Consiguen degradar plástico usando hongos

El polipropileno, usado en multitud de productos cotidianos, ha sido biodegradado con éxito por dos cepas de hongos en un nuevo experimento dirigido por investigadores de la Universidad de Sydney.

El polipropileno es un plástico común que se utiliza en una gran variedad de productos, desde envases y juguetes hasta mobiliario y moda, y que representa aproximadamente el 28% de los residuos plásticos del mundo, pero del que sólo se recicla una ínfima parte.

Ahora, investigadores de la Universidad de Sydney, en Australia, han utilizado dos cepas comunes de hongos para biodegradar con éxito el polipropileno en un experimento de laboratorio. Los resultados de su trabajo se han publicado en npj Materials Degradation.

Los hongos Aspergillus terreus y Engyodontium album, que suelen encontrarse en el suelo y las plantas, fueron capaces de descomponer el polipropileno tras someterlo a un tratamiento previo con luz ultravioleta o calor, reduciendo el plástico en un 21% en 30 días de incubación y en un 25-27% en 90 días.

«El polipropileno es un plástico común que se utiliza para fabricar una gran variedad de productos cotidianos, como envases de alimentos, perchas y film transparente, pero sólo tiene un índice de reciclado del 1%, lo que significa que está sobrerrepresentado en los residuos plásticos y la contaminación mundial», explica Amira Farzana Samat, estudiante de doctorado de la Facultad de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Sídney y autora principal del estudio.

Los investigadores esperan que su método pueda algún día reducir la enorme cantidad de plástico que contamina el medio ambiente y ayudar a comprender mejor cómo la contaminación plástica puede biodegradarse de forma natural en determinadas condiciones.

«La contaminación por plásticos es, con mucho, uno de los mayores problemas de residuos de nuestro tiempo. La inmensa mayoría no se recicla adecuadamente, lo que significa que a menudo acaba en nuestros océanos, ríos y vertederos. Se calcula que 109 millones de toneladas de plástico se han acumulado en los ríos y 30 millones de toneladas en los océanos, y algunas fuentes estiman que pronto superarán la masa total de peces», explica Samat.

Los investigadores afirman que el polipropileno se recicla con tan poca frecuencia debido a su corta vida como material de envasado y a que a menudo se contamina con otros materiales y plásticos, lo que hace necesarios nuevos métodos de reciclaje que tengan un impacto ambiental mínimo.

El director del doctorado de Samat, el catedrático Ali Abbas, de la Escuela de Ingeniería Química y Molecular e Ingeniero Jefe de Circular Australia, declara que «a pesar de la enorme escala de producción y consumo de plásticos, se ha prestado muy poca atención a su degradación en condiciones ambientales, y nuestra comprensión de cómo pueden degradarse los plásticos es limitada».

«Una de las grandes preguntas que plantea nuestro resultado es: ¿cuáles son las condiciones naturales que pueden acelerar la degradación de los plásticos? Queremos seguir explorando el papel de los procesos biológicos que ofrecen los hongos y otros microorganismos», explica.

La profesora Dee Carter, experta en micología (el estudio de los hongos) de la Facultad de Ciencias de la Vida y Medio Ambiente y coautora del estudio, afirma que «los hongos son increíblemente versátiles y se sabe que son capaces de descomponer prácticamente todos los sustratos. Este superpoder se debe a su producción de potentes enzimas, que excretan y utilizan para descomponer los sustratos en moléculas más sencillas que las células fúngicas pueden absorber».

«A menudo, estos hongos han evolucionado para descomponer materiales leñosos, pero esta capacidad puede reutilizarse para atacar otros sustratos. Por eso encontramos hongos que crecen en todo tipo de materiales artificiales, como alfombras, muebles pintados, lechadas de baldosas, cortinas de ducha, tapicerías e incluso faros de coches», añade.

Carter explica que «estudios recientes sugieren que algunos hongos pueden incluso degradar algunas de las ‘sustancias químicas eternas’ como los PFAS, pero el proceso es lento y aún no se conoce bien. También hay pruebas de que la cantidad de plástico acumulado en el océano es menor de lo que cabría esperar en función de los niveles de producción y eliminación, y se especula con la posibilidad de que parte de este plástico ‘desaparecido’ haya sido degradado por hongos marinos.»

El polipropileno en diversas formas se trató inicialmente con alguno de estos métodos distintos: luz ultravioleta, calor y reactivo de Fenton, una solución ácida de peróxido de hidrógeno y hierro ferroso que suele utilizarse para oxidar contaminantes.

En una placa de petri, los hongos se aplicaron por separado como cultivos individuales al polipropileno tratado. A continuación, se confirmó la validez de la biodegradación mediante técnicas de microscopía. Aunque la investigación no evaluó cómo degradaban los hongos el plástico ni si se metabolizaba, los investigadores esperan realizar más estudios para determinar el tipo de procesos bioquímicos que tienen lugar.

El profesor Abbas cree que la baja tasa de reciclaje de plásticos a nivel mundial presenta una enorme brecha de circularidad de los plásticos: «Tenemos que apoyar el desarrollo de tecnologías de reciclado disruptivas que mejoren la circularidad de los plásticos, especialmente las tecnologías impulsadas por procesos biológicos, como en nuestro estudio. Es importante señalar que en nuestro estudio aún no se ha llevado a cabo ninguna optimización de las condiciones experimentales, por lo que hay mucho margen para reducir aún más este tiempo de degradación».

Los investigadores estudiarán ahora cómo mejorar la eficacia global en la degradación del polipropileno antes de buscar inversión para ampliar la tecnología y desarrollar un prototipo piloto a pequeña escala para su comercialización.

Desde que finalizó el estudio, el equipo ha aislado otros microorganismos del medio marino y ha utilizado un proceso similar para degradar residuos plásticos marinos, con resultados preliminares que muestran una degradación aún mayor.

«Estamos muy ilusionados y hemos empezado a buscar formas de mejorar el proceso de degradación con estos microorganismos. Estén atentos», concluye Samat: .