ASTM D5338 Determinación de la biodegradación aeróbica de materiales plásticos en condiciones controladas de compostaje

La norma “ASTM D5338 Método de prueba estándar para determinar la biodegradación aeróbica de materiales plásticos en condiciones de compostaje controlado, incluidas temperaturas termófilas” desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un método de prueba para determinar el grado y la tasa de biodegradación aeróbica de materiales plásticos expuestos a un entorno de compostaje controlado a temperaturas termófilas en condiciones de laboratorio.

Este método de prueba está diseñado para obtener resultados repetibles y reproducibles en condiciones controladas que imitan las condiciones de compostaje, donde se alcanzan temperaturas termófilas. Los materiales de prueba se exponen a un inóculo derivado de compost de residuos sólidos urbanos. El compostaje aeróbico se realiza en un entorno donde la temperatura, la aireación y la humedad se controlan rigurosamente.

Durante el compostaje, las temperaturas termófilas se alcanzan con mayor facilidad en instalaciones a gran escala gestionadas profesionalmente. Sin embargo, estas temperaturas también se pueden lograr en unidades de compostaje residenciales más pequeñas, a menudo denominadas compostaje doméstico o de traspatio.

Este método de prueba está diseñado para determinar el porcentaje de carbono en la muestra que se convierte en dióxido de carbono. También se monitorea la tasa de biodegradación. Este método de prueba está diseñado para ser aplicable a todos los materiales plásticos destinados al compostaje en instalaciones que alcanzan temperaturas termófilas.

La biodegradación del plástico en una unidad de compostaje es importante porque puede afectar la descomposición de otros materiales circundantes, así como la calidad y el aspecto del material compostado. La biodegradación de plásticos también permite su eliminación segura mediante grandes instalaciones de compostaje gestionadas profesionalmente y unidades residenciales bien gestionadas, donde se alcanzan temperaturas termófilas. Este procedimiento se desarrolló para determinar la tasa y el grado de biodegradabilidad aeróbica de los productos plásticos al someterse a un proceso de compostaje controlado.

Debido a la amplia variedad de instalaciones de compostaje en cuanto a construcción y operación, y a la diversidad de requisitos legales para los sistemas de compostaje, este procedimiento no pretende simular el entorno de un sistema de compostaje específico. Sin embargo, se espera que imite el entorno de una operación de compostaje que opera en condiciones óptimas que alcanzan temperaturas termófilas. Más específicamente, este procedimiento busca crear un entorno de laboratorio estándar que permita la determinación rápida y reproducible de la biodegradabilidad aeróbica en condiciones controladas de compostaje.

La norma ASTM D5338 es un método de prueba crítico diseñado para evaluar la biodegradación aeróbica de materiales plásticos en condiciones controladas de compostaje. Esta norma se utiliza ampliamente para evaluar el impacto ambiental de los plásticos destinados al compostaje, especialmente en instalaciones municipales o industriales. Al simular un entorno de compostaje controlado a temperaturas termófilas, esta norma proporciona resultados reproducibles para determinar el grado y la velocidad de la biodegradación.

En resumen, este método mide la eficacia de la degradación de los materiales plásticos mediante procesos aeróbicos en un entorno de compostaje controlado. Esta norma es equivalente a la ISO 14855 "Determinación de la biodegradabilidad aeróbica final de materiales plásticos en condiciones controladas de compostaje: Método para el análisis del dióxido de carbono desprendido" y es un componente clave de la norma ASTM D6400 para plásticos compostables, reconocida por organismos reguladores y gubernamentales por sus declaraciones de biodegradabilidad.

Los principales objetivos de esta norma son:

• Medición de la biodegradación: cuantifica el grado y la tasa de biodegradación aeróbica midiendo la liberación de dióxido de carbono durante el proceso de compostaje.
• Simulación de condiciones de compostaje: imita entornos de compostaje óptimos, generalmente a temperaturas termófilas (58 grados) para evaluar el rendimiento del material en instalaciones de compostaje del mundo real.
• Garantizar la reproducibilidad: proporciona un método de laboratorio estándar para garantizar resultados de pruebas consistentes y confiables.

El método de prueba estándar ASTM D5338 implica la exposición de materiales plásticos a un ambiente de compostaje controlado utilizando un inóculo derivado de compost de residuos sólidos urbanos. El proceso se supervisa cuidadosamente para garantizar condiciones óptimas de temperatura, ventilación y humedad. Los componentes clave de la metodología son:

• Materiales de prueba:
  • Elementos de prueba: Aplicables a todos los materiales plásticos destinados al compostaje, incluidas películas, gránulos, polvos o productos moldeados como huesos de perro.
  • Contenido de carbono orgánico: Para calcular la producción teórica de dióxido de carbono, es necesario conocer el contenido de carbono orgánico del material de prueba. Este puede determinarse mediante análisis elemental o una fórmula de muestra.

Se realizan las siguientes comprobaciones:

• Control positivo: se utiliza un polímero biodegradable bien definido, como celulosa microcristalina de grado cromatografía de capa fina (tamaño de partícula de hasta 20 µm), para validar la configuración de la prueba.
• Control negativo: Un material no biodegradable como el polietileno asegura la especificidad del proceso de biodegradación.
• Control en blanco: solo se utiliza el inóculo para medir la producción de dióxido de carbono de referencia.

• Inóculo: Se obtiene a partir de compost bien aireado (de 2 a 4 meses de antigüedad) procedente de residuos sólidos urbanos, tamizado a un máximo de 10 mm y libre de materiales inertes de gran tamaño, como vidrio o piedras. Se utilizan aproximadamente 600 g de sólidos secos.
• Dosificación de la sustancia de prueba: normalmente se mezclan 100 g de sólido seco de la sustancia de prueba con el inóculo.
• Tamaño del reactor: Los contenedores de compost tienen preferiblemente una capacidad de 2 a 5 litros y no deben llenarse más de tres cuartas partes con la mezcla de prueba para garantizar una aireación adecuada.
• Número de reactores: Se utilizan al menos 12 reactores: 3 para la sustancia de prueba, 3 para el control en blanco, 3 para el control positivo y 3 para el control negativo.

• Temperatura: Se mantiene a 58 grados para simular condiciones de compostaje termófilo.
• Ventilación y humedad: vigiladas y controladas de cerca para optimizar la actividad microbiana.
• Mezcla: El compost se mezcla semanalmente para evitar la canalización y garantizar un ataque microbiano uniforme en el material de prueba.
• Duración: Normalmente 45 días, pero puede extenderse hasta 180 días dependiendo de las propiedades del material y los requisitos de prueba.

• Evolución del dióxido de carbono: la biodegradación se mide midiendo la producción de dióxido de carbono, generalmente mediante respirometría con un dispositivo eliminador de dióxido de carbono, un equipo de titulación o, para mediciones más frecuentes (cada 3 a 6 horas), cromatografía de gases.
• Porcentaje de biodegradación: Calculado según la fórmula dada en la norma.

La norma ASTM D5338 se considera importante por las siguientes razones:

• Cumplimiento ambiental: los fabricantes respaldan sus afirmaciones respetuosas con el medio ambiente garantizando que sus productos cumplen los requisitos legales de compostabilidad.
• Confianza del consumidor: La certificación ASTM D5338, parte de la norma ASTM D6400, asegura a los consumidores que los productos se biodegradarán en instalaciones de compostaje, reduciendo el impacto ambiental.
• I+D: Promueve la innovación en materiales sustentables al proporcionar un método estándar para desarrollar y probar nuevos plásticos biodegradables.
• Calidad del compost: La biodegradación de plásticos en las unidades de compost evita la descomposición de otra materia orgánica, lo que da como resultado un compost de alta calidad.

Como resultado, la norma ASTM D5338 es una herramienta vital para evaluar la biodegradación aeróbica de materiales plásticos en entornos de compostaje controlado. Al proporcionar un método estandarizado y reproducible para medir las emisiones de dióxido de carbono, impulsa el desarrollo de plásticos sostenibles, garantiza el cumplimiento normativo y aumenta la confianza del consumidor en los productos compostables. Si bien presenta limitaciones para simular instalaciones de compostaje específicas, su papel en las pruebas de rendimiento ambiental y la innovación en materiales biodegradables es innegable. Fabricantes, investigadores y organismos reguladores confían en la norma ASTM D5338 para impulsar la adopción de plásticos respetuosos con el medio ambiente en un mundo cada vez más centrado en la sostenibilidad.

Nuestra organización, con una larga trayectoria de servicio y un meticuloso seguimiento de los avances científicos y tecnológicos globales, cuenta con un equipo de profesionales experimentados y una amplia infraestructura para realizar pruebas, mediciones y análisis en una amplia gama de áreas para empresas de todos los sectores. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de acuerdo con la norma ASTM D5338, Método de Prueba Estándar para la Determinación de la Biodegradación Aeróbica de Materiales Plásticos en Condiciones Controladas de Compostaje, Incluyendo Temperaturas Termófilas.