Científicos descubren una enzima capaz de revolucionar la basura plástica

may 2020

Se trata de un importante avance en el reciclado de plásticos. Un equipo de científicos de la Universidad de Toulouse (Francia) y técnicos de Carbios, una empresa francesa de química verde, han desarrollado en laboratorio una enzima capaz de mejorar y acelerar el proceso de descomposición y reciclaje de plásticos PET (utilizado en la mayoría de las botellas de bebidas), facilitando la producción de un material reciclado de alta calidad.

En la investigación liderada por Isabelle Andre, experta en ingeniería enzimática de la Universidad de Toulouse, y Alain Marty, director científico de Carbios, también participaron los científicos Vincent Tournier Christopher Topham, David, Benoît, Sophie Barbe, Julian Nomme, entre otros.

Bajo el título de “An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles”, fue publicada el pasado 8 de abril en la prestigiosa revista Nature. El hallazgo mereció diversos reconocimientos, incluido un artículo en la revista Science (competencia directa de Nature e igualmente prestigiosa en el ámbito científico) del profesor John McGeehan, director del Centro de innovación enzimática de la Universidad de Portsmouth, quien valoró la importancia del descubrimiento de los científicos franceses: “Este es un gran paso adelante”.

Los resultados obtenidos tienen una importancia significativa, ya que la innovación científica y técnica alcanzada permitirá reducir los problemas generados por los residuos plásticos.

Se trata de un grupo de científicos que lograron mutar una enzima, capaz de reciclar toneladas de botellas de plástico en horas y que permite usar el material resultante para la fabricación de nuevas botellas. Se estima que permitiría degradar una tonelada de botellas de plástico en tan solo diez horas.

El hallazgo fue hecho por el equipo del Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de la Universidad de Toulouse, en colaboración con Carbios, una empresa que diseña y desarrolla procesos enzimáticos innovadores para repensar el ciclo de vida de los plásticos en la fase de desarrollo industrial. Desde su creación en 2011, la compañía ha desarrollado dos bioprocesos industriales en el campo de la biodegradación y el bioreciclaje de polímeros.

Instituto Nacional de Ciencias Aplicadas (INSA) de la Universidad de Toulouse.

La enzima creada en laboratorio acelera y mejora el tratamiento de residuos PET, ya que degrada con rapidez esos residuos plásticos y facilita el reciclaje y la reutilización del material como nuevas botellas.

El PET (politereftalato de etileno) es uno de los plásticos más utilizados en el mundo. Sólo en la producción de botellas y textiles se calcula que se utilizan cada año unos 70 millones de toneladas de PET en el mundo.

Como se sabe, la producción masiva de plásticos constituye uno de los problemas ambientales más severos que afronta la humanidad (Ver notas Más Azul n°1, oct. 19, “Hacia un mundo sin plástico” y “Crisis global de la basura”).

Entre 150 y 200 millones de toneladas de plásticos se acumulan por año en vertederos o al aire libre.

Las estimaciones actuales sugieren que de los 359 millones de toneladas de plásticos producidos anualmente en todo el mundo, entre 150 y 200 millones de toneladas se acumulan en vertederos o en el medio ambiente natural, provocando un problema de enorme impacto global. La respuesta de la industria ha sido planificar un incremento, previendo duplicar la producción de plástico en los próximos 20 años, tal como denunciara Beth Gardiner, lo que constituye un suicidio ambiental (Ver Más Azul n°5, feb 20, “Una nueva ola de plástico se prepara para inundar el Planeta”). 

En los últimos años, la identificación de enzimas ya existentes en la naturaleza o el desarrollo en laboratorio de nuevas enzimas capaces de descomponer este polímero a fin de obtener un resultado de mayor calidad, fue una de las líneas de investigación en este campo.

En distintas partes del mundo se estaban realizando estudios y avances para resolver con éxito el problema de llevar a cabo el reciclaje con efectividad. Las botellas de PET que llegaban al reciclaje en distintos lugares, no lograban que el material reciclado resultante fuera tal que permitiera reutilizarlo como nuevas botellas de plástico, sino para plásticos de menor calidad.

Como señalan los investigadores, el principal proceso de reciclaje de PET, por medios termomecánicos, daba como resultado una pérdida de propiedades mecánicas y por tanto, los desechos de PET continúan acumulándose.

El proceso de reciclaje provocaba hasta ahora una pérdida de calidad y no servía para fabricar nuevas botellas.

El material que se obtiene de reciclar el plástico de las botellas antes de este avance, solo era válido para fabricar ropa o alfombras, ya que el proceso de reciclaje provocaba la pérdida de la calidad del material. Ahora, la nueva tecnología hace posible la creación de un material que permite su reutilización para nuevas botellas.

Para lograrlo, los equipos de Toulouse y Carbios revisaron 100.000 microorganismos, incluida la enzima en cuestión, que fue descubierta en una composta de hojarasca en 2012: “La habíamos olvidado totalmente, pero pasó a ser la mejor”, dice Alain Marty, uno de los líderes de la investigación.

Los científicos introdujeron las mutaciones en la enzima para mejorar su habilidad de degradar el PET.  El proceso se hace posible a 72°C. El experimento dio sus frutos, ya que la enzima mutada fue capaz de degradar una tonelada de botellas al 90% en tan solo 10 horas y el material resultante permite fabricar nuevas botellas de alta calidad.

Los investigadores destacan que “el PET reciclado biológicamente exhibe las mismas propiedades que el PET petroquímico y puede producirse a partir de desechos de PET despolimerizados enzimáticamente, antes de ser procesados en botellas, contribuyendo así al concepto de una economía de PET circular”.

Ahora, en colaboración con la Universidad de Toulouse, Carbios está construyendo una planta de demostración, con el asesoramiento de TechnipFMC, como primer paso en el escalado del sistema hacia una aplicación industrial, que se prevé que podría estar en condiciones operativas a gran escala en 2024 o 2025.

Desde la empresa se entusiasman ya que “se trata de un gran paso en la solución del problema de la contaminaciónLa enzima podría servir para hacer reciclaje a escala industrial y hacerlo bastante pronto. Además, el precio de la enzima que se usa para degradar una tonelada de plástico es de tan solo el 4% del precio de una tonelada del PET”.

La nueva enzima podría servir para solucionar el problema de los miles de millones de toneladas de plástico que contaminan el planeta. “El plástico es útil para la sociedad, el problema son los residuos”, dicen los autores de este avance, que puede cambiar el rumbo de la recuperación de uno de los más graves problemas ambientales del Planeta.