En un reciente estudio realizado por un equipo de científicos en España, se han identificado los factores moleculares que representan un obstáculo significativo en el proceso de reciclaje de un tipo de plástico ampliamente utilizado: el polietileno tereftalato (PET). Esta investigación, publicada en la revista The Journal of Physical Chemistry Letters, destaca que la cristalización de este material dificulta su degradación enzimática, un avance crucial para abordar el problema de los residuos plásticos en el medio ambiente.
El polietileno tereftalato es el componente principal de numerosas botellas y envases plásticos, y su acumulación en el entorno ha generado una crisis ecológica. Según los investigadores del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) y del Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC), el principal desafío radica en la gran cantidad de energía requerida para que las enzimas se integren adecuadamente con las cadenas de polímero en su forma cristalina. Esto se debe a que, en su estado ordenado, las moléculas de PET se compactan de tal manera que dificultan la acción enzimática, que es esencial para su degradación.
Durante más de veinte años, la comunidad científica ha estado trabajando en la optimización de enzimas capaces de descomponer el PET, sin embargo, la mayoría de estas solo son efectivas en las porciones menos compactas del material. Esta limitación se convierte en un reto importante, dado que muchos productos comerciales están compuestos por un alto grado de cristalinidad, lo que complica aún más su descomposición biológica. La investigación revela que, aunque las enzimas pueden, en teoría, realizar cortes químicos tanto en el plástico blando como en el cristalino, el costo energético necesario para lograrlo en este último es excesivo.
El análisis llevado a cabo por el equipo de investigación incluyó la combinación de datos experimentales sobre la morfología de las cadenas de plástico con simulaciones computacionales avanzadas. Esto permitió a los científicos observar cómo las enzimas se unen a fragmentos de plástico y medir el esfuerzo energético necesario para este proceso. Francesco Colizzi, uno de los autores del estudio, enfatizó que la comprensión de que la limitación es tanto estructural como energética permitirá a los investigadores enfocarse en modificar la arquitectura de las enzimas existentes para mejorar su eficacia.
Ania Di Pede-Mattatelli, la principal autora del estudio, destacó la importancia de desarrollar enzimas que puedan superar estas barreras energéticas. "Si logramos diseñar estas enzimas, estaremos mucho más cerca de alcanzar una economía circular real, donde las botellas viejas puedan ser recicladas en nuevas botellas de la misma calidad, una y otra vez", afirmó. Este enfoque no solo representa un avance en la ciencia del reciclaje, sino que también sienta las bases para un futuro más sostenible.
Los hallazgos de esta investigación subrayan la urgencia de crear herramientas biotecnológicas que promuevan un reciclaje circular y sostenible, desvinculando el proceso de la dependencia de recursos fósiles. La colaboración internacional en este ámbito es fundamental para lograr el objetivo de diseñar un catálogo de biocatalizadores optimizados, que se adapten a diversos tipos de residuos plásticos, minimizando así la huella de carbono del proceso de reciclaje. Este avance podría ofrecer una alternativa viable a la producción de plástico virgen derivado del petróleo, contribuyendo a mitigar el impacto ambiental de los plásticos en el planeta.
