La inteligencia artificial ayuda a encontrar una enzima que podría resolver el problema del plástico

Uno de los problemas ambientales más acuciantes en la actualidad es la acumulación de desechos de plástico. Difícil de esconder y a la vista de todos, las soluciones a este problema pueden tardar años en implantarse, mientras se siguen acumulando desechos. No obstante, un nuevo estudio podría acelerar la resolución de esta problemática.

La solución planteada por un grupo multidisciplinario de científicos afiliados a la Universidad de Texas en Austin se centra en una variante de una enzima que es capaz de descomponer el plástico, materia que en condiciones normales puede tardar siglos en degradarse, en solo días o incluso horas.

Esto llevaría el reciclaje a otro nivel.

"Las posibilidades son infinitas en todas las industrias para aprovechar este proceso de reciclaje de vanguardia. Más allá de la industria de gestión de residuos, esto también brinda a las corporaciones a tomar la iniciativa en el reciclaje de sus productos. A través de estos enfoques enzimáticos más sostenibles, podemos comenzar a visualizar una verdadera economía circular de plásticos", señaló Hal Alper, de la Universidad de Texas en Austin.

Los esfuerzos en degradar este material que se acumula a una velocidad vertiginosa, y del que incluso se han encontrado micropartículas en la sangre humana, se centran en el tereftalato de polietileno (PET), un polímero que se encuentra en la mayoría de los envases de consumo. Actualmente, corresponde al 12% de todos los residuos globales, de acuerdo con el portal Phys.

Lo novedoso de este estudio, publicado en Nature, es que investigadores de diferentes áreas se unieron para optimizar el proceso de la enzima natural llamada PETasa y que permite que las bacterias degraden los plásticos PET. Así, investigadores de la Escuela de Ingeniería y la Facultad de Ciencias Naturales de Cockrell utilizaron un modelo de aprendizaje automático para generar mutaciones novedosas de esta enzima.

El modelo predice qué mutaciones en estas enzimas lograrían el objetivo de despolimerizar rápidamente el plástico residual posconsumo a bajas temperaturas.

A través de este proceso, que incluyó el estudio de 51 envases de plástico posconsumo diferentes, cinco fibras y telas de poliéster diferentes y botellas de agua hechas de PET, los científicos dieron con la FAST-PETase, una variante funcional, activa, estable y tolerante.

Otras soluciones para degradar el plástico implican procesos muy intensivos en energía de glucólisis, pirólisis y/o metanólisis. El más común, que implica quemarlo en un vertedero, es costoso, consume mucha energía y arroja gases nocivos al aire.

Mientras, las soluciones biológicas son más eficientes. Hasta la fecha, nadie había sido capaz de descubrir cómo hacer que las enzimas funcionen a bajas temperaturas. FAST-PETase puede realizar el proceso a menos de 50 grados centígrados.

"Al considerar las aplicaciones de limpieza ambiental, se necesita una enzima que pueda funcionar en el medio ambiente a temperatura ambiente. Este requisito es donde nuestra tecnología tiene una gran ventaja en el futuro", señaló Alper.