Modelado cinético de datos de biodegradabilidad de polímeros comerciales obtenidos en condiciones de compostaje aeróbico
Autores: Rossetti, Ilenia; Conte, Francesco; Ramis, Gianguido
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado cinético de datos de biodegradabilidad de polímeros comerciales obtenidos en condiciones de compostaje aeróbico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Métodos
Datos cinéticos
Biodegradación
Materiales plásticos
Compost
Modelos cinéticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Se discuten de manera comparativa los métodos para tratar los datos cinéticos de la biodegradación de diferentes materiales plásticos. Diferentes muestras de formulados comerciales fueron probadas para la biodegradación aeróbica en compost, siguiendo la norma ISO14855. A partir de los datos crudos, se elaboraron las entradas de conversión vs. tiempo utilizando modelos cinéticos relativamente simples, como las ecuaciones cinéticas integradas de orden cero, primero y segundo, a través del modelo de Wilkinson, o utilizando un enfoque de Michaelis Menten, que fue reportado previamente en la literatura. Los resultados fueron validados con los datos experimentales y permitieron el cálculo del tiempo para la mitad degradación del sustrato y, por extrapolación, la estimación del tiempo final de biodegradación para todos los materiales probados. En particular, el enfoque de Michaelis Menten falla al describir todas las cinéticas reportadas, así como las cinéticas de orden cero y segundo. El patrón de biodegradación de una muestra se describió en detalle a través de una cinética de primer orden simple. En contraste, otros sustratos siguieron un camino más complejo, con una degradación parcial rápida, que luego se ralentizó. Por lo tanto, se necesitó una interpolación cinética más conservadora. Se discuten los diferentes patrones posibles, con una guía para la aplicación del modelo cinético más adecuado.
Descripción
Se discuten de manera comparativa los métodos para tratar los datos cinéticos de la biodegradación de diferentes materiales plásticos. Diferentes muestras de formulados comerciales fueron probadas para la biodegradación aeróbica en compost, siguiendo la norma ISO14855. A partir de los datos crudos, se elaboraron las entradas de conversión vs. tiempo utilizando modelos cinéticos relativamente simples, como las ecuaciones cinéticas integradas de orden cero, primero y segundo, a través del modelo de Wilkinson, o utilizando un enfoque de Michaelis Menten, que fue reportado previamente en la literatura. Los resultados fueron validados con los datos experimentales y permitieron el cálculo del tiempo para la mitad degradación del sustrato y, por extrapolación, la estimación del tiempo final de biodegradación para todos los materiales probados. En particular, el enfoque de Michaelis Menten falla al describir todas las cinéticas reportadas, así como las cinéticas de orden cero y segundo. El patrón de biodegradación de una muestra se describió en detalle a través de una cinética de primer orden simple. En contraste, otros sustratos siguieron un camino más complejo, con una degradación parcial rápida, que luego se ralentizó. Por lo tanto, se necesitó una interpolación cinética más conservadora. Se discuten los diferentes patrones posibles, con una guía para la aplicación del modelo cinético más adecuado.