Este artículo fue publicado originalmente por Undark.
Desde que las primeras fábricas comenzaron a fabricar poliéster a partir del petróleo en la década de 1950, el ser humano ha producido unos 9.100 millones de toneladas de plástico. Los investigadores calculan que menos de una décima parte de los residuos generados por ese plástico se ha reciclado. Alrededor del 12% se ha incinerado, liberando dioxinas y otros carcinógenos en el aire. La mayor parte del resto, una masa equivalente a decenas de millones de ballenas azules, se ha acumulado en vertederos y en el entorno natural. El plástico habita en los océanos, acumulándose en las tripas de las gaviotas y los tiburones blancos. Llueve, en pequeñas motas, sobre las ciudades y los parques nacionales. Según algunas investigaciones, desde su producción hasta su eliminación, es responsable de más emisiones de gases de efecto invernadero que la industria de la aviación.
Este problema de contaminación se agrava, según los expertos, por el hecho de que incluso la pequeña parte de plástico que se recicla está destinada a acabar, tarde o temprano, en el montón de basura. El reciclado termomecánico convencional -en el que los envases viejos se trituran en escamas, se lavan, se funden y se transforman en nuevos productos- produce inevitablemente productos más frágiles y menos duraderos que el material de partida. En el mejor de los casos, el material de una botella de plástico puede reciclarse de esta manera unas tres veces antes de quedar inutilizable. Lo más probable es que se convierta en materiales de menor valor, como ropa o alfombras, que acabarán en los vertederos.
«El reciclaje termomecánico no es reciclaje», afirma Alain Marty, director científico de Carbios, una empresa francesa que desarrolla alternativas al reciclaje convencional.
«Al final», añade, «tienes exactamente la misma cantidad de residuos de plástico».
Carbios forma parte de un contingente de empresas emergentes que intentan comercializar un tipo de reciclaje químico conocido como despolimerización, que descompone los polímeros -las moléculas en forma de cadena que componen un plástico- en sus componentes moleculares fundamentales, llamados monómeros. Estos monómeros se pueden volver a ensamblar en polímeros que son, en términos de sus propiedades físicas, tan buenos como los nuevos. En teoría, dicen sus defensores, una sola botella de plástico podría reciclarse de este modo hasta el fin de los tiempos.
Pero algunos expertos advierten que la despolimerización y otras formas de reciclaje químico pueden enfrentarse a muchos de los mismos problemas que ya afectan a la industria del reciclaje, como la competencia de los plásticos vírgenes baratos fabricados a partir de materias primas petrolíferas. Dicen que, para frenar la marea de plástico que inunda los vertederos y los océanos, lo que más se necesita no son nuevas tecnologías de reciclado, sino una normativa más estricta para los productores de plástico y mayores incentivos para utilizar las tecnologías de reciclado que ya existen.
Sin embargo, gracias a las asociaciones empresariales potencialmente lucrativas y al endurecimiento de las restricciones europeas a los productores de plástico, Carbios sigue adelante con su visión de una economía circular del plástico, que no requiere la extracción de petróleo para fabricar nuevos plásticos. El enfoque de la empresa se basa en una tecnología poco convencional en el ámbito del reciclaje: las enzimas modificadas genéticamente.
Las enzimas catalizan las reacciones químicas dentro de los organismos. En el cuerpo humano, por ejemplo, las enzimas pueden convertir los almidones en azúcares y las proteínas en aminoácidos. Durante los últimos años, Carbios ha estado perfeccionando un método que utiliza una enzima que se encuentra en un microorganismo para convertir el tereftalato de polietileno (PET), un ingrediente común en los textiles y las botellas de plástico, en sus monómeros constituyentes, el ácido tereftálico y el monoetilenglicol.
Aunque los científicos conocen la existencia de las enzimas que comen plástico desde hace años -y Marty dice que Carbios ha estado trabajando en la tecnología de reciclaje enzimático desde su fundación en 2011-, un descubrimiento realizado hace seis años fuera de una fábrica de reciclaje de botellas en Sakai, Japón, ayudó a dinamizar el campo. Allí, un grupo dirigido por investigadores del Instituto Tecnológico de Kioto y la Universidad de Keio encontró una única especie bacteriana, Ideonella sakaiensisque podía descomponer el PET y utilizarlo como alimento. El microbio albergaba un par de enzimas que, juntas, podían escindir los enlaces moleculares que mantienen unido el PET. Tras el descubrimiento, otros grupos de investigación identificaron otras enzimas capaces de realizar la misma hazaña.
La promesa del reciclaje enzimático no se limita al PET; el método puede aplicarse potencialmente a otros plásticos, como el poliuretano, utilizado en espumas, aislantes y pinturas. Pero el PET ofrece quizás la oportunidad comercial más amplia: Es una de las mayores categorías deplásticos producidos, ampliamente utilizados en el envasado de alimentos y tejidos. Las botellas de bebidas a base de PET se encuentran entre los plásticos más fáciles de recoger y reciclar en un producto comercializable.
Las tecnologías tradicionales de despolimerización se basan en catalizadores inorgánicos en lugar de enzimas. Sin embargo, algunas empresas de reciclaje químico han tenido dificultades para convertir el reciclaje de PET en un modelo de negocio viable, e incluso algunas se han enfrentado a un escrutinio legal.
A pesar de ello, Marty afirma que el enfoque enzimático de Carbios ofrece ventajas sobre los métodos tradicionales de despolimerización: Las enzimas son más selectivas desde el punto de vista químico que los catalizadores sintéticos -pueden dirigirse con mayor precisión a sitios específicos de moléculas concretas- y, por tanto, podrían obtener un producto más puro. Además, funcionan a temperaturas de reactor relativamente bajas y no requieren disolventes caros y peligrosos.
Sin embargo, tradicionalmente el problema de las enzimas ha sido que funcionan lentamente y pueden desestabilizarse con el calor. En los primeros experimentos, a veces se necesitaban semanas para procesar sólo una fracción de un lote de PET. En 2020, Marty y sus colegas de Carbios, junto con investigadores de Francia, anunciaron que habían diseñado una enzima -la llamada cutinasa, que se encuentra de forma natural en los microbios que descomponen las hojas- que podía soportar temperaturas más altas y convertir casi todo un lote de PET en monómeros en cuestión de horas. El descubrimiento impulsó drásticamente las perspectivas comerciales del reciclaje enzimático; en los 10 meses siguientes, el precio de las acciones de Carbios en la bolsa Euronext de París se multiplicó por ocho.
El pasado mes de septiembre, Carbios comenzó a probar su tecnología en una instalación de demostración cerca de su sede en Clermont-Ferrand, Francia, a unas dos horas en coche al oeste de Lyon. El PET usado llega aquí en forma de escamas finas y preprocesadas de un quinto de pulgada de diámetro. En un reactor de 4 metros de altura, los copos se mezclan con las enzimas cutinasas patentadas -producidas por la empresa de biotecnología danesa Novozymes- y se calientan a un poco más de 140 grados Fahrenheit. En 10 horas, dice Marty, el 95% del plástico introducido en el reactor, el equivalente a 100.000 botellas de plástico, puede convertirse en monómeros, que luego se filtran, se purifican y se preparan para su uso en la fabricación de plástico. (El 5% restante, formado por plástico sin reaccionar e impurezas, se incinera). Tal como lo describe Marty, el producto final es físicamente indistinguible de las sustancias de base petroquímica utilizadas para fabricar el PET virgen.
La tecnología de reciclaje de Carbios ha llamado la atención de algunas de las mayores empresas de bienes de consumo del mundo. L’Oréal, Nestlé y PepsiCo han colaborado con la empresa para producir botellas de prueba, y todas parecen estar dispuestas a poner el plástico reciclado con enzimas en las estanterías.
Sin embargo, Kate Bailey, directora de política e investigación de Eco-Cycle, una empresa de reciclaje sin ánimo de lucro con sede en Colorado, afirma que, a lo largo de sus 20 años de experiencia en el sector del reciclaje, se ha mostrado escéptica ante soluciones biotecnológicas como la que pregona Carbios. Aunque reconoce que se necesitan nuevas soluciones, dada la urgencia del problema del plástico, dice que «no tenemos más años para resolver esto y esperar a que haya nuevas tecnologías». Bailey señala los interrogantes que persisten sobre la forma en que el reciclaje enzimático se ampliará para manejar volúmenes comerciales, incluidas las preguntas sobre su huella energética y su manejo de los aditivos químicos tóxicos que se encuentran en muchos plásticos de consumo.
Marty admite que el proceso de Carbios es, efectivamente, más intensivo en energía que el reciclaje convencional -no quiere especificar en qué medida-, pero añade que no es justo comparar el reciclaje enzimático con los procesos termomecánicos, que no producen un producto reciclado de tan alta calidad y acaban generando la misma cantidad de residuos. Aun así, afirma que requiere menos energía y libera menos gases de efecto invernadero que la producción de PET virgen a partir del petróleo, afirmaciones respaldadas por un análisis independiente publicado el año pasado por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos. En cuanto a los aditivos, dice que se filtran durante el procesamiento posterior a la reacción y se incineran.
Pero el obstáculo más difícil para Carbios y otros aspirantes al reciclaje enzimático puede ser el económico. «Es muy barato fabricar plástico virgen, sobre todo con el bajo precio del petróleo», dice Bailey.
«Tienes que ser capaz de vender tu PET reciclado de nuevo a alguna empresa que también tenga la opción de comprar PET virgen», añade, «y cuando el virgen es simplemente más barato, entonces eso es lo que compran las empresas».
En su análisis, el Laboratorio Nacional de Energías Renovables estimó que los monómeros de PET producidos mediante reciclaje enzimático tendrían un precio de al menos 1,93 dólares por kilogramo; los monómeros vírgenes a base de petróleo han oscilado entre 0,90 y 1,50 dólares por kilogramodesde 2010. Y ahora que muchas empresas de combustibles fósiles están orientando sus modelos de negocio hacia la producción de plástico, la competencia en el mercado para los recicladores de plástico podría ser aún más dura.
Sin embargo, Marty es optimista sobre las perspectivas de su empresa. Señala que el precio del petróleo está subiendo y que el endurecimiento de la normativa sobre el uso de combustibles fósiles en Europa está haciendo que el plástico reciclado sea más competitivo allí. Varios gigantes de los bienes de consumo se han comprometido públicamente a abastecer sus productos con materiales reciclados: Coca-Cola se ha comprometido a utilizar material reciclado en la mitad de sus envases para 2030, y Unilever pretende reducir a la mitad su dependencia del plástico virgen para 2025.
«Al principio, claro, será un poco más costoso», dice Marty. «Pero reduciremos, con la experiencia, el coste de este PET reciclado».
Wolfgang Streit, microbiólogo de la Universidad de Hamburgo, dice que aunque las empresas logren el éxito comercial con el PET, es posible que algunos polímeros nunca sean susceptibles de ser reciclados enzimáticamente. Polímeros como el cloruro de polivinilo, utilizado en las tuberías de PVC, y el poliestireno, utilizado en la espuma de poliestireno, se mantienen unidos por potentes enlaces carbono-carbono, que podrían ser demasiado resistentes para que las enzimas los superen, explica.
Esta es una de las razones por las que Bailey cree que hay que considerar nuevas políticas junto con nuevas tecnologías para abordar el problema mundial de los residuos plásticos. Aboga por medidas que limiten la producción de plásticos difíciles de reciclar y mejoren los índices de recogida de materiales como el PET, que puede reciclarse, aunque de forma imperfecta, con las tecnologías existentes. Bailey señala que actualmente sólo se recogen para su reciclaje tres de cada diez botellas de PET. Lo describe como una fruta madura «que podríamos resolver hoy mismo con tecnología y políticas probadas».
La mayor parte del PET que se produce en el mundo no se utiliza para las botellas, sino para las fibras textiles, que, al contener a menudo materiales mezclados, rara vez se reciclan. Mats Linder, director de la rama de consultoría de Stena Recycling en Suecia, afirma que le gustaría que las tecnologías de reciclaje químico se centraran en estas y otras partes de la industria del reciclaje en las que el reciclaje convencional se queda corto.
Según Marty, Carbios está trabajando para conseguirlo. La empresa francesa Michelin ha validado la tecnología de la compañía, que podría permitir reciclar textiles y botellas usadas para convertirlas en fibras de neumáticos. Su objetivo es poner en marcha una operación de reciclaje de textiles en 2023, y Marty afirma que la empresa está en camino de poner en marcha una instalación a escala industrial con una capacidad de 44.000 toneladas en 2025.
Gregg Beckham, investigador principal del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, cree que el problema mundial del plástico exigirá una combinación diversa de soluciones tecnológicas y políticas, pero afirma que el reciclaje enzimático y otras tecnologías de reciclaje químico están avanzando rápidamente, y es optimista respecto a su papel. «Creo que el reciclaje químico es útil en los contextos en los que otras soluciones no funcionan», afirma. «Y hay muchos lugares donde otras soluciones no funcionan».
