El plástico que produce una bacteria podría llegar a los dispositivos electrónicos
Lo que para la bacteria Cupriavidus necator es una forma de guardar energía, para investigadores se convirtió en una alternativa para obtener un bioplástico llamado PHA, que lograron producir en el laboratorio y que podría reemplazar el material con el que hoy se fabrican las placas electrónicas.
Al abrir un celular, un computador o casi cualquier dispositivo eléctrico o electrónico, es posible encontrar una placa que conecta sus componentes, pero que suele estar fabricada con resinas derivadas del petróleo, materiales que pueden tardar décadas en degradarse, incluso después de que los dispositivos quedan obsoletos.
El reemplazo de este material lo buscaron dos estudiantes de Bioingeniería de la Universidad El Bosque, Hazam David Baquero Cuervo y Miguel Ángel Montaño Rodríguez, quienes se encontraron con una bacteria que tiene un mecanismo bien particular con el que logra producir un tipo de plástico biodegradable, más conocido como biopolímero.
La bacteria Cupriavidus necator DSM 428, conocida como H16, habita en el suelo y el agua y tiene una forma particular de enfrentar la escasez de alimento, pues cuando le faltan nutrientes como el nitrógeno o el fósforo, empieza a acumular polihidroxialcanoatos (PHA), un biopolímero que le sirve como reserva de energía y que hoy se estudia como alternativa a los plásticos convencionales.
Esta capacidad le permite almacenar grandes cantidades del material, que bajo ciertas condiciones puede representar hasta el 85 % de su biomasa, de modo que buena parte de la célula puede llenarse de pequeños gránulos de PHA.
De ahí el interés científico que despierta este microorganismo que lleva décadas en los laboratorios y que, en ese tiempo, ha cambiado tantas veces de nombre —de Hydrogenomonas eutropha a Alcaligenes eutrophus y luego a Ralstonia eutropha— que seguirle el rastro en la literatura científica exige buscarlo bajo distintos apellidos.
Antes de apostarle al PHA, los estudiantes revisaron materiales como la celulosa y el almidón, que ya se habían probado en algunas aproximaciones de placas biodegradables, pero encontraron que ninguno se degrada por completo, que dejan subproductos con ciertos contaminantes y que su superficie no era lo suficientemente lisa para sostener un circuito.
El PHA ofrecía lo que buscaban, aunque con un riesgo enorme, porque no existía en ninguna parte el antecedente de una placa fabricada con este biopolímero.
El reto de producir este biopolímero en Colombia
En Colombia no había una metodología documentada para cultivar la bacteria que produce este material, ni para extraerlo con este propósito, así que los estudiantes del semillero Genomics Investigation and Proteios State (GIPS) tuvieron que construir su propio protocolo a partir de referencias científicas de otros países y de los años de experiencia del semillero trabajando con este tipo de bacterias.
El esfuerzo valió la pena, porque lograron, después de cuatro años de trabajar con información genética, algo que antes solo existía en modelos computacionales; tener el biopolímero en sus manos, tocarlo y fotografiarlo por primera vez bajo un microscopio.
El siguiente paso fue aprender a darle forma, un reto que la literatura científica consideraba casi imposible, porque en teoría la temperatura necesaria para moldear el material coincide con la que lo degrada.
“Gracias a análisis térmicos que mi compañero Miguel Ángel realizó en Brasil, encontramos una ventana de temperatura donde sí es posible moldearlo sin que pierda sus propiedades y esto nos ayuda a producir piezas más grandes y no solo muestras de laboratorio”
Hazam Baquero.
Una alternativa a los residuos electrónicos
Los estudiantes ven en este, su trabajo de grado, una oportunidad para apostarle a la economía circular, de manera que, una vez cumplida la vida útil de un dispositivo, sus componentes electrónicos puedan recuperarse y reutilizarse, mientras la base biodegradable se descompone bajo condiciones de compostaje.
Con este proyecto los jóvenes investigadores obtuvieron el primer lugar en el encuentro regional de investigación de la Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería (ACOFI) y, posteriormente, representaron a la Universidad El Bosque y a Colombia en el World Engineering Education Forum, realizado en Cartagena, donde también ocuparon el primer lugar. En este proceso han contado con la mentoría de los profesores Nuri Merchán y Jorge Oliveros.
Ahora, trabajan en la posibilidad de patentar el desarrollo, con la expectativa de que pueda convertirse en una alternativa para reducir los residuos electrónicos que permanecen durante décadas después de que los dispositivos dejan de funcionar.
