El desarrollo de polímeros de origen vegetal que se descomponen por completo a nivel de microplásticos en apenas siete meses, representan una alternativa ecológica innovadora frente a los plásticos convencionales derivados del petróleo cuya degradación insume siglos.

El artículo que publica la revista Scientific Reports * ofrece una solución prometedora al creciente problema de la contaminación por microplásticos que se acumulan en el medio ambiente y organismos vivos.
Investigadores de la Universidad de California desarrollaron polímeros de origen vegetal que se biodegradan en un período muy breve al ser expuestos a compostaje. 

Una solución factible para mitigar el impacto ambiental de los microplásticos es desarrollar plásticos que no generen microplásticos persistentes como parte de su ciclo de vida normal. El artículo aclara que incluso los plásticos que se recogen y reciclan adecuadamente generan microplásticos como parte del desgaste normal del uso diario o como consecuencia de procesos de reciclaje o lavado.
Así, para evitar la acumulación de microplásticos, sugiere el desarrollo de nuevos materiales plásticos que sean completamente biodegradables, de modo que las partículas generadas a partir de ellos se degraden rápidamente en el medio ambiente. 
El proceso llevado a cabo por microorganismos descompone los polímeros en moléculas más simples productoras de biomasa posibles de usar como fuente de carbono. El proceso requiere que el polímero contenga enlaces químicos -en especial alojados en su estructura primaria principal- físicamente accesibles para las enzimas que reconocen naturalmente estos enlaces como sustratos y, además, que las moléculas de monómero subyacentes (que se liberan a través de esta escisión enzimática) puedan ser consumidas por microorganismos.

En ambientes naturales, el proceso generalmente lo realizan agrupaciones de microorganismos -incluidos bacterias y hongos- secretores de enzimas hidrolíticas que dividen el polímero para liberar una variedad de monómeros y oligómeros que a continuación, podrán ser utilizados por los microbios como fuente de nutrientes de carbono. 

Metodología propuesta
Los autores sometieron el material a pruebas rigurosas con trituración en micropartículas y posterior medición de la descomposición en condiciones de compostaje mediante tres métodos distintos. 

En el primero, un respirómetro registró la liberación de dióxido de carbono por parte de los microorganismos al descomponer el polímero vegetal; las mediciones alcanzaron niveles comparables a los de la celulosa, estándar de biodegradabilidad total.

A través de flotación en agua, el artículo da cuenta que después de 90 días, solo el 32% de las micropartículas vegetales permanecían sin degradarse, en contraste con casi el 100% de los microplásticos derivados del petróleo. Al cabo de 200 días, únicamente persistía el 3% de las partículas vegetales, cifra que demuestra una biodegradación del 97%.

Por último, el análisis químico mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas reveló la presencia de los monómeros originales utilizados en la fabricación del polímero, hecho indicativo de su descomposición en los materiales vegetales iniciales. 

La microscopía electrónica de barrido también evidenció  urante el compostaje la colonización de los microplásticos biodegradables por parte de microorganismos.

El nuevo material plástico, según expresan los autores, representa una solución sostenible que, además de modificar el fin del ciclo de vida de los productos, también evita la generación de microplásticos dañinos. 

La investigación logra avances en la utilización de los polímeros vegetales en equipos de fabricación existentes,  diseñados para recubrir telas con plásticos y otros productos.

Los autores confían en que su desarrollo se transforme en una alternativa viable y ecológica a los plásticos derivados del petróleo, cuyo impacto ambiental y en la salud humana comienza a comprenderse.

* Nature Scientific Reports
Rapid biodegradation of microplastics generated from bio-based thermoplastic polyurethane
Marco N. Allemann, Marissa Tessman, Jaysen Reindel, Gordon B. Scofield, Payton Evans, Robert S. Pomeroy, Michael D. Burkart, Stephen P. Mayfield, Ryan Simkovsky
12 de marzo, 2024
https://www.nature.com/articles/s41598-024-56492-6