Un nuevo enfoque para el reciclaje de plásticos

Dos ingenieros de la EPFL han ideado un nuevo y revolucionario método para combatir la contaminación por plásticos aprovechando el funcionamiento interno de las proteínas. ¿El resultado? Una forma totalmente nueva de ver el reciclaje de plásticos.

28.09.2021 - Suiza

Cada ser humano utiliza, por término medio, 30 kg de plástico al año. Teniendo en cuenta que la esperanza de vida mundial es actualmente de unos 70 años, cada persona desechará unas dos toneladas métricas de plástico a lo largo de su vida. Si se multiplica esta cifra por el número de habitantes de la Tierra -que crece constantemente-, el total es asombroso. En vista de ello, Francesco Stellacci, profesor titular y director del Laboratorio de Nanomateriales e Interfaces Supramoleculares de la Escuela de Ingeniería de la EPFL, empezó a pensar si había una forma de resolver el problema de los plásticos usados y reciclarlos con mayor eficacia. Stellacci estableció una colaboración con el profesor Sebastian J. Maerkl en el Instituto de Bioingeniería de la EPFL y decidieron co-asesorar a un estudiante de doctorado, Simone Giaveri, el equipo ha publicado sus conclusiones, basadas en la investigación científica, en Advanced Materials.

Tras revisar las opciones de reciclaje de plásticos existentes, los ingenieros decidieron idear un enfoque completamente nuevo. "Cuando utilizamos plásticos biodegradables, el proceso de degradación deja residuos que deben ser almacenados o enterrados. Cuanto más terreno se destine a esto, menos tierra disponible para la agricultura, y hay que tener en cuenta las consecuencias medioambientales, ya que el producto de la biodegradación cambia necesariamente el ecosistema de la zona", dice Stellacci. Entonces, ¿cómo podemos encontrar una solución integral al problema del reciclaje de plásticos? Parte de la respuesta bien podría venir de la propia naturaleza.

Un collar de perlas

Las proteínas son uno de los principales compuestos orgánicos de los que está hecho nuestro mundo. Al igual que el ADN, forman parte de la familia de los polímeros; las proteínas son largas cadenas de moléculas, o monómeros, conocidas como aminoácidos. "Una proteína es como un collar de perlas, donde cada perla es un aminoácido. Cada perla tiene un color diferente, y la secuencia de colores determina la estructura de la cadena y, en consecuencia, sus propiedades. En la naturaleza, las cadenas de proteínas se rompen en los aminoácidos que las componen y las células vuelven a juntar esos aminoácidos para formar nuevas proteínas, es decir, crean nuevas cuerdas de perlas con una secuencia de colores diferente", dice Giaveri.

En el laboratorio, Giaveri intentó inicialmente replicar este ciclo natural, fuera de los organismos vivos. "Seleccionamos proteínas y las dividimos en aminoácidos. A continuación, pusimos los aminoácidos en un sistema biológico sin células, que volvió a ensamblar los aminoácidos en nuevas proteínas con estructuras y aplicaciones totalmente diferentes", explica. Por ejemplo, Giaveri y Stellacci lograron transformar la seda en una proteína utilizada en tecnología biomédica. "Lo más importante es que cuando se descomponen y ensamblan proteínas de este modo, la calidad de las proteínas producidas es exactamente la misma que la de una proteína recién sintetizada. De hecho, se está construyendo algo nuevo", afirma Stellacci.

El plástico también es un polímero

¿Cuál es la relación entre el ensamblaje de proteínas y el reciclaje de plásticos? Dado que ambos compuestos son polímeros, los mecanismos que se dan de forma natural en las proteínas podrían aplicarse también a los plásticos. Aunque esta analogía puede parecer prometedora, Stellacci advierte que el desarrollo de estos métodos no se producirá de la noche a la mañana. "Se necesitará una mentalidad radicalmente diferente. Los polímeros son hilos de perlas, pero los polímeros sintéticos están hechos en su mayoría de perlas del mismo color y, cuando el color es diferente, la secuencia de color rara vez importa. Además, no tenemos ninguna forma eficaz de ensamblar polímeros sintéticos a partir de perlas de diferentes colores de forma que se controle su secuencia". Sin embargo, también señala que este nuevo enfoque del reciclaje de plásticos parece ser el único que se adhiere realmente al postulado de una economía circular. "En el futuro, la sostenibilidad implicará llevar el upcycling al extremo, tirar un montón de objetos diferentes juntos y reciclar la mezcla para producir cada día un nuevo material diferente. La naturaleza ya lo hace", concluye.

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