Impulso del reciclado de PET con normas más estrictas para los experimentos de laboratorio
Un nuevo estudio muestra cómo la degradación enzimática del plástico podría acercarse un paso más a su comercialización
Muchas enzimas prometen descomponer el plástico. Pero lo que funciona bien en el laboratorio suele fallar a gran escala. Ahora, un nuevo estudio de Gert Weber, de HZB, Uwe Bornscheuer, de la Universidad de Greifswald, y Alain Marty, Director Científico de Carbios, muestra cómo elevar el listón de los experimentos de laboratorio podría ayudar a identificar enfoques prometedores con mayor rapidez. El equipo demostró los nuevos estándares con cuatro enzimas recién descubiertas.
Reciclado de PET: muchos supuestos avances
De vez en cuando, los medios de comunicación informan de grandes avances en el reciclado del tereftalato de polietileno (PET). Esto es gracias a enzimas recién descubiertas, que descomponen el plástico en sus partes constituyentes. Sin embargo, a la historia de éxito del laboratorio académico le suele seguir el silencio. El PET representa el 18% de la producción mundial de plástico, lo que lo convierte en uno de los plásticos más importantes en términos de volumen. La empresa biotecnológica Carbios, por ejemplo, está construyendo una planta en el noreste de Francia para 2025. Esta planta podrá reciclar 50.000 toneladas de PET al año. Están interesados en encontrar las mejores enzimas posibles para su instalación industrial y se han dado cuenta de que muchos resultados de la investigación de laboratorio no pueden transferirse a mayor escala.
Es difícil ampliar los experimentos sobre reciclaje de PET
"Algunas enzimas funcionan muy bien en experimentos de laboratorio durante unas horas, pero pierden su actividad muy rápidamente y el sustrato no se degrada por completo", explica Gert Weber, experto de HZB. Esto no es un problema en el tubo de ensayo del laboratorio, pero sí cuando se utiliza en un gran biorreactor. Junto con la empresa biotecnológica Carbios, Uwe Bornscheuer y Gert Weber muestran cómo las nuevas enzimas para la degradación del PET pueden compararse mejor entre sí. "Para poder ampliar la escala más adelante, muchos parámetros deben estar dentro de un estrecho margen, incluso en experimentos de laboratorio. El material de partida debe definirse con precisión y los protocolos de ensayo deben estar más estandarizados para evaluar mejor el rendimiento de las enzimas y su aplicación a escala industrial", explica Bornscheuer. Por ello, los investigadores han desarrollado un protocolo normalizado de hidrólisis de PET que define las condiciones de reacción pertinentes para la hidrólisis a mayor escala. En concreto, se utilizaron dos materiales de PET, en primer lugar una película de PET definida y, en segundo lugar, granulado de PET procedente de botellas de desecho, como el que utiliza Carbios a escala técnica. Utilizaron estos materiales para probar cuatro enzimas de descomposición de PET descubiertas recientemente: LCC-ICCG, FAST-PETase, HotPETase y PES-H1L92F/Q94Y.
Al experimentar con este protocolo, descubrieron que dos de estas enzimas, la FAST-PETasa y la HotPETasa, eran menos adecuadas para su uso a gran escala. Esto se debe principalmente a sus tasas de despolimerización relativamente bajas. PES-H1L92F/Q94Y obtuvo mejores resultados. El cuarto candidato, LCC-ICCG, superó con creces a las demás enzimas: LCC-ICCG convierte el 98% del PET en los productos monoméricos ácido tereftálico (TPA) y etilenglicol (EG) en 24 horas. "Además, pudimos reducir la cantidad de enzima necesaria para la LCC-ICCG en un factor de 3 y la temperatura de reacción de 72 a 68 °C, lo que hace que el uso de esta enzima sea más económico", afirma Bornscheuer.
Normas más estrictas para los experimentos de reciclado de PET
"Ya en nuestras investigaciones de laboratorio deberíamos pensar en aplicaciones industriales", afirma Gert Weber. Al fin y al cabo, nos enfrentamos a uno de los grandes problemas de nuestro tiempo. Los plásticos se siguen produciendo una y otra vez a partir de materias primas fósiles, las tasas de reciclado son bajas y, hasta ahora, se ha tratado sobre todo de un caso de "downcycling" a una calidad inferior. Los residuos plásticos se encuentran ya en todas las masas de agua y en el suelo y, por tanto, en la cadena alimentaria. Por eso urge avanzar. "Con estas normas, podemos hacer algo para separar más rápidamente el trigo de la paja".
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