Tecnología y cambio climático: un nuevo plástico “con vida” que desaparece y no contamina

Según el Programa para el Medio Ambiente de la ONU, aproximadamente 7000 millones de las 9200 millones de toneladas de plástico producidas entre 1950 y 2017 se han convertido en residuos, acabando en vertederos en todo el mundo. Esta alarmante situación ha llevado a un equipo de científicos de la Universidad de California en San Diego (EE.UU.) a desarrollar una solución innovadora que podría reducir significativamente la contaminación plástica.

El equipo de investigación, liderado por Han Sol Kim, ha desarrollado un método para incrustar esporas bacterianas de una cepa de Bacillus subtilis en el poliuretano termoplástico (TPU). Estas esporas permanecen latentes durante la vida útil del plástico, pero se activan para descomponerlo cuando el material se descarta.

El TPU es un componente común en productos como calzado, carcasas de móviles o piezas de automóviles. Sin embargo, actualmente no existe un flujo de reciclaje efectivo para este tipo de plástico, lo que ha llevado a que la mayoría termine como residuo en vertederos o se filtre al medio ambiente al final de su vida útil.

Según Han Sol Kim, científico de la Universidad de California en San Diego y coautor del estudio publicado en la revista Nature Communications, “las esporas que hemos utilizado fueron seleccionadas y diseñadas específicamente para el TPU. Sin embargo, la técnica de extrusión para fundirlo y moldearlo es versátil y puede utilizarse para procesar muchos otros polímeros. Esto significa que, si podemos fabricar esporas que funcionen para otros plásticos, nuestro método puede aplicarse a más materiales”.

A diferencia de las esporas de hongos, que tienen una función reproductiva, las esporas bacterianas tienen un escudo proteico protector que les permite permanecer latentes durante muchos años hasta que se exponen a entornos favorables que les permiten prosperar. En el caso de este estudio, la humedad y los nutrientes del suelo son los desencadenantes de la germinación de las esporas, lo que facilita la descomposición del plástico.

Para evaluar la biodegradabilidad del material, se colocaron tiras de plástico en entornos con abono tanto con microbios activos como estériles. Las instalaciones de compost se mantuvieron a 37 grados centígrados con una humedad relativa que oscilaba entre el 44 y el 55%. El agua y otros nutrientes del compost provocaron la germinación de las esporas dentro de las tiras de plástico, que alcanzaron una degradación del 90% en cinco meses.

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Jon Pokorski, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego y codirector del Centro de Ingeniería y Ciencia de Investigación de Materiales (MRSEC), señaló que “la adición de esporas lleva las propiedades mecánicas del TPU más allá de las limitaciones conocidas, donde antes existía un equilibrio entre resistencia a la tracción y capacidad de estiramiento”.

Son esporas bacterianas de Bacillus subtilis en el poliuretano termoplástico (TPU)

Sol Kim no prevé ningún obstáculo importante para ampliar la producción de plásticos con esporas: “La extrusión es una técnica de procesamiento de polímeros muy utilizada en la industria, y las esporas ya se comercializan como suplementos probióticos comestibles. Dado que menos del 1% de adición de esporas es suficiente para desarrollar TPU resistentes y degradables, el coste de producción no sería muy superior al del tradicional”.

Los investigadores planean ahora optimizar este enfoque para su uso a gran escala y expandir su aplicación a otros tipos de plásticos comerciales. Adam Feist, de la misma universidad, afirmó que “uno de nuestros próximos pasos es ampliar el alcance de los materiales biodegradables que podemos fabricar con esta tecnología”.

El TPU es un componente común en calzados, carcasas de móviles o piezas de autos

En un momento en que la contaminación plástica representa un desafío ambiental cada vez mayor, esta innovadora solución podría ofrecer una esperanza real para mitigar este problema global y reducir la huella medioambiental de la industria del plástico.

Así se ve la progresión al descomponerse / Universidad de California