Utilizar algas para intentar solucionar el problema del plástico
Por Babetta L. Marrone
Imagina nuestro mundo sin plásticos: están por todas partes, desde la construcción y la electrónica hasta el transporte y el embalaje. Su resistencia y durabilidad hacen que el plástico sea tan útil, pero también lo convierten en uno de los principales responsables de la contaminación.
Según un estudio realizado por el Centro Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica de la Universidad de California-Santa Bárbara, hasta 13 millones de toneladas métricas de plástico acaban en los océanos cada año. Este estudio también reveló que aproximadamente la mitad de los 300 millones de toneladas de plástico que se producen anualmente en todo el mundo se utiliza una sola vez. Para poner estas cifras en perspectiva, en 2014 solo en Estados Unidos se vendieron más de 100.000 millones de botellas de plástico para bebidas que suponen el 14% de la contaminación de Estados Unidos, a pesar de los esfuerzos de reciclaje.
Los plásticos pueden tardar hasta 1.000 años en descomponerse en los vertederos y los océanos. Los plásticos más finos, como los utilizados en las botellas de agua, pueden tardar más de 450 años en degradarse.
Para hacer frente a este problema, los científicos del Laboratorio Nacional de Los Álamos han desarrollado un método alternativo para fabricar plásticos de forma sostenible que no sólo son duraderos, sino que son fácilmente biodegradables.
Los plásticos actuales suelen fabricarse con productos químicos derivados del petróleo, un recurso limitado e insostenible. Los plásticos son sintéticos y suelen consistir en lo que se conoce como polímeros orgánicos. Estos polímeros están formados por moléculas idénticas más pequeñas unidas entre sí. Algunos polímeros se encuentran en la naturaleza (la celulosa, por ejemplo, está formada por moléculas de azúcar), mientras que otros se fabrican artificialmente (como el nailon, el teflón y el cloruro de polivinilo, más conocido como PVC).
En lugar de utilizar el petróleo para fabricar plásticos sintéticos, Los Álamos está buscando un recurso alternativo y ecológico: las algas. Las algas, que ya son un recurso energético alternativo viable para obtener combustible, también pueden resultar útiles como material de base para crear polímeros de base biológica, conocidos comúnmente como biopolímeros, que son fuertes y duraderos pero se descomponen más rápidamente que sus homólogos basados en el petróleo.
Descubrir qué algas son las más adecuadas como material de base para la fabricación de biopolímeros no es tarea fácil. Hay muchos tipos de algas, desde las microscópicas (como las algas verdeazuladas, o cianobacterias, llamadas así por su color verde azulado) hasta las grandes algas que crecen hasta más de 30 metros de largo. Para determinar qué tipo sería el mejor para fabricar plásticos biodegradables, tres equipos del laboratorio persiguen objetivos distintos.
Un equipo, formado principalmente por biólogos, está investigando las características biológicas de cada especie de alga. Están especialmente interesados en la composición genética de cada alga, su genoma, que contiene toda la información biológica necesaria para sintetizar los componentes básicos para fabricar biopolímeros. El segundo equipo, formado principalmente por químicos, está determinando los procesos químicos necesarios para descubrir, diseñar y fabricar nuevos biopolímeros que sean tan resistentes y duraderos como los plásticos derivados del petróleo, pero que se degraden mucho más rápido.
Combinar estas montañas de información podría llevar muchas décadas, por lo que un tercer equipo está aplicando análisis de aprendizaje automático para acelerar el trabajo. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden realmente aprender de los datos, identificar patrones e incluso tomar decisiones, todo ello sin participación humana.
Al aprovechar el rico y vasto panorama de la biología de las algas y la química de los polímeros, crearemos un marco a partir del cual diseñar una nueva generación de biopolímeros que sirva de base para nuevos y revolucionarios bioplásticos. Estos bioplásticos podrían dejar de contribuir a problemas como el Gran Parche de Basura del Pacífico frente a la costa de California. Esta mancha, dos veces más grande que Texas, tiene seis veces más plástico que vida marina. Los bioplásticos son una forma de seguir utilizando plásticos sin contaminar la tierra y el agua para las generaciones venideras.
Babetta L. Marrone, científica principal del grupo de bioenergía y ciencias del bioma del Laboratorio Nacional de Los Álamos, es la investigadora principal del nuevo proyecto financiado por Los Álamos, «Biomanufactura con control adaptativo inteligente (BioManIAC)». También es la directora del programa de biocombustibles de Los Álamos y supervisa los proyectos financiados por la Oficina de Tecnologías de la Bioenergía del Departamento de Energía.
Esta historia apareció por primera vez en el Santa Fe New Mexican.