Química verde: cómo trabajan los científicos que lograron convertir residuos plásticos en saborizante de vainilla

Una botella de plástico de 500 ml de agua, que podríamos consumir en un par de horas, tarda entre 500 y 1000 años en degradarse. El plástico es el material dominante entre los residuos marinos: en promedio, el 80 % de los objetos encontrados en los mares son de este material, en especial bolsas y botellas. Les siguen el metal, el vidrio, la ropa, la goma, el papel y la madera procesada, según un estudio reciente publicado en la revista Nature Sustainability.

En los últimos años surgió la búsqueda de nuevas tecnologías y procesos que permitieran una economía circular de los plásticos, es decir, que los residuos pudieran ser utilizados como recursos para reingresar al sistema productivo. En esa línea, un nuevo hallazgo científico, publicado en la revista Green Chemistry, está generando grandes expectativas: un grupo de investigadores de la Universidad de Edimburgo logró convertir botellas de plástico en saborizante de vainilla gracias a bacterias modificadas genéticamente. “Este es el primer ejemplo de uso de un sistema biológico para reciclar los desechos plásticos en un químico industrial valioso y tiene implicaciones muy interesantes para la economía circular”, le explicó Joanna Sadler, investigadora que participó del estudio, al medio inglés The Guardian.

De residuo a recurso

¿Cómo puede convertirse una botella de plástico en un químico apto para consumo humano? Los investigadores de la Universidad de Edimburgo primero desarrollaron enzimas que descomponen el tereftalato de polietileno ―conocido como PET y utilizado en las botellas de bebidas― en su unidad básica, el ácido tereftálico (TA). Ahora, lo que se logró es utilizar bacterias E-coli modificadas genéticamente para convertir el TA en vainillina, un químico que se emplea en productos farmacéuticos y de limpieza, en la industria alimentaria, en la cosmética y en herbicidas. Stephen Wallace, uno de los científicos del equipo de investigación, explicó que se utilizaron “las mismas condiciones que para la elaboración de cerveza”. Se calentó un caldo microbiano a 37 °C durante un día y esto convirtió el 79 % del TA en vainillina.

La vainillina es el principal compuesto que se encuentra en las vainas de la orquídea vainilla. Si se utilizan las semillas de una vaina para darle sabor a un plato, entonces se está utilizando la vainilla natural. Como solo es posible cultivar plantas de vainilla en condiciones muy específicas y la cantidad producida no cubre la demanda del mercado ―en 2018 fue de 37.000 toneladas y superó ampliamente el suministro de vainas de vainilla naturales―, la vainillina se produce sintéticamente. Actualmente, alrededor del 85 % de la vainillina se sintetiza a partir de productos químicos derivados de combustibles fósiles.

“Nuestro trabajo desafía la percepción de que el plástico es un residuo problemático y, en cambio, demuestra su uso como un nuevo recurso con el que se pueden fabricar productos de alto valor”, señaló Wallace a The Guardian. Estos nuevos métodos para degradar y valorizar los residuos plásticos tienen importantes impactos en lo medioambiental y en lo económico.

En el mundo, según datos de ONU Ambiente, a cada minuto se vende alrededor de 1 millón de botellas de plástico y solo se recicla el 14 %, que puede convertirse en fibras opacas para ropa o alfombras.

En la actualidad, los plásticos pierden alrededor del 95 % de su valor como material tras un solo uso, lo que supone una pérdida estimada de 110.000 millones de dólares al año para la economía mundial. El reciclaje de las botellas de plástico en materiales más lucrativos podría hacer que el proceso fuera mucho más atractivo.

Próximamente, los científicos de la Universidad de Edimburgo buscarán modificar aún más las bacterias y aumentar la tasa de conversión. “Creemos que podemos hacer eso con bastante rapidez. Tenemos aquí una increíble instalación de ensamblaje de ADN robotizada”, aseguró Wallace. También trabajarán en la ampliación del proceso para convertir en vainilla grandes cantidades de plástico. Otras moléculas valiosas también podrían elaborarse a partir de TA, como algunas utilizadas en perfumes.

“Este es un uso realmente interesante de la ciencia microbiana para mejorar la sostenibilidad. El uso de microbios para convertir los plásticos de desecho, que son dañinos para el medio ambiente, en un producto importante, es una hermosa demostración de la química ‘verde’”, opinó Ellis Crawford, de la Royal Society of Chemistry.

Para los investigadores es claro que se necesitan tecnologías de bajo costo e intensidad de forma urgente para valorizar los plásticos posconsumo, con el fin de hacer frente a la crisis de los residuos y permitir una economía circular. “Este trabajo corrobora la filosofía de que el plástico posconsumo puede considerarse no un producto de desecho, sino un recurso de carbono y una materia prima para producir materiales y pequeñas moléculas de alto valor y relevancia industrial”, aportan en sus conclusiones.

De cubiertos a espuma

Existen otras iniciativas similares que buscan convertir el plástico en productos de valor. Investigadores de la Universidad de Canterbury, en Nueva Zelanda, desarrollaron un método que permite convertir tenedores, cucharas y cuchillos de plástico biodegradables en una espuma que puede utilizarse como aislante en paredes o en dispositivos de flotación.

Si bien los plásticos biodegradables no dañan el medioambiente ―están hechos para degradarse rápidamente―, no pueden ser reciclados. El autor del estudio Heon Park, cuyos hallazgos se publicaron en la revista académica Physics of Fluids, explicó el procedimiento: se colocaron los cubiertos que antes se consideraban de plástico “no espumable” en una cámara de dióxido de carbono y al aumentar la presión, el gas se disolvió en el plástico; luego, cuando liberaron repentinamente la presión en la cámara, el dióxido de carbono se expandió dentro del plástico y se creó la espuma. “El proceso es como abrir una lata de gaseosa y liberar la carbonatación”, explicó Park. “Ajustando la temperatura y la presión, hay una ventana de oportunidad para hacer buenas espumas. No es que todas las temperaturas o presiones funcionen. Hemos descubierto qué temperatura o qué presión es la mejor para convertir esos plásticos no espumables en espumas”, concluyó.

Estos trabajos científicos responden a una demanda: los plásticos tienen amplias e importantes aplicaciones en toda la sociedad, pero su mala gestión está provocando una contaminación generalizada. Y si bien existen numerosas iniciativas que buscan reducir la circulación de plástico de un solo uso ―reemplazándolo por objetos de otros materiales como las bolsas de tela o los sorbetes de cartón― la crisis mundial de los residuos de este tipo se reconoce ahora como uno de los problemas medioambientales más urgentes a los que se enfrenta el planeta.

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Esta nota forma parte de la plataforma Soluciones para América Latina, una alianza entre INFOBAE y RED/ACCIÓN