Biopolímeros: uma alternativa favorável

DOI: 10.4322/temasbio.n2.018

Biopolímeros são polímeros produzidos por seres vivos ou obtidos a partir de matérias primas de fontes renováveis, que podem ser encontrados desde a estrutura do DNA até muitos produtos usados para a fabricação de embalagens plásticas. No caso do DNA – e de outras moléculas, como o RNA, proteínas e enzimas –, são os organismos vivos os responsáveis por sua síntese. Já os plásticos e outros biopolímeros sintéticos, por sua vez, são polimerizados pelo homem, a partir de matérias primas de fontes naturais renováveis, e vários deles substituem os polímeros derivados do petróleo.

Os polímeros são macromoléculas constituídas de repetições de pequenas e simples unidades estruturais chamadas monômeros. Nos biopolímeros produzidos pelos seres vivos – como, por exemplo, polissacarídeos, peptídios, DNA e RNA –, as unidades monoméricas são, respectivamente, açúcares, aminoácidos e nucleotídeos. São exemplos de fontes de biopolímeros a cana de açucar ( produzindo a celulose) e o milho (produzindo o amido), dentre outras fontes que apresentam ciclos de vida mais curtos que o dos fósseis – como o petróleo –, que demoram milhares de anos para se formar.

Podemos encontrar muitos exemplos do uso de biopolímeros no nosso dia a dia, em diversas áreas. Uma delas é a Medicina, na qual são utilizados os polímeros bioabsorvíveis, ou seja, polímeros biodegradáveis que podem ser assimilados por um sistema biológico. Esses polímeros auxiliam na confecção de suturas, implantes e fixações ósseas e devem ser absorvidos pelo organismo na mesma escala de tempo em que ocorre a regeneração de um tecido. Um exemplo atual desse tipo de biopolímero é o polihidroxialcanoato (PHA) o qual é produzido, em biorreatores, por bactérias que guardam os biopolímeros em suas células.

Já na indústria, um exemplo é a utilização dos chamados “polímeros verdes”, tal qual o polietileno (PE) verde, que possui a mesma variedade de aplicações do PE de origem fóssil, e ainda apresenta a vantagem de capturar CO2 da atmosfera para sua produção. Esse biopolietileno tem sido usado na área automotiva, cosmética, em brinquedos, higiene e limpeza. 

Outro biopolímero comumente usado é o polímero de amido (PA), um polissacarídeo produzido a partir da batata, do milho, do trigo e da mandioca. Nesse caso, o amido contido nesses vegetais é retirado e sofre um processo químico de desestabilização e um rearranjo na cadeia de moléculas, gerando assim um material plástico. O uso principal do polímero de amido é na fabricação de sacos de lixo, material de preenchimento de embalagens e, também, na fabricação de filmes comestíveis para embalagem e proteção de alimentos. Esses materiais agem, por exemplo, contra o escurecimento que ocorre em frutos, e podem apresentar ações bactericidas e fungicidas, diminuindo o desenvolvimento de organismos patogênicos. 

Participação dos biopolímeros no mercado. Fonte: www.enq.ufsc.br/labs/probio/.../biopolimeros/biopolimeros.doc

Outro exemplo de biopolímero muito utilizado é o polilactato (PLA), elaborado a partir do ácido láctico produzido pela fermentação bacteriana de glicose extraída do milho. Posteriormente, por meio de processos químicos, esse ácido é convertido em plástico e, assim, pode ser usado na confecção de embalagens, itens de descarte rápido e fibras para vestimentas e  forrações.

Uma grande vantagem do uso dos biopolímeros é sua degradação no ambiente. A degradação dessas macromoléculas resulta da ação de microorganismos de ocorrência natural, como bactérias, fungos e algas. Ou seja, a biodegradação é um processo de decomposição de materiais pela atividade biológica, transformando o material em moléculas menores e causando um menor impacto ambiental. Por isso, os biopolímeros ganham cada vez mais espaço devido a propriedades que, ao mesmo tempo, aumentam a vida útil e tornam mais fácil o descarte desses materiais.  

Porém, mesmo apresentando essa vantagem em comparação com os polímeros tradicionais, a biodegradação natural anaeróbica de vários biopolímeros pode promover a produção de gás metano (CH₄), que, para o efeito estufa, é um gás mais intenso que o CO₂ e, além disso, é reabsorvido pelos processos naturais de modo mais lento. Contudo, podemos considerar que os benefícios dos biopolímeros – como a biocompatibilidade (podendo ser utilizado no corpo humano), menor impacto ambiental, ampla faixa de propriedades e aplicações e menor custo de produção – são mais significativos que a desvantagem da decomposição desses materiais acarretar na formação do metano.

Esquema da degradação dos biopolímeros. Fonte:  http://pt.slideshare.net/qsustentavel/polmeros-biodegradveis-oxibiodegra...

Assim, os biopolímeros são uma alternativa realmente favorável, já que substituem os materiais derivados do petróleo por aqueles de origem renovável reduzindo assim a perturbação na natureza. A relação custo-benefício dos biopolímeros é bem melhor que os polímeros do petróleo, pois materiais de fontes naturais renováveis costumam ser mais baratos, além de prejudicar menos o ambiente. O Brasil reúne grandes oportunidades para investir nessa opção. É um país que apresenta acesso a matérias primas renováveis a baixo custo (fontes de carbono e energia) e conta com diversos grupos de pesquisa já estabelecidos nessa área.

Leituras sugeridas

• G. F. Brito, P. Agrawal, E. M. Araújo, T. J. A. Mélo. Biopolímeros, Polímeros Biodegradáveis e Polímeros Verdes. Departamento de Engenharia de Materiais – Universidade Federal de Campina Grande. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.6.2 (2011) 127-139. Site: http://cct.ufcg.edu.br/revista/index.php/REMAP/article/viewFile/222/204
• Camila Giotto Pereira, Jéssica Naitã Colla, Luana Pissaia Carminatti, Mayara Borges Zilli, Fabio Koenig. ESTUDO DE NOVOS POLÍMEROS BIODEGRADÁVEIS PARA A APLICAÇÃO NO SEGMENTO DE UTILIDADES DOMÉSTICAS. I Congresso de Pesquisa e Extensão da FSG. Caxias do Sul – RS. Site: http://ojs.fsg.br/index.php/pesquisaextensao/article/viewFile/413/538