Una nueva investigación publicada en la revista Nature reveló los resultados de la aplicación de enzimas que favorecen la descomposición del plástico biodegradable en entornos marinos. Entre los primeros resultados, los expertos lograron una degradación casi completa del material en apenas cinco meses.
Un problema que compromete la calidad del agua
El desarrollo tecnológico permitió la creación de materiales que acercan una solución al problema de la acumulación de residuos, al descomponerse con mayor facilidad ante el contacto con otras sustancias. Los packagings biodegradables se volvieron más frecuentes y forman parte del compromiso de diversas marcas con la preservación ambiental, al estar diseñados para su rápida degradación.
Estos productos se presentaron como la alternativa para responder a la proliferación de desechos de plástico que trajo aparejada la industrialización, y derivó en la contaminación y obstrucción de ecosistemas, que se vieron expuestos a la continua liberación de sustancias tóxicas originarias del plástico, cuya vida media varía entre los 100 y 1000 años.
Sin embargo, los materiales etiquetados como biodegradables o compostables no inician su descomposición inmediata en cualquier ambiente, dado que algunos están diseñados para reaccionar bajo condiciones de compostaje industrial, y en presencia de temperaturas elevadas, humedad y una adecuada actividad microbiana.
Un escenario que dificulta la desintegración es el de las profundidades del océano, dado que la temperatura disminuye conforme aumenta la profundidad y la presión, y las comunidades de microbios reaccionan de forma diversa. En consecuencia, algunos plásticos compostables pueden persistir en este ambiente.
El dilema llevó a un grupo de investigadores encabezado por QiuYuan Huang y Tadahisa Iwata, y conformado por expertos de la Universidad de Tokio, la Agencia Japonesa para la Ciencia y la Tecnología Marina y Terrestre, y la Universidad Gunma, a reformular la composición de los polímeros biodegradables con la adición de enzimas que demostraron potencial para acelerar la descomposición.
Entre los hallazgos más importantes, se destaca la pérdida de casi el 100 % de la masa de los materiales en un período de cinco meses. En comparación, los materiales sin enzimas presentaron una degradación mucho menor. Asimismo, el efecto de las enzimas fue probado en condiciones extremas: a 5503 m de profundidad, el PBSA perdió hasta el 30,5 % de su masa, mientras que el PCL perdió el 7,7 %, después de 18 meses.
¿En qué consistió el experimento?
Los investigadores se propusieron innovar el proceso de fabricación de los compuestos biodegradables con la incorporación de enzimas en esta etapa temprana. El objetivo fue acelerar las reacciones químicas de los polímeros ante el contacto con el agua. Las pruebas se limitaron al trabajo con dos enzimas: HiC y CaLB. Las mismas fueron incorporadas a través de un proceso de extrusión a cuatro poliésteres compostables: PBS, PBSA, PCL y PBAT.
Las experimentaciones tuvieron lugar en ambientes marinos de Japón, donde las muestras modificadas fueron sumergidas en aguas costeras (una profundidad de entre 2 y 6 m) y en fondos oceánicos (a 757 y 5503 m). Además, se realizaron ensayos de laboratorio para analizar la superficie de los plásticos mediante microscopía y medir los productos químicos generados durante la degradación.
Beneficios y limitaciones
La investigación representa un importante avance en el cuidado del medio ambiente, al demostrar cómo la ciencia puede cooperar con los procesos industriales para desarrollar productos que logren descomponerse, en lugar de acumularse y contaminar el entorno durante su vida útil. En particular, los resultados juegan a favor de la protección del agua, un recurso natural particularmente afectado por la contaminación por plásticos.
Sin embargo, se trata de una tecnología que todavía se encuentra en desarrollo y está sujeta a modificaciones para aprovechar su rendimiento y evaluar su aplicación comercial. De la misma manera, no hay garantías de que la ruptura de polímeros por la introducción de las enzimas genere sustancias inocuas para la fauna marina.
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