Anualmente se producen aproximadamente 359 millones de toneladas de desechos plásticos, y entre 150 y 200 millones de toneladas terminan en el medio ambiente o en vertederos. Científicos de la Universidad de Texas, Austin, pueden haber creado una solución que permite que una variante de enzima descomponga el plástico en unos pocos días.
A nivel mundial, menos del 10 por ciento de todo el plástico se recicla. Un método común de eliminación de plástico es arrojarlo a un vertedero o quemarlo, pero la quema de desechos es costosa, causa contaminación atmosférica y consume mucha energía. Los métodos de descomposición termoquímica (como la pirólisis, la glucólisis y la metanólisis) también son procesos industriales alternativos, pero también consumen mucha energía.
Las soluciones biológicas pueden ser una respuesta a estas técnicas tradicionales de eliminación de desechos, ya que consumen menos energía y (afortunadamente para el planeta) la investigación ha avanzado rápidamente. En el lado negativo, ninguna investigación ha podido identificar enzimas que puedan funcionar de manera eficiente a bajas temperaturas, lo cual es importante para la portabilidad y asequibilidad a escala industrial.
Bueno, ¡hasta ahora!
El estudio publicado en Nature se centró en el tereftalato de polietileno (PET), ya que el PET representa el 12 por ciento de todos los desechos mundiales y es un polímero que se encuentra en muchos envases y textiles de un solo uso, para crear una enzima que se alimenta de plástico y que podría ayudar a eliminar miles de millones de toneladas de residuos de vertedero.
La enzima fue identificada por un modelo de aprendizaje automático utilizado para generar una nueva mutación en una enzima natural llamada PETase, una enzima que permite que las bacterias degraden los plásticos PET. El modelo podía predecir cuáles eran los mejores para descomponer los residuos plásticos posconsumo a bajas temperaturas.
La enzima más eficaz se denominó FAST-PETase (PETPasa funcional, activa, estable y tolerante). Esta enzima podría ser parte del proceso circular, permitiendo que el plástico se descomponga en partes más pequeñas (despolimerización) y luego se vuelva a unir (repolimerización).
Los investigadores probaron FAST-PETase en más de 50 tipos diferentes de plástico y descubrieron que la enzima puede funcionar a menos de 50 C , utilizada en algunos PET sin tratar. Algunos plásticos pueden descomponerse en monómeros en tan solo 24 horas.
“Las posibilidades son infinitas en todas las industrias para aprovechar este proceso de reciclaje de vanguardia”, dijo Hal Alper, profesor del Departamento de Ingeniería Química de McKetta en UT Austin y uno de los investigadores del estudio. “Más allá de la obvia industria de gestión de residuos, esto también brinda a las corporaciones de todos los sectores la oportunidad de tomar la delantera en el reciclaje de sus productos. A través de estos enfoques enzimáticos más sostenibles, podemos comenzar a imaginar una verdadera economía circular de plásticos”.
“Al considerar las aplicaciones de limpieza ambiental, necesita una enzima que pueda funcionar en el medio ambiente a temperatura ambiente. Este requisito es donde nuestra tecnología tiene una gran ventaja en el futuro”.
Los investigadores ahora se están preparando para probar y aumentar la producción de enzimas para aplicaciones ambientales e industriales. También se ha presentado una patente para esta tecnología, con varios usos, como la limpieza de vertederos y la ecologización de industrias que generan muchos desechos, la remediación ambiental y, posiblemente, llevar las enzimas al campo para limpiar sitios contaminados.
Fuente: https://www.iflscience.com/environment/enzyme-discovered-via-machine-learning-could-be-the-future-of-plastic-disposal/