O Plástico Surpreendente pode realmente ajudar a combater a mudança climática

O Plástico Surpreendente pode realmente ajudar a combater a mudança climática
Mais de 99 por cento dos plásticos de hoje vêm do petróleo, mas novas opções de base biológica estão se tornando disponíveis.
Ícones por mercado de vetores, Freepik e srip, CC BY

O que seu carro, telefone, garrafa de refrigerante e sapatos têm em comum? Eles são todos em grande parte feitos de petróleo. Este recurso não renovável é processado em um conjunto versátil de produtos químicos chamados polímeros - ou mais comumente, plásticos. Sobre 5 bilhões de galões de óleo por ano são convertidos em plásticos sozinho.

Polímeros estão por trás de muitas invenções importantes das últimas décadas, como impressão 3D. Os chamados “plásticos de engenharia”, usados ​​em aplicações que variam de automotivo a construção e móveis, têm propriedades superiores e podem até mesmo ajudar a resolver problemas ambientais. Por exemplo, graças a plásticos de engenharia, veículos agora estão mais leves, assim eles conseguem melhor milhagem de combustível. Mas como o número de usos aumenta, o mesmo acontece com a demanda por plásticos. O mundo já produz mais de 300 milhões de toneladas de plástico todos os anos. O número pode ser seis vezes maior que o 2050.

Petro-plásticos não são tão ruins assim, mas são uma oportunidade perdida. Felizmente, existe uma alternativa. Mudar de polímeros à base de petróleo para polímeros com base biológica poderia reduzir as emissões de carbono em centenas de milhões de toneladas todos os anos. Polímeros de base biológica não são apenas renováveis ​​e mais ecologicamente corretos, mas podem ter um efeito benéfico líquido sobre as mudanças climáticas, agindo como um sumidouro de carbono. Mas nem todos os bio-polímeros são criados iguais.

Os bioplásticos não dependem da perfuração de petróleo, uma vez que recebem carbono do CO₂ já na atmosfera. (a maneira surpreendente como os plásticos poderiam realmente ajudar a combater as mudanças climáticas)Os bioplásticos não dependem da perfuração de petróleo, uma vez que recebem carbono do CO₂ já na atmosfera. Música QiuJu / Shutterstock.com

Biopolímeros degradáveis

Você pode ter encontradobioplásticosAntes, como utensílios descartáveis ​​em particular - esses plásticos são derivados de plantas em vez de óleo. Tais biopolímeros são feitos através da alimentação de açúcares, na maioria das vezes de cana-de-açúcar, beterraba sacarina ou milho, a microorganismos que produzem moléculas precursoras que podem ser purificadas e quimicamente ligadas para formar polímeros com várias propriedades.

Os plásticos derivados de plantas são melhores para o meio ambiente por dois motivos. Primeiro, há uma redução drástica na energia necessária para fabricar plásticos à base de plantas - em até 80 por cento. Enquanto cada tonelada de plástico derivado de petróleo gera 2 para 3 toneladas de CO₂, isso pode ser reduzido para cerca de 0.5 toneladas de CO₂ por tonelada de bio-polímero, e os processos estão apenas melhorando.

Em segundo lugar, os plásticos à base de plantas podem ser biodegradáveis, de modo que não se acumulam nos aterros sanitários.


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Embora seja ótimo para materiais descartáveis ​​como garfos de plástico biodegradar, às vezes uma vida útil mais longa é importante - você provavelmente não desejaria que o painel do seu carro se transformasse lentamente em uma pilha de cogumelos ao longo do tempo. Muitas outras aplicações exigem o mesmo tipo de resiliência, como materiais de construção, dispositivos médicos e eletrodomésticos. Os bio-polímeros biodegradáveis ​​também não são recicláveis, o que significa que mais plantas precisam ser cultivadas e processadas continuamente para atender a demanda.

Bio-polímeros como armazenamento de carbono

Plásticos, não importa a fonte, são feitos principalmente de carbono - cerca de 80 por cento em peso. Enquanto os plásticos derivados de petróleo não liberam CO₂ da mesma maneira que a queima de combustíveis fósseis, eles também não ajudam a sequestrar nenhum dos excessos desse poluente gasoso - o carbono do óleo líquido é simplesmente convertido em plásticos sólidos.

Bio-polímeros, por outro lado, são derivado de plantas, que usam a fotossíntese para converter CO2, água e luz solar em açúcares. Quando essas moléculas de açúcar são convertidas em bio-polímeros, carbono é efetivamente bloqueado da atmosfera - desde que não sejam biodegradados ou incinerados. Mesmo que os bio-polímeros acabem em um aterro, eles ainda servirão a esse papel de armazenamento de carbono.

CO₂ é apenas cerca de 28 por cento de carbono por pesoAssim, os polímeros compreendem um enorme reservatório para armazenar esse gás de efeito estufa. Se a oferta anual mundial atual de cerca de 300 milhões de toneladas de polímeros fosse toda não-biodegradável e bi-baseada, isso equivaleria a uma gigatonelada - um bilhão de toneladas - de CO2 seqüestrado, cerca de 2.8 por cento de emissões globais atuais. Num relatório recenteo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas destacou a captura, armazenamento e reutilização de carbono como uma estratégia chave para mitigar a mudança climática; Polímeros de base biológica poderiam fazer uma contribuição fundamental, até 20 por cento da remoção de CO₂ necessária para limitar o aquecimento global a 1.5 graus Celsius.

O mercado de biopolímero não degradável

Estratégias atuais de seqüestro de carbono, incluindo armazenamento geológico que bombeia CO₂ escape subterrâneo ou agricultura regenerativa que armazena mais carbono no solo, apóia-se fortemente na política para impulsionar os resultados desejados.

Embora estes sejam mecanismos críticos para a mitigação das mudanças climáticas, o seqüestro de carbono na forma de bio-polímeros tem o potencial de aproveitar um driver diferente: o dinheiro.

A concorrência baseada apenas no preço tem sido um desafio para os bio-polímeros, mas Primeiros sucessos mostra um caminho para uma maior penetração. Um aspecto interessante é a capacidade de acessar novas químicas não encontradas atualmente em polímeros derivados de petróleo.

As garrafas petro-plásticas só podem ser recicladas algumas vezes no máximo. (a maneira surpreendente como os plásticos poderiam realmente ajudar a combater as mudanças climáticas)As garrafas petro-plásticas só podem ser recicladas algumas vezes no máximo. Hans / pixabay, CC BY

Considere a reciclabilidade. Poucos polímeros tradicionais são verdadeiramente reciclável. Na maioria das vezes, esses materiais são rebaixados, o que significa que são adequados apenas para aplicações de baixo valor, como materiais de construção. Graças às ferramentas de engenharia genética e enzimática, no entanto, propriedades como reciclabilidade completa - que permite que o material seja usado repetidamente para a mesma aplicação - pode ser projetado em biopolímeros desde o início.

Bio-polímeros hoje baseiam-se principalmente em produtos de fermentação natural de certas espécies de bactérias, como a produção de Lactobacillus de ácido láctico - o mesmo produto que fornece a acidez em cervejas azedas. Enquanto estes constituem um bom primeiro passo, pesquisas emergentes sugerem que a verdadeira versatilidade dos bio-polímeros está prevista para ser desencadeada nos próximos anos. Graças ao capacidade moderna de manipular proteínas e modificar o DNA, o design personalizado dos precursores do bio-polímero está agora ao alcance. Com ele, um mundo de novos polímeros se torna possível - materiais nos quais o CO₂ atual residirá em uma forma mais útil e valiosa.

Os aviões também estão começando a ser feitos de polímeros - os bio-polímeros são o próximo passo. (a maneira surpreendente como os plásticos poderiam realmente ajudar a combater as mudanças climáticas)Os aviões também estão começando a ser feitos de polímeros - os bio-polímeros são o próximo passo. Eric Salard / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Para que esse sonho seja realizado, mais pesquisas são necessárias. Enquanto os primeiros exemplos estão aqui hoje - como o base biológica da Coca-Cola PlantBottle - a bioengenharia necessária para alcançar muitos dos novos bio-polímeros mais promissores ainda está em fase de pesquisa - como um alternativa renovável para fibra de carbono que poderia ser usado em tudo, desde bicicletas a pás de turbinas eólicas.

Políticas governamentais que apóiam o sequestro de carbono também ajudariam a impulsionar a adoção. Com este tipo de apoio, o uso significativo de bio-polímeros como armazenamento de carbono é possível assim que os próximos cinco anos - um cronograma com o potencial de dar uma contribuição significativa para ajudar a resolver a crise climática.A Conversação

Sobre os Autores

Joseph Rollin, pesquisador de pós-doutorado em bioenergia, Laboratório Nacional de Energia Renovável e Jenna E. Gallegos, pesquisadora de pós-doutorado em engenharia química e biológica, Colorado State University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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