Eliminar los desechos de plástico y generar alimentos para cubrir las necesidades de toda la población mundial son dos grandes retos. Un avance científico podría ayudar a solucionar ambos.
Steve Techtmann, de la Universidad Tecnológica de Michigan (Michigan Tech) en Estados Unidos, es un microbiólogo medioambiental que estudia las comunidades microbianas en diversos entornos naturales. Su laboratorio investiga cómo las comunidades microbianas complejas pueden cooperar para realizar funciones de interés industrial (en este caso, descomponer el plástico y los desechos resultantes de ello, así como otros residuos, dando lugar a productos comestibles y seguros, al tiempo que se combate la contaminación medioambiental por plástico. Dicho de modo sencillo, el proceso ideado por Techtmann es utilizar microbios y calor para transformar el plástico y la biomasa vegetal no comestible en proteína comestible.
La investigación fue financiada inicialmente a raíz de un acuerdo de cooperación con la DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa, dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos). Esa fase se centró en perfeccionar un método de deconstrucción química mediante calor intenso (pirólisis) aplicable a residuos plásticos y dando como resultado proteína en forma de polvo así como lubricantes.
Otros investigadores del de Michigan Tech que trabajan en el proyecto, titulado BioPROTEIN (Biological Plastic Reuse by Olefin and Ester Transforming Engineered Isolates and Natural Consortia), son los ingenieros químicos Rebecca Ong y David Shonnard y el ingeniero de materiales Joshua Pearce.
Ahora, Steve Techtmann así como su colaborador Ting Lu, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, han ganado el Premio Future Insight 2021, por su concepto innovador de producción de alimentos a partir del plástico. El premio, que se concede a las investigaciones innovadoras en salud, nutrición y energía, lo otorga Merck KgaA (Grupo Merck), una conocida empresa con sede en Darmstadt, Alemania.
El primer paso para convertir los residuos plásticos y vegetales no comestibles en proteínas en polvo es despolimerizar los residuos en compuestos más biodegradables, es decir, descomponer el polímero en sus monómeros o componentes individuales. El proceso actual convierte el plástico en compuestos parecidos al aceite mediante calor y un reactor que puede deconstruir las cadenas de polímeros del plástico. Los compuestos comparables al aceite se usan para alimentar a una comunidad de bacterias, que el laboratorio de Techtmann ha estado estudiando. Las bacterias prosperan con su dieta aceitosa, produciendo más células bacterianas, que tienen un 55% de proteínas. Esto permite al equipo generar rápidamente proteínas a partir del plástico.
Los investigadores prevén para un futuro no muy lejano un sistema de uso práctico como este: En un contenedor, quizá no más grande que un buzón de correos si buena parte del sistema se instala bajo tierra, hay una ranura por donde la gente tira los residuos de plástico o la biomasa no comestible. Todos esos residuos pasan a los reactores de procesamiento para ser descompuestos por el calor. Una vez descompuesto, el subproducto se introduce en una cuba con la comunidad bacteriana, que se nutre de las materias que ahí se vierten. Esa comunidad bacteriana prospera y crece. A continuación, las células bacterias son secadas y se convierten en polvo que podrá ser empleado más tarde.
Como parte del premio Future Insights, el equipo cuenta con el diseño de un proceso puramente biológico para convertir el plástico en alimento. Este proceso mejorado utilizará enzimas para despolimerizar los plásticos e incluirá bacterias para descomponer la biomasa vegetal no comestible y otros residuos. NCYT