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O segredo da biodegradação: como os microrganismos decompõem silenciosamente a matéria orgânica?
Com o aumento da consciência ambiental, a biodegradação tornou-se um tema quente hoje em dia. À medida que o problema global da poluição plástica se torna cada vez mais grave, a comunidade científica e grupos ambientais têm conduzido pesquisas aprofundadas sobre a tecnologia de biodegradação.
A biodegradação é o processo pelo qual microorganismos (como bactérias e fungos) decompõem a matéria orgânica. Ao contrário da compostagem, que é um processo conduzido pelo homem que ocorre sob condições específicas, a biodegradação é um processo natural. Este processo pode ser dividido em três etapas: degradação biológica, fragmentação biológica e assimilação. Primeiro, na fase de biodegradação, os materiais enfrentam deterioração mecânica estrutural; depois, ocorre a fase de biofragmentação, e os microrganismos começam a decompor os materiais e, finalmente, estes materiais entram na fase de assimilação e são integrados nas células microbianas;
Quase todos os compostos químicos e materiais podem ser biodegradáveis, a chave é o tempo. Alguns vegetais podem degradar-se em poucos dias, enquanto o vidro e alguns plásticos demoram milhares de anos a decompor-se.
Durante o primeiro estágio de biodegradação, o material é exposto a fatores abióticos no meio ambiente. Esses fatores, como luz, temperatura, estresse mecânico e produtos químicos ambientais, afetarão as propriedades mecânicas do material. Este processo fornece condições para degradação adicional. Paralelamente à biodegradação está a biofragmentação, que é o processo de fragmentação de polímeros por microrganismos em ambiente aeróbico ou anóxico. Quando há oxigênio, é a digestão aeróbica, e quando não há oxigênio, é a digestão anaeróbica. A principal diferença entre os dois processos é a diferença nos produtos - as reações anaeróbicas produzem metano, enquanto as reações aeróbicas não.
A digestão anaeróbica é melhor na redução do volume e da massa do material, enquanto a digestão aeróbica geralmente ocorre mais rapidamente.
Durante a fase de assimilação, os produtos da fragmentação biológica são integrados nas células microbianas. Alguns produtos fragmentados são transportados para dentro das células através das membranas e entram em várias vias metabólicas nas células para gerar energia ou elementos estruturais celulares.
No entanto, a taxa de biodegradação é afetada por muitos fatores, incluindo luz, água, oxigênio e temperatura. Em ambientes reais, a biodisponibilidade dos materiais determina a taxa de degradação dos compostos orgânicos. Estudos demonstraram que alguns materiais testados em laboratório apresentam propriedades de rápida biodegradação, mas podem não atingir a mesma eficiência de degradação após serem enterrados em aterros devido à falta de luz e umidade necessárias.
Tendo em conta o impacto dos plásticos no ambiente, a União Europeia estabeleceu uma norma que exige que mais de 90% das matérias-primas sejam convertidas em dióxido de carbono, água e minerais no prazo de seis meses.
Plásticos biodegradáveis são materiais que podem ser decompostos por microorganismos em compostos de baixo peso molecular e subprodutos não tóxicos após o uso. É claro que a taxa de degradação destes materiais é altamente variável. Plásticos como o cloreto de polivinila (PVC) são escolhidos para uso em tubulações de esgoto devido à sua inércia, enquanto alguns materiais de embalagem se degradam rapidamente ao entrar em contato com o meio ambiente.
Por exemplo, pesquisadores descobriram que uma bactéria chamada Ideonella sakaiensis pode resistir à degradação do plástico PET. Tal progresso permite-nos ver que os microrganismos não só decompõem a matéria orgânica em decomposição, como também desempenham um papel importante na inovação tecnológica.
No entanto, os limites entre biodegradação e compostagem não são claros e as duas são frequentemente confundidas. A compreensão secular de “biodegradável” é muitas vezes superficial e não reflecte o seu potencial impacto no ambiente. Na verdade, os nomes dos materiais biodegradáveis são muitas vezes apenas jargão de marketing e não uma garantia de que são verdadeiramente ecológicos.
É fundamental que as empresas e os consumidores compreendam a diferença entre biodegradação e compostagem para que possam eliminar adequadamente os resíduos e proteger o nosso ambiente.
O impacto ambiental é ainda mais proeminente. A poluição plástica não afecta apenas a saúde da vida selvagem, mas também representa uma ameaça para a saúde humana. Com a evolução contínua das políticas e da inovação tecnológica, a tecnologia biodegradável está gradualmente a mostrar o seu potencial em áreas como cuidados médicos, embalagens e gestão de resíduos. No entanto, tudo depende, em última análise, da ação humana e de uma mudança de consciência para reduzir os danos ao ambiente. À medida que este processo se aprofunda, no futuro precisaremos de pensar em como utilizar o poder dos microrganismos de forma mais eficaz para limpar o ambiente que nos rodeia?
