Científicos de Ben-Gurión usan enzimas para descomponer PET, transformando residuos en materia reciclable y combatiendo la contaminación plástica global.
Enzimas israelíes combaten contaminación por plásticos
Investigadores de la Universidad Ben-Gurión en Israel desarrollaron enzimas genéticamente modificadas que descomponen el polietileno tereftalato (PET), un plástico común en botellas y envases. Estas enzimas, derivadas de bacterias como Pseudomonas putida, convierten el PET en sus componentes básicos, ácido tereftálico y etilenglicol, que pueden reutilizarse para fabricar nuevos productos plásticos. El proceso, basado en biotecnología, reduce la acumulación de residuos en vertederos y océanos, donde el PET puede tardar hasta 450 años en degradarse naturalmente. Este avance, aún en fase experimental, busca soluciones sostenibles para la crisis global de contaminación plástica.
El equipo liderado por el Dr. Ariel Kushmaro en el Departamento de Biotecnología de Ben-Gurión modificó genéticamente la bacteria Pseudomonas putida para optimizar su capacidad de degradar PET. Los científicos identificaron enzimas específicas, como la PETasa, que cortan los enlaces químicos del plástico, transformándolo en monómeros reciclables. En pruebas de laboratorio, estas enzimas lograron descomponer muestras de PET en semanas, un tiempo significativamente menor al de los procesos naturales. Los investigadores trabajan ahora en mejorar la eficiencia de estas enzimas para su uso a escala industrial.
La contaminación plástica afecta gravemente los ecosistemas, con 15 millones de toneladas de plásticos ingresando anualmente a los océanos, según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). El PET, que representa el 10% de la producción global de plásticos, es un contaminante persistente en ambientes acuáticos y terrestres. Los microplásticos derivados del PET, con tamaños inferiores a 5 milímetros, se acumulan en la cadena alimentaria, afectando la fauna marina y, potencialmente, la salud humana. La investigación israelí aborda este problema al ofrecer una vía para reciclar químicamente el PET en sus componentes originales.
El proceso biotecnológico desarrollado en Ben-Gurión no solo descompone el PET, sino que también permite su reutilización en la fabricación de nuevos plásticos, promoviendo una economía circular. A diferencia de los métodos tradicionales de reciclaje, que debilitan la calidad del plástico con cada ciclo, este enfoque preserva la integridad de los monómeros reciclados. Los científicos destacan que la tecnología podría aplicarse a otros plásticos, como el polietileno (PE), aunque este material presenta mayores desafíos debido a su estructura química más resistente.
Avances clave en la degradación de plásticos por biotecnología
- Enzima PETasa: Modificada genéticamente para descomponer PET en ácido tereftálico y etilenglicol en semanas.
- Pseudomonas putida: Bacteria alterada para degradar plásticos en entornos controlados, con potencial para aplicaciones industriales.
- Impacto ambiental: Reduce la acumulación de microplásticos, que representan el 20% de la contaminación plástica en océanos.
- Economía circular: Transforma residuos plásticos en materia prima reutilizable, minimizando el uso de recursos no renovables.
- Escalabilidad: Investigaciones en curso buscan adaptar la tecnología para su uso en plantas de reciclaje a gran escala.
Biotecnología israelí impulsa reciclaje sostenible
La investigación en la Universidad Ben-Gurión se alinea con esfuerzos globales para mitigar la contaminación plástica. En 2016, científicos japoneses descubrieron la bacteria Ideonella sakaiensis, capaz de degradar PET mediante la enzima PETasa. Este hallazgo inspiró a los investigadores israelíes a optimizar enzimas similares, logrando variantes más eficientes. En colaboración con equipos internacionales, los científicos de Ben-Gurión exploran la combinación de enzimas como PETasa y MHETasa para acelerar la descomposición del PET en entornos acuáticos y terrestres.
El proyecto israelí también incluye experimentos con otros microorganismos, como el hongo Aspergillus tubingensis, que degrada plásticos como el poliuretano. Estos avances complementan el trabajo con Pseudomonas putida, ampliando el espectro de plásticos que podrían tratarse mediante biotecnología. Los investigadores han identificado que factores como la estructura cristalina del PET dificultan su degradación, pero las modificaciones genéticas superan estas barreras al mejorar la capacidad de las enzimas para romper enlaces químicos específicos.
En Israel, otros centros de investigación contribuyen al esfuerzo. Científicos de la Universidad de Tel Aviv desarrollaron un bioplástico derivado de microorganismos que se alimentan de algas marinas, ofreciendo una alternativa biodegradable al plástico tradicional. Este polímero, producido por Haloferax mediterranei, se degrada rápidamente sin dejar residuos tóxicos. El trabajo conjunto entre Ben-Gurión y Tel Aviv posiciona a Israel como líder en soluciones biotecnológicas para la contaminación plástica.
La producción global de plásticos alcanzó 400 millones de toneladas en 2023, con un aumento anual del 4%, según datos de la industria. Solo el 17.4% de los residuos electrónicos, que contienen plásticos, se recicla adecuadamente. La tecnología israelí podría integrarse en plantas de tratamiento de aguas residuales, donde el PET representa el 50% de los microplásticos en efluentes, según un estudio de la Universidad de Northwestern. Esto reduciría la liberación de contaminantes a ríos y océanos.
Desafíos y proyecciones de la tecnología israelí
A pesar de los avances, la escalabilidad de la tecnología sigue siendo un desafío. Las enzimas modificadas funcionan eficientemente en laboratorio, pero su aplicación industrial requiere optimizar costos y procesos. Los investigadores de Ben-Gurión colaboran con expertos en ingeniería de procesos para diseñar sistemas que integren estas enzimas en plantas de reciclaje. La Universidad de Manchester desarrolló una plataforma que evalúa 1,000 variantes de enzimas diarias, un modelo que Ben-Gurión planea adoptar para acelerar sus pruebas.
El PET no es el único objetivo. Los científicos israelíes investigan la degradación de plásticos más resistentes, como el polietileno y el polipropileno, que dominan los residuos domésticos. Estos materiales, con cadenas de carbono más largas, son menos susceptibles a la biodegradación. Sin embargo, los avances con Pseudomonas putida y otros microorganismos marinos, como los estudiados por la Universidad de las Islas Baleares, sugieren que la biotecnología podría abordar estos plásticos en el futuro.
La colaboración internacional es clave. Los investigadores de Ben-Gurión trabajan con científicos de Japón, Reino Unido y Estados Unidos para compartir datos y técnicas. Un proyecto conjunto con la Universidad de Kioto optimizó la enzima PETasa, logrando una degradación del 90% de 200 gramos de PET en 10 horas. Este nivel de eficiencia podría transformar la gestión de residuos plásticos si se implementa a gran escala.
Israel también explora aplicaciones prácticas. Un proyecto con medusas para filtrar microplásticos en océanos complementa los esfuerzos de degradación enzimática. Estas iniciativas, combinadas con políticas de reducción de plásticos de un solo uso en 90 países, refuerzan el impacto potencial de la tecnología israelí en la lucha contra la contaminación plástica global.