Notícia

Enzima que ‘quebra’ plásticos pode eliminar bilhões de toneladas de resíduos de aterros sanitários

Fonte

Universidade do Texas em Austin

Data

domingo, 1 maio 2022 11:30

Áreas

Biotecnologia. Ciência de Dados. Gestão de Resíduos. Governança Ambiental. Inteligência Artificial. Microbiologia. Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Química. Sociedade. Sustentabilidade.

Uma variante de enzima criada por engenheiros e cientistas da Universidade do Texas em Austin, nos Estados Unidos, pode ‘quebrar’ plásticos, que normalmente levam séculos para se degradar, em questão de horas ou dias.

A descoberta, publicada na revista científica Nature, pode ajudar a resolver um dos problemas ambientais mais prementes do mundo: o que fazer com os bilhões de toneladas de resíduos plásticos que se acumulam em aterros sanitários e poluem terra e água. A enzima tem o potencial de realizar a reciclagem em larga escala, o que permitiria que as principais indústrias reduzissem seu impacto ambiental recuperando e reutilizando plásticos em nível molecular.

“As possibilidades são infinitas em todos os setores para alavancar esse processo de reciclagem de ponta”, disse o Dr. Hal Alper, professor do Departamento de Engenharia Química da Universidade do Texas em Austin. “Além da óbvia indústria de gerenciamento de resíduos, isso também oferece às empresas de todos os setores a oportunidade de liderar a reciclagem de seus produtos. Por meio dessas abordagens enzimáticas mais sustentáveis, podemos começar a vislumbrar uma verdadeira economia circular de plásticos”.

O projeto se concentra no polietileno tereftalato (PET), polímero encontrado na maioria das embalagens de consumo, incluindo embalagens de biscoitos, garrafas de refrigerante, embalagens de frutas e saladas e certas fibras e tecidos, e que representa 12% de todos os resíduos globais.

A enzima foi capaz de completar um ‘processo circular’ de quebrar o plástico em partes menores (despolimerização) e depois juntá-lo quimicamente (repolimerização). Em alguns casos, esses plásticos podem ser totalmente decompostos em monômeros em menos de 24 horas.

Pesquisadores da Escola de Engenharia e da Faculdade de Ciências Naturais da Universidade do Texas em Austin usaram um modelo de aprendizado de máquina para gerar novas mutações em uma enzima natural chamada PETase, que permite que as bactérias degradem plásticos PET. O modelo prevê quais mutações nessas enzimas atingiriam o objetivo de despolimerizar rapidamente resíduos plásticos pós-consumo em baixas temperaturas.

Por meio desse processo, que incluiu o estudo de 51 embalagens plásticas pós-consumo diferentes, cinco tecidos e fibras de poliéster diferentes e garrafas de água, todas feitas de PET, os pesquisadores comprovaram a eficácia da enzima, que estão chamando de FAST-PETase (PETase funcional, ativa, estável e tolerante).

“Este trabalho realmente demonstra o poder de reunir diferentes disciplinas, da Biologia Sintética à Engenharia Química e à Inteligência Artificial”, disse o Dr. Andrew Ellington, professor do Centro de Sistemas e Biologia Sintética da Universidade do Texas, cuja equipe liderou o desenvolvimento do modelo de aprendizado de máquina.

A reciclagem é a maneira mais óbvia de reduzir o desperdício de plástico. Mas globalmente, menos de 10% de todo o plástico foi reciclado. O método mais comum para descartar o plástico, além de jogá-lo em um aterro, é queimá-lo, que é caro, consome muita energia e lança gases nocivos no ar. Outros processos industriais alternativos incluem processos muito intensivos em energia de glicólise, pirólise e/ou metanólise.

As soluções biológicas consomem muito menos energia. A pesquisa sobre enzimas para reciclagem de plástico avançou nos últimos 15 anos. No entanto, até agora, ninguém havia conseguido descobrir como fazer enzimas que pudessem operar eficientemente em baixas temperaturas para torná-las portáteis e acessíveis em grande escala industrial. O FAST-PETase pode realizar o processo a menos de 50^oC.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade do Texas em Austin (em inglês).

Fonte: Nat Levy, Escola de Engenharia da Universidade do Texas em Austin. Imagem: resíduos de plásticos em Thilafushi, nas Ilhas Maldivas. Fonte: Wikimedia Commons.