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BIOMATERIALES
Introducción • El lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida • La gestión de los desechos poliméricos
1. La biodegradación • Definiciones • Mecanismos • Parámetros que afectan la biodegradación
2. Los materiales poliméricos biodegradables • Clasificación
Conclusiones
Biomateriales
Introducción • El lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida • La gestión de los desechos poliméricos
1. La biodegradación • Definiciones • Mecanismos • Parámetros que afectan la biodegradación
2. Los materiales poliméricos biodegradables • Clasificación
Conclusiones
Biomateriales
8% Mecánica
13% Electrica y
electrónica
24%
Construcción
38% Embalaje
1% Otros
6% Agricultura
10% Automotriz
• Los materiales poliméricos convencionales (PS, PE, PP, PVC, PET…) son producidos en cantidades masivas 150MT/año.
• 4% de fuentes petroquímicas.
• Ventajas de estos materiales:Costo accessible, ligeros, larga duración.
¿Cuál es el lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida?
Biomateriales
2% Vidrio
13% Metales
25% Materiales
poliméricos 60% Materia
orgánica
Biomateriales
• Inconveniente : la eliminación de estos materiales después de usarlos, en particular aquellos que tienen aplicaciones de corta duración como los usados para embalaje.
¿Cuál es el lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida?
Biomateriales
Descarga • La legislación Mexicana obliga a los generadores de desechos a llevar
acciones de remediación.
• La solución más simple pero la más contaminante es aquella a nivel del suelo y de las aguas subterráneas.
• Es un modo de gestion (almacenaje) pero no de tratamiento de desechos.
• El tratamiento de compuestos poliméricos se ha convertido en un
problema ambiental mayor.
La gestión de los desechos poliméricos
Según la ley general para la prevención y gestión integral de los residuos de 2007
• Descarga : Prohibida
• Incineración : Contaminación
• Reciclaje : Costoso y limitado luego de que el polímero pierde sus
propidades
¿Cuál es la solución?
Biomateriales
La gestión de los desechos poliméricos
El reciclaje biológico o biodegradación • Basado en los fenómenos de eliminación natural.
• Necesidad de utilizar materiales biodegradables.
• Esencialmente para productos de corta duración: embalaje, y objetos
desechables.
Biomateriales
La gestión de los desechos poliméricos
Introducción • El lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida • La gestion de los desechos poliméricos
1. La biodegradación • Definiciones • Mecanismos • Parámetros que afectan la biodegradación
2. Los materiales poliméricos biodegradables • Clasificación
Conclusiones
Biomateriales
Definiciones según la CEN (Comité Europeo de Normalización) Degradación • Proceso irreversible que provoca los cambios de estructura de un
material.
Degradabilidad • Un material es degradable si sufre una degradación en un tiempo
determinado, medido por un método estándar adaptado.
Biomateriales
La biodegradación: definiciones
Biomateriales
Biodegradación • Degradación causada por actividad biológica, particularmente por
acción enzimática.
Composta • Abono de suelo orgánico obtenido por biodegradación de una mezcla
de materiales orgánicos.
Compostabilidad • Capacidad de un material a ser biodgradable dentro de procesos de
compostaje.
La biodegradación : definiciones
Polímeros degradables
Degradación química
Degradación biológica
Degradación física
Hidrólisis Fotoquímica
Oxidación Aséptica Microbiana Mecánica Térmica
Brandl et coll.,1995
Biomateriales
Dos tipos de degradación: •Abiótico (Degradación debida al oxígno, agua, sol…) •Biótico (Debido a los microorganismos)
Los dos mecanismos coexisten en la naturaleza y es difícil diferenciar el papel de cada tipo. En términos estrictos es el resultado de racciones bioquímicas catalizadas por las enzimas producidas por los microorganismos en condiciones aeróbias o anaeróbias.
Biomateriales
La biodegradación : mecanismos
Biomateriales
•Temperatura
•pH (de 7 en las pruebas de degradación, el medio se acidifica durante la degradación).
•Cantidad de agua (humedad suficiente que favorece la hidrólisis química del material)
•Contenido de oxígeno (aerobiosis, contenido en O2>6%, sino la flora microbiana se modifica)
•Presencia de inhibidores (como los metales pesados)
•Porosidad del material
Parámetros que afectan la biodegradación
Introducción • El lugar de los materiales poliméricos en nuestra vida • La gestion de los desechos poliméricos
1. La biodegradación • Definiciones • Mecanismos • Parámetros que afectan la biodegradación
2. Los materiales poliméricos biodegradables • Clasificación
Conclusiones
Biomateriales
Biomateriales
Un biopolímero es una sustancia sintetizada por los procesos biológicos o químicos a partir de monómeros naturales Vías para producir biopolímeros
•Polímeros de origen microbiano
•Polímeros de origen químico
•Polímeros de origen agrícola
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen microbiano 1. Los poliésteres Obtenidos por fermentación de azúcares porAlcaligenes eutrophus
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen microbiano 2. Los polilácticos Obtenidos por fermentación y sintetizados por vía química: PL
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen microbiano 3. Los poliosidos Gomas xantana y gelano Quitosano Estos polímeros son altamente hidrófilos.
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen químico Poliésteres alifáticos como la policaprolactona
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen químico Copoliésteres alifáticos y aromáticos (Ecoflex®, EastarBio®, Skygreen®) Polímeros vinílicos : PVAL obtenido por hidrólisis de PVAC
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de origen agrícola Son esencialmente los poliosidos: 1. La celulosa
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Polímeros de orígen agrícola
2. Almidón Amilosa: Amilopectina:
Biomateriales
Los diferentes tipos de biomateriales
Los nuevos materiales « ecológicos » entran en una lógica que
pretende eliminar las causas de la contaminación, en lugar de trabajar en los efectos.
El principal inconveniente de estos polímeros es su costo (2 a 10
veces el de los polímeros de origen petroquímico). Lo que se debe hacer: • Aumentar la demanda, para que se reduzcan los costos de
investigación, • Trabajar en nuevas tecnologías, en particular en aquellas que
puedan simplificar los procesos de producción.
Biomateriales
Conclusiones
