Glosar de termeni privind

MATERIALELE PLASTICE SUSTENABILE

DEX (Dictionar explicativ al limbii Române): SUSTENABILITATE(‹ engl. sustainable)

Calitate a unei activităţi antropice de a se desfăşura fără a epuiza resursele disponibile şi fără a distruge mediul, deci fără a compromite posibilităţile de satisfacere a nevoilor generaţiilor următoare. Conferinţa mondială asupra mediului de la Rio de Janeiro din 1992 a acordat o atenţie deosebită acestui concept, care implică stabilirea unui echilibru între creşterea economică şi protecţia mediului şi găsirea de resurse alternative.

Când se referă la dezvoltarea economică de ansamblu a unei ţări sau regiuni, este de obicei preferat termenul sinonim “dezvoltare durabilă”.

Polimer – macromoleculă compusă din multe unităţi structurale.
Un polimer (poly-mer din limba Greacă: poly – multi, meros - părţi) este considerat în mod normal un compus organic, deşi se cunosc şi polimeri anorganici. Polimerii pot conţine mii de unităţi structurale (rezultate din monomeri) aranjate în mod liniar sau ramificat şi pot atinge mase moleculare peste un milion Dalton (Dalton = g/mol).

Polimerii se găsesc în natură (naturali) sau sunt obţinuţi în laborator (artificiali, sintetici). Polimerii naturali (=biopolimeri) sunt constituenţii specifici şi cruciali pentru organismele vii. Sunt în principal polizaharide (de ex. celuloză, amidon, glicogen) şi proteine (de ex. gluten, colagen, enzime), deşi sunt cunoscute şi alte forme ca lignina sau poliesterii. Polimerii obţinuti în laborator alcătuiesc un grup divers şi larg de compuşi care nu se găsesc în natură. Aceştia sunt sintetizaţi prin metode chimice sau biochimice. Producţia anuală globală de polimeri sintetici a fost estimată la 230 milioane tone în 2009 (Plastics – The Facts 2010).
Principala utilizare a polimerilor sintetici este în producerea materialelor plastice.
Polimerii se disting de materialele plastice pentru că sunt compuşi puri, în timp ce materialele plastice sunt materiale obţinute/formulate pentru utilizare directă.

Formulare simplificată:

O analogie simplificată cu unei catene polimere liniare este un colier de perle compus din perle individuale (ca unităţile structurale) aranjate într-o formă liniară.

Biopolimer – polimer format de un organism viu. *
Biopolimeri ( = polimeri naturali) sunt constituenţii de bază ai organismelor vii (incluzând proteine, acizi nucleici şi polizaharide). Sunt în principal polizaharide (de ex. celuloză, amidon, glicogen) şiproteine(de ex. gluten, colagen, enzime), deşi sunt cunoscute şi alte forme ca lignina sau poliesterii etc.
Alternativa 1: polimer constituit total sau parţial din produse bio (CEN/TR 15932:2009)
* Adaptat pe baza: PAC, 1992, 64, 143 (Glosar de termeni pentru chimişti utilizat în biotehnologie (Recomandare IUPAC 1992), definiţie pagina 148.

Plastic – material pe bază de polimeri caracterizat prin plasticitate.
Principalul component al unui material plastic (din Greacă: plastikos – potrivit pentru turnare, plastos – turnat) este un polimer “component principal al unei recepturi (dex: formulă de compoziție a unui material plasticsau formulat) prin adiţia de aditivi şi/sau materiale de umplutură (fileri – dex: Material pulverulent (praf de calcar, de var stins, negru de fum etc.) folosit pentru a mări consistența, adezivitatea și stabilitatea termică a unor materiale.) pentru a obţine un material tehnologic – un plastic.
Materialele plastice sunt definite prin plasticitatea lor – o stare de lichid vâscos format la un anumit moment în timpul prelucrării.
Conform cu EN ISO 472: Plastic – material care conţine ca ingredient esenţial un polimer cu masă moleculară medie mare şi care la un anumit moment al prelucrării poate fi turnat prin curgere în produse finale.

Biodegradare – distrugere a unei substanţe printr-o activitate biologică.

Biodegradarea trebuie să implice acţiunea unor organisme vii în procesul de degradare, deşi poate fi combinată cu alte procese abiotice. Biodegradarea apare prin acţiunea enzimelor aplicate fie ca şi sisteme digestive în organisemele vii şi/sau enzime izolate sau excretate (dex: A elimina prin excreție, a evacua din organism, în urma proceselor biochimice, substanțe devenite inutile sau vătămătoare). Organismele acţionează pentru biodegradarea substratelor pe care le recunosc drept hrană şi servesc ca o sursă de nutrienţi.
Produşii finali de biodegradare sunt produşi comuni ai digestiei, ca de exemplu bioxidul de carbon, apă, biomasă sau metan. Această etapă finală este cunoscută sub numele de biodegradabilitate finală sau mineralizare biologică.

Pentru scopuri practice trebuie cunoscute viteza de biodegradare şi produşii finali de biodegradare.

Material plastic biodegradabil – material plastic susceptibil la biodegradare.

Procesul de degradare a materialelor plastice biodegradabile poate include diferite etape paralele sau consecutive abiotice sau biotice, totuşi trebuie să conţină şi etapa de mineralizare biologică.
Biodegradarea unui material plastic are loc dacă materialul organic este utilizat ca o sursă de nutrienţi de către sistemul biologic (organism).
Materialele plastice biodegradabile pot conţine biomasă regenerabilă (de exemplu amidon) sau materii prime fosile neregenerabile prelucrate într-un proces chimic sau biotehnologic. Sursa sau procesul prin care se produc materialele plastice biodegradabile nu influenţează clasificarea acestora drept materiale biodegradabile.
Viteza de biodegradare a unui produs din material plastic depinde în plus de formula de compoziţie (receptura) specifică a acestuia, de raportul suprafaţă/volum, de ex. grosimea, etc.

Formulare simplificată:
Microorganismele recunosc materialele plastice biodegradabile drept hrană şi astfel le consumă şi digeră.

Material plastic compostabil – material plastic care se biodegradează în condiţiile şi in perioada unui ciclu de compostare.
Compostarea este o metodă de tratament a deşeurilor organice în condiţii aerobe (în prezenţa oxigenului) în care materialul organic este convertit de către microorganismele apărute natural. In timpul compostării industriale, temperatura din incăperea de compostare poate atinge valori de pâna la 70 °C. Compostarea are loc în condiţii umede, iar procesul de compostare durează luni de zile. Este importantă înţelegerea faptului că un material plastic biodegradabil nu este în mod  necesar şi compostabil (se poate degrada după o perioadă mai lungă de timp sau în condiţii diferite), în timp ce un material plastic compostabil este întotdeauna biodegradabil. Definirea criteriilor pentru materialele plastice compostabile este importantă deoarece materialele care nu sunt compatibile cu compostarea pot scădea calitatea finală a compostului.
Materialele plastice compostabile sunt definite de o serie de standarde naţionale şi internaţionale (de exemplu EN13432, ASTM D-6900), care se referă la compostarea industrială. EN13432 defineşte caracteristicile necesare pentru ca un material de ambalare să fie recunoscut drept compostabil şi acceptabil pentru a fi reciclat prin compostarea deşeurilor organice solide. EN 14995:2006 lărgeşte applicabilitatea materialelor plastice utilizate în alte scopuri decât în ambalaje. Aceste standarde sunt baza unor sisteme de certificare.
Conform EN 13432, un material compostabil trebuie să aibă următoarele caracteristici:
 •Biodegradabilitate: capacitatea unui material compostabil de a fi convertit în CO2 sub acţiunea microorganismelor. Această proprietate este cuantificată cu ajutorul standardului EN 14046 (publicat şi ca ISO 14855 - biodegradabilitatea în condiţii controlate de compostare). Pentru a demonstra biodegradabilitatea completă, un procent de biodegradabilitate de cel puţin 90% trebuie atins în mai puţin de 6 luni.
 •Dezintegrabilitate: fragmentarea fizică şi pierderea vizibilităţii în compostul final măsurat într-un test de compostare la scală pilot (EN 14045)
 • Absenţa efectelor negative în procesul de compostare
 • Nivel scăzut de metale grele şi absenţa efectelor negative asupra compostului final  
Compostul domestic (menajer, din gospodării) diferă de cel industrial prin temperatura scăzută din camera de compostare. Un material plastic trebuie testat special pentru a dovedi compostabilitatea în condiţii de compostare menajeră.
Formulare simplificată:
Materialele plastice compostabile sunt biodegradabile în condiţii de compostare industrială.

Bioplastic – un material plastic biodegradabil, constituit din materiale bio sau ambele.*

Termenul din definiţia principală este larg folosit în industria materialelor plastice, dar mai puţin în comunitatea ştiinţifică.
Utilizare alternativă 1: se poate de asemenea referi la materiale plastice biocompatibile (CEN/TR 15932)
Utilizare alternativă 2: materiale plastice naturale. Sunt foarte puţine bioplastice cunoscute. Un exemplu principal îl constituie polihidroxialcanoaţii – poliesteri termoplastici naturali.

* European Bioplastics

Material bio-plastic – un material plastic constituit din biomasă (excluzând biomasa fosilizata)

Un material plastic poate fi total sau parţial constituit din biomasă (= resurse regenerabile). Folosirea resurselor recuperabile ar trebui să măreasca calitatea materialelor plastice sustenabile.
Deşi resursele fosile sunt naturale, ele nu sunt regenerabile, ca urmare materialele plastice provenite din acestea nu sunt considerate ca fiind pe bază bio. Pentru definirea extinderii la care un material plastic este bio se va consulta “Conţinutul de carbon bio”.
Materialele pe baza bio sunt deseori considerate ca biomateriale, deşi în cazul utilizării de către  profesionişti termenii nu sunt sinonimi (vezi secţiunea “Biomaterial”). Folosirea termenului “biomaterial” ca sinonim pentru “material constituit din resurse bio”  trebuie evitată.

Biomasa – material de origine biologică, provenit din resurse regenerabile; se exclud materialele fosile şi geologice, acestea nefiind regenerabile.

Termenii “biomasă” şi “resurse regenerabile” sunt similari din punctul de vedere al sursei şi al timpului de refacere completă a acesteia.
O resursa regenerabilă este o resursă care se reface cu o viteză comparabilă cu cea a utilizării acesteia.
Biomasa poate fi de origine animală, vegetală sau microbiană.

Pe baza bio – derivat (constituit) din biomasa.

Continutul de carbon bio – conţinutul de carbon rezultat din biomasă ca fracţie masică din carbonul total din material.

Conţinutul de carbon bio este determinat precis prin măsurarea conţinutului de isotop C14. (izotopul C14 are un timp de înjumătăţire de 5730 ani şi este mult mai mare în resursele regenerabile decât in cele fosile). Aceasta metodă stă la baza standardului ASTM D-6866: Metode standard de testare pentru determinarea conţinutului bio al probelor solide, lichide şi gazoase folosind analiza cu radiocarbon. Mai multe standarde pe această bază sunt în prezent în curs de elaborare.
Pentru materiale cu un conţinut bio variat sunt disponibile certificate şi logo-uri de certificare bazate pe ASTM D 6866-08.
Potrivit ASTM D 6866-08, termenul “conţinut bio” are acelaşi înteles. Termenul înrudit “conţinutul de biomasă” este definit ca fracţia de masă a materialului provenit din biomasă (CEN/TR 15932:2009).

Biomaterial – material pentru aplicaţii biomedicale

Definiţii stabilite de Societatea Internaţională pentru Biomateriale pot fi găsite la:
http://www.biomaterials.org/index.cfm

Sustenabilitate – un termen general ce descrie presiunea exercitată asupra unui proces sau produs datorată resurselor.

Sustenabilitatea este prezentată în două mari sensuri. In sens restrâns se focalizează exclusiv pe folosirea resurselor materiale şi de energie. In sens larg se consideră că sustenabilitatea conţine aspecte economice, sociale şi de resurse. Cel de-al doilea sens este privit ca mai puţin bine definit, datorită naturii arbitrare a parametrilor şi criteriilor folosite, în timp ce primul are un aspect mai curând tehnic.
Sustenabilitatea este descrisă uzual prin definiţia care a decurs din discuţiile purtate în decursul  conferinţei de la Rio asupra modificărilor climatice. Aceasta consideră sustenabilitatea ca fiind folosirea resurselor fără a compromite posibilităţile de satisfacere a nevoilor generaţiilor următoare. R. Baum a dat o altă definiţie, cu accent pe caracterul regenerabil al materialelor şi energiei: (Sun based in real-time.) referindu-se mai ales la soare, în timp real. Esenţa ambelor definiţii este că sustenabilitatea nu e compatibilă cu consumul exhaustiv şi epuizare resurselor. Cea de-a doua definiţie recunoaste soarele ca singura sursa de energie (necesara şi pentru crearea biomasei).

Instrumentele cheie identificate pentru evaluarea sustenabilităţii pot fi grupate în patru mari categorii:

1. Instrumente pentru guvernare sustenabilă (ex. GGP);

2. Metode şi instrumente pentru evaluarea impactului asupra mediului, economic şi social (ex. LCA);

3. Instrumente pentru managementul mediului şi certificare (ex. EMAS)

4. Instrumente pentru design (ex. Ecodesign; dex: Domeniu multidisciplinar interesat de ansamblul factorilor (social-economici, funcționali, tehnici, ergonomici, estetici etc.) care contribuie la aspectul și calitatea produsului de mare serie.)

Sustenabilitatea este de obicei determinată prin evaluarea ciclului de viaţă (LCA), care este o metodă sistematică şi obiectivă pentru evaluarea şi cuantificarea consecinţelor energetice şi de mediu, precum şi a impactului potenţial asociat unui produs/proces/activitate pe întregul ciclu de viaţă, de la achiziţionarea materialelor prime până la sfârşitul timpului de viaţă (conceptul: “from cradle to grave” - “de la leagăn la mormânt”). In tehnică se consideră că toate fazele procesului de producţie sunt legate între ele şi interdependente; astfel este posibil să se evalueze impactul cumulat asupra mediului. La nivel internaţional LCA este reglementat prin standardele ISO 14040 şi ISO 14044. LCA este instrumentul principal pentru a implementa ‘Gândirea asupra ciclului de viaţă’ (LCT). LCT este fundamental ca abordare culturală deoarece necesită considerarea întregului lanţ de producţie şi identificarea îmbunătăţirilor şi inovaţiilor ce pot fi aduse.

LCA este de asemenea cunoscută ca analiza ciclului de viaţă, ecobalanţa, analiza (“from cradle to grave”) “de la leagăn la mormânt”.

Formulare simplificată:

O descriere simplificată a sustenabilităţii referitoare la materiale poate fi găsită în exemplele următoare. Curgerea unui râu este un proces sustenabil. In teorie nu se epuizează niciodată şi va continua ani după ani. Spre comparaţie, mineritul este un exemplu de proces nesustenabil. După extragerea minereului, acesta va fi folosit până la epuizare şi nu va mai reapare niciodată.

Surse:
Plastics – The Facts 2010, European Plastics, 2010
http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

IUPAC.Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) creat de M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updatat (dex: informație curentă ) de A. Jenkins.
EN ISO 472 Plastics - Vocabulary
Technical report CEN/TR 15932: 2010 Plastics - Recommendation for terminology and characterisation of biopolymers and bioplastics, European Committee for Standardization, Brussels, March 24, 2010.
ASTM D883 - 11 Standard Terminology Relating to Plastics (including literature related to plastics terminology in Appendix X1)
EN 13193:2000 Packaging – Packaging and the environment – Terminology
EN 13432:2000 Packaging - Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation

EN 14995:2006 Plastics: Evaluation of compostability
Council of the European Union, Improving environmental policy instruments. Council conclusions, Brussels, 21 December 2010.