte, resultados de grandes fenômenos naturais que arrastaram lixo para os mares, como o furacão Katrina, que varreu o litoral sul dos Estados Unidos em 2005 e os tsunamis que atingiram o sudeste asiático em 2004 e a costa leste do Japão em 2011. Obviamente a presença de resíduos plásticos no meio ambiente é reflexo de uma ineficiência na gestão de resíduos, um dos principais desafios da atualidade, mas a origem do problema é muito mais complexa, com particularidades em cada um dos quatro cantos do mundo. O Haiti é um país com quase nenhuma infraestrutura de coleta de lixo e localizado na rota de furacões que, junto com a chuva, levam resíduos para o oceano. Lagos, a maior cidade da Nigéria, tem mais de 20 milhões de habitantes e não conta com água encanada e, por esse motivo, o consumo de água em garrafa PET é exorbitante. A Indonésia, um país formado por quase 20 mil ilhas, tem o desafio de pensar em gestão de resíduos para regiões geográficas muito distintas. O Chile vive o problema durante o degelo, acentuado pelas mudanças climáticas, que arrasta os resíduos para o Oceano Pacífico. Na Europa, a indústria turística é um dos setores que mais geram resíduos plásticos. Em terra firme, vemos necessidade de investir mais em pesquisa e criar ciência em torno destas informações para um diagnóstico mais preciso, sem discrepância de dados. Precisamos saber o tamanho real do nosso desafio, assim como a eficácia das medidas mitigatórias para que seja possível pensar em políticas públicas e não endossar uma luta contra o que nos é favorável. Esse processo pode levar um tempo, assim como levamos décadas para chegar à conclusão de que o aumento da concentração de CO2 na atmosfera tem potencial para causar o aumento da temperatura média do planeta. Ainda assim, não é preciso esperar que isso aconteça. Além de adotar práticas de economia circular, a indústria mundial do plástico está se movimentando para gerar estatísticas, relatórios e guias para criadores de políticas públicas. A adesão ao Operation Clean Sweep, uma iniciativa internacional para reduzir a perda de partículas de plástico (pellets) para o meio ambiente, tem contribuído para minimizar impactos ambientais. O Plastic Leak Project, capitaneado pela Quantis, uma consultoria ambiental europeia focada na gestão do ciclo de vida do plástico, é uma das iniciativas mais recentes, com o objetivo de reunir um grupo de multistakeholders para criação de uma metodologia de quantificação que possa ser utilizada em níveis municipal e nacional por setores privado e público. A intenção é identificar a perda de plástico em setores da indústria e desenvolver ações mitigatórias. A ação já analisa dados dos setores de embalagem, têxtil e de fabricação de pneus. Como estudo de caso, uma empresa europeia com atuação no segmento de laticínios identificou que a venda de leite em pó para a Nigéria, China e Bangladesh é responsável pela perda de 4% do volume total de plásticos utilizados e está definindo um novo tipo de embalagem. Definir ações como esta só é possível a partir de uma metodologia consensual. Nem sempre o plástico será a melhor alternativa, mas precisamos reconhecer que para muitos casos o plástico é a solução mais viável do ponto de vista ambiental. Não é possível pensar em um futuro sustentável sem o plástico. * Yuri Kabe é Especialista em Avaliação de Ciclo de Vida na Braskem

27 de julho, 2020
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PLÁSTICOS
USP desenvolve produto biodegradável

Um tipo de plástico totalmente degradável e economicamente competitivo com o plástico comum. Foi o que desenvolve uma equipe multidisciplinar de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) em Ribeirão Preto (SP), que buscavam um produto sustentável que substituísse o polímero sintético. Para desenvolver o novo produto os pesquisadores realizaram vários testes em resíduos industriais e chegaram a um produto com qualidades técnicas e econômicas consideradas promissoras, além de ser amigável ao meio ambiente. O desenvolvimento foi feito nos laboratórios do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto. A equipe responsável pela pesquisa foi liderada pela química Bianca Chieregato Maniglia e desenvolveu filmes plásticos biodegradáveis a partir de matrizes de amido encontrados em resíduos agroindustriais de cúrcuma, babaçu e urucum que são descartados pela agroindústria. Para a equipe, a reciclagem destes resíduos e sua transformação em produtos biodegradáveis é um grande avanço nas soluções que visam combater o descarte desenfreado do lixo plástico. Bianca lembra que a matéria-prima para a obtenção do produto desenvolvido é barata e não compete com o mercado alimentício. Além disso, “contém em sua fórmula compostos antioxidantes, interessantes no desenvolvimento das chamadas embalagens ativas (que interagem com o produto que envolvem, sendo capaz de melhorar a qualidade e segurança para acondicionamento de frutas e legumes frescos)”. Os pesquisadores lembram, no entanto, que o produto ainda demande mais estudos e testes antes de sua liberação para comercialização em grande escala. Mesmo assim, já á uma alternativa direta ao plástico comum, que pode levar até 500 anos para ser decomposto, enquanto o bioplástico leva apenas 120 dias.

6 de agosto, 2019
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PLÁSTICO
Reciclagem mecânica gera menor impacto ambiental

Segundo estudo desenvolvido na Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp, a reciclagem mecânica é uma alternativa de menor impacto ambiental para a destinação final do plástico PLA (poli ácido láctico) ou (poli lactídeo). Além da reciclagem mecânica foram avaliados a reciclagem química e a compostagem - processo mais empregado para o descarte do plástico, por se tratar de um polímero biodegradável, que se degenera através da ação de microorganismos naturais como bactérias, fungos e algas. Conduzido pela engenheira química Marina Fernandes Cosate de Andrade,a pesquisa, denominada “Estudo da Avaliação e Ciclo de Vida do PLA: comparação entre a reciclagem química, mecânica e compostagem”, avaliou três categorias para a avaliação do impacto ambiental para o descarte do plástico analisado: mudanças climáticas, toxicidade humana e uso de recursos fósseis. Na comparação entre os três processos, a reciclagem mecânica juntamente a um aditivo químico produziu material com características viáveis para a reutilização do plástico, além de gerar menos impacto ao meio ambiente. Foi possível aproveitar parte do material descartado na elaboração de um novo produto. A compostagem foi considerada o processo com maior impacto ambiental. Neste caso, não seria possível reaproveitar o plástico. Na categoria mudanças climáticas foi considerado o potencial de aquecimento global pela emissão de gases que contribuem para o efeito estufa; em toxicidade humana foi avaliado o efeito e o acúmulo de substâncias químicas tóxicas no ambiente humano; e em recursos fósseis quantificou-se o uso de combustível fóssil equivalente em todo o processo de produção. Em todas as categorias, a reciclagem mecânica apresentou melhor resultado, seguida pela reciclagem química e, por último, a compostagem. O consumo de energia elétrica foi o insumo que mais contribuiu no impacto total para as reciclagens, sendo a reciclagem química a maior consumidora, seguida da reciclagem mecânica e da compostagem. Pouco utilizado no Brasil, o PLA tem potencial para substituir os plásticos derivados do petróleo, por ser biodegradável e produzido a partir de fontes renováveis, como o milho ou a cana-de-açúcar, por meio da fermentação de açúcares dos seus carboidratos. “Normalmente, o destino final deste plástico é feito via compostagem, método que permite as condições de temperatura e umidade para que ele possa ser degradado pelos microorganismos. Só que o Brasil não apresenta muitas usinas de compostagem. Por isso resolvemos avaliar alternativas de descarte”, relata Marina Cosate de Andrade. Ainda conforme a pesquisadora da FEQ, por se tratar de um poliéster, o PLA poderia ser reciclado pelo método mecânico ou químico, ambos bastante desenvolvidos no País, sobretudo para o reaproveitamento do PET (Poli (tereftalato de etileno)). “Identificamos que o PLA poderia ser reciclado mecanicamente por meio do processamento do polímero residual. O plástico é extrudado em fios e então transformado em grânulos para produzir um plástico reciclado. Outra alternativa seria a reciclagem química, a degradação química do material de maneira que ele voltasse a ser um monômero, podendo ser usado na polimerização para produzir o PLA novamente”, explica a engenheira química, graduada pela Unicamp. Um dos desafios da reciclagem mecânica foi reaproveitar o PLA mantendo o resíduo reciclado com boas propriedades para a fabricação de novos produtos. Neste ponto, a pesquisadora cita o emprego do aditivo contribuiu à recuperação das principais propriedades do PLA. “Nos ensaios de reciclagem mecânica, sem o aditivo, ocorreram perdas nas propriedades do PLA, como a diminuição da massa molar, aumento do índice de fluidez e da estabilidade térmica”, justifica.

5 de janeiro, 2016