Se destinan cantidades extraordinarias de energía, agua y capital a los sistemas alimentarios. Sin embargo, entre el 30 y el 40 por ciento de los alimentos que se producen terminan en los vertederos en los Estados Unidos.
¿Y si hubiera una manera de convertirlos en algo que usamos todos los días?
Los investigadores del Colegio de Agricultura y Ciencias de la Vida de Virginia Tech están haciendo precisamente eso, desarrollando bioplásticos biodegradables a partir de residuos de alimentos para darles a esos materiales una nueva vida útil y útil.
“Al crear bioplásticos rentables que se descomponen naturalmente, podemos reducir la contaminación plástica en la tierra y en los océanos y abordar problemas importantes como las emisiones de gases de efecto invernadero y las pérdidas económicas asociadas con los residuos de alimentos”, dijo el investigador principal Zhiwu “Drew” Wang, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería de Sistemas Biológicos y director del Centro de Investigación e Innovación de Agua Aplicada.
El proyecto aborda el desafío de la contaminación plástica oceánica que se está volviendo aún más frecuente con los microplásticos que afectan a casi el 88 por ciento de todas las especies marinas, según el Fondo Mundial para la Naturaleza. Debido a que pueden biodegradarse rápidamente en el agua de mar, los bioplásticos de Virginia Tech tienen el potencial de reducir el efecto de la contaminación en la vida marina en todo el mundo.
El proyecto piloto, el primero de su tipo, desarrollará y demostrará un sistema de bioprocesamiento modular asequible para producir bioplásticos biodegradables a partir de residuos de alimentos.
Los investigadores aprovecharán los microorganismos para convertir los residuos de alimentos en grasas, que luego se procesarán en bioplásticos. Este proceso, similar a la fermentación en las microcervecerías, garantiza que los bioplásticos producidos se puedan compostar fácilmente, mitigando la contaminación marina causada por los microplásticos. El proyecto tiene como objetivo demostrar la viabilidad y la escalabilidad de este sistema de bioprocesamiento a nivel nacional y mundial.
“Al crear plásticos ambientalmente sostenibles, esperamos beneficiar a las personas, las empresas, los sistemas de gestión de residuos y las comunidades de todo el mundo”, dijo Wang, investigador del Colegio de Agricultura y Ciencias de la Vida y del Colegio de Ingeniería.
Colaborando con otros expertos de Virginia Tech, así como con estudiantes de pregrado y posgrado, incluidos Haibo Huang en el Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos y Young Kim en el Departamento de Biomateriales Sostenibles, el equipo se centra en la purificación de polihidroxialcanoatos (PHA) y la creación de productos bioplásticos de alto valor.
“Hay muchas formas de mejorar la sostenibilidad en el mundo en general”, dijo Kim. “Hay dos métodos principales en este momento. Uno es usar más materiales reciclados y reciclables. La otra forma es utilizar material biodegradable. El uso de bioplásticos es una opción viable para resolver nuestra creciente contaminación plástica. Nuestro enfoque es mejorar la sostenibilidad utilizando una opción biodegradable”.
Estos productos biodegradables incluyen envases compostables en casa, que se han vuelto cada vez más populares.
Ahora, más de un año después, este proyecto involucra a investigadores estudiantiles que esperan contribuir a un empaque más sostenible para nuestro mundo.
“Nuestro primer paso es hacer una película de una sola capa para ver si se puede utilizar como un producto real”, dijo Chen Shin, estudiante de último año de diseño de sistemas y empaque. “Si tiene buenas barreras al oxígeno y al vapor de agua y otras propiedades, podemos pasar al siguiente paso. Nuestro objetivo es reemplazar los productos de papel recubiertos tradicionales con PHA. Los productos de papel actuales a menudo están recubiertos con polietileno o ácido poliláctico, que no son totalmente degradables. El PHA es totalmente biodegradable en la naturaleza, incluso en un entorno de jardín”.
Los recubrimientos de polietileno o ácido poliláctico a menudo se encuentran en plásticos de un solo uso, que pueden incluir vasos de café desechables, películas que cubren alimentos o incluso vasos de helado que se disfrutan en un día caluroso de verano.
Para Chloe Taylor, estudiante de último año de biomateriales sostenibles, unirse al proyecto ha sido un punto culminante de su carrera universitaria.
“Me inspiró a seguir estudios de posgrado porque los plásticos tradicionales no son sostenibles”, dijo Taylor. “Nuestro objetivo es crear bioplásticos que sean alternativas viables y que se puedan utilizar en productos cotidianos sin dañar el medio ambiente”.
Una subvención de $2.4 millones del Departamento de Agricultura de los EE. UU. está financiando esta investigación aplicada.
