febrero 3, 2023

La IA diseña una enzima que se ‘come’ el plástico en días

El mundo trabaja por poner fin al consumo del plástico. Ya son diversas las empresas que han eliminado este compuesto de sus cadenas de producción. Pero aún queda mucho por hacer. Solo en un año, ocho millones de toneladas de plástico acaban en el mar. Esta problemática afecta en gran medida a la naturaleza. Donde más de 270 especies se han quedado enredadas y más 240 han ingerido plásticos, según recoge el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF, siglas en inglés).

Esta situación no solo afecta al medio ambiente. También supone un riesgo para las personas. Un estudio demuestra que una persona podría ingerir 5 gramos, aproximadamente, de plástico a la semana. Si queremos evitar nuestro consumo de pequeñas piezas de plástico, aún queda un largo camino por recorrer. El plástico es una materia omnipresente, fácil y barata de producir que, además, no se degrada con facilidad.

¿La razón? El plástico está compuesto por polímeros complejos, es decir, cadenas largas y repetitivas de moléculas que no se disuelven en el agua. La resistencia de estas cadenas da lugar a que el plástico sea un compuesto que tarda mucho tiempo en descomponerse de manera natural. Si a esto le sumamos la cantidad de plástico que consumimos hace que nos encontremos ante una grave problemática. Se estima que, hasta que estos polímeros se empiezan a desintegrar a nivel molecular, pueden pasar 450 años, como mínimo.

Desde hace varios años son diversas las investigaciones que se han desarrollado en torno a la eliminación del plástico. Ahora, ingenieros y científicos de la Universidad de Texas, en Austin, (Estados Unidos) han creado una enzima que puede descomponer en horas o días los deshechos plástico. Sin lugar a duda, se trata de un avance muy importante, ya que, como mencionábamos anteriormente, la naturaleza tarda cientos de años en degradar este compuesto.

La Inteligencia Artificial, una aliada en la lucha para poner fin al plástico

La investigación se centra en el tereftalato de polietileno (PET), un polímero esencial que podemos encontrar en la gran mayoría de los envases de plástico de gran consumo. Desde envases de botellas de refrescos, de ensaladas y frutas, galletas, hasta en ciertas fibras y textiles. El PET compone el 12% de todos los residuos globales.

Estos investigadores ejecutaron un modelo de aprendizaje automático para desarrollar una serie de mutaciones en una enzima natural, PETasa, que permite que las bacterias degraden los plásticos PET. Por lo que, este modelo predice qué mutaciones en estas enzimas podrían despolimerizar el plástico residual posconsumo a bajas temperaturas y rápidamente.

La enzima, denominada como FASY-PETase, ha mostrado que sí es posible descomponer este de plástico en partes más pequeñas (despolimeración). Y, posteriormente, volver a unirlo químicamente (repolimeración). En base a esto, en algunos casos, estos plásticos se pueden descomponer por completo en monómeros en tan solo 24 horas.

Además, el equipo de científicos ya ha testeado esta iniciativa en un estudio de 51 envases de plástico posconsumo diferentes, cinco fibras y telas de poliéster y botellas de agua hechas de PET, demostrando su eficacia con la descomposición por completo de la materia en 48 horas, y en algunos casos en un día.

Hacia un futuro sin residuos PET

Hasta el momento, los métodos basados en enzimas requerían de altas temperaturas. Sin embargo, esta nueva puede realizar el proceso a menos de 50 grados centígrados, siendo más ecológica, rápida y económica. En la siguiente fase, estos investigadores están trabajando para poder ampliar la producción de esta enzima y preparar su aplicación ambiental e industrial.

El equipo científico ha presentado una solicitud de patente para esta tecnología. Entre sus futuras aplicaciones está la limpieza de vertederos y de aquellas industrias que producen muchos desechos. Además de sus aplicaciones obvias en el medio ambiente. “Al considerar las aplicaciones de limpieza ambiental, se necesita una enzima que pueda funcionar en el medio ambiente a temperatura ambiente. Este requisito es donde nuestra tecnología tiene una gran ventaja en el futuro”, concluye Hal Alper, profesor en el Departamento de Ingeniería Química en Universidad de Texas Austin.

Sin lugar a duda, se trata de una manera esencial para potenciar el reciclaje a gran escala, permitiendo que las industrias reduzcan su impacto ambiental, gracias a la recuperación y la reutilización de plásticos a nivel molecular.

 

La IA diseña una enzima que se ‘come’ el plástico en días es un artículo de Blogthinkbig.com.