Desarrollan un plástico que se descompone en condiciones naturales y reduce la polución

La gran acumulación de plásticos en el planeta supone un grave problema mundial. Este material, utilizado para multitud de productos de nuestro día a día, tarda entre 100 y más de 1.000 años en degradarse, dependiendo del tipo de plástico y las condiciones ambientales.

Aunque el propósito de las empresas y las administraciones es reducir su uso y reciclarlo, el volumen de generación de plástico continúa siendo desproporcionado. Por ello, los científicos centran sus esfuerzos en idear un material plástico que se degrade más rápidamente y no suponga un riesgo para el planeta.

Unos investigadores de la Universidad de Rutgers, en Nueva Jersey (EE.UU.) han dado un paso adelante al utilizar un principio de la naturaleza para crear plásticos que se autodestruyen a velocidades programadas. Todo surgió cuando uno de ellos, el químico Yuwei Gu, estaba caminando por el Parque Estatal Bear Mountain en Nueva York, donde encontró el sendero y un lago cubiertos de botellas de plástico. La escena lo llevó a reflexionar sobre una diferencia clave: la naturaleza crea polímeros como el ADN y el ARN que se degradan con el tiempo, mientras que los polímeros sintéticos permanecen inalterables. La pregunta que surgió entonces fue qué hace que los plásticos no se descompongan como lo hacen los polímeros naturales.

«La diferencia tiene que estar en la química», afirmó. Si la naturaleza es capaz de producir polímeros que cumplen su función y luego se degradan, pensó Gu, quizá los materiales sintéticos podrían imitar ese comportamiento. Sabía que los polímeros naturales incorporan pequeños grupos auxiliares en su estructura que facilitan la ruptura de los enlaces químicos cuando llega el momento adecuado.

Programar su descomposición

«Me pregunté: ¿y si copiamos ese truco estructural? ¿Podríamos hacer que los plásticos artificiales actuaran igual?», recordó. La idea dio resultado. En un estudio publicado en Nature Chemistry, Gu y un equipo de científicos de Rutgers demostraron que, aplicando este principio tomado de la naturaleza, es posible crear plásticos capaces de descomponerse en condiciones cotidianas, sin necesidad de calor ni de productos químicos agresivos.

Los plásticos, como otros polímeros naturales, están formados por largas cadenas de unidades repetidas. La diferencia esencial es que, mientras los polímeros biológicos acaban descomponiéndose por sí solos, los sintéticos permanecen prácticamente inalterables. La razón está en sus enlaces químicos: son muy resistentes, lo que da durabilidad al material, pero también dificulta su degradación. La investigación se centró en reinterpretar estos enlaces para que, llegado el momento adecuado, puedan romperse sin comprometer el rendimiento del plástico durante su uso.

El estudio demuestra que esta idea no solo permite fabricar plásticos degradables, sino también programar el ritmo al que se descomponen. La clave está en cómo se organizan los componentes de la estructura del material. El equipo logró colocar ciertos grupos químicos en la posición exacta para facilitar su ruptura. Gu lo compara con doblar una hoja de papel para crear un punto débil: la estructura sigue siendo resistente, pero está preparada para romperse mucho más rápido cuando se activa el proceso.

Gracias a este enfoque, los investigadores pudieron diseñar plásticos que pueden degradarse en cuestión de días, meses o años, según su uso previsto. Esta versatilidad abre la puerta a aplicaciones muy distintas: envases desechables que desaparezcan en poco tiempo o piezas industriales con una larga vida útil. Además, la descomposición puede ocurrir de forma natural o activarse mediante luz ultravioleta o iones metálicos, lo que añade un nivel extra de control.

Gu destaca que las implicaciones van más allá de la gestión de residuos. La misma lógica química podría aplicarse para desarrollar cápsulas que liberen medicamentos de forma controlada o recubrimientos capaces de borrarse por sí solos. «La idea es que los plásticos cumplan su función y luego desaparezcan», resume el investigador.

Las primeras pruebas indican que los líquidos generados durante la degradación no son tóxicos, aunque el equipo trabaja ahora para confirmar completamente su inocuidad. También investigan cómo aplicar este proceso a los plásticos convencionales y a las técnicas industriales actuales, además de estudiar con detalle cómo afectan los fragmentos resultantes al medio ambiente y a los seres vivos.

A pesar de los desafíos que quedan por resolver, Gu confía en que, con la colaboración de la industria, esta química pueda incorporarse en productos cotidianos. El trabajo contó con la participación de varios científicos de Rutgers, entre ellos Shaozhen Yin, la profesora asociada Lu Wang, el doctorando Rui Zhang, la investigadora N. Sanjeeva Murthy y Ruihao Zhou, antiguo estudiante visitante.