junio 29, 2022

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Combinando diferentes organismos para convertir residuos plásticos no reciclables

Conoce a los comedores de plástico de la naturaleza
Aparte de reducir la cantidad de plásticos utilizados en los envases de alimentos y el ciclo agrícola, los investigadores están buscando una solución más natural, una que involucre bichos espeluznantes como las lombrices de tierra. Crédito: Bernhard Richter, Shutterstock

¿Qué hacer con los plásticos no biodegradables utilizados en el envasado de alimentos y agricultura? Los investigadores están centrando su atención en microorganismos, enzimas, lombrices e insectos para descomponer los plásticos.


por Jerry Stamatelos, Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE


Los plásticos están en todas partes y las granjas no son una excepción. Las láminas de plástico se extienden sobre el suelo como una forma de mantillo para suprimir las malas hierbas. El plástico también se utiliza para cubrir invernaderos y los envases de plástico ayudan a proteger y transportar productos frescos.

Pero hay un inconveniente. Si bien la mayoría de los desechos plásticos de las aplicaciones agrícolas y los envases se pueden recolectar por separado, no se pueden reciclar fácilmente con los procedimientos estándar actuales. Eso es porque se trata de una mezcla de plásticos con diferentes composiciones o mezclados con otros materiales como restos de comida que son difíciles de extraer.

Los plásticos son un gran problema para reciclar, y los desechos terminan en vertederos o se queman. Es por eso que reducir la huella plástica de los envases de alimentos y la agricultura es una prioridad en la agenda ambiental.

Aparte de reducir la cantidad de plásticos utilizados en los envases de alimentos y el ciclo agrícola, los investigadores están buscando una solución más natural, una que involucre bichos espeluznantes y bacterias microscópicas.

“El secreto está en la combinación de diferentes organismos —insectos, lombrices y microbios— para convertir flujos de desechos plásticos no reciclables en bioproductos, o para eliminarlos del suelo o del compost”, dijo María José López, profesora de microbiología de la Universidad de Almería, España, y coordinador del proyecto RECOVER .

El profesor López y el equipo de RECOVER están investigando el uso de estas diminutas criaturas no solo para degradar los envases de alimentos convencionales y los flujos de residuos plásticos y agroplásticos, sino también para producir bioplásticos y biofertilizantes para las industrias. Su objetivo es convertir el plástico fabricado a partir de combustibles fósiles en equivalentes biodegradables en un solo paso.

Detener la contaminación en su origen

El equipo también quiere diseñar enzimas innovadoras que descompongan los plásticos. “Estas enzimas reforzarán las capacidades de los organismos vivos para lidiar con un material que es difícil de convertir o eliminar por medios biológicos”, dijo el Prof. López.

Estos nuevos métodos para combinar organismos se utilizarán para eliminar o convertir plásticos no reciclables en reactores de compostaje que extraen plástico directamente del compost y cajas de cría de insectos. Como podría suceder en la misma instalación, este método evita tener que transportar grandes cantidades de materiales contaminados a una instalación dedicada.

Este enfoque doble de eliminar directamente del suelo y el compost y convertir los plásticos convencionales en biodegradables también podría proporcionar una solución a largo plazo para eliminar los plásticos y microplásticos no biodegradables (plástico de menos de 5 milímetros de largo) del medio ambiente.

Los subproductos de estos procesos formarán la base para la producción de bioplásticos, incluidos los envases de alimentos y los materiales agrícolas. La quitina, que se extraerá de los insectos, es un químico que actualmente se usa para la producción de bioplásticos y muchos otros productos. RECOVER utilizará quitina para producir revestimientos para alimentos, envases de alimentos biodegradables y películas plásticas mejoradas que se utilizan para cubrir el suelo. Esto contribuirá aún más a la eliminación de plásticos del medio ambiente al reemplazar los plásticos convencionales no reciclables que normalmente se desecharían o incinerarían con alternativas más ecológicas.

Esta investigación también podría influir en la gestión de residuos urbanos y la agricultura. Por ejemplo, invertir en plantas de biorreciclaje tiene el potencial de generar nuevos ingresos secundarios para los agricultores. Todo esto contribuirá algún día a la transición de Europa hacia una economía circular, un sistema en el que se minimicen los residuos y los productos de hoy sean también las materias primas del mañana.

Unidos contra el desafío de la contaminación por plásticos

El Prof. López está ansioso por llevar la investigación al siguiente nivel. Además de desarrollar nuevas técnicas para la recuperación de plástico no reciclable, su equipo unió fuerzas en 2020 con los proyectos BIZENTE y ENZYCLE para abordar toda la gama de plásticos no reciclables.

BIZENTE está buscando soluciones para la eliminación de plásticos compuestos termoestables: polímeros combinados con fibras de refuerzo como el vidrio y el carbono. Valorados por su resistencia y ligereza, estos materiales son un elemento básico de muchas industrias y se encuentran con frecuencia en aviones, automóviles, aparatos electrónicos y otros artículos cotidianos.

“Sin embargo, todavía tienen muchas limitaciones técnicas porque son complejos y generan residuos plásticos”, explica Berta Gonzalvo Bas, directora de investigación del Centro Tecnológico Aitiip en España que coordina BIZENTE. «La mayoría de los residuos compuestos termoestables, desde la producción hasta el final de su vida útil, no se reciclan adecuadamente. Se incineran o se desvían a los vertederos».

BIZENTE está explorando otros enfoques para modificar enzimas. Las enzimas, plásticos y condiciones de degradación son diferentes a RECOVER. Los investigadores están desarrollando enzimas especializadas para degradar los plásticos que se encuentran en los compuestos termoestables. Esto debería reducir significativamente la cantidad de plásticos no reciclables y evitar la contaminación al mantener los plásticos fuera de los vertederos e incineradores. El resultado de este proceso será la recuperación de materiales que puedan ser devueltos a la industria manufacturera. De la degradación se obtendrán fibras, monómeros y subproductos. Se reutilizarán como materia prima para fines industriales en sectores como los residuos, la aviación, la construcción y el ferrocarril.

La tecnología que se está desarrollando también pretende estar preparada para el futuro. «Se puede adaptar a otros materiales termoestables diferentes, lo que lo hace muy versátil. Al final, BIZENTE es una especie de imitación de la naturaleza en un procedimiento más rápido y controlado», afirmó Gonzalvo. Los resultados ya son prometedores para los compuestos que contienen resinas epoxi, poliéster y viniléster .

ENZYCLE, por su parte, se centra en el desafío medioambiental que presentan los envases de origen fósil no reciclados. “Pretendemos dar un paso más para superar las limitaciones técnicas para el reciclaje de bandejas de tereftalato de polietileno (PET) y clamshells —recipientes de plástico de uso común en aplicaciones de envasado de alimentos—, bandejas multicapa compuestas de PET y poliolefinas y microplásticos”, dijo coordinador del proyecto Dr. Licinio Díaz-Expósito, jefe de la Unidad de Biotecnología Industrial y Ambiental del Centro de Investigación de Packaging, Transporte y Logística de España. El PET, comúnmente conocido como poliéster, es el plástico más reciclado del mundo.

El Dr. Díaz-Expósito y el equipo del proyecto están desarrollando microorganismos y enzimas altamente especializadas para descomponer estos plásticos en compuestos valiosos, como polioles y PET, que pueden volver a introducirse en la industria europea. También hay un enfoque en el tratamiento del agua, ya que cantidades significativas de microplásticos terminan en el agua y las aguas residuales. Según el Dr. Diaz-Expósito, el desarrollo de enzimas diseñadas específicamente para descomponer estos plásticos, idealmente en un entorno de bajo consumo energético y más rentable, proporciona una ventaja competitiva.

Trabajando hacia un futuro interconectado y libre de fósiles

El impulso creado por las tres iniciativas está generando nuevas ideas, tecnologías innovadoras y soluciones innovadoras para una amplia gama de industrias. Estos incluyen el envasado de alimentos , la agricultura, la gestión de residuos, la biotecnología, la aeronáutica, la construcción y la energía verde. Las nuevas soluciones unirán los puntos entre una variedad de industrias, combinando la biotecnología con sectores como el tratamiento de residuos, la agricultura, la gestión de residuos y la fabricación, alejándolos de la dependencia de los combustibles fósiles.

La innovación ahora es fundamental para impulsar a Europa y al mundo entero a cumplir los ambiciosos objetivos de energía y emisiones para mitigar y adaptarse a los efectos del cambio climático y la crisis en el mundo natural.



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