Según un nuevo estudio, los científicos han descubierto la manera de alimentar a los microbios con electricidad para producir bioplásticos verdaderamente ecológicos y biodegradables.
La investigación parte de la idea de que los ingenieros pueden usar de forma intercambiable la electricidad obtenida del sol o del viento en lugar de la energía procedente del carbón o del petróleo. O bien pueden convertir la electricidad producida de forma sostenible en algo físico y útil.
«Mientras nuestro planeta lidia con el uso generalizado de plásticos derivados del petróleo y con los residuos plásticos, encontrar formas sostenibles de fabricar bioplásticos es cada vez más importante», afirma Arpita Bose, profesora adjunta de biología en la Universidad de Washington en St. Louis. «Debemos encontrar nuevas soluciones».
Actualmente, la energía renovable representa alrededor del 11 % del consumo energético total de Estados Unidos y cerca del 17 % de la generación de electricidad.
Uno de los principales problemas de la electricidad renovable es el almacenamiento de energía: cómo recoger la energía generada durante las horas soleadas y ventosas y conservarla para cuando es de noche y no hay viento. Bose sugiere que los bioplásticos son un buen uso para esa energía «sobrante» de fuentes intermitentes, como alternativa al almacenamiento en baterías y en lugar de utilizar esa energía para producir otro tipo de combustible.
El laboratorio de Bose es uno de los primeros en utilizar la electrosíntesis microbiana para obtener un polímero llamado polihidroxibutirato (PHB) a partir de microbios que se alimentan de electricidad. Según Bose, el plástico que están fabricando es «sostenible, neutro en carbono y de bajo coste».
«Uno de los principales desafíos en la producción de bioplásticos es el aporte de sustrato, que afecta al coste», afirma la primera autora, Tahina Ranaivoarisoa, técnica de investigación en el laboratorio de Bose.
«Una bacteria versátil como R. palustris TIE-1, que puede utilizar eficazmente solo dióxido de carbono, luz y electrones procedentes de la electricidad o del hierro para la producción de bioplásticos, amplía los sustratos que podrían utilizarse en la producción de bioplásticos».
En un artículo relacionado publicado en Bioelectrochemistry, el equipo de investigación de Bose muestra cómo TIE-1 interactúa con diversas formas de hierro, al tiempo que utiliza la electricidad como fuente de electrones. Los investigadores recubrieron manualmente los electrodos que utilizaban los microbios con un tipo especial de óxido para mejorar las tasas de producción de PHB, lo que aumentó su absorción de electricidad.
Bose cree que los bioplásticos de origen microbiano podrían desempeñar un papel en el futuro en el espacio, donde los astronautas podrían utilizar la tecnología de impresión 3D para fabricar sus propias herramientas en lugar de transportar todo ya fabricado desde la Tierra.
«Nuestras observaciones abren nuevas puertas a la producción sostenible de bioplásticos, no solo en entornos con recursos limitados en la Tierra, sino también durante la exploración espacial y para la utilización de recursos in situ en otros planetas», afirma Bose.
El Departamento de Energía, el Departamento de Defensa, la Oficina de Investigación del Ejército y la Fundación David and Lucile Packard financiaron el trabajo, que se publica en el Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology.
