Efectos de los polímeros en el medio ambiente
La degradación de los polímeros es la reducción de las propiedades físicas de un polímero, como la resistencia, causada por cambios en su composición química. Los polímeros, y en particular los plásticos, están sujetos a la degradación en todas las etapas del ciclo de vida del producto, incluyendo su procesamiento inicial, su uso, su eliminación en el medio ambiente y su reciclaje[1] El ritmo de esta degradación varía significativamente; la biodegradación puede tardar décadas, mientras que algunos procesos industriales pueden descomponer completamente un polímero en horas.
Se han desarrollado tecnologías para inhibir o promover la degradación. Por ejemplo, los estabilizadores de polímeros garantizan que los artículos de plástico se produzcan con las propiedades deseadas, prolongan su vida útil y facilitan su reciclaje. A la inversa, los aditivos biodegradables aceleran la degradación de los residuos plásticos mejorando su biodegradabilidad. Algunas formas de reciclaje de plásticos pueden implicar la degradación completa de un polímero de vuelta a monómeros u otros productos químicos.
En general, los efectos del calor, la luz, el aire y el agua son los factores más importantes en la degradación de los polímeros de plástico. Los principales cambios químicos son la oxidación y la escisión de la cadena, que conducen a una reducción del peso molecular y del grado de polimerización del polímero. Estos cambios afectan a propiedades físicas como la resistencia, la maleabilidad, el índice de fluidez, el aspecto y el color. Los cambios en las propiedades suelen denominarse “envejecimiento”.
Efectos de los polímeros sintéticos en el medio ambiente
ResumenLa producción masiva de plásticos comenzó hace casi 70 años y se espera que el ritmo de producción se duplique en las próximas dos décadas. Aunque sirven para muchas aplicaciones por su durabilidad, estabilidad y bajo coste, los plásticos tienen efectos nocivos para el medio ambiente. Se sabe que el plástico libera una serie de sustancias químicas durante su degradación, lo que tiene un impacto negativo en la biota. Aquí demostramos que los plásticos más utilizados producen dos gases de efecto invernadero, metano y etileno, cuando se exponen a la radiación solar ambiental. El polietileno, que es el polímero sintético más producido y desechado a nivel mundial, es el emisor más prolífico de ambos gases. Demostramos que la producción de gases traza del polietileno virgen de baja densidad aumenta con el tiempo, con tasas al final de una incubación de 212 días de 5,8 nmol g-1 d-1 de metano, 14,5 nmol g-1 d-1 de etileno, 3,9 nmol g-1 d-1 de etano y 9,7 nmol g-1 d-1 de propileno. Los plásticos envejecidos ambientalmente e incubados en agua durante al menos 152 días también produjeron gases de hidrocarburos. Además, el polietileno de baja densidad emite estos gases cuando se incuba en el aire a unas tasas ~2 veces y ~76 veces mayores que cuando se incuba en el agua para el metano y el etileno, respectivamente. Nuestros resultados muestran que los plásticos representan una fuente hasta ahora no reconocida de gases traza relevantes para el clima que se espera que aumente a medida que se produzca y acumule más plástico en el medio ambiente.
Problemas y soluciones de los polímeros
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Este artículo ha sido citado por otros artículos en PMC.ResumenLos polímeros son materiales avanzados ampliamente utilizados, que se encuentran casi en todos los materiales utilizados en nuestra vida diaria. Hasta la fecha, la importancia de los polímeros ha sido mucho más destacada debido a sus aplicaciones en diferentes dominios de las ciencias, las tecnologías y la industria, desde los usos básicos hasta los biopolímeros y los polímeros terapéuticos. El objetivo principal de este editorial es acentuar los impactos pragmáticos de los polímeros en la vida cotidiana del ser humano.Palabras clave: Macromolécula, Monómero, Polímero natural, Polímero sintético
Los polímeros, una palabra de la que oímos hablar mucho, son muy vitales y no se puede imaginar la vida sin ellos. Los polímeros, una gran clase de materiales, están formados por muchas moléculas pequeñas denominadas monómeros que se enlazan entre sí para formar largas cadenas y se utilizan en muchos productos y bienes que usamos en la vida diaria.1
Efectos de los polímeros en la salud humana
La contaminación ambiental por residuos plásticos se registró por primera vez en la década de 1970 (Carpenter y Smith, 1972). La creciente cantidad de residuos plásticos se ha convertido en una preocupación mundial. A pesar de los crecientes esfuerzos por reducir los residuos de plástico mediante la recogida selectiva y el reciclaje, una cantidad considerable de residuos sólidos de plástico sigue depositándose en los vertederos. De toda la producción de plástico en 2017 (8.300 millones de toneladas), tras el reciclaje, la incineración (recuperación de energía) de los residuos y el cálculo de los plásticos en uso en el ámbito doméstico; alrededor del 60% ha quedado en el medio ambiente, incluido el 95% en los vertederos y el 5% en los océanos y otras zonas terrestres (Ragaert et al., 2017). Los residuos plásticos en el medio ambiente se degradan en la naturaleza por despolimerización foto, bio y termo-oxidativa, así como por fricción (Barnes et al., 2009; Browne et al., 2011). Aunque la biodegradación de estos plásticos es factible en el medio natural, puede llevar largos periodos de tiempo: de 50 a más de 100 años (Tabla 1).
La degradación de los plásticos por medios microbianos y/o enzimáticos (Figura 2) es una estrategia prometedora para despolimerizar los petroplásticos de desecho en monómeros para su reciclaje, o mineralizarlos en dióxido de carbono, agua y nueva biomasa, con la producción concomitante de bioproductos de mayor valor (Grima et al., 2000; Montazer et al., 2019, 2020a). La biodegradación de los plásticos implica la excreción de enzimas extracelulares por parte del microorganismo, la fijación de la enzima a la superficie del plástico, la hidrólisis a intermediarios poliméricos cortos, que finalmente son asimilados por las células microbianas como fuente de carbono para liberar CO2. A pesar de que estos plásticos representan sustancias químicas no naturales, en los últimos años se han identificado varios microorganismos capaces de metabolizar estos polímeros. Se sabe que más de 90 microorganismos, entre ellos bacterias y hongos, degradan plásticos derivados del petróleo (Jumaah, 2017) sobre todo en condiciones in vitro.