La mayoría de los plásticos que se utilizan tienen origen sintético a partir del petróleo. Son sencillos de fabricar y los procesos suponen un bajo costo. Es el sector petroquímico el que se encarga de fabricar polímeros sintéticos para la producción de plásticos. Casi todos estos polímeros no fueron diseñados para desintegrarse o desaparecer, sino por el contrario: fueron creados para durar tanto como sea posible.
Estos polímeros sintéticos se volvieron tan populares y adaptables, que décadas después son la raíz del problema global de miles de millones de toneladas de desperdicio plástico.
Los efectos de la acumulación de esos materiales para el medio ambiente y el declive de su popularidad ayudan ahora a estimular a los químicos en la misión de fabricar nuevos materiales con dos requerimientos que entran en conflicto entre sí: deben ser durables, pero degradables cuando sea necesario.
En resumen, los científicos están en busca de polímeros o plásticos con un mecanismo de autodestrucción incorporado.
Cepa
Bajo esta premisa, un equipo científico de la Universidad de California en San Diego, comandados por Han Sol Kim y Adam Feist, expertos en el desarrollo y aplicación de tecnologías adaptativas, presentaron una prometedora solución frente a la creciente crisis de contaminación por plásticos al desarrollar un material biodegradable innovador compuesto de bacterias capaces de descomponerse al final de su vida útil.
Este “plástico vivo”, como lo denominaron los científicos, es un poliuretano termoplástico blando que puede utilizarse comercialmente en la fabricación de calzado, tapetes, cojines y espumas con memoria.
Para fabricar el nuevo plástico biodegradable los investigadores introdujeron esporas de Bacillus subtilis y gránulos de poliuretano termoplástico en una máquina de prensado donde ambos componentes se mezclaron y fundieron a 135 grados Celsius.
Luego evaluaron la biodegradabilidad del material resultante colocándolo sobre restos de composta biológicamente activos y estériles a 37 grados Celsius, con una humedad relativa de 44 a 55%. El agua y otros nutrientes de la composta desencadenaron la germinación de las esporas dentro del plástico, que a los cinco meses de ser depositado se había biodegradado en 90 por ciento.
Cabe señalar que en el estudio las esporas bacterianas fueron modificadas para soportar las altas temperaturas necesarias para la producción de polímeros.
Feist explicó que “evolucionamos las células una y otra vez hasta llegar a una cepa optimizada para tolerar el calor”.
Por su lado, Sol indicó que la técnica de extrusión para incluir las esporas en los plásticos consiste en fundir polímeros en estado líquido mediante la aplicación de calor y cizallamiento —fuerzas paralelas en sentido contrario— para facilitar la mezcla de diversos aditivos que mejoran sus propiedades.
“Añadimos esporas como aditivo biofuncional al poliuretano sintético fundido”, puntualizó el científico.
Viabilidad
A diferencia de las esporas de hongos, que cumplen una función reproductiva, las esporas bacterianas tienen un escudo proteico protector que permite a las bacterias sobrevivir en estado vegetativo.
“Pueden permanecer latentes durante muchos años hasta que se exponen a entornos favorables que les permiten prosperar. Por ejemplo, la humedad y los nutrientes del suelo son buenos desencadenantes de la germinación de las esporas. Esto significa que es probable que estas permanezcan inactivas hasta que detecten estas características del suelo, que son escasos durante la vida útil del plástico”, explicó Sol.
Hasta el momento el grupo de científicos se ha centrado en producir cantidades pequeñas a escala de laboratorio para comprender la viabilidad de este plástico biodegradable, pero en el futuro esperan optimizar el enfoque para su uso a gran escala.
En este sentido, buscan aumentar la producción a cantidades de kilogramos y evolucionar las bacterias para que la descomposición sea más rápida y se pueda usar en otro tipo de plásticos.
Si bien este tipo de plásticos autodestruibles no pretende suplantar a los plásticos, por ejemplo, de un solo uso, sí podrían reemplazar a los materiales utilizados en teléfonos o aparatos electrodomésticos. La idea siempre es generar una menor contaminación.
Otra función que se prevé en ellos es la de utilizarse en el sector médico debido al gran avance de un suministro controlado de medicamentos o piezas de autocuración que se puedan desintegrar solas.
Problemas por el plástico en el mundo
-Cada minuto se venden un millón de botellas de plástico en todo el orbe.
-Cada botella de plástico tarda 450 años en descomponerse. Si no están a la intemperie, la cifra se aproxima a los mil años.
-Más de 90% de los plásticos del mundo se producen a partir de combustibles fósiles.
-Casi 42% del plástico utilizado en el planeta se destina al empaquetado de alimentos y productos manufacturados. Es decir, plásticos de un solo uso que apenas pasan unos minutos en las manos de los consumidores.
-China produjo en 2018 al menos 30% de los plásticos de todo el orbe.
-Se estima que al menos ocho millones de toneladas de residuos plásticos acaban en los océanos cada año. Llegan por vía fluvial y se concentran en los grandes ríos del mundo y sus principales afluentes.
-Si los datos se mantienen, los océanos contendrían más plástico que peces en 2050, según datos de la ONU.
-De todos los residuos plásticos que llegan al mar por los ríos, 86% se concentra en Asia, seguido por África con 7.8 por ciento.
-Si las tendencias no cambian, en 2025 China, India e Indonesia sumarán 40% de los residuos plásticos mal gestionados del mundo.
Fuente: National Geographic