Nuevo método de reciclaje enzimático de poliéster y textil

Científicos de las universidades de Portsmouth y Manchester publican un trabajo con un nuevo método para degradar enzimáticamente el PET, que puede duplicar la eficiencia en los procesos de reciclaje de poliéster.

En un estudio publicado en Bioresource Technology Journal, científicos de las universidades de Portsmouth y Manchester informan que una enzima especialmente diseñada puede acelerar significativamente la degradación del poliéster (PET) cuando se procesa a altas concentraciones, similares a las utilizadas en la industria.

El poliéster es económico, duradero y de uso generalizado. Sin embargo, estas mismas cualidades hacen que se acumule en grandes cantidades una vez desechado. Además, los textiles de poliéster son difíciles de reciclar. Sus fibras están densamente empaquetadas y altamente ordenadas en una estructura creada durante la fabricación, lo que las hace resistentes a la degradación biológica.

Al combinar la enzima con el módulo de unión adecuado y preparar el plástico adecuadamente, los científicos de ambas universidades superan un importante obstáculo en el reciclaje plástico. No se trata solo de ayudar a que la enzima se adhiera a la superficie, sino de asegurar que la reacción química se lleve a cabo de manera eficiente.

Las enzimas son proteínas naturales que aceleran las reacciones químicas. El equipo combinó dos componentes diferentes en una enzima de fusión. El primero fue una cutinasa termorresistente, una enzima natural que normalmente descompone la cutina, un poliéster protector presente en la superficie de las plantas. El segundo fue un módulo de unión diseñado para facilitar la adhesión de la enzima al plástico.

Ambos componentes se seleccionaron cuidadosamente para que funcionaran de manera óptima a la misma temperatura y se adaptaran al mismo tipo de estructura plástica. El objetivo era lograr que la enzima se adhiriera al PET y garantizara su descomposición eficiente en condiciones reales de reciclaje.

Enzima, módulo auxiliar y estructura del material

Si bien la enzima modificada se adhirió con mayor fuerza al PET altamente cristalino, esto no se tradujo automáticamente en una descomposición más rápida. De hecho, cuando la estructura plástica se mantuvo altamente ordenada, se obtuvo un beneficio limitado.

El verdadero avance se produjo cuando el plástico era menos cristalino y, por lo tanto, más accesible a la enzima. En condiciones controladas que imitan el reciclaje industrial, la enzima fusionada descompuso el PET menos ordenado mucho más rápidamente.

La mayor mejora se observó en un tejido de poliéster preconsumo que había sido tratado para reducir su cristalinidad y finamente molido. En ese caso, la cantidad de productos de descomposición útiles se duplicó.

Andrew Pickford, director del Centro de Innovación Enzimática de la Universidad de Portsmouth, ha explicado así su hallazgo. «Al combinar la enzima con el módulo de unión adecuado y preparar correctamente el plástico, podemos superar un importante obstáculo en el reciclaje de poliéster y plástico. No se trata solo de ayudar a que la enzima se adhiera a la superficie, sino de asegurar que la reacción química pueda llevarse a cabo de manera eficiente».

Los hallazgos también ayudan a explicar por qué estudios anteriores de combinaciones de enzimas similares han arrojado resultados dispares. Si una enzima se une con demasiada fuerza a la superficie, puede ralentizar la reacción, un concepto químico conocido como principio de Sabatier.

El estudio sugiere que el reciclaje de PET mediante enzimas, una solución prometedora pero técnicamente compleja, podría resultar más práctico a gran escala. El éxito, sin embargo, depende de que se acierten tres factores clave: la enzima, cualquier módulo auxiliar que la guíe hacia el plástico y la estructura del propio material.

Para más información: https://www.port.ac.uk/

Pinker Moda