No resíduo sólido urbano (RSU), encontra-se uma quantidade significativa de materiais poliméricos, os quais apresentam difícil degradabilidade em depósitos, aterros sanitários e “lixões”. Nos últimos anos, a quantidade destes produtos poluentes aumentou significativamente, tendo-se em vista a larga aplicação dos polímeros em geral na forma de embalagens plásticas de artigos de baixa vida útil (short lifetime products) como produtos alimentícios, produtos de higiene pessoal e cosméticos, produtos de limpeza, dentre outros, o que vem gerando um sério problema ambiental, visto que ainda é pouco expressiva a reciclagem destas embalagens (Bardi e Rosa, 2007; Calil et al., 2007; Ruiz e Machado, 2005).
Além disso, as tintas de impressão UV/EB aplicadas em embalagens plásticas de produtos de baixa vida útil atuam como um revestimento protetor do substrato plástico contra intempéries diversas. O descarte inadequado destes produtos no meio ambiente resulta numa agravante ainda maior, haja vista que muitas das embalagens plásticas disponíveis comercialmente são revestidas por tintas de impressão curadas por radiação (Korn, 2005).
Entretanto, apesar de ser uma tecnologia limpa e ambientalmente correta, a sua aplicação em substratos poliméricos, tais como embalagens, dificulta ainda mais o reprocessamento e a degradação do plástico, tendo-se em vista que os revestimentos curados são termofixos, apresentando um alto grau de ligações químicas cruzadas (cross-linking) que os torna insolúveis e infusíveis (Salmoria et al., 2005). Devido a estas características, as tintas fotocuradas tornam-se impurezas que contaminam o polímero termoplástico fundido durante o reprocessamento.
Neste contexto, a pesquisa de embalagens contendo componentes que favoreçam a sua degradação natural no meio ambiente é um desafio e um dilema para estes setores, pois envolve itens que se contrapõem à função primordial da embalagem, isto é, a proteção e manutenção da estabilidade dos produtos nela contidos (Kale et al., 2007; Kijchavengkul et al., 2009).
Para aumentar os índices de degradação de embalagens plásticas pós- consumo descartadas no meio ambiente, várias propostas têm sido estudadas, entre as quais:
a) a incorporação de substâncias que induzam processos de fotodegradação, como fotossensibilizantes, sais metálicos, nitrocompostos, quinonas, benzofenóis, entre outros. Vários autores já apresentam resultados dessas linhas de pesquisa (Bardi et al., 2009; Koutný et al., 2008; Kyrikou e Briassoulis, 2007; Ramis et al., 2004; Wiles e Scott, 2006);
b) a utilização de materiais poliméricos que contenham grupos hidrofílicos na sua estrutura (poliamidas, poliésteres, poliuretanos), predispondo-os à degradação pela ação da umidade do ambiente. Alguns trabalhos técnico- científicos têm apresentado dados e discussões a respeito deste tema (Bardi e Rosa, 2007; Calil et al., 2007; ROSA et al., 2007; Rosa et al., 2009);
c) o desenvolvimento de materiais mistos à base de polímeros sintéticos com amidos modificados, ou com outros polímeros que apresentem suscetibilidade natural para o ataque de micro-organismos no ambiente, os chamados polímeros biodegradáveis. Isto é observado nos produtos Ecoflex® (BASF The Chemical Company) e Ecobras® (BASF The Chemical Company e Corn Products Brasil), os quais são ambientalmente corretos por serem
compostos de materiais naturais e, assim, biodegradáveis (Kijchavengkul et
al., 2010, 2011; Motta et al., 2009; Wang et al., 2004).
A degradação se relaciona diretamente com perda de propriedades do material. Dessa forma, vários fatores podem influenciar a degradação de materiais quando em contato com o meio ambiente, tais como estresse mecânico (degradação mecânica), temperatura (degradação térmica), agentes químicos (degradação oxidativa), luz ultravioleta (fotodegradação) e radiação de alta energia (Davis e Song, 2006; Shah et al., 2008; Swain et al., 2005). Ainda, deve- se incluir a ação dos micro-organismos, os quais acabam por causar erosão, fragmentação e transformação das macromoléculas em nutrientes que podem vir a ser absorvidos pelo ambiente na forma de biomassa e assim reincorporados ao ciclo natural da matéria (Bardi e Rosa, 2007; Calil et al., 2007; Kijchavengkul e Auras, 2008; Rosa et al., 2007; Rosa et al., 2009). Este processo é conhecido por degradação biológica ou biodegradação.
O uso de substâncias que catalisam a degradação fotooxidativa de polímeros – os agentes pró-degradantes – geralmente metais de transição, como zinco, cobre, prata, cobalto, níquel, manganês e cromo, vem sendo estudado por diversos autores (Koutný et al., 2008; Kyrikou e Briassoulis, 2007; Wiles e Scott, 2006). De acordo com Carlos (2007), os complexos metálicos na forma de carbonilas, cloretos metálicos e óxidos metálicos são propícios à reação de oxidação da cadeia polimérica, pois possuem grupos cromóforos – formados por duplas ligações. Wiles e Scott (2006) afirmam que os produtos do processo de degradação oxidativa catalisada pelos pró-degradantes apresentam baixa massa molar e podem ser facilmente biodegradados quando em contato com ambientes naturais, como o solo.
Alguns aditivos comerciais atualmente disponíveis no mercado já apresentam esta potencialidade de auxiliar a degradação de materiais poliméricos. De acordo com o descrito por Koutný et al. (2008), os íons do metal de transição participam diretamente da decomposição dos hidroperóxidos gerados durante o processo de degradação dos materiais poliméricos, cujo processo é conhecido por ciclo Haber Weiss de decomposição de hidroperóxidos, e é ilustrado na FIG.9.
FIGURA 9 – Mecanismo de oxidação por cisão da cadeia principal de polímeros lineares catalisada por íons Mn2+, onde P faz referência a uma macromolécula
Fonte: Adaptado de Koutný et al. (2008).
Com relação à capacidade de degradação de polímeros curados por luz UV, poucos trabalhos na literatura têm reportado tal propriedade. Rydholm et
al. (2005) descrevem que a variação nas frações molares dos monômeros tiolacrilados afeta diretamente a estrutura molecular da cadeia, refletindo no tempo de perda de massa total da amostra, cujos intervalos variaram entre 25 e 100 dias. Hu et al. (2009) analisaram a influência do envelhecimento natural de vernizes epóxi curados por radiação UV, que reduziu significativamente as propriedades mecânicas após um período de 21 dias de exposição, resultado do surgimento de rachaduras superficiais, indicando degradação. Ainda, Ruiz e Machado (2005) analisaram vernizes curados por radiação UV e EB quando submetidos ao envelhecimento natural, onde verificaram que os revestimentos submetidos à radiação EB apresentaram uma resistência maior ao envelhecimento do que os curados por luz ultravioleta.
Baseado nos dados e argumentos contemplados anteriormente, o presente trabalho vem ao encontro das políticas ambientais atualmente em voga, buscando apresentar uma alternativa para reduzir o tempo de permanência pós- consumo de RSU plástico disposto no ambiente. Segundo a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (2008) (PNSB), realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, no Brasil são produzidos diariamente cerca de 260 mil toneladas de resíduos sólidos. Ainda, cerca de 10% do RSU é composto de material plástico pós-consumo, dos quais somente 18% são destinados à reciclagem, sendo o restante descartado no meio-ambiente.