Una bolsa de supermercado puede utilizarse apenas unos minutos. Un sachet de leche, algunos días. Ambos aprovechan las propiedades del polietileno, uno de los plásticos más utilizados del mundo por su resistencia, flexibilidad y bajo costo. Sin embargo, cuando dejan de ser útiles y se descartan, el material puede permanecer durante décadas o incluso siglos en el ambiente.
¿Qué pasaría si pudiéramos fabricar plásticos que conservaran todas esas propiedades durante su vida útil, pero que después se degradaran naturalmente en pocos meses?
Una pequeña abeja que construye sus nidos bajo tierra podría ayudar a encontrar la respuesta.
Investigadores de Virginia Tech y la Universidad de Tennessee, en Estados Unidos, descubrieron que la especie Colletes inaequalis produce un polímero natural con características similares a las del polietileno, pero capaz de degradarse rápidamente en el suelo, sin necesidad de las condiciones especiales que requieren algunos plásticos compostables.
El hallazgo, publicado el 2 de noviembre en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), podría aportar las claves para desarrollar una nueva generación de materiales que combinen resistencia y biodegradabilidad.
El plástico biodegradable que fabrica una abeja para proteger a sus crías
Conocida como abeja del celofán, Colletes inaequalis es una especie solitaria que excava pequeñas galerías subterráneas donde deposita sus huevos. Para protegerlos de la humedad, recubre las paredes de cada cavidad con una película transparente e impermeable, formada principalmente por un poliéster natural.
El material cumple una función semejante a la de muchos plásticos convencionales. Forma una barrera protectora que resiste las condiciones del suelo durante el desarrollo de las crías, pero después comienza a descomponerse.
El equipo encabezado por Jonathan Coote, investigador del Departamento de Biomateriales Sostenibles de Virginia Tech, analizó revestimientos de nidos recolectados en Tennessee y comprobó que la proporción de poliéster en el material disminuía del 73% al 40% después de cuatro meses enterrado. Con el paso del tiempo, la película también perdía flexibilidad hasta volverse quebradiza.
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Lo sorprendente es que su estructura molecular presenta características normalmente asociadas con plásticos difíciles de degradar. Las cadenas del polímero se encuentran parcialmente organizadas en regiones cristalinas y probablemente están conectadas mediante enlaces químicos que aumentan su resistencia.
Sin embargo, los investigadores sospechan que esa misma organización deja expuestos ciertos enlaces que pueden ser atacados por enzimas presentes en el material, facilitando su descomposición.
De los nidos de las abejas a los futuros plásticos biodegradables
Si los científicos consiguen reproducir ese mecanismo, podrían diseñar materiales que mantengan su resistencia durante el tiempo necesario y luego se degraden en condiciones ambientales normales.
Una de las aplicaciones posibles sería la fabricación de películas agrícolas que cumplan su función durante el cultivo y posteriormente se biodegraden en el suelo, reduciendo la necesidad de retirarlas. También podrían desarrollarse envases y otros productos descartables cuya vida útil es mucho más corta que la persistencia ambiental de los plásticos con los que se fabrican.
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Ya existen materiales biodegradables para algunas de estas aplicaciones, pero conseguir que reúnan las propiedades del polietileno, se degraden de manera confiable en el ambiente y puedan producirse a costos competitivos continúa siendo un desafío tecnológico.
La investigación todavía está lejos de ofrecer un sustituto comercial. Los científicos no buscan utilizar abejas para producir plástico a gran escala, sino comprender su química para reproducirla mediante procesos industriales.
El próximo paso del equipo de Virginia Tech será identificar con mayor precisión cómo se produce la degradación del poliéster natural y determinar si esas características pueden incorporarse a nuevos materiales sintéticos. La abeja ya demostró que es posible fabricar una película resistente que luego se descomponga en el suelo. Ahora los investigadores intentarán descubrir cómo hacerlo sin su ayuda.
