El reciclaje de plásticos con enzimas da un gran paso adelante
Departamento de Energía de Estados Unidos2 comentarios
Última actualización: 1 de julio de 2025, 00:29
https://cleantechnica.com/2025/06/30/plastics-recycling-with-enzymes-takes-a-leap-forward/
Las mejoras clave del proceso ahorran energía y reducen los costos en el reciclaje de poliéster con enzimas
El NREL y sus colaboradores implementaron mejoras clave en cada etapa del proceso de reciclaje enzimático, desde la descomposición de plásticos hasta la recuperación eficiente de componentes básicos para materiales de alto valor, lo que resultó en un proceso económicamente viable para la industria. En la foto, del NREL (fila trasera, de izquierda a derecha): Manar Alherech, John E. McGeehan, Stephen H. Dempsey, Gregg T. Beckham; (fila delantera, de izquierda a derecha): Kelsey J. Ramirez, Natasha P. Murphy, Jason S. DesVeaux, Christine A. Singer, Hannah M. Alt, Elizabeth L. Bell. Foto de Josh Bauer, NREL.
Una colaboración exitosa que involucra a un trío de instituciones de investigación ha producido una hoja de ruta hacia un proceso económicamente viable para usar enzimas para reciclar plásticos .
Los investigadores del NREL, la Universidad de Massachusetts Lowell y la Universidad de Portsmouth (Inglaterra) colaboraron previamente en la ingeniería biológica de enzimas PETasa mejoradas que pueden descomponer el tereftalato de polietileno (PET). Gracias a su bajo coste de fabricación y sus excelentes propiedades, el PET se utiliza ampliamente en envases de un solo uso, botellas de refrescos y textiles.
El nuevo estudio combina la investigación fundamental previa con ingeniería química avanzada, desarrollo de procesos y análisis tecnoeconómico para sentar las bases para el reciclaje de PET basado en enzimas a escala industrial.
Si bien existen métodos actuales para reciclar PET, estos suelen ser incompatibles con los residuos plásticos de baja calidad. Una posible solución reside en las enzimas, que pueden descomponer selectivamente el PET, incluso a partir de residuos plásticos contaminados y coloreados. El nuevo diseño de los investigadores se centra en mejoras en cada etapa del proceso, desde la deconstrucción del plástico con enzimas hasta la recuperación eficiente de los componentes básicos resultantes, o monómeros. Estos monómeros pueden utilizarse para fabricar plástico nuevo o suprarreciclarse para generar materiales de mayor valor, ahorrando energía y recursos.
La clave para que un proceso de este tipo sea viable reside en reducir los requisitos energéticos y económicos, lo que a su vez resulta en un producto más económico. El equipo lo ha logrado mediante innovaciones que modifican las condiciones de reacción y las tecnologías de separación para reducir las costosas adiciones de ácidos y bases en más del 99 %, los costes operativos anuales en un 74 % y el consumo energético en un 65 %.
“A pesar de las ventajas del reciclaje enzimático para flujos complejos de residuos plásticos, este campo ha enfrentado múltiples desafíos para su implementación práctica”, afirmó Gregg Beckham, investigador principal del NREL y codirector del estudio. “En este caso, hemos adoptado un enfoque multidisciplinario que incorpora diversas innovaciones para lograr un proceso económicamente viable y escalable”.
Los costos modelados del PET reciclado con enzimas resultante ahora son inferiores a los del PET virgen doméstico de EE. UU. (US$1,51/kg frente a US$1,87/kg), lo que lo convierte en una opción atractiva para la inversión y la ampliación de la escala de la industria.
Según un estudio del NREL de 2022, el 86 % de los plásticos se depositaron en vertederos en Estados Unidos en 2019: materiales con suficiente energía incorporada para abastecer el 5 % de las necesidades energéticas del sector del transporte estadounidense. Dado que se prevé que la producción mundial de plásticos aumente entre dos y cuatro veces los niveles actuales para 2050, recuperar y valorizar más plásticos posconsumo representa una oportunidad para recuperar esa energía para la fabricación nacional de materiales.
“Vemos una oportunidad importante para diseñar, probar y optimizar nuevas tecnologías de reciclaje para valorizar eficientemente los plásticos posconsumo y convertirlos en materia prima para nuevos materiales”, afirmó Natasha Murphy, bioquímica del NREL y coautora principal del nuevo artículo.
El artículo, «Innovaciones de proceso para facilitar el reciclaje enzimático viable del poli(tereftalato de etileno)», se publicó en la revista Nature Chemical Engineering. Otros coautores del NREL son Stephen Dempsey, Jason DesVeaux, Taylor Uekert, Swarnalatha Mailaram, Manar Alherech, Hannah Alt, Kelsey Ramirez, Brenna Norton-Baker, Elizabeth Bell, Christine Singer y John McGeehan.
McGeehan, quien recientemente se unió al NREL desde la Universidad de Portsmouth, dijo: «Estoy encantado de formar parte de un equipo dedicado a traducir la ciencia fundamental a aplicaciones prácticas y espero trabajar en estrecha colaboración entre el NREL y nuestros socios de la industria para acelerar el diseño y la construcción de la primera planta de reciclaje enzimático de plástico de EE. UU.»
Los fondos para la investigación provinieron de la Oficina de Materiales Avanzados y Tecnologías de Fabricación y la Oficina de Tecnologías de Bioenergía del Departamento de Energía de EE. UU. Este trabajo se realizó como parte del consorcio Tecnologías Biooptimizadas para Mantener los Termoplásticos Fuera de los Vertederos y el Medio Ambiente (BOTTLE).