Microbios y microalgas: la biotecnología contra la contaminación del aire y los residuos plásticos
Se están desarrollando herramientas biotecnológicas como microalgas y bacterias modificadas para capturar contaminantes, descomponer residuos plásticos y crear bioplásticos. Se prevé que la capacidad mundial de producción de bioplásticos se duplique para 2029, con Asia a la cabeza con el 55% de la capacidad.
La biotecnología se está consolidando como una herramienta clave contra la contaminación y los residuos plásticos, con proyectos que van desde microalgas que purifican el aire urbano hasta bacterias modificadas que descomponen el plástico PET o lo convierten en aromatizante de vainilla. A nivel mundial, cada año se filtran en los ecosistemas acuáticos entre 19 y 23 millones de toneladas de residuos plásticos, y el Foro Económico Mundial advierte que los océanos podrían contener más plástico que peces para 2050 si la producción continúa sin control. En respuesta, los investigadores están diseñando microorganismos con ADN a medida para degradar contaminantes, recuperar recursos de los flujos de residuos y producir alternativas biodegradables.
Un concepto urbano, el proyecto Liquid Planet, utiliza biotecnología basada en microalgas para capturar CO₂, partículas y gases nocivos del entorno mientras libera oxígeno. Descrito por el Ministro de Medio Ambiente y Seguridad Energética como «una de las convergencias más significativas entre biotecnología avanzada, salud pública y visión urbana que han surgido en las últimas décadas», el sistema plantea la fotosíntesis como un nuevo sistema económico global, abordando la contaminación del aire y el cambio climático junto con la sostenibilidad económica.
Los biólogos sintéticos también están ampliando el abanico de microbios modificados más allá de los organismos de laboratorio habituales, como Escherichia coli y Saccharomyces cerevisiae. Los científicos buscan en la naturaleza microbios ya capaces de degradar contaminantes y luego utilizan ese conocimiento para crear organismos que hagan mejor el trabajo. Según el director de innovación de LanzaTech, «ahora son factibles cosas que hace una década se consideraban imposibles», lo que permite avanzar hacia un modelo circular en el que los residuos se utilizan para obtener combustibles, productos químicos y materiales. Sin embargo, el campo se ve frenado por las preocupaciones sobre la liberación de organismos genéticamente modificados en el medio ambiente y por la falta de financiación e incentivos gubernamentales.
En la gestión de residuos plásticos, las algas modificadas desarrolladas en la Universidad de Misuri producen limoneno, lo que las hace repelentes al agua, de modo que los microplásticos se adhieren a ellas y se aglomeran en una masa sólida que se puede recolectar. En la Universidad de Edimburgo, los científicos modificaron E. coli para convertir el ácido tereftálico—obtenido al descomponer el PET—en vainillina, el componente principal del aroma de vainilla. Un equipo de la Universidad de Kobe modificó E. coli para producir ácido piridindicarboxílico (PDCA) a partir de glucosa como alternativa sostenible al PET, logrando concentraciones más de siete veces superiores a las reportadas anteriormente. Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte modificaron un microorganismo marino, trabajando con Vibrio natriegens e Ideonella sakaiensis, para descomponer el PET en agua salada. En la Universidad de Waterloo, la investigación explora rutas microbianas que convierten el plástico en fuentes de energía y métodos basados en enzimas que degradan el PET en aguas residuales, incluidos microbios que metabolizan simultáneamente el dióxido de carbono y los residuos plásticos.
En el frente de los bioplásticos, estos representan solo el 0,5% de los casi 414 millones de toneladas de plástico producidas anualmente, pero se espera que la capacidad mundial de producción se duplique de alrededor de 2,47 millones de toneladas en 2024 a aproximadamente 5,73 millones de toneladas en 2029. Asia dominó en 2025 con alrededor del 55% de la capacidad, mientras que la cuota de Europa aumentará del 14% al 17,2% para 2030. Los expertos atribuyen el liderazgo de Asia al fuerte apoyo estatal, a las industrias orientadas a la exportación y a su fortaleza en la producción de base biológica, la captura y utilización de carbono y el reciclaje. Europa, en cambio, casi no tiene apoyo en la introducción en el mercado, como cuotas o incentivos. El proyecto europeo ViSS está desarrollando plástico PHBV de base biológica y biodegradable a partir de residuos de la industria avícola y azucarera mediante un proceso de fermentación no estéril; ya se ha desarrollado un granulado de PHBV en España con un contenido de 3HV del 10–15% y del 20–30%, y los demostradores piloto podrían lanzarse antes de junio de 2026.