En Israel buscan reciclar el plástico con el uso de bacterias

 

Foto: Nick Fewings/ Unsplash

Organización Israel 21 c / Yael Mor. Marzo 10, 2021.

Investigadores locales y una empresa portuguesa desarrollan una innovadora solución al grave problema antiecológico.

Cada año se producen en el mundo más de 300 millones de toneladas de plástico y cerca de la mitad de los materiales producidos son descartables.

Incluso, durante la última década se produjo más plástico que en todo el siglo XX. Es que su bajo costo, sus propiedades rígidas y flexibles y su amplia versatilidad facilitaron y normalizaron una cultura condicionada al desperdicio que degrada y contamina el medio ambiente.

Hasta ahora, el reciclaje mecánico y químico fueron las respuestas predeterminadas para hacer frente al aluvión de plástico en sus etapas finales de vida pero aunque los métodos populares como la compresión por calor (reciclaje termomecánico) pueden reciclar todas las formas de plástico, estos consumen mucha energía y pueden dañar la integridad de las moléculas de polímero antes de enviarse a empresas de fabricación de terceros para usos alternativos.

Investigadores de la Universidad Ben Gurion del Néguev estudian la biodegradación por bacterias, una forma más sencilla y ecológica de descomponer y reciclar el polietileno tereftalato (PET), el tipo de plástico más común en envases de alimentos, bebidas y productos textiles.

En noviembre de 2020, se firmó un acuerdo de colaboración en investigación entre BGN Technologies, la empresa de tecnología de la Universidad Ben Gurion (BGU), y la compañía portuguesa Ecoibéria como parte de un proyecto anual para estudiar y demostrar la eficacia de la biodegradación bacteriana del PET.

Los resultados del estudio conjunto podrían agilizar el embarazoso proceso de reciclaje de plástico que se utiliza hoy en día y que implica que las botellas de plástico se recojan de contenedores especiales antes de separarlas por tipo y color, y luego triturarlas en pequeñas virutas y fundirlas en láminas de materia prima y fibras

Dos décadas de investigación

“Nuestra investigación se ocupó de la descomposición de varios polímeros de plásticos”, indicó el profesor Ariel Kushmaro, miembro del departamento de ingeniería biotecnológica de BGU.

El investigador principal de este proyecto fue el profesor Alex Sivan, que empezó a trabajar en este campo hace unos 20 años, cuando la investigación mundial sobre la descomposición biológica de plásticos estaba en su primera etapa.

“Partimos del entendimiento de que la biodegradación deriva del requerimiento del microorganismo de una fuente de energía y carbono. Para eso, descomponen la materia orgánica (cadenas de carbono como azúcares e incluso proteínas) y por ello pensamos que debido a que el plástico, el polietileno y el PET también estaban formados por cadenas de carbono, podíamos preparar una especie de ‘cultivo enriquecimiento’ en el suelo contaminado a lo largo de los años con plástico o PET junto a su población bacteriana original”, afirmó Kushmaro.

El obstáculo principal es que el polietileno es considerado una sustancia no biodegradable debido a sus enlaces carbono-carbono altamente estables. De ese modo, su descomposición bacteriana debe facilitarse en un laboratorio de forma manual.

“Junto a las bacterias añadimos el material que queríamos que descompusieran y las dejamos actuar durante algunas semanas. Luego de varios intentos, vimos un microorganismo que crece y utiliza polietileno como fuente de carbono y energía. Estas son las bacterias que pueden manejar los polímeros”, desarrolló el profesor Kushmaro.

El especialista agregó que el equipo comprendió que para que las bacterias biodegradaran los enlaces de carbono en los polímeros plásticos, tenían que cultivarse en un ambiente libre de carbono, de modo que las bacterias no tuvieran otra opción que consumir el único carbono disponible en el plástico para sobrevivir. “Por supuesto, para el propósito del proceso no basta con suministrarles cadenas de carbono a las bacterias. Tuvimos que darles todo tipo de aditivos, como fuentes de nitrógeno y fósforo para facilitarles la descomposición”, dijo.

Kushmaro, Sivan y su equipo de investigación terminaron descubriendo varios tipos de bacterias capaces de biodegradar con éxito los microplásticos de polietileno en muestras de suelo. “Demostramos que en 30 días, del 10 al 20 por ciento del peso del suelo se perdió simplemente por la actividad de descomposición realizada por las bacterias, que emitieron dióxido de carbono en el proceso de respiración”, reveló Kushmaro.

Ecoibéria, una empresa especializada en el reciclaje de botellas de PET, reconoció el potencial de la investigación de Kushmaro y Sivan y se acercó a BGN Technologies.

La alianza estratégica incluirá pruebas de laboratorio en Israel sobre cómo las bacterias pueden descomponer el PET y si los subproductos intermedios pueden separarse y usarse como materias primas para la industria del plástico.

Si esto finalmente se consigue, habrá una nueva ronda de inversión en el piloto. Y si el piloto tiene éxito, se necesitarán al menos dos o tres años más de investigación adicional antes de que esta tecnología se pueda aplicar en un entorno industrial.

Más eficiencia, mayor calidad

“En la actualidad, si se busca reciclar de manera eficiente, hay que separar las botellas de agua de las de leche y los recipientes de champú de otros diferentes. La necesidad de separar todos los tipos de plástico entre sí es lo que hace que el proceso sea tan complejo”, explicó el doctor Noam van der Hal, que investiga los microplásticos en la Universidad de Haifa.

Para el científico, es muy difícil reciclar productos plásticos con el mismo nivel de calidad y propiedades que tenían originalmente. “Hoy en día, en vez de reciclar una botella para convertirla en una nueva botella, la convertimos en el piso de un patio de recreo, un banco o material de construcción. De esa forma, no es reciclaje en el pleno sentido de la palabra”, indicó.

De acuerdo con Kushmaro, el producto conseguido en la descomposición biológica es la materia prima original. “Lo que estamos tratando de producir con Ecoibéria es un proceso en el que los mismos chips de PET se descompondrán en los materiales de origen para que el producto pueda venderse en su forma original de materia prima. La idea es que los microorganismos o enzimas rompan las cadenas de polímeros moleculares para extraer las materias primas limpias de la mezcla y reproducir el PET como lo harían las prácticas convencionales de la industria”, expresó.

¿Será viable el nuevo proceso en términos económicos? Según Kushmaro, la biodegradación es mucho más barata que los procesos térmicos o químicos de reciclaje, lo que le otorga una ventaja competitiva en el mercado de materias primas.

“Se están buscando soluciones holísticas que puedan mejorar el reciclaje. Esto también está relacionado con las tendencias ambientales en el mercado europeo, donde se alienta a invertir en proyectos ‘verdes’ que reduzcan la contaminación ambiental. Nuestra investigación es parte de esta tendencia bienvenida”, dijo Kushmaro.

Nota: Yael Mor escribe para ZAVIT, la agencia de noticias de la Asociación Israelí de Ecología y Ciencias Ambientales.