Transformación física, química y microbiológica de polietileno de baja densidad (PEBD) empleando plasma de oxígeno, fotocatálisis TiO2/UV y Pleurotus ostreatus

En este trabajo se propuso implementar la transformación de láminas de polietileno de baja densidad (PEBD), a través de un proceso fisicoquímico-microbiológico secuencial, que incluye la descarga de plasma de oxígeno, la fotocatálisis TiO2/UV y la colonización con Pleurotus ostreatus. A partir de láminas de PEBD de 3 cm2 y, después de su caracterización química y física preliminar, se sometieron a un pretratamiento con descargas de plasma luminiscente con gas Argón (Ar) y Oxígeno (O2), solos y en mezcla (1:1) con el objetivo de modificar las propiedades de hidrofobicidad del material. El mejor resultado, ligado a la hidrofobicidad, fue obtenido con O2 100 %, presión de 3.0x10-2 mbares y voltaje de 600 V. Con esas condiciones se sometieron las láminas de PEBD a un proceso de transformación fotocatalítica (fotocatálisis) TiO2/UV durante 300 horas. El tratamiento T1 (pH 4.5 y 1 gL-1 de TiO2) presentó los valores más significativos para la variable de respuesta peso e hidrofobicidad el cual fue escogido para la realización de una curva de degradación fotocatalítica a 400 horas. Los resultados mostraron que la degradación fotocatalítica generó huecos en la superficie del PEBD, mantuvo alta la hidrofilia y la rigidez del material, lo que demostró el efecto sinérgico entre los dos procesos. Las láminas de PEBD pretratadas con plasma de O2 se sometieron a un proceso de transformación biológica con el hongo Pleurotus ostreatus. Para seleccionar las condiciones que favorecieran la colonización del hongo y posterior biotransformación del PEBD, pretratado con plasma, se realizó un diseño experimental de tipo Plackett-Burman a 90 días, empleando agar Rhada semisólido modificado con láminas de PEBD y sobre ellas, un gramo de biomasa fúngica.
Después del periodo de incubación, las láminas de PEBD fueron retiradas del agar, sumergidas en agua para desprender biomasa y analizadas con las mismas variables de respuesta mencionadas anteriormente. El tratamiento T2 (glucosa 0.625gL-1, CuSO4 1.5 mM, ABTS 0.1 mM, pH 5.75) presentó los valores más bajos de hidrofobicidad (alta hidrofilia). Bajo este criterio, se realizó una curva de biotransformación a 150 días donde, aparte de las variables de respuesta empleadas en la descarga de plasma y la fotocatálisis, y también analizadas aquí, se estudió la actividad enzimática del hongo, su crecimiento y producción de pigmentos difusibles. Al exponer al hongo a PEBD previamente irradiado con plasma de O2, se observó alta actividad ligninolíticas y alta liberación de pigmentos tipo, lo que muestra el estrés metabólico de P. ostreatus al exponerlo al polímero. Igualmente, las imágenes de SEM revelaron una colonización del PEBD del 89 %. Por otra parte, las variables asociadas al PEBD, mostraron disminución en la hidrofobicidad y pequeños cambios en la estructura química, como la disminución de dobles enlaces y la aparición de algunos grupos polares, lo que sugiere que el tratamiento secuencial (descarga de plasma + P. ostreatus) generó una biotransformación parcial del material, la cual se soporta con la disminución de las bandas características del PEBD y la presencia de grupos carbonilos, peróxidos y alcoholes, observados a través de FTIR.