Produção, otimização e caracterização de bioplásticos a partir do amido da mandioca (Manihot esculenta)

Abstract

RESUMO

A crise ambiental global decorrente do descarte inadequado de polímeros de origem fóssil intensificou a busca por alternativas biodegradáveis e renováveis. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre produção e caracterização de bioplásticos produzidos a partir do amido de mandioca (Manihot esculenta) proveniente de um território de excelência agrícola em Santana do Maranhão. O objetivo central foi determinar a influência da concentração de glicerina adicionada ao amido da mandioca nas propriedades finais do material. A metodologia envolveu ensaios com variações controladas do plastificante entre 10% e 35%, visando a estabilização da matriz polimérica. Os resultados indicaram que a amostra contendo 20% de glicerina atingiu o ponto ótimo de plastificação, exibindo resistência mecânica equilibrada e alta flexibilidade, com alongamento superior. A análise por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) ratificou a eficácia das interações moleculares por ligações de hidrogênio entre o amido e o plastificante. Adicionalmente, testes de enterramento em solo e ensaios de fitotoxicidade confirmaram a rápida decomposição do filme sem danos ambientais, validando a sustentabilidade do material. Estes resultados demonstram que o amido de mandioca (Manihot esculenta), oriundo de Santana do Maranhão, constitui uma matriz polimérica viável para a produção de bioplásticos com potencial aplicação sustentável coerentes com os princípios da Química Verde. A variação controlada da concentração de glicerina mostrou-se determinante para as propriedades finais do material, evidenciando que a plastificação adequada é um fator crítico para o desempenho mecânico e funcional dos filmes produzidos. ABSTRACT

The global environmental crisis resulting from the improper disposal of fossil-based polymers has intensified the search for biodegradable and renewable alternatives. This study presents the results of research on the production and characterization of bioplastics produced from cassava starch (Manihot esculenta) sourced from a territory of agricultural excellence in Santana do Maranhão. The central objective was to determine the influence of the concentration of glycerin added to the cassava starch on the final properties of the material. The methodology involved assays with controlled variations of the plasticizer between 10% and 35%, aiming at the stabilization of the polymer matrix. The results indicated that the sample containing 20% glycerin reached the optimum plasticization point, exhibiting balanced mechanical strength and high flexibility, with superior elongation. Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis confirmed the effectiveness of intermolecular interactions through hydrogen bonding between the starch and the plasticizer. Additionally, soil burial tests and phytotoxicity assays confirmed the rapid decomposition of the film without environmental damage, validating the material's sustainability. These results demonstrate that cassava starch (Manihot esculenta) from Santana do Maranhão constitutes a viable polymer matrix for the production of bioplastics with potential sustainable applications consistent with the principles of Green Chemistry. The controlled variation of glycerin concentration proved to be decisive for the final properties of the material, evidencing that adequate plasticization is a critical factor for the mechanical and functional performance of the produced films.