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¿Pueden las enzimas realmente ayudar a resolver la crisis del plástico?

¿Pueden las enzimas realmente ayudar a resolver la crisis del plástico?

Enterrado en la tierra fuera de una planta de fabricación de plástico, el investigador Uwe Bornscheuer de la Universidad alemana de Greifswald encontró su gran avance.

Las bacterias que vivían allí contenían enzimas con la capacidad de descomponer el poliuretano, el polímero utilizado para crear la espuma en los zapatos para correr, los colchones y el aislamiento del hogar.

Alrededor de 16 millones de toneladas de a base de combustibles fósiles el poliuretano se desecha cada año y dos tercios terminan en vertederos o se incineran para obtener energía. Lo poco que se recicla se tritura en gran medida y se convierte en productos de calidad inferior, como bases para alfombras.

Pero Bornscheuer dice que sus enzimas, conocidas como uretanasas, podrían desbloquear una nueva forma de reciclar el polímero. Usando funciones naturales, pueden descomponerlo rápidamente en sus piezas constituyentes, que luego pueden usarse para generar nuevo poliuretano de una manera más respetuosa con el medio ambiente.

«Tomamos pedazos de material de poliuretano, los arrojamos en un vaso de precipitados, agregamos la enzima. Y se degradó por completo después de dos días», dijo Bornscheuer.

«Estoy muy seguro de que con los métodos que la gente usa en mi campo, pueden diseñar las enzimas para hacer esto en unas pocas horas».

Reciclar polímeros como el poliuretano de esta manera crearía un producto final de mucha mayor calidad que el reciclaje mecánico y podría hacerlo de una manera más limpia y eficiente que el reciclaje químico disponible en la actualidad.

La dependencia global del plástico no muestra signos de cambioImagen: Joy Saha/ZUMA Press/Picture Alliance

Diminutas enzimas frente a montañas de residuos plásticos

César Ramírez-Sarmiento, profesor asociado del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, describe las enzimas, que son un tipo de proteína, como «las entidades que realmente se encargan de unir las cosas o separarlas».

Pero con 460 millones de toneladas de plástico a base de petróleo y gas fabricados en 2019, un volumen que se triplicará para 2060, y tan solo el 9 % de este se recicló con medios más convencionales, las enzimas que combaten el plástico tendrían que atravesar montañas. de las cosas Alrededor de mil millones de toneladas anuales para 2060.

Ha habido cierto éxito en el uso de las denominadas enzimas PETase para descomponer el tereftalato de polietileno o PET, que se usa comúnmente en botellas, ropa y empaques.

Una empresa francesa llamada Carbios, parcialmente financiada por gigantes de bienes de consumo de rápido movimiento, como Nestlé y PepsiCo, así como empresas de ropa y belleza como Patagonia, Puma y L’Oreal, ha desarrollado una planta de demostración en la región central francesa de Clermont-Ferrand. que dice que puede descomponer dos toneladas de PET en 10 horas utilizando enzimas diseñadas.

Imagen tridimensional de enzimas que degradan PET unidas a una pieza de polímero PET.
Estructura tridimensional de enzimas degradadoras de PET unidas a una pieza de polímero PETImagen: César A. Ramírez-Sarmiento

Los residuos de PET se convierten en gránulos, que las enzimas PETase reducen a monómeros e impurezas. Luego, los monómeros se pueden usar para producir productos de PET 100 % reciclados, lo que permite la creación ilimitada de PET esencialmente virgen. También se pueden utilizar para crear productos completamente diferentes, como fármacos. Las impurezas y las enzimas, sin embargo, se incineran.

Actualmente, la empresa está construyendo un sitio de producción con una capacidad declarada de 50,000 toneladas al año, equivalente a 2 mil millones de botellas de plástico. Está previsto que entre en línea en 2025.

Cada año se producen alrededor de 600 mil millones de botellas de PET en todo el mundo.

Equipos de investigación de todo el mundo están trabajando para encontrar nuevas enzimas que descompongan el PET de manera más eficiente y rápida y en diversas condiciones de temperatura y presión. Ramírez-Sarmiento ha estado buscando en lugares tan lejanos como la Antártida para encontrar nuevas enzimas que puedan operar en temperaturas frías.

¿Qué pasa con otros plásticos?

El interés en la tecnología de degradación de enzimas aumentó en los últimos años, cuando los países de Asia comenzaron a negarse a aceptar desechos plásticos de otras naciones, según Dongming Xie, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Massachusetts Lowell, en el noreste de Estados Unidos.

«Creo que esta será la dirección del futuro. Tenemos que hacerlo de esta manera. No solo para los plásticos PET», dijo Xie.

Un descubrimiento casual en 2012 por parte de la apicultora aficionada y microbióloga a tiempo completo, Federica Bertocchini, muestra una promesa para el polietileno (PE), que se usa para crear bolsas de plástico, envoltorios para alimentos y recipientes, y representa alrededor del 30% del plástico generado.

Bertocchini había estado extrayendo parásitos del gusano de la cera de sus colmenas y colocándolos en una bolsa de plástico cuando se dio cuenta de que las larvas habían creado agujeros en la bolsa por degradación química. Esto provocó un enfoque de investigación de años sobre las enzimas que lo hicieron posible, dijo Bertocchini, investigador principal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España y director de investigación de Plasticentropy.

Federica Bertocchini sostiene especímenes de gusanos de cera en una placa de Petri
Los gusanos de cera contienen una enzima que puede descomponer el polietileno.Imagen: César Hernández/CSIC/ROPI/Picture Alliance

La saliva de los gusanos de cera contenía dos enzimas que pueden romper el polietileno en sus componentes. Sin embargo, a diferencia del PET, estos no se pueden usar fácilmente para producir nuevo polietileno. Tampoco se consideran basura. En cambio, las primeras investigaciones muestran que los productos podrían reciclarse para otros usos industriales. Los resultados de la descomposición del PET se pueden convertir en el principal componente de sabor y aroma de la vainilla, y es probable que existan posibilidades similares para las piezas constituyentes del polietileno, según Bertocchini.

La investigación ha demostrado que las enzimas del gusano de cera también pueden degradar el poliestireno, mientras que la investigación continúa con el polipropileno.

A pesar de los resultados prometedores a nivel de experimento, Bertocchini y su equipo han tenido problemas para obtener fondos, lo que significa que el laboratorio está a punto de cerrar.

Pero no es la única solución.

La tecnología de degradación enzimática tardará mucho en alcanzar la madurez y, mientras tanto, Ramírez-Sarmiento dice que la sociedad necesita gestionar mejor el plástico que sale al mercado, de qué está hecho y cómo se desecha.

La mala gestión de los desechos es una de las principales fuentes de plástico en el océano.

Xie dice que los fabricantes de plásticos tienen que hacer su parte. «La industria del plástico necesita trabajar junto con los biólogos», dijo, y enfatizó la necesidad de que consideren la degradabilidad de sus plásticos para que puedan convertirse en nuevos productos después de su uso.

Los grupos que hacen campaña para poner fin a la producción de plástico no están convencidos de que la tecnología de enzimas realmente pueda marcar la diferencia. La única opción es dejar de producir plástico en primer lugar, dicen.

«No es probable que el uso de enzimas resuelva el problema de los plásticos. No podrá manejar la enorme cantidad de plástico que inunda el mercado cada año», dijo Judith Enck, presidenta de Beyond Plastics, que trabaja para terminar con la contaminación plástica. «La única solución real al problema de la contaminación plástica es hacer menos plástico».

Editado por: Tamsin Walker

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Fuente

Written by notimundo

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