Implementación del método estándar ASTM D5338 a escala laboratorio para evaluar la biodegradabilidad de materiales poliméricos

Abstract

El objetivo principal de este trabajo fue implementar el método estándar ASTM D5338 a escala laboratorio para evaluar la biodegradabilidad de materiales poliméricos bajo condiciones controladas de compostaje y poder aplicarlo en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. Para esto se realizó el dimensionamiento y esquematización del equipo necesario según los estándares de la norma y se desarrolló una metodología que pudiera ser replicada, integrado por los siguientes equipos: flujómetros, frascos de sistema de biodegradación, frascos captadores de CO2, sensores medidores de dióxido de carbono y un baño térmico. Además, se verifico el método con un polímero certificado como biodegradable y se determinó la biodegradabilidad de un polímero identificado de esa forma. En el caso del material certificado, el papel periódico alcanzó un 82.6% (m/m) de biodegradabilidad, mientras que la bolsa etiquetada como biodegradable y compostable, no mostró degradación, lo que resalta la importancia de contar con sistemas de certificación estrictos para mejorar los controles al respecto. Por otro lado, se determinó que debe ajustarse el tiempo de compostaje dentro del sistema según los requerimientos de los materiales como en el caso del PHA que alcanzó 14.6% (m/m) de biodegradabilidad, pero en los últimos días, la producción de dióxido de carbono iba en aumento. A pesar del buen desempeño del sistema con las muestras analizada, se recomienda estudiar formas alternas de mantener la humedad dentro de los sistemas experimentales para asegurar el porcentaje de humedad en todo momento.

The main objective of the work was to implement the standard method ASTM D5338 at a laboratory scale to evaluate the biodegradability of polymeric materials under controlled composting conditions and apply it in the unit operations laboratory at Universidad del Valle de Guatemala. To achieve this, the necessary equipment was sized and outlined according to the standards of the method, and a replicable methodology was developed, including the following equipment: flow meters, biodegradation system jars, CO2 capture jars, carbon dioxide sensors, and a thermal bath. Additionally, the method was verified with a polymer certified as biodegradable, and the biodegradability of a polymer identified as such was determined. In the case of the certified material, newspaper reached 82.6% (m/m) biodegradability, while the bag labeled as biodegradable and compostable showed no degradation, highlighting the importance of strict certification systems to improve controls in this regard. Furthermore, it was determined that the composting time within the system should be adjusted according to the requirements of the materials, as in the case of PHA, which reached 14.6% (m/m) biodegradability, but carbon dioxide production was increasing in the final days. Despite the system’s good performance with the analyzed samples, it is recommended to study alternative ways to maintain humidity within the experimental systems to ensure the moisture percentage at all times.