O proxecto Polbio avanza na caracterización e avaliación dos diferentes procesos de biodegradación dos bioplásticos

O proxecto Polbio, que botou a andar en decembro de 2022, ten como obxectivo caracterizar e avaliar diferentes procesos de biodegradación de bioplásticos (principalmente PLA e PHB) e comparalos cos dos polímeros sintéticos convencionais como o polipropileno (PP). Os investigadores do Grupo de Bioloxía Ambiental da Universidade de Vigo e do centro tecnolóxico EnergyLab levan dous anos traballando para incrementar o coñecemento existente sobre as características fisicoquímicas do proceso, o potencial efecto tóxico dos materiais e o impacto que poden ocasionar en ambientes terrestres e acuáticos en forma de microplásticos e este martes presentaron algúns dos avances obtidos. 

Á fronte do proxecto está Salustiano Mato, catedrático e investigador do grupo BA2, que foi o encargado de abrir a xornada, que se celebrou en Citexvi. Salientou que “a dos microplásticos é unha liña de investigación emerxente” e, aínda que existen “moitos estudos que se centran na situación e nos efectos dos plásticos convencionais, hai moi poucos estudos que se fixen nos que veñen a ser os seus substitutos, os biopolímeros”. Neste sentido, Mato considera que “dende o punto de vista científico” é preciso “garantir que os biopolímeros que se poñen no mercado son de verdade inocuos e biodegradables e debemos constatar que ese proceso de biodegradación non afecta ao medio natural de ningunha maneira”. Esta é precisamente a liña de traballo do proxecto Polbio (Implicacións medioambientais, efecto ecotoxicolóxico e valorización de polímeros convencionais e biodegradables), que conclúe tras dous anos de traballo contando co financiamiento do programa Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital 2021. 

Pola súa banda, Fernando Val, director xeral de EnergyLab remarcou o interese social deste proxecto e lembrou que dende EnergyLab levan anos traballando en analizar como inflúen os procesos de dixestión anaerobia neste tipo de compostos para minimizar o impacto ambiental.

Tarefas en laboratorio, no río Louro e na illa de Sálvora

Polbio artellouse arredor de dous subproxectos. Por unha banda, Polenv, coordinado dende a UVigo e enfocado á implicación ecolóxica dos bioplásticos. Este bloque centrouse en aspectos relacionados coa trazabilidade, ecotoxicidade e biodegradabilidade destes materiais tanto en ambientes naturais como en condicións de laboratorio. Por outra banda, o subproxecto AD-Bio, coordinado por EnergyLab, tiña como obxectivo caracterizar e avaliar os procesos de biodegradación dos biopolímeros mediante dixestión anaerobia. Para o estudo empregáronse os dous biopolímeros máis utilizados actualmente, o Polihidroxibutirato (PHB) e o PLA, un biopolímero formado a partir de ácido poliláctico. Para comparar os resultados empregouse un polímero convencional, o polipropileno (PP). 

Os traballos do grupo BA2 da UVigo foron tanto no medio natural como en laboratorio. No medio natural levouse a cabo un estudo no río Louro, co obxectivo de determinar os niveis de contaminación por micropláticos, para o que se desenvolveron oito campañas de mostraxe entre 2023 e 2024 que permitiron determinar a ubicuidade destes contaminantes tanto en auga como en sedimentos. Os investigadores localizaron microplásticos en todas as mostras analizadas en concentracións similares ás doutros traballos similares noutros ríos europeos, e moito máis baixas que as reportadas por traballos realizados nalgúns dos ríos máis importantes de Asia.

Tamén se realizou un experimento na illa de Sálvora, para avaliar o impacto dos microplásticos nos exemplares de lontra (Lutra lutra) que habitan a illa. Para iso leváronse a cabo cinco campañas de mostraxe e recolléronse 250 excrementos, que foron analizados para determinar tanto a súa dieta como o contido en MPs. A análise das feces mostrou que o 67 % dos excrementos analizados contiñan MPs, indicativo de que “estas partículas non afectan só aos niveis máis baixos da cadea trófica, senón que tamén poden chegar a representar unha ameaza para depredadores, na cima das redes tróficas”, explican os investigadores. De forma complementaria analizouse o contido de MPs no aparato dixestivo de catro especies de peixes, que forman parte da dieta da lontra para tratar de determinar se existe relación entre os niveles de MPs presentes en especies de distintos elo da cadea trófica, pero os resultados aínda non están dispoñibles. 

Resultados de biodegradación, compostabilidade e dixestión anaerobia

Para avaliar a biodegradación dos polímeros no medio edáfico realizáronse dous experimentos. Por unha banda, un ensaio da biodegradación dos materiais mediante respirometrías en laboratorio, que permitiu constatar que soamente o PHB é biodegradable en solos alcanzando o 80% de biodegradación tras 100 días, mentres que as taxas de biodegradación do PP e PLA foron próximas a cero. Por outra banda, realizouse un experimento de degradabilidade no medio natural, enterrando os plásticos en solo natural e condicións de campo durante 3, 5, 6 e 12 meses. Observouse que o PHB degradouse completamente tras un ano de enterramento, o PLA sufriu cambios estruturais e fragmentación e o PP permaneceu practicamente inalterado.

En canto á biodegradación de PHB, PLA e PP en auga doce, determinouse que o único dos polímeros biodegradable neste tipo de medio é o PHB. As tarefas do proxecto permitiron esclarecer que o composto testado acada valores de degradación de arredor do 75 % en catro semanas. Con todo, destacan os investigadores, a pesar de ser un composto que se degrada facilmente neste tipo de ambientes, “as súas características físicas non permiten que poida ser utilizado como unha alternativa aos polímeros convencionais, ao tratarse dun material en desenvolvemento”.

En cuanto ás tarefas relacionadas coa compostabilidade, por unha parte, deseñouse un equipo mediante o cal testar estes procesos de compostaxe a escala de laboratorio, “o que será de grande utilidade en futuros ensaios”. Polo momento, puideron comprobar que o PLA é un biopolímero compostable, acadando unha degradación do 100 % aos 42 días. Non obstante, actualmente está en proceso unha proba na que se avaliará este proceso de biodegradación en fase mesofílica (25 ºC), máis propia de vertedoiros e acumulacións de lixo no medio natural. asura en el medio natural. 

No relativo aos procesos de dixestión anaerobia, por parte de EnergyLab realizáronse ensaios nun sistema en discontinuo, para avaliar o efecto da temperatura (a 37 ºC e 55ºC) así como as interaccións que se producen entre a FORM (fracción orgánica de residuos municipais) e os plásticos (PP, PLA e PHB). Observouse que “a maior biodegradabilidade obtense na codixestión dos substratos ricos en lípidos e os bioplásticos a 55 ºC, e que a descomposición máis clara dos bioplásticos obsérvase a partir de 19 días. Os ensaios indican que a operación en rango termófilo pode presentar certas inestabilidades e que os valores de produción de biogás en codixestión con PLA foron lixeiramente superiores ao de PHB”.   

Finalmente, realizáronse dous experimentos de ecotoxicidade, un con miñocas de terra (Eisenia andrei), que está actualmente en desenvolvemento, e outro con larvas de tricóptero da especie (Sericostoma vittatum).