Desechos en Botaderos de Basura

Muchos productos hechos con filmes plásticos terminan en botaderos después de ser utilizados como resultado de la recolección municipal de basura. Este es probablemente el destino de la mayoría de las bolsas y empaques de alimentos, aunque algunos de los programas de reciclaje de plásticos post-consumo están disponibles en ciertas comunidades. Es interesante comparar el comportamiento de bolsas convencionales con aquellas que contienen aditivos TDPA pro-degradables. Es obligatorio en ciertos países, por ejemplo Australia, Estados Unidos, etc. que los botaderos sanitarios sean operados bajo las condiciones más secas posibles, quizás para minimizar la cantidad de “leachate” que se forma. Debido a que ambientes secos no favorecen la actividad microbiana, muchos asumen que la biodegradación no es un factor en la conversión de la basura orgánica en productos gaseosos en los botaderos. Sin embargo, es un hecho que las temperaturas en los botaderos son mucho mas altas que el ambiente en general, y esto se debe a la actividad microbiana. Una discusión detallada de esta situación se encuentra en refs 3 & 4. Es una ventaja el desechar las bolsas y que éstas se degraden en los botaderos, y estudios repetitivos han demostrado que los productos con filmes de polietileno que contienen TDPA se degradan relativamente rápido en los botaderos. Por ejemplo, filmes hechos con mezclas de LLDPE/LDPE han demostrado pasar por una oxidación significativa con la resultante fragmentación como resultado de haber sido sepultadas dos metros bajo la superficie en rellenos sanitarios en China y en Canadá durante varios meses de invierno – solo aquelos filmes que contenían TDPA™ (ref 5). Además, los efectos del entierro en los botaderos (un sitio en el Reino Unido) por 10 meses de film LDPE con y sin TDPA™ pro-degradante son aun mas espectaculares (ref. 1, 2, 6). No hay cambios en los films TDPA™-PE sin enterrar o en los firmes control enterrados y sin enterrar. La Mw de los filmes TDPA™-PE recuperados había disminuido de un valor inicial de 115,000 a 4,250. A este bajo valor, los fragmentos plásticos oxidizados están listos para biodegradarse.

Existe una actividad microbiana significativa en botaderos debido al alto contenido de carbono del material en la basura sólida municipal (MSW), y la ubicuidad de microorganismos y humedad. No puede esperarse operar botaderos como “tumbas secas” cuando se esta agregando desechos de alimentos y múltiples materiales de celulosa a la fase activa. En la superficie y en muchos metros debajo habrá suficiente oxígeno y agua para que se presente la biodegradación de la materia orgánica. Una amplia gama de especies de hongos y bacterias aeróbicas convertirán el carbono en dióxido de carbono. Un limitante a esta actividad serán las bolsas plásticas imperecederas, hojas y filmes que previenen el movimiento libre de gases y líquidos a través de la masa de basura orgánica que esta contenida en o “protegida” por este plástico ordinario. Después de un tiempo (meses, años) el MSW que está muy por debajo de la superficie o de la fase activa no tendrá una alimentación adecuada de oxígeno y agua para mantener los aerobes. Entonces cualquier bacteria anaeróbica presente convertirá (mucho mas lentamente) el carbono presente en el material orgánico remanente en metano, el cual es 24.5 veces mas potente como un gas invernadero de lo que es el dióxido de carbono. Esto nos lleva a que hay ventajas, ambientales y comerciales para promover la rápida biodegradación aeróbica, mientras haya suficiente oxígeno y agua en los niveles superiores de la MSW en el relleno. Una forma simple y económica de realizar esto es utilizando TDPA™ – como base en poliolefinas biodegradables en empaques, ya que la mayoría de los empaques son depositados en los rellenos sanitarios.

Bajo condiciones normales, la degradación de los filmes de polietileno con TDPA™ de EPI se iniciará aproximadamente treinta días después de ser depositados en los botaderos sanitarios (ref. 3). Este período de inicio de la degradación puede ser tan corto como dos semanas bajo condiciones ideales o puede ser tan largo como varios meses bajo condiciones de humedad y bajas temperaturas. La fragmentación de los filmes, bolsas y otros contenedores se presentará después de la oxidación abiótica, ayudada por el inevitable estrés mecánico (por ej. el equipo de compactación) en el ambiente del botadero. Esto permitirá la libre circulación de agua y aire a través de los niveles superiores de la masa de basura por algún tiempo: meses por lo menos, quizás un año o mas y los materiales orgánicos listos para biodegradarse en la masa de basura sólida MSW serán bioasimilados por los microorganismos aeróbicos. Esta relativamente rápida conversión reducirá el volumen de basura y esto prolongará la vida útil del botadero. Obviamente, con tanto material bioasimilado durante la fase aeróbica, habrá mucho menos material que pasará por la degradación anaeróbica más lenta que produce metano que es mas dañino. Más aún, el lugar, después de rellenarse y compactarse, estará listo mucho antes para ser utilizado para otros propósitos como campos de recreación.

Referencias

1. E Chielini, A. Corti and G. Swift, “Biodegradation of thermally oxidized, fragmented low density polyethylenes,” Polymer Degradation and Stability, 81, pp.341-351, 2003.
2. E Chielini, A. Corti, S. D. Antone and R. Baciu, “Oxo-biodegradable carbon backbone polymers – oxidative degradation of polyethylene under accelerated test conditions,” Polymer Degradation and Stability, vol.91, pp.2739-2747, 2006
3. G. Swift and D. M. Wiles, “Biodegradable and degradable polymers and plastics in landfill sites,” in Excyclopedia of Polymer Science and Technology, J.I. Krocchwitz (ed.) Hoboken, John Wiley and Sons, 2004.
4. D. M. Wiles in Biodegradable Polymers for Industrial Applications, Ray Smith (ed.) Cambridge Woodland Publishing (CRC Press) chapter 16, pp.437-450, 2005.
5. G. Scott and D. M. Wiles, “Degradable Hydrocarbon polymers in waste and litter control,”in Degradable Ploymers: Principals and Applications, 2nd ed. G. Scott (ed.) Dordrecht, Kluwer Academic Publishers, pp.454-457, 2002
6. N.C. Billingham, M. Bonora and D. De Corte, “Environmentally degradable plastics based on oxo-biodegradation of conventional polyolefins,” in Proceedings of the 7th World Conference on Biodegradable Polymers and Plastics, Pisa, June 4-8, 2002.