Crean un plástico "con esporas bacterianas" que se degrada en cinco meses y no queda como basura en la naturaleza

Madrid

Solo es una estimación, pero la cifra es increíble: se producen casi 400 millones de toneladas de plástico cada año en todo el mundo y el cincuenta por ciento es de un solo uso, por ejemplo, en bolsas de plástico, botellas y envases. De todo este plástico, entre 8 y 12 millones de toneladas terminan como basura en los océanos cada año. Las previsiones más pesimistas dicen que en el año 2050 habrá más plástico que peces en los océanos. La clave a corto y medio plazo es, primero, consumir menos y que el reciclaje sea más eficiente, pero de cara al futuro los científicos buscan soluciones en la creación de plásticos que se degraden en la naturaleza.

Un equipo internacional de investigadores liderados por el centro de materiales de la Universidad de California, en San Diego están en esa búsqueda desde hace años. Y ahora han desarrollado una forma biodegradable de poliuretano termoplástico que se podría usar en calzado, alfombrillas, cojines o la espuma viscoelástica de los colchones. El trabajo se detalla en un artículo publicado el 30 de abril en Nature Communications.

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Lo que lo hace biodegradable es que está lleno de esporas bacterianas de una cepa de Bacillus subtilis que se quedan latentes durante la vida útil del plástico. Su elección ha sido fruto de un largo trabajo, explica uno de los coautores del estudio, Jon Pokorski: "Tomamos algunas cepas y evaluamos su capacidad, luego elegimos la que mejor creció". A diferencia de las esporas de hongos, que cumplen una función reproductiva, las esporas bacterianas tienen un escudo proteico que les permite sobrevivir mientras están en estado vegetativo, incluso a temperaturas muy altas.

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Una vez acabada la vida útil del plástico, los científicos proponen "sumergirlo" en compost natural a 37 grados y con una humedad relativa de entre 44 y 55%. No le han tenido que añadir ningún tipo de microbios adicionales a la mezcla.

El experimento prueba que cuando las esporas se exponen a los nutrientes presentes en el compost, germinan y descomponen casi al completo el plástico- casi al 90%- en sólo 5 meses. "Es una propiedad inherente de estas bacterias", ha dicho Pokorski. El estudio viene acompañado de imágenes en las que podemos ver cómo la bacteria descompone los materiales poliméricos plásticos en muy poco tiempo en comparación con lo que tarda cualquier plástico en la naturaleza.

Cómo lo han hecho

Para fabricar este plástico biodegradable, los investigadores alimentaron esporas de Bacillus subtilis junto a gránulos de TPU en una extrusora de plástico. Los ingredientes se mezclaron y fundieron a 135 grados centígrados y las esporas resistieron. Luego hicieron con el material resultante unas tiras delgadas de "plástico" que resultó ser biodegradable.

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Las esporas bacterianas habían sido modificadas genéticamente para sobrevivir a las altas temperaturas necesarias para la producción del TPU. Los investigadores utilizaron una técnica llamada "evolución adaptativa de laboratorio" para crear una cepa resistente a las temperaturas que se necesitan en la extrusión de plástico. El proceso consiste en una selección natural rapidísima en la que cultivan las esporas, las someten a temperaturas extremas durante períodos de tiempo cada vez mayores y consiguen que muten de forma natural. Al final, las cepas que sobreviven a este proceso se aíslan y se someten de nuevo al ciclo consiguiendo una variedad más resistente.

"Evolucionamos continuamente las células una y otra vez hasta que llegamos a una cepa que está optimizada para tolerar el calor", dijo el coautor principal del estudio, Adam Feist, científico investigador de bioingeniería de la Facultad de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego. "Es sorprendente lo bien que funcionó este proceso de evolución y selección bacteriana para este propósito".

Retos

Los investigadores aún necesitan estudiar lo que queda después de que el material se degrade. En las fotos que acompañan el estudio se ve que el plástico se degrada pero también que deja un pequeño residuo. Es mucho más pequeño que un plástico tirado en la naturaleza pero queda algo. Los científicos estudian ahora si este material es peligroso o no y, de momento, señalan que "las esporas bacterianas persistentes probablemente sean inofensivas". Bacillus subtilis es una cepa utilizada en probióticos y generalmente se considera segura para humanos y animales, incluso puede ser beneficiosa para la salud de las plantas.

El estudio se centró en producir cantidades pequeñas a escala de laboratorio para comprender la viabilidad. Ahora los investigadores están trabajando en la optimización para su uso a escala industrial.