Micróbios e microalgas: a biotecnologia enfrenta a poluição do ar e o lixo plástico
Ferramentas biotecnológicas, como microalgas e bactérias modificadas, estão sendo desenvolvidas para capturar poluentes, decompor resíduos plásticos e criar bioplásticos. A capacidade global de produção de bioplásticos deve dobrar até 2029, com a Ásia liderando com 55% da capacidade.
A biotecnologia está surgindo como uma ferramenta-chave contra a poluição e o lixo plástico, com projetos que vão desde microalgas que purificam o ar urbano até bactérias geneticamente modificadas que decompõem o plástico PET ou o convertem em aroma de baunilha. Globalmente, 19 a 23 milhões de toneladas de lixo plástico vazam para ecossistemas aquáticos todos os anos, e o Fórum Econômico Mundial alerta que os oceanos podem conter mais plástico do que peixes até 2050 se a produção permanecer descontrolada. Em resposta, pesquisadores estão modificando geneticamente microrganismos com DNA personalizado para degradar poluentes, recuperar recursos de fluxos de resíduos e produzir alternativas biodegradáveis.
Um conceito urbano, o projeto Liquid Planet, utiliza biotecnologia baseada em microalgas para capturar CO₂, material particulado e gases nocivos do ambiente enquanto libera oxigênio. Descrito pelo Ministro do Meio Ambiente e da Segurança Energética como "uma das convergências mais significativas entre biotecnologia avançada, saúde pública e visão urbana das últimas décadas", o sistema enquadra a fotossíntese como um novo sistema econômico global, abordando a poluição do ar e as mudanças climáticas juntamente com a sustentabilidade econômica.
Os biólogos sintéticos também estão expandindo a gama de micróbios modificados para além dos organismos-modelo de laboratório, como Escherichia coli e Saccharomyces cerevisiae. Os cientistas buscam na natureza micróbios já capazes de degradar contaminantes e, em seguida, usam esse conhecimento para criar organismos que fazem o trabalho com mais eficiência. De acordo com o diretor de inovação da LanzaTech, "agora são viáveis coisas que eram consideradas impossíveis uma década atrás", permitindo uma transição para um modelo circular no qual resíduos são usados para produzir combustíveis, produtos químicos e materiais. No entanto, a área é limitada por preocupações sobre a liberação de organismos geneticamente modificados no meio ambiente e pela falta de financiamento e incentivos governamentais.
No gerenciamento de resíduos plásticos, algas modificadas desenvolvidas na Universidade do Missouri produzem limoneno, tornando-se repelentes à água para que os microplásticos grudem nelas e se aglomerem em uma massa sólida coletável. Na Universidade de Edimburgo, cientistas modificaram E. coli para converter ácido tereftálico — obtido pela decomposição do PET — em vanilina, o principal componente do aroma de baunilha. Uma equipe da Universidade de Kobe modificou E. coli para produzir ácido piridinodicarboxílico (PDCA) a partir da glicose como uma alternativa sustentável ao PET, alcançando concentrações mais de sete vezes maiores do que as relatadas anteriormente. Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte modificaram um microrganismo marinho, trabalhando com Vibrio natriegens e Ideonella sakaiensis, para decompor PET em água salgada. Na Universidade de Waterloo, pesquisas exploram vias microbianas que transformam plástico em fontes de energia e métodos baseados em enzimas que degradam PET em águas residuais, incluindo micróbios que metabolizam simultaneamente dióxido de carbono e resíduos plásticos.
No setor dos bioplásticos, eles representam apenas 0,5% dos quase 414 milhões de toneladas de plástico produzidas anualmente, mas a capacidade global de produção deve dobrar de cerca de 2,47 milhões de toneladas em 2024 para aproximadamente 5,73 milhões de toneladas em 2029. A Ásia dominou em 2025 com cerca de 55% da capacidade, enquanto a participação da Europa deve aumentar de 14% para 17,2% até 2030. Especialistas atribuem a liderança asiática ao forte apoio estatal, às indústrias voltadas para a exportação e à solidez na produção de base biológica, na captura e utilização de carbono e na reciclagem. A Europa, por outro lado, não tem quase nenhum apoio à introdução no mercado, como cotas ou incentivos. O projeto europeu ViSS está desenvolvendo plástico PHBV de base biológica e biodegradável a partir de resíduos das indústrias avícola e açucareira por meio de um processo de fermentação não estéril; um pellet de PHBV já foi desenvolvido na Espanha com teores de 3HV de 10–15% e 20–30%, e projetos-piloto podem ser lançados até junho de 2026.