Recentment hem assistit a una explosió de troballes relacionades amb la sorprenent capacitat de certes espècies de bacteris per neutralitzar o eliminar residus de tota mena. Vegem-ne dos exemples, del Japó i de Manresa.
- Japó: el descobriment d’un nou aliat en el tractament del PET?
- Manresa: bacteris per a la recuperació dels metalls dels telèfons mòbils
- Autors
Contents
Japó: el descobriment d’un nou aliat en el tractament del PET?
El polietilè tereftalat (PET) és un material omnipresent a les nostres vides: el trobem als envasos de plàstic, al film d’embalar i fins i tot com a teixit sintètic. S’estima que el PET constitueix per si sol una sisena part de la producció anual de plàstics arreu del món. Malauradament, és de difícil degradació un cop finalitzada la seva vida útil, i tot i que és reciclable, no sempre acaba als circuits de recuperació: prop de la meitat resta sense tractar ni reutilitzar.
Segons va publicar la revista Science el mes de març de 2016, un equip d’investigadors de l’Institut de Tecnologia de Kyōto i de la Universitat de Keio de Tòquio, a partir de l’estudi microbiològic de 250 mostres de residus plàstics, en va trobar una amb presència d’un bacteri capaç de trencar els enllaços moleculars del PET a un ritme molt més ràpid que altres agents (fongs com Fusarium oxysporum), amb una capacitat descomponedora similar. Val a dir que el bacteri havia evolucionat per si sol, sense cap mena de modificació de laboratori encaminada a aconseguir aquest resultat.
Els assajos duts a terme per l’equip d’investigadors van revelar que el bacteri té la capacitat de degradar els plàstics de baixa qualitat en tot just sis setmanes. Pel que fa al PET cristal·litzat, que és el que trobem per exemple en les ampolles, la velocitat de descomposició és força més baixa, raó per la qual si es volgués seguir per aquest camí com a mètode de tractament del residu caldria potser modificar l’organisme per fer-lo més efectiu. O bé, pretractar el plàstic escalfant-lo a 260 ºC per tal de destruir-ne els cristalls i facilitar la feina del bacteri.
El bacteri, Ideonella sakaiensis, ha evolucionat per segregar dos enzims (PETasa i MHETasa) que descomponen el PET en dues substàncies ambientalment neutres (etilenglicol i àcid tereftàlic) que constitueixen l’aliment del bacteri.
L’estudi genètic realitzat sobre l’organisme mostra que aquesta modificació per aprofitar com a aliment els elements presents a l’entorn s’ha produït en tot just uns setanta anys, com a resposta a la progressiva acumulació del PET a la natura des que es va sintetitzar per primera vegada, l’any 1946.
Ideonella sakaiensis; a la dreta, imatge de microscopi electrònic d’una superfície de PET degradada pel bacteri (© Science Journal)
Malauradament, l’ús d’aquest bacteri com a agent en la lluita contra els plàstics PET presents a les aigües seria poc efectiu, atès que el PET és més dens que l’aigua i no sura. Ara bé, no s’exclou que Ideonella sakaiensis pogués ser emprat en un futur en processos de reciclatge en reactors controlats, com a agent auxiliar dels procediments mecànics que actualment s’utilitzen per tractar els residus de plàstic PET. Una altra possibilitat seria incorporar colònies d’Ideonella sakaiensis als abocadors per accelerar la descomposició d’aquests plàstics.
Manresa: bacteris per a la recuperació dels metalls dels telèfons mòbils
La Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) va anunciar el passat mes d’abril que havia trobat un mètode per recuperar, sense calor ni reactius, els valuosos metalls presents en els aparells electrònics, mitjançant l’ús del bacteri Acidithiobacillus ferrooxidans.
Les plaques dels aparells electrònics que utilitzem avui dia contenen fins a un 40% de metalls, alguns de molt valuosos, i escassos en major o menor mesura: or, argent, platí, pal·ladi... Val a dir però que la recuperació d’aquests elements es veu dificultada pel fet que els circuits on es troben van soldats a la carcassa plàstica i no se’n poden separar manualment.
El Departament d’Enginyeria Minera, Industrial i TIC de la UPC, a Manresa, proposa un mitjà alternatiu per a la recuperació d’aquests metalls, per tal que no calgui recórrer a la fosa (amb un consum energètic molt elevat) ni a l’ús d’agressius reactius químics: un bacteri.
L’experiència del Departament en tasques de descontaminació de mines va portar l’equip a considerar la idoneïtat de diferents bacteris, i van trobar que Acidithiobacillus ferrooxidans era el més prometedor per a la finalitat perseguida. Es tracta d’un organisme que es troba de manera natural en molts llocs, com per exemple en les aigües residuals de les estacions depuradores, i que és fàcil de cultivar en laboratori. Aquest bacil pot oxidar i separar els metalls d’altres materials no recuperables, en un procés anomenat de biolixiviació.
El procediment comença amb la retirada de la carcassa i de la bateria de l’aparell. Posteriorment la placa es tritura per tal de facilitar el contacte d’Acidithiobacillus ferrooxidans amb els metalls que hom vol recuperar. Per tal que el bacteri faci la seva tasca cal un control acurat de les condicions ambientals de temperatura, concentració de sals i pH. Si les condicions són les adequades, el metall queda dissolt en el líquid del medi i es possible recuperar-lo per separació. A partir d’aquí es pot evitar que el metall acabi dispers a l’entorn, o es pot optar per reutilitzar-lo.
Segons els responsables de l’actuació, aquest procés de biolixiviació és econòmic fins i tot quan la concentració de metalls és baixa, en situacions en què altres tipus de tractament serien inviables pel seu elevat cost.
Econòmicament, les possibilitats d’aquest mètode es fan paleses si considerem que, segons l’equip de la UPC, en una tona de plaques base d’aparells electrònics hi ha, per exemple, 130 kg de coure i 350 g d’or, concentracions superiors a les d’aquests elements en les mines. Això dóna idea dels beneficis econòmics que es podrien derivar de la generalització del sistema.
I ambientalment, atès que a Catalunya es van recollir selectivament quasi 2.300 t d’aparells electrònics d’informàtica i comunicacions (dades de 2014), es fa evident que el procediment amb Acidithiobacillus ferrooxidans també serviria per posar fre a un problema ambiental cada cop més greu i que, a causa de la nostra dependència de l’electrònica, ara com ara no sembla que hagi de disminuir.
De moment l’equip de la UPC disposa de plantes pilot en laboratori. Els investigadors voldrien poder implantar el procés en escala industrial, però això sembla difícil sense la implicació d’algun soci empresarial del sector privat.
Autors
Redactat per: Alfons Martínez Jaume
Per saber-ne més: Science, EPSEM-UPC
