En todo el mundo se producen 360 millones de toneladas de plástico al año. De esa cantidad, el 40% es consumido por el sector de los envases alimentarios y el 3,5% por la agricultura. Poco más del 30% de los residuos de plástico generados en la UE se recicla: el resto se incinera, se deposita en vertederos o se libera en el medio ambiente. Más de la mitad de los envases alimentarios usados que se recogen entre los residuos municipales no pueden reciclarse con las técnicas disponibles debido a su heterogeneidad y a la presencia de productos sobrantes. Esta realidad se traduce en graves problemas medioambientales, como residuos en los océanos o los famosos microplásticos que se encuentran ya casi en cualquier parte del planeta.
De ahí la importancia de que la industria establezca diferentes sistemas para cerrar el ciclo de los materiales plásticos. Para hacer frente a estos retos, el proyecto RECOVER está trabajando en proporcionar soluciones biotecnológicas novedosas utilizando la acción combinada de enzimas y organismos (microorganismos, lombrices e insectos) para la remediación de la contaminación por plásticos en los campos agrícolas y la conversión de plásticos no reciclables.
Los insectos y las lombrices actúan en colaboración con los microorganismos de su sistema digestivo y las enzimas que producen y son capaces de transformar gran parte de estos plásticos generando compuestos que pueden ser reutilizados, como abonos orgánicos o quitina, que se puede emplear para fabricar otros plásticos, en este caso antimicrobianos, para usos agrícolas y alimentarios. Se trata de un proyecto que da esperanza para poder atajar el problema que supone este tipo de residuos, aunque María José López, profesora de Microbiología de la Universidad de Almería y coordinadora de la iniciativa, tampoco quiere echar las campanas al vuelo de momento: «Es cierto que puede tener potenciales aplicaciones muy interesantes, pero de momento estamos empezando y hay mucho trabajo por hacer».
Una esperanza contra la contaminación por plásticosDesde que arrancara el proyecto, en junio de 2020, la actividad del consorcio se ha centrado, por un lado, en identificar los plásticos mayoritarios presentes en los residuos agroalimentarios. Estos incluyen los correspondientes a envasado de alimentos, que terminan formando parte de los residuos sólidos urbanos, así como los empleados en agricultura, tales como bandejas, macetas o las películas de acolchado, que bien son recolectados o pueden permanecer en suelo. En general, el proyecto busca desarrollar soluciones biotecnológicas para la degradación de los cuatro plásticos de origen fósil más representativos: poliestireno (PS), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y tereftalato de polietileno (PET). Para el desarrollo del proyecto se utilizan estos polímeros, tanto primarios (vírgenes) como secundarios (reciclados).
Pero a partir de ahora se aborda la fase más compleja: ensayar con los organismos seleccionados en condiciones similares a la realidad, en suelos contaminados con plástico o en un proceso de compostaje durante el cual se vigilará lo que ocurre con los plásticos. Todo ello implicará también estudios económicos, sociales y logísticos sobre cómo se transportarán los plásticos no reciclables a las unidades de tratamiento y cómo se aplicarán estos procedimientos en reactores de compostaje controlados.
El objetivo final del proyecto es generar un conjunto de herramientas biotecnológicas y probarlas en flujos reales de residuos plásticos mixtos en entornos contaminados. De este modo, se establecerán condiciones ambientales sencillas que puedan reproducirse en granjas o municipios como actividad rentable, lo que allanará el camino para su futura explotación y apoyará el esfuerzo de la UE por cambiar a modelos circulares y hacer frente a la contaminación por plásticos.
Una esperanza contra la contaminación por plásticosMaría José López explica a Cultum que la intención es que se puedan reciclar de este modo tanto los plásticos que se recogen después de su uso como los que quedan en la tierra tras las labores agrícolas, sobre todo los restos de los que se emplean como acolchado para ciertos cultivos. La idea es que los propios agricultores puedan hacer llegar los residuos que ellos mismo generan a plantas de tratamiento, de manera que sean capaces de darles una nueva vida, aunque advierte de que esa realidad no está a la vuelta de la esquina; de hecho, al proyecto aún le quedan casi dos años de duración.
Insectos y microorganismos.
Para el tratamiento de los residuos plásticos se han seleccionado los organismos/enzimas candidatos y las condiciones básicas necesarias para degradarlos o transformarlos. Cuatro combinaciones microbianas (consorcios) han mostrado una capacidad prometedora para utilizar la gama completa de polímeros plásticos como fuente de carbono, especialmente para polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y polietileno de baja densidad (LDPE). Dos nuevas enzimas han exhibido una gran actividad y estabilidad frente a LDPE y se han sintetizado otros homólogos que degradan LLDPE y PS. Adicionalmente se han seleccionado las lombrices Eisenia foetida y Lumbricus terrestres, destinadas a escenarios de biorremediación de suelos y vermicompostaje y que sobreviven en presencia de plásticos exhibiendo una elevada actividad enzimática degradadora. Además, se han hecho pruebas con los insectos Tenebrio molitor (un escarabajo autorizado como alimento humano por la UE), Ephestia kuehniella y Galleria mellonella (polillas), así como Acheta domesticus (grillo) y Hermetia illucens (hormiga soldado), pero estos dos últimos no han resultado efectivos para la degradación de los plásticos. Para cada lombriz e insecto se han identificado microorganismos compatibles que permitirán reforzar su actividad.
Por otra parte, se está llevando a cabo la producción a escala de laboratorio de formulaciones microbianas y combinaciones de insectos/lombrices con microorganismos para determinar las mejores condiciones para la degradación/conversión de los plásticos y el escalado de su producción. Estas condiciones se están aplicando en ensayos de campo, reactores de compostaje y cultivos de insectos para validar el nuevo proceso a escala piloto, así como para la posterior validación de los subproductos del proceso en aplicaciones de alto valor añadido para diferentes usos finales en la alimentación y la agricultura.
Una esperanza contra la contaminación por plásticosLos nuevos consorcios microbianos y enzimas con actividad sobre una amplia gama de polímeros plásticos, además de lombrices e insectos capaces de digerir plásticos sobre una matriz orgánica compleja, son fundamentales para trabajar en la consecución de la degradación/conversión de plásticos mixtos heterogéneos con restos orgánicos y la eliminación de plásticos del suelo. Se espera que una mayor integración de los sistemas biocatalíticos (enzimas hidrolíticas, microbios, insectos y lombrices de tierra) maximice los rendimientos de la transformación y sea más flexible, permitiendo el tratamiento de flujos de residuos plásticos mixtos, y que haga posible la conversión de plásticos fósiles en homólogos biodegradables en un solo paso.
Valor añadido.
Pero el proyecto no solo busca dar una salida a los plásticos fósiles, sino obtener además en el proceso compuestos útiles, según aclara su coordinadora. Los productos de valor añadido que se desarrollarán incluyen la valorización de quitina, que se extrae del exoesqueleto de los propios insectos que degradan el plástico y sirve como aditivo en plástico activo para películas de embalaje y acolchado que proporcionarán propiedades antimicrobianas. Además se producirán biofertilizantes como el vermicompost (compost procedente de la actividad de las lombrices de tierra) y estiércol de insectos.
El proyecto RECOVER tendrá un impacto medioambiental muy positivo. Se espera que ofrezca enormes ventajas al disminuir la generación y dispersión de plásticos; además conseguirá que se reduzca la gran cantidad de plástico que actualmente se entierra en los vertederos o se incinera, con las implicaciones que esto tiene para la liberación de GEI. Además, un mayor porcentaje de plástico reciclado y biodegradado hará que lleguen menos plásticos a los océanos y ríos.