Bombazo en la industria energética: Japón halla un material capaz de sustituir al petróleo y producir plástico

La presión por encontrar soluciones que puedan sustituir al petróleo en la industria del plástico ha llevado a que varios grupos de investigación exploren rutas biológicas innovadoras. Estas estrategias buscan reducir la contaminación y la dependencia de combustibles fósiles, además de ofrecer procesos industriales más limpios y eficientes.

Entre los enfoques explorados se incluyen técnicas de biomanufactura que combinan bacterias, enzimas y nutrientes específicos para generar compuestos con propiedades similares a las del plástico. La implementación de estos métodos plantea cambios en la cadena de producción industrial y en la manera de producir materiales de forma sostenible.

¿Cuál es el material capaz de sustituir al petróleo para producir plástico?

El material desarrollado por investigadores japoneses es el ácido piridindicarboxílico (PDCA), un compuesto que puede sustituir al petróleo en la producción de plásticos. Se obtiene a partir de bacterias y enzimas que convierten nutrientes como la glucosa en un monómero biodegradable.

Su estructura química, basada en un anillo de piridina con dos grupos carboxilo, permite reemplazar los monómeros derivados del petróleo en la fabricación de PET, sin generar grandes cantidades de residuos tóxicos.

El PDCA destaca por su capacidad de integrarse en los procesos industriales de manera más limpia que los polímeros tradicionales, aunque hasta ahora su producción a gran escala había sido limitada por bajos rendimientos y subproductos contaminantes.

El papel de la biotecnología en este descubrimiento japonés

Investigadores de la Universidad de Kobe lograron mejorar la síntesis del PDCA utilizando Escherichia coli, incrementando siete veces su rendimiento en comparación con métodos anteriores. Algunos de los procesos biotecnológicos empleados fueron los siguientes:

• Las bacterias fueron alimentadas con glucosa y reforzadas con enzimas específicas.
• El proceso redujo significativamente la generación de desechos tóxicos.
• Se aprovecha el metabolismo celular para incorporar nitrógeno y producir el compuesto de inicio a fin.

El bioingeniero Tanaka Tsutomu, responsable del proyecto, afirmó: «Buscamos aprovechar el metabolismo celular para producir el compuesto sin generar subproductos no deseados».

Este enfoque confirma que la biomanufactura puede ofrecer alternativas efectivas para sustituir al petróleo en la industria del plástico.

Soluciones técnicas ante obstáculos de producción

Durante las pruebas iniciales, surgió un subproducto dañino que complicaba la estabilidad del proceso. Para solucionarlo, los científicos implementaron los siguientes procesos:

• Se añadió piruvato al cultivo.
• Se ajustaron las condiciones de crecimiento de las bacterias.
• Se incorporaron compuestos que neutralizan el peróxido de hidrógeno generado.

Aunque estas medidas estabilizaron la producción, persisten dudas sobre su viabilidad económica a gran escala, un desafío clave para que el PDCA pueda aplicarse en la industria de manera masiva.

Aplicaciones del PDCA y cómo puede sustituir al petróleo

El ácido piridindicarboxílico pertenece a una familia de compuestos heterocíclicos con diversos usos en investigación y síntesis química:

• Ácido dipicolínico (piridina-2,6-dicarboxílico): resistente al calor y agente quelante para metales como cromo, zinc y cobre.
• Ácido dinicotínico (piridina-3,5-dicarboxílico): intermedio en síntesis farmacéutica y orgánica.
• Ácido 2,4-piridinadicarboxílico: usado en investigación de nuevos fármacos y estudios antimetastásicos.

En el caso del PDCA, su principal aplicación industrial es reemplazar monómeros derivados del petróleo en la producción de PET, con menor impacto ambiental y reducción de residuos contaminantes.

El descubrimiento del PDCA posiciona a la biomanufactura como una opción sólida frente al uso de derivados del petróleo. Su integración en la industria del plástico permitiría:

• Producir de plásticos más duraderos y sostenibles.
• Reducir de residuos tóxicos asociados a la fabricación convencional.
• Optimizar procesos industriales mediante rutas metabólicas controladas.

Aunque todavía se requieren mejoras técnicas y económicas para su producción a gran escala, el ácido piridindicarboxílico representa un avance tangible en la búsqueda de alternativas que sustituyan al petróleo y reduzcan la contaminación plástica global.