Los plásticos ahogan al planeta. La lucha contra la contaminación plástica es uno de los grandes desafíos de a los que se enfrenta la humanidad. El problema es enorme: unos 400 millones de toneladas de materiales plásticos acaban cada año en vertederos o en la naturaleza. Ni siquiera los polos se libran. La esperanza está puesta en los bioplásticos, pero su desarrollo comercial se está viendo limitado por los altos costos de producción y la falta de materiales con las mismas prestaciones que los plásticos convencionales.
Esta situación podría estar a punto de cambiar, ya que un grupo de investigadores de la Universidad de Monash, en Australia, ha logrado desarrollar un proceso que convierte los azúcares provenientes de desechos alimentarios en películas plásticas naturales.
Los resultados de la investigación, publicados en la revista ‘Microbial Cell Factories’, demuestran que resulta posible obtener bioplásticos compostables con propiedades similares a las de los plásticos comerciales derivados del petróleo, pero con un impacto ambiental notablemente menor.
Materiales biodegradables y no tóxicos
Los investigadores utilizaron microorganismos capaces de transformar azúcares derivados de residuos alimentarios, como frutas o residuos agrícolas, en polímeros naturales completamente biodegradables, no tóxicos y que se descomponen en el medio ambiente sin dejar residuos contaminantes.
Los dos investigadores, Leonie van’t Hag y Edward Attenboroug. / Monash University
El equipo alimentó a dos bacterias del suelo, Cupriavidus necator y Pseudomonas putida, con mezclas de azúcares, sales y micronutrientes. Las bacterias almacenaron polihidroxialcanoatos (PHA) en su interior en forma de gránulos y, tras varios días de cultivo, los científicos extrajeron esos polímeros y los procesaron para formar películas ultrafinas.
Las pruebas mostraron que el tipo de bacteria y el azúcar utilizado influyen de forma decisiva en las propiedades del plástico resultante. Cupriavidus necator produjo un tipo de PHA rígido y cristalino, aunque más quebradizo, conocido como PHB, mientras que Pseudomonas putida generó un biopolímero más flexible y menor temperatura de fusión, denominado mcl-PHA.
Elasticidad y resistencia
«Este trabajo demuestra cómo los desechos alimentarios pueden transformarse en películas ultrafinas, sostenibles y compostables con propiedades ajustables. La versatilidad de los PHA nos permite reimaginar los materiales que usamos cada día sin el costo ambiental de los plásticos convencionales», destaca Edward Attenborough, autor principal del estudio.
La combinación de ambos materiales permitió crear películas con propiedades intermedias, con distintos grados de elasticidad, resistencia y punto de fusión, lo que amplía sus posibles aplicaciones industriales y abre la puerta a diseñar materiales con propiedades adaptadas a diferentes usos, desde envoltorios alimentarios hasta recubrimientos médicos.
Los autores señalaron que este tipo de control sobre las características físicas del material es clave para desarrollar envases o recubrimientos adaptables a distintas condiciones; por ejemplo, productos que requieran conservar su forma en frío pero que puedan degradarse fácilmente tras su uso.
Alternativas sostenibles al envasado
Los experimentos revelaron también diferencias notables en la producción de los polímeros según la fuente de azúcar utilizada. En condiciones óptimas, Cupriavidus necator fue capaz de acumular hasta un 60% de su peso seco en PHB cuando se alimentó con fructosa, y un 45% cuando se usó glucosa.
Por su parte, Pseudomonas putida produjo mcl-PHA en menor cantidad –alrededor del 22% con fructosa y 18% con glucosa–, pero su material mostró una gran flexibilidad y una composición estable. Estos resultados confirman que los residuos ricos en azúcares, como los procedentes de frutas o productos agrícolas, pueden servir como materia prima para fabricar plásticos biodegradables de alta calidad.
Cultivo de Cupriavidus necato. / Pontificia Universidad Católica de Chile
«Al adaptar estos plásticos naturales a distintos usos, estamos abriendo la puerta a alternativas sostenibles en el envasado, especialmente en aquellos casos en los que los materiales puedan compostarse junto con los restos de alimentos o los residuos agrícolas», explica Leonie van’t Hag, colíder de la investigación.
Ventajas económicas y técnicas
Además de su potencial ambiental, el proceso propuesto presenta ventajas económicas y técnicas. Los azúcares empleados pueden obtenerse a bajo costo a partir de subproductos industriales o residuos orgánicos, lo que reduce la dependencia de recursos fósiles.
A diferencia de otros bioplásticos, los PHA pueden fabricarse en condiciones relativamente simples y no requieren catalizadores tóxicos. Una vez sintetizados, se procesan con técnicas similares a las utilizadas en la industria del plástico convencional, lo que facilita su integración en las cadenas de producción existentes.
El estudio evidencia que los bioplásticos resultantes se degradan completamente en condiciones naturales, tanto en el suelo como en ambientes marinos, sin liberar microplásticos ni sustancias nocivas. Esta característica puede convertirlos en una alternativa para productos de un solo uso, como envoltorios alimentarios, bolsas o películas agrícolas, sectores en los que el impacto ambiental de los plásticos tradicionales es enorme.
Cultivo de Pseudomonas putida. / Agricultural Research Service (NRRL)
Potencial comercial
El equipo de la Universidad de Monash ya colabora con empresas del sector con el objetivo de desarrollar envases y materiales médicos biodegradables con potencial comercial. La asociación entre universidad e industria busca escalar el proceso y evaluar su viabilidad para una futura producción masiva.
«Al convertir los desechos en recursos útiles, podemos cerrar el ciclo de los materiales y reducir drásticamente el impacto ambiental de nuestra vida cotidiana», concluye Attenborough.
No obstante, los investigadores alertan de que aún es necesario optimizar el proceso de fermentación y mejorar la eficiencia en la extracción de los polímeros para hacerlo económicamente competitivo a gran escala.