Plástico orgánico producido por microbios a partir de dióxido de carbono

Unos investigadores están trabajando en un método eficiente y barato para la producción de un plástico orgánico, concretamente ácido polihidroxibutírico (polihidroxibutirato).

En este método se emplean microorganismos que producen ácido polihidroxibutírico a partir de dióxido de carbono (CO2), aire y electricidad renovable. El proceso optimizado de electrosíntesis microbiana abre nuevas perspectivas para la producción futura de biocombustibles o para el almacenamiento de energía procedente de fuentes renovables en la forma de productos químicos, por ejemplo.

El interés del consumidor por los productos sostenibles aumenta también la demanda de los plásticos orgánicos, para vasos de usar y tirar, embalajes o bolsas de basura.

El método para producir plásticos orgánicos desarrollado por el equipo de Johannes Gescher y Johannes Eberhard Reiner, del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) en Alemania, tiene como características principales un mínimo consumo de recursos y un coste bajo. Eso incluye utilizar una materia prima barata y que está disponible en casi cualquier sitio (de hecho, con una presencia mayor de lo que querríamos): el dióxido de carbono (CO2), que por su abundancia es el principal gas con efecto invernadero en la atmósfera.

Un aspecto fundamental de la nueva técnica es que utiliza una tecnología relativamente nueva llamada electrosíntesis microbiana. Hace unos seis años, investigadores de Estados Unidos describieron por primera vez cómo crecen ciertos microorganismos en un cátodo, se enlazan a moléculas de CO2 y utilizan el cátodo como única fuente de energía y de electrones. En cambio, un proceso químico convencional que produzca los mismos resultados finales precisa altas presiones y temperaturas y, por tanto, catalizadores caros y un suministro elevado de energía.

Johannes Eberhard Reiner, del KIT, con los reactores para la electrosíntesis microbiana. (Foto: Constanze Zacharias)

Hasta ahora, la electrosíntesis microbiana se ha utilizado principalmente para producir acetatos, es decir, sales de ácido acético. El equipo de Gescher ha optimizado el proceso, de manera que se suministra a los microorganismos más energía para la producción de moléculas de mayor complejidad, como los polímeros. En el proceso, primero se mezcla el CO2 con aire. Después, los microorganismos utilizan el oxígeno como aceptor de electrones. Ello es bastante parecido a la respiración humana, donde el oxígeno también sirve como aceptor de electrones. En los seres humanos, sin embargo, los electrones no proceden de un cátodo, sino que son liberados por la metabolización de los alimentos que comemos que se hace en nuestras células. Entonces, son transferidos al oxígeno y se genera energía.

Como biocatalizador, los investigadores utilizan un microorganismo recientemente aislado que se regenera permanentemente. El CO2 puede ser el de cualquier chimenea industrial convencional. Como resultado de esto último, se evita liberarlo en la atmósfera y también dejan de necesitarse otras fuentes de carbono orgánico que normalmente se aplican como sustratos biotecnológicos. Se evita así la competición con la agricultura productora de alimentos para humanos y para ganado.

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