Degradación de residuos plásticos mediante biocatalizadores de nuevo desarrollo
Gran avance en el reciclado de poliuretano y alcohol polivinílico
Los materiales plásticos poliuretano y alcohol polivinílico pueden degradarse ahora en condiciones suaves con la ayuda de enzimas como biocatalizadores. Científicos de la Universidad de Greifswald han desarrollado los métodos correspondientes junto con la empresa alemana Covestro y equipos de Leipzig y Dublín, según se ha publicado recientemente en la revista Angew. Chem. Int. Ed., en dos artículos separados. Así ha sido posible establecer un proceso sostenible y respetuoso con el medio ambiente para reciclar estos polímeros.
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Esto ayuda a abordar el problema mundial de los residuos plásticos basándose en el ejemplo de estos dos polímeros sintéticos, que se producen industrialmente a gran escala.
En la actualidad, los plásticos son indispensables para la producción de materiales de construcción, aislamientos eléctricos, envases de bebidas y alimentos, textiles y muchas más aplicaciones. Por desgracia, la producción masiva de polímeros sintéticos, especialmente para materiales de envasado, ha generado un enorme problema de residuos para el medio ambiente. Los polímeros poliuretano y alcohol polivinílico representan aproximadamente el 8% de la producción europea de plásticos. Desde hace varios años se investigan intensamente métodos para conseguir un reciclado de plásticos respetuoso con el medio ambiente. Esto no sólo aliviaría el medio ambiente, sino que también reduciría la cantidad de petróleo necesaria para fabricar nuevos plásticos químicamente. Además, se emitiría menos CO2, gas de efecto invernadero, en las plantas incineradoras de basura que actualmente queman residuos plásticos.
Los poliuretanos (PUR) se utilizan en la fabricación de colchones, materiales aislantes, termoplásticos (por ejemplo, para calzado deportivo) y revestimientos (sellantes, pintura, pegamentos). Se han desarrollado métodos químicos para la degradación de estos compuestos, pero requieren grandes cantidades de energía ya que se necesitan altas temperaturas y presiones. Los métodos biotecnológicos que utilizan microorganismos o enzimas como biocatalizadores naturales representan una alternativa, ya que permiten la degradación y, sobre todo, el reciclado -el aislamiento de los componentes básicos para fabricar nuevos plásticos- a temperaturas moderadas, no superiores a 40°C y sin utilizar reactivos químicos.
El equipo del Prof. Dr. Uwe Bornscheuer, del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Greifswald, junto con científicos de la empresa Covestro (Leverkusen), ha identificado ahora las enzimas clave, capaces de degradar el poliuretano en sus componentes básicos tras un pretratamiento químico. "La búsqueda de estos biocatalizadores específicos fue muy laboriosa, ya que tuvimos que cribar unos dos millones de candidatos para descubrir las tres primeras enzimas, que se ha demostrado que rompen el enlace químico especial presente en los poliuretanos", explica el estudiante de doctorado Yannick Branson (Universidad de Greifswald), describiendo el reto de este proyecto. "Gracias a este descubrimiento pionero, ahora disponemos de las condiciones previas para diseñar a medida estos biocatalizadores utilizando métodos de ingeniería de proteínas con el fin de desarrollar un reciclaje industrial de poliuretanos", explica el Prof. Dr. Uwe Bornscheuer (Universidad de Greifswald). "Utilizando estas enzimas recién identificadas, nos acercamos mucho más a nuestro objetivo de una economía circular para la industria de polímeros", añade el Dr. Gernot Jäger, director del Centro de Competencia de Biotecnología de Covestro AG (Leverkusen).
Los alcoholes polivinílicos (PVA) tienen propiedades versátiles y también se aplican ampliamente, por ejemplo, para el recubrimiento de fibras y como láminas para envases. Hasta ahora no existen procesos maduros para la degradación del PVA. En este caso, el equipo del profesor Bornscheuer también pudo desarrollar los principios básicos de un proceso biotecnológico junto con un experto en polímeros del University College de Dublín (Irlanda) y científicos de Leipzig. La degradación del PVA podría lograrse mediante la elegante combinación de tres enzimas diferentes, que son capaces de modificar el polímero de forma escalonada para obtener fragmentos del mismo, que luego pueden utilizarse para su reciclado.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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