Bacterias ‘comeplástico’: una solución sostenible para la contaminación

La contaminación por plásticos es uno de los grandes problemas ambientales de nuestro tiempo. Cada año, millones de toneladas de residuos plásticos terminan en vertederos, océanos y ecosistemas naturales. Allí pueden quedarse incluso durante siglos.

Aunque el reciclaje y la incineración son métodos ampliamente utilizados para gestionar estos desechos, tienen grandes limitaciones. El reciclaje no siempre es eficiente y la incineración genera emisiones contaminantes. Ante este panorama, los científicos están explorando una alternativa innovadora: el uso de bacterias capaces de degradar los plásticos de forma natural.

Bacterias ‘comeplástico’

Los investigadores han descubierto que algunas bacterias poseen la capacidad de descomponer polímeros plásticos mediante enzimas especializadas. Estos microorganismos no fueron diseñados en un laboratorio, sino que evolucionaron de forma natural en los ambientes donde el plástico está presente, como vertederos y océanos.

Entre las especies más estudiadas se encuentra Ideonella sakaiensis, una bacteria que puede descomponer el PET (tereftalato de polietileno), que es un material común en botellas y envases. Otras bacterias, como algunas cepas de Pseudomonas y Bacillus, también han demostrado capacidad para degradar distintos tipos de plásticos.

El mecanismo de acción de estas bacterias es fascinante: producen enzimas como las PETasas y MHETasas, que rompen los enlaces químicos de los plásticos. Así los transforman en sustancias más simples y menos contaminantes.

Por ejemplo, en el caso del PET, el proceso genera ácido tereftálico y el etilenglicol, los cuales pueden ser reutilizados en nuevos ciclos de producción.

¿Qué son las bacterias ‘comeplástico’?

Las bacterias ‘comeplástico’ son microorganismos que han desarrollado la capacidad de descomponer polímeros sintéticos, como el polietileno y el polipropileno, que son dos de los plásticos más utilizados en el mundo. Este fenómeno se ha observado en diversas especies de bacterias que tienen enzimas específicas que pueden romper los enlaces químicos de los plásticos, transformándolos en sustancias más simples y menos dañinas para el medio ambiente.

Cómo funcionan

El proceso de degradación de los plásticos por las bacterias implica la producción de enzimas que actúan como catalizadores. Estas enzimas descomponen las largas cadenas de carbono que componen los plásticos, convirtiéndolos en compuestos más simples que pueden ser utilizados como fuente de energía por los microorganismos. Este proceso no solo ayuda a reducir la cantidad de desechos plásticos, sino que también puede ser una forma de recuperar recursos valiosos.

Un ejemplo notable es la bacteria «Ideonella sakaiensis», descubierta en un vertedero en Japón, que puede degradar el tereftalato de polietileno (PET), un plástico común en botellas y envases. Se ha demostrado que esta bacteria es capaz de descomponer el PET en un tiempo relativamente corto, ofreciendo una esperanza real en la lucha contra el plástico.

Ventajas y aplicaciones

El uso de las bacterias ‘comeplástico’ tiene varias ventajas. En primer lugar, es un proceso más sostenible, ya que no genera emisiones tóxicas ni requiere grandes cantidades de energía. Así mismo, podría aplicarse en diversos entornos que van desde las plantas de tratamiento de residuos hasta las zonas marinas afectadas por la contaminación.

Otra ventaja es que, de manera natural, coincide con los principios de la economía circular. Los subproductos de la degradación, como el ácido tereftálico y el etilenglicol, se pueden reintegrar en la fabricación de nuevos materiales.

Otras posibles aplicaciones son las siguientes:

• Biorremediación de ecosistemas. Uso dirigido en playas contaminadas, vertederos o islas de plástico oceánicas. Un proyecto piloto en el Pacífico está probando el concepto con cepas modificadas de Ideonella.
• Recubrimientos para envases. Desarrollo de películas biodegradables que contengan esporas bacterianas activables al entrar en contacto con ambientes específicos.

Limitaciones

Esta tecnología también presenta limitaciones importantes. Uno de los principales obstáculos es la velocidad de degradación: las bacterias naturales descomponen el plástico a un ritmo demasiado lento para ser útiles a escala industrial.

De igual manera, la mayoría de las bacterias ‘comeplástico’ solo actúan sobre ciertos tipos de plásticos, como el PET. Esto deja por fuera a otros materiales contaminantes de amplia utilización, como el polipropileno o el PVC. Otras desventajas son las siguientes:

• Condiciones de trabajo. Muchas de estas bacterias requieren temperaturas cercanas a los 30°C y pH específicos para funcionar óptimamente. Estas condiciones son difíciles de mantener a gran escala.
• Escalabilidad. Los procesos de cultivo masivo de estas bacterias y producción de sus enzimas todavía son demasiado costosos para aplicación comercial.

Avances recientes

La ingeniería genética está logrando superar algunas de las limitaciones actuales. En 2022 un grupo de científicos de la Universidad de Texas crearon una enzima “supercargada” para degradar plásticos PET, mediante inteligencia artificial. Su eficiencia es 20 veces mayor que la de la enzima natural.

También se logró combinar distintas bacterias y hongos para crear “equipos” de degradación más eficientes. Un consorcio desarrollado en Alemania logró degradar 90% de una mezcla de plásticos en 60 días.

Se está trabajando en la realización de modificaciones genéticas para crear enzimas que trabajen a mayores temperaturas (70-80°C), la cual permite que los plásticos sean más maleables y fáciles de degradar.

También se busca combinar la biodegradación con pretratamientos físicos o químicos suaves. Un proyecto europeo está probando el uso de ultrasonido seguido de tratamiento bacteriano.

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Biodegradación de plásticos por bacterias marinas

Microorganismos y biodegradación de plásticos