El plástico ha sido uno de los mayores inventos que evolucionó la industrialización, así como también es uno de los mayores contaminantes que contribuyen al cambio climático.
Los plásticos se conforman de polímeros orgánicos sintéticos derivados principalmente de los combustibles fósiles. En términos simples es un material que no suele descomponerse fácilmente, mucho menos de forma natural, por lo que llega a ser convenientemente resistente y adaptable para muchos usos.
Sin embargo, también suele acumularse cuando no es desechado de forma correcta, tapando vías fluviales, invadiendo suelos agrícolas, ríos y finalmente una gran porción llega al océano, donde permanece durante décadas disolviéndose entre los ecosistemas.
A pesar de ser un material resistente que puede durar cientos de años, el plástico se sigue produciendo de forma masiva en lugar de ocuparlo en su uso completo: la producción global de plástico ha crecido de dos millones de toneladas métricas (TM) en 1950 a 430 millones de TM en 2022.
La Organización de Naciones Unidas (ONU) estima que esa cifra aumente a más de mil millones de toneladas para 2050. Asimismo, destaca que de los siete mil millones de toneladas de desechos plásticos que ya se han creado solo alrededor de 10% ha sido reciclado, mientras que la mayoría se desecha en vertederos o se quema.
Hacer frente a este escenario es crucial debido a que estos materiales persistentes y contaminantes amenazan la vida marina, contaminan el agua y contribuyen al agotamiento de los recursos naturales. Los microplásticos, derivados de su descomposición, invaden los océanos y la cadena alimentaria, poniendo en peligro la salud humana.
Reciclar
Bajo esta premisa un equipo de científicos conformado por las tres instalaciones del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab): Molecular Foundry, Joint BioEnergy Institute (JBEI) y Advanced Light Fuente, lograron diseñar con éxito microbios que pueden producir alternativas biológicas para los materiales base en un tipo de plástico conocido como polidicetoenamina, o PDK, que puede reciclarse infinitamente, ofreciendo un sustituto ecológico para los productos petroquímicos finitos y contaminantes.
A diferencia de los plásticos tradicionales el PDK puede deconstruirse repetidamente en bloques de construcción prístinos y formar nuevos productos sin pérdida de calidad.
Desarrollo
Los PDK inicialmente usaban bloques de construcción derivados de productos petroquímicos, pero esos ingredientes se pueden rediseñar y producir con microbios en su lugar.
Cabe recordar que en 2019 un equipo de investigadores del Laboratorio de Berkeley comandado por Brett Helms, científico del personal Molecular Foundry, había presentado un desarrollo de un plástico capaz de descomponerse y reciclarse indefinidamente. Sin embargo, como señala Helms, “esta es la primera vez que se integran bioproductos para hacer un PDK que es predominantemente de base biológica y es también la primera vez que se observa una ventaja biológica sobre el uso de productos petroquímicos, tanto respecto de las propiedades del material como del costo de producirlo a escala”.
Ahora, después de cuatro años de esfuerzo, los colaboradores manipularon la bacteria E. coli para convertir los azúcares de las plantas en algunos de los materiales de partida, una molécula conocida como lactona de ácido triacético o bioTAL, y han producido una PDK con aproximadamente 80% de biocontenido.
Jeremy Demarteau, científico del proyecto en el equipo que contribuye al desarrollo de biopolímeros, afirma: “Hemos demostrado que el camino hacia 100% de biocontenido en plásticos reciclables es factible y eso se podrá observar en el futuro”.
Los PDK se pueden usar para una gran variedad de productos, incluidos adhesivos, elementos flexibles como cables de computadora o correas de reloj, materiales de construcción y termoestables resistentes —plásticos rígidos fabricados a través de un proceso de curado.
Durante la investigación el equipo descubrió además que la incorporación de bioTAL en el material de PDK expandió su rango de temperatura de trabajo hasta en 60 grados centígrados en comparación con la versión petroquímica.
El hallazgo abre la posibilidad del uso de PDK en artículos que requieren temperaturas de trabajo específicas, incluidos equipos deportivos y piezas de automóviles, como defensas o tableros.
Corinne Scown, científica del área de Tecnologías Energéticas de Berkeley Lab y vicepresidenta de JBEI indica que los resultados del trabajo son extremadamente alentadores. “Descubrimos que incluso con mejoras modestas en el proceso de producción pronto podremos fabricar plásticos PDK de base biológica, que son más baratos y emiten menos CO2 que los fabricados con combustibles fósiles”.
Numerosos expertos advierten de la urgencia de apurar y poner en práctica los descubrimientos que ayuden a dejar de utilizar plásticos.
Asimismo, instan a la población en general a cambiar de hábitos y abandonar la práctica de utilizar materiales de usar y tirar, por el bien del planeta.
Aliados naturales contra el plástico
En los últimos años se han descubierto nuevos microbios degradadores de plástico. En una planta de reciclaje de botellas científicos japoneses hallaron una bacteria a la que llamaron Ideonella sakaiensis y que consume PET, el material más común en estos recipientes. En el Mediterráneo investigadores griegos han hallado microbios naturales que consumen polietileno y poliestireno en las aguas marinas con eficacia similar a otros modificados genéticamente. En otros lugares se han encontrado también distintos microorganismos devoradores de plásticos. Y la ingeniería genética avanza para potenciar estas capacidades naturales de los microbios. No solo los microorganismos pueden ayudarnos en la tarea de destruir la basura plástica. En 2014 investigadores chinos observaron que la oruga de un tipo particular de polilla suele alimentarse de envases de comida. Al examinar su tubo digestivo hallaron dos clases de bacterias que degradan el polietileno sin necesidad de otros tratamientos. Otros científicos han descrito capacidades semejantes en otras orugas. Sin embargo, algunos expertos cuestionan que el uso de organismos ofrezca una solución práctica y en un plazo razonable a la contaminación plástica.