Los plásticos fabricados a partir de petróleo tienen los inconvenientes de sus ventajas: diseñados para ser resistentes y reacios a la degradación, siguen siendo muy difíciles de reciclar (menos del 10% lo son), causando importantes problemas de contaminación de suelos y océanos y amenazando la salud de los ecosistemas. Para el poliestireno (PS), muy utilizado en envases alimentarios y aislamiento, menos del 5% se recicla en Francia. Cada año, cientos de miles de toneladas acaban en nuestros cubos de basura.
Imagen de ilustración Pixabay
Para cambiar las cosas, unos científicos del Laboratorio de química de polímeros orgánicos (CNRS/Bordeaux INP/Universidad de Burdeos) y del laboratorio Biodiversidad y biotecnologías fúngicas (INRAE/Universidad de Aix-Marsella) han imaginado una solución simple y robusta: utilizar enzimas procedentes de hongos para degradarlo.
¿Su truco? Poner este polímero en forma de nanopartículas estables en agua con la ayuda de un tensioactivo y en presencia de oxígeno. El poliestireno así formulado se vuelve más accesible para las enzimas, que cortan las largas cadenas del polímero en fragmentos más pequeños, hasta obtener moléculas de valor añadido, como el ácido benzoico y el benzaldehído.
Estas moléculas ya se utilizan a diario: el ácido benzoico por sus propiedades antifúngicas y antibacterianas, el benzaldehído por su aroma a almendra. Pero sus métodos de producción siguen siendo muy energéticos. Producirlos directamente a partir de residuos plásticos gracias a las enzimas constituiría, por tanto, un avance mayor para el medio ambiente y la economía circular. El proceso, aún en desarrollo, permite vislumbrar un futuro fascinante en el que los envases de yogur usados se transformarían en medicamentos o aromas.
En un segundo estudio, en colaboración con el Instituto de ciencias moleculares (CNRS/ Bordeaux INP/Universidad de Burdeos), el equipo ataca el polietileno (PE), el plástico más producido del mundo (más de 150 millones de toneladas anuales). Esta vez no se trata de romperlo, sino de transformarlo químicamente en un nuevo material de alto valor añadido.
Valorización de residuos plásticos a base de polietileno mediante supra-reciclaje vía el injerto de funciones oxima o cetona en la cadena polimérica.
© Yannick Landais y Daniel Taton
Los científicos utilizan para ello un oxidante simple y barato: el nitrito de terbutilo. Activado por la luz visible, genera radicales, especies muy reactivas capaces de arrancar un átomo de hidrógeno de la cadena de polietileno y reemplazarlo por nuevas funciones químicas, oximas (C=N-OH) o cetona (C=0), sin recurrir a catalizadores metálicos.
Los equipos de Burdeos han demostrado que esta modificación química también puede realizarse por vía térmica en una extrusora para un tratamiento de los residuos de PE a escalas compatibles con la industria del reciclaje. Las funciones así injertadas constituyen "puntos de entrada" en la cadena polimérica que permiten luego transformar el material, modificar su rigidez, su comportamiento mecánico o su polaridad para hacerlo más compatible con otros plásticos o disolventes.
El estudio ofrece así una doble perspectiva: reciclar más eficazmente los plásticos a base de PE y acceder a polímeros innovadores dotados de propiedades modulables y de mayor valor añadido. A largo plazo, estos avances podrían incluso permitir diseñar plásticos "inteligentes", pensados desde su fabricación para ser transformados, reparados o reciclados de manera más limpia.
Estos dos estudios, publicados en Angewandte Chemie International Edition, ilustran un cambio de paradigma en la química de los plásticos y su circularidad.
Redactor: AVR