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Todavía suena un poco a ciencia ficción, pero realmente funciona: bacterias que utilizan sustancias nocivas para el medio ambiente, como el poliestireno, para producir las materias primas del nailon sin necesidad de nuevo crudo.
Esto es exactamente lo que el catedrático de Biotecnología de Saarbrücken, Christoph Wittmann, y otros colegas de disciplinas afines han conseguido ahora. Han publicado cómo funciona exactamente en la revista Chemical Engineering Journal.
No todos los residuos plásticos son iguales. Mientras que un plástico puede reciclarse fácilmente, la situación puede ser muy diferente para otro. "El poliestireno es uno de esos plásticos problemáticos", explica Christoph Wittmann. El catedrático de Biotecnología de Sistemas de la Universidad del Sarre (Sarrebruck, Alemania) ha dedicado toda su carrera investigadora a estudiar cómo pueden eliminarse o reciclarse determinados plásticos de forma respetuosa con el medio ambiente.
Gracias a su trabajo y al de sus colegas, el "niño problemático" poliestireno, cuya variedad más conocida, el poliestireno, probablemente todo el mundo conoce, podría perder ahora su estatus y quizá incluso convertirse en una materia prima muy codiciada para productos químicos básicos.
Cada año se producen en el mundo la friolera de 20 millones de toneladas de residuos de poliestireno, de los que sólo una pequeña parte puede reciclarse. Si Christoph Wittmann se sale con la suya, esto podría ser pronto cosa del pasado.
Junto con químicos especializados en polímeros del grupo de trabajo del catedrático Markus Gallei y científicos especializados en materiales del Instituto Leibniz de Nuevos Materiales (INM) de Saarbrücken, así como otros socios de Dortmund y Viena, el biotecnólogo del Sarre ha conseguido que las bacterias descompongan los componentes moleculares del poliestireno y los conviertan en sustancias químicas útiles. Los componentes necesarios se habían extraído previamente de los residuos de poliestireno mediante un proceso que ahorra energía, sentando así las bases para la utilización microbiana.
"En pocas palabras. Como se puede imaginar, no se puede dar un discurso educativo a una bacteria de la especie Pseudomonas putida con un dedo índice levantado. En lugar de eso, hacen falta años de trabajo de laboratorio para manipular el metabolismo de la bacteria en dosis tan finas que desarrolle un apetito por los bloques de construcción de poliestireno (muy pocas bacterias son así por naturaleza) y también se vea motivada para excretar sustancias útiles como "producto digestivo", comentan los investigadores.
Entre estas sustancias se encuentra el ácido mucónico, que a su vez puede descomponerse en ácido adípico y hexametilendiamina. "Y estos dos tienen cada uno seis átomos de carbono y dos grupos ácidos o aminos", explica Christoph Wittmann. A partir de ahora, los químicos tomarán nota: "Éstos son los dos componentes para la producción de nailon", explica el científico. Y el nailon, a su vez, desempeña un papel destacado en el mundo de los plásticos. Innumerables objetos cotidianos contienen nailon, desde las famosas mallas de nailon hasta alfombras, asientos de coche e incluso utensilios de cocina, bridas y tacos.
Esto deja claro que el "upcycling" biológico convierte el poliestireno, difícil de reciclar, en una valiosa materia prima para plásticos técnicos de alta calidad e incluso de alto rendimiento, lo que supone una auténtica ganancia frente al "reciclado" tradicional.
El proceso de Saarbrücken, que también se desarrolló gracias a la financiación del proyecto "Repurpose" de la UE, abre ahora enfoques completamente nuevos para que la industria química mantenga los muchos millones de toneladas de residuos de poliestireno en el ciclo de materiales y obtenga nuevas materias primas a partir de ellos.
"Lo más destacado es que nuestros colegas del INM dirigidos por Aránzazu del Campo han podido demostrar que los materiales obtenidos mediante nuestro proceso tienen las mismas propiedades que los materiales que se producen desde cero en la fábrica a base de crudo", afirma Christoph Wittmann. Las propiedades de los plásticos fabricados a partir de poliestireno reciclado son, por tanto, las mismas que las de los plásticos nuevos. Esto es importante, por ejemplo, para la resistencia de los productos. Así, duran tanto como los productos fabricados a partir de crudo "fresco".
Los investigadores también pudieron obtener estos conocimientos gracias a la excelente colaboración y las cortas distancias en el campus de la Universidad del Sarre. "Eso es algo muy especial aquí en Saarbrücken", explica el biotecnólogo. Hoy en día, ningún investigador puede trabajar con éxito de forma aislada, especialmente en su propio campo. "La sostenibilidad necesita equipos interdisciplinarios", afirma. "No puedes hacerlo solo".
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