Una variante de enzima creada por ingenieros y científicos de la Universidad de Texas en Austin puede descomponer en horas o días los desechos plásticos que la naturaleza tarda siglos en degradar.
Este descubrimiento, publicado en Nature, podría ayudar a resolver uno de los problemas ambientales más apremiantes del mundo: qué hacer con los miles de millones de toneladas de desechos plásticos que se acumulan en los vertederos y contaminan nuestras tierras y aguas naturales.
La enzima puede potenciar el reciclaje a gran escala, lo que permitiría a las principales industrias reducir su impacto ambiental mediante la recuperación y reutilización de plásticos a nivel molecular.
“Las posibilidades son infinitas en todas las industrias para aprovechar este proceso de reciclaje de vanguardia”, señaló en un comunicado Hal Alper, del Departamento de Ingeniería Química de McKetta en dicha universidad.
“Más allá de la industria de gestión de residuos obvia, esto también brinda a las corporaciones de todos los sectores la oportunidad de tomar la iniciativa en el reciclaje de sus productos. A través de estos enfoques enzimáticos más sostenibles, podemos comenzar a visualizar una verdadera economía circular de plásticos”.
El proyecto se centra en el tereftalato de polietileno (PET), polímero importante que se encuentra en la mayoría de los envases de consumo, incluidos los de galletas de frutas y ensaladas, así como ciertas fibras y textiles, además de las botellas de refrescos. Constituye 12 por ciento de todos los residuos globales.
Despolimerización
La enzima fue capaz de completar un “proceso circular” de descomponer el plástico en partes más pequeñas (despolimerización) y luego volver a unirlo químicamente (repolimerización). En algunos casos, estos plásticos se pueden descomponer por completo en monómeros en tan sólo 24 horas.
Investigadores de la Escuela de Ingeniería y la Facultad de Ciencias Naturales de Cockrell utilizaron un modelo de aprendizaje automático para generar mutaciones novedosas en una enzima natural llamada Petase que permite que las bacterias degraden el PET. El modelo predice qué mutaciones en estas enzimas lograrían el objetivo de despolimerizar rápidamente el plástico residual posconsumo a bajas temperaturas.
A través de este proceso, que incluyó el estudio de 51 envases de plástico posconsumo diferentes, cinco fibras y telas de poliéster distintas y botellas de agua hechas de PET, los investigadores demostraron la eficacia de la enzima, a la que denominan Fast-Petase (funcional, activa, Petasa estable y tolerante).
“Este trabajo realmente demuestra el poder de unir diferentes disciplinas, desde la biología sintética hasta la ingeniería química y la inteligencia artificial”, afirmó Andrew Ellington, del Centro de Sistemas y Biología Sintética, cuyo equipo dirigió el desarrollo del modelo de aprendizaje automático.
El reciclaje es la forma más obvia de reducir los desechos plásticos.
Sin embargo, a nivel mundial, se ha reciclado menos de 10 por ciento de todo el plástico. El método más común para deshacerse del plástico, además de arrojarlo a un vertedero, es quemarlo, lo cual es costoso, consume mucha energía y arroja gases nocivos al aire. Otros procesos industriales alternativos incluyen procesos muy intensivos en energía de glucólisis, pirólisis y/o metanólisis.
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