Por Dra.Olga Revelles, investigadora del CIB-CSIC y colaboradora en divulgaUNED.

La generación de residuos es uno de los mayores problemas en la sociedad actual, consecuencia directa del estilo de vida y del desarrollo de los pueblos modernos. Se calcula que cada ciudadano genera entorno a 1 Kg de basura al día y para eliminar toda esta basura es preciso convertir grandes extensiones de tierra en vertederos. Sin embargo, esta medida supone problemas económicos y medio-ambientales a largo plazo, ya que los residuos deben ser transportados a los vertederos permaneciendo largo tiempo y, a su vez, contaminando suelos, aguas y aire. Otro problema asociado a nuestro actual ritmo de vida tiene que ver con las reservas naturales de materias primas y fuentes de energía, cada vez más mermadas mientras que su demanda sigue en aumento. Esto implica que dichos recursos vayan reduciéndose y su extracción, por tanto, encareciendo.

Montaña de residuos |Ian Burt
Montaña de residuos |Ian Burt

Uno de los principales objetivos de la Unión Europea en este área consiste en el reciclaje optimizado de los residuos orgánicos dando lugar a nuevos materiales y reduciendo así el impacto ambiental generado por la actividad humana. El proyecto SYNPOL -Biopolymers from syngas fermentations-, liderado por científicos del CIB-CSIC, pretende desarrollar un sistema sostenible de reutilización y reciclado de la basura antes que hacer uso de la incineración o el vertido. Mediante la integración de técnicas innovadoras físico-químicas, biológicas y de síntesis se busca obtener un amplio espectro de nuevos biopolímeros a partir del carbono presente en residuos urbanos, agrícolas y la depuración de aguas.

Mediante un proceso de gasificación, la basura puede ser convertida en gas de síntesis. El proceso consiste en calentar los residuos a altas temperaturas en ambientes con baja presencia de oxígeno. Permitiendo así la conversión de moléculas complejas de carbono en monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2). Esta mezcla de gases es conocida como gas de síntesis o syngas. El proceso de transformación de moléculas complejas presentes en los residuos en moléculas sencillas es el resultado de múltiples reacciones de reducción que dan lugar, finalmente, a un gas de composición estable (syngas).

Determinados microorganismos son capaces de utilizar el CO y/o H2 del syngas como fuente de carbono y energía y producir, a su vez, compuestos de valor añadido. Este proceso, conocido como fermentación de syngas, es llevado a cabo por bacterias, los microorganismos más abundantes del planeta y utilizados por el hombre con numerosos fines industriales, como por ejemplo la producción de queso, yogur, mantequilla, o la fabricación de medicamentos y compuestos químicos.

Uno de los compuestos que pueden obtenerse a partir de la actividad microbiana es el biopolímero conocido como PHA (polyhydroxyalkanoates), caracterizado por tener propiedades similares a los plásticos. De forma natural, algunas bacterias son capaces de acumular dicho polímero como una reserva de carbono y energía. Actualmente los PHAs constituyen una alternativa muy atractiva a los plásticos derivados del petróleo, elastómeros o látex, ya que son 100% biodegradables, completamente compostables y biocompatibles, es decir, que al final de su vida útil desaparecen de forma natural.

Rhodospirillum rubrum después de fermentar syngas. Los gránulos que se observan en su interior son el biopolímero PHA | Olga Revelles
Rhodospirillum rubrum después de fermentar syngas. Los gránulos que se observan en su interior son el biopolímero PHA | Olga Revelles

En el marco de este proyecto europeo, hemos observado que bacterias del género Rhodospirillum son capaces de fermentar syngas y acumular a su vez bioplásticos. Al final de dicho proceso el biopolímero acumulado en el interior de las bacterias es extraído y procesado para su posterior uso. Por otro lado, el uso de técnicas de ingeniería metabólica y/o genética permite incorporar rutas metabólicas de interés, así como eliminar aquellas que no sean necesarias optimizando el proceso de fermentación y aumentando el rendimiento de producción de biopolímero. En la actualidad ya existen empresas que producen precursores químicos a partir de syngas y mediante fermentación microbiana que pueden ser utilizados para la obtención de combustible, plásticos y/o gomas, entre otros. El uso de las basuras para la producción de bioplásticos aporta ventajas tanto económicas como medioambientales, no sólo ayudando al reciclado de las basuras sino aportando una fuente de recursos alternativa al petróleo.

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