ASTM D5338 Determinação da biodegradação aeróbica de materiais plásticos sob condições controladas de compostagem

O padrão “Método de teste padrão ASTM D5338 para determinar a biodegradação aeróbica de materiais plásticos sob condições controladas de compostagem, incluindo temperaturas termofílicas” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste para determinar o grau e a taxa de biodegradação aeróbica de materiais plásticos expostos a um ambiente de compostagem controlado em temperaturas termofílicas em condições de laboratório.

Este método de teste foi desenvolvido para obter resultados repetíveis e reproduzíveis sob condições controladas que imitam as condições de compostagem, onde temperaturas termofílicas são alcançadas. Os materiais de teste são expostos a um inóculo derivado de composto proveniente de resíduos sólidos urbanos. A compostagem aeróbica ocorre em um ambiente onde a temperatura, a aeração e a umidade são monitoradas e controladas de perto.

Durante a compostagem, temperaturas termofílicas são mais facilmente alcançadas em instalações de grande porte e gerenciadas profissionalmente. No entanto, tais temperaturas também podem ser alcançadas em unidades de compostagem residenciais menores, frequentemente chamadas de compostagem de quintal ou doméstica.

Este método de teste foi desenvolvido para determinar a porcentagem de carbono na amostra que é convertida em dióxido de carbono. A taxa de biodegradação também é monitorada. Este método de teste foi desenvolvido para ser aplicável a todos os materiais plásticos destinados à compostagem em instalações que atinjam temperaturas termofílicas.

A biodegradação do plástico em uma unidade de compostagem é importante porque pode afetar a decomposição de outros materiais circundados pelo plástico e a qualidade e a aparência do material compostado. A biodegradação de plásticos também permite o descarte seguro desses plásticos em grandes instalações de compostagem gerenciadas profissionalmente e em unidades residenciais bem administradas, onde temperaturas termofílicas são alcançadas. Este procedimento foi desenvolvido para permitir a determinação da taxa e do grau de biodegradabilidade aeróbica de produtos plásticos quando submetidos a um processo de compostagem controlado.

Como as instalações de compostagem variam amplamente em termos de construção e operação, e como os requisitos legais para sistemas de compostagem variam, este procedimento não se destina a simular o ambiente de um sistema de compostagem específico. No entanto, espera-se que ele simule o ambiente de uma operação de compostagem operando em condições ideais que atinjam temperaturas termofílicas. Mais especificamente, este procedimento visa criar um ambiente laboratorial padrão que permita a determinação rápida e reprodutível da biodegradabilidade aeróbica em condições controladas de compostagem.

A ASTM D5338 é um método de ensaio crítico desenvolvido para avaliar a biodegradação aeróbica de materiais plásticos sob condições controladas de compostagem. Esta norma é amplamente utilizada para avaliar o impacto ambiental de plásticos destinados à compostagem, particularmente em instalações municipais ou industriais. Ao simular um ambiente de compostagem controlado em temperaturas termofílicas, esta norma fornece resultados reprodutíveis para determinar a extensão e a taxa de biodegradação.

Em resumo, este método mede a eficácia da degradação de materiais plásticos por meio de processos aeróbicos em um ambiente de compostagem controlado. Esta norma é equivalente à ISO 14855 "Determinação da biodegradabilidade aeróbica final de materiais plásticos sob condições controladas de compostagem — Método para análise do dióxido de carbono liberado" e é um componente essencial da norma ASTM D6400 para plásticos compostáveis, reconhecida por órgãos reguladores e governamentais por suas alegações de biodegradabilidade.

Os principais objetivos desta norma são:

• Medição da biodegradação: quantifica o grau e a taxa de biodegradação aeróbica medindo a liberação de dióxido de carbono durante o processo de compostagem.
• Simulação de condições de compostagem: imita ambientes de compostagem ideais, normalmente em temperaturas termofílicas (58 graus) para avaliar o desempenho do material em instalações de compostagem do mundo real.
• Garantindo a reprodutibilidade: Fornece um método de laboratório padrão para garantir resultados de testes consistentes e confiáveis.

O método de teste padrão ASTM D5338 envolve a exposição de materiais plásticos a um ambiente de compostagem controlado, utilizando um inóculo derivado de composto de resíduos sólidos urbanos. O processo é monitorado cuidadosamente para garantir condições ideais de temperatura, ventilação e umidade. Os principais componentes da metodologia são:

• Materiais de teste:
  • Itens de teste: Aplicável a todos os materiais plásticos destinados à compostagem, incluindo filmes, grânulos, pós ou produtos moldados, como ossos de cachorro.
  • Teor de carbono orgânico: O cálculo da produção teórica de dióxido de carbono requer o conhecimento do teor de carbono orgânico do material de teste. Este pode ser determinado por análise elementar ou por uma fórmula de amostra.

As seguintes verificações são realizadas:

• Controle positivo: Um polímero biodegradável bem definido, como celulose microcristalina de grau de cromatografia em camada fina (tamanho de partícula de até 20 µm), é usado para validar a configuração do teste.
• Controle negativo: Um material não biodegradável, como o polietileno, garante a especificidade do processo de biodegradação.
• Controle em branco: Somente o inóculo é usado para medir a produção basal de dióxido de carbono.

• Inóculo: Obtido a partir de composto bem aerado (2 a 4 meses de idade) proveniente de resíduos sólidos urbanos, peneirado até um máximo de 10 mm e isento de materiais inertes de grande porte, como vidro ou pedras. São utilizados aproximadamente 600 g de sólidos secos.
• Dosagem da substância de teste: Normalmente, 100 g de sólido seco da substância de teste são misturados ao inóculo.
• Tamanho do reator: Os recipientes de compostagem devem ter de preferência de 2 a 5 litros e não devem estar mais do que três quartos cheios com a mistura de teste para garantir aeração adequada.
• Número de reatores: São utilizados pelo menos 12 reatores: 3 para a substância de teste, 3 para o controle em branco, 3 para o controle positivo e 3 para o controle negativo.

• Temperatura: Mantida a 58 graus para simular condições de compostagem termofílica.
• Ventilação e umidade: monitoradas e controladas de perto para otimizar a atividade microbiana.
• Mistura: O composto é misturado semanalmente para evitar canalização e garantir um ataque microbiano uniforme no material de teste.
• Duração: Normalmente 45 dias, mas pode ser estendido para até 180 dias, dependendo das propriedades do material e dos requisitos de teste.

• Evolução de dióxido de carbono: A biodegradação é medida pela medição da produção de dióxido de carbono, geralmente usando respirometria com um dispositivo de remoção de dióxido de carbono, equipamento de titulação ou, para medições mais frequentes (a cada 3–6 horas), cromatografia gasosa.
• Porcentagem de biodegradação: Calculada de acordo com a fórmula fornecida na norma.

A norma ASTM D5338 é considerada importante pelos seguintes motivos:

• Conformidade ambiental: os fabricantes comprovam suas alegações de respeito ao meio ambiente garantindo que seus produtos atendam aos requisitos legais de compostabilidade.
• Confiança do consumidor: a certificação ASTM D5338, parte da norma ASTM D6400, garante aos consumidores que os produtos serão biodegradados em instalações de compostagem, reduzindo o impacto ambiental.
• P&D: Promove inovação em materiais sustentáveis, fornecendo um método padrão para desenvolver e testar novos plásticos biodegradáveis.
• Qualidade do composto: A biodegradação de plásticos em unidades de compostagem evita a decomposição de outras matérias orgânicas, resultando em um composto de alta qualidade.

Como resultado, a norma ASTM D5338 é uma ferramenta vital para avaliar a biodegradação aeróbica de materiais plásticos em ambientes de compostagem controlada. Ao fornecer um método padronizado e reprodutível para medir as emissões de dióxido de carbono, ela apoia o desenvolvimento de plásticos sustentáveis, garante a conformidade regulatória e aumenta a confiança do consumidor em produtos compostáveis. Embora tenha limitações na simulação de instalações de compostagem específicas, seu papel em testes de desempenho ambiental e inovação em materiais biodegradáveis ​​é inegável. Fabricantes, pesquisadores e reguladores confiam na norma ASTM D5338 para promover a adoção de plásticos ecologicamente corretos em um mundo cada vez mais focado na sustentabilidade.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, emprega uma equipe de profissionais experientes e uma ampla infraestrutura para realizar testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores. Nesse contexto, também fornecemos serviços de teste em conformidade com a norma ASTM D5338 - Método de Teste Padrão para Determinação da Biodegradação Aeróbica de Materiais Plásticos sob Condições Controladas de Compostagem, Incluindo Temperaturas Termofílicas.