Hongos contra la contaminación por plásticos: una solución natural que la ciencia empieza a explorar
Durante décadas hemos fabricado plástico precisamente porque parecía casi indestructible. Botellas, envases, embalajes, componentes electrónicos, textiles, piezas de automóviles y miles de productos cotidianos tienen algo en común: están diseñados para resistir. El problema aparece cuando dejan de ser útiles. Aquello que durante su vida útil consideramos una ventaja se convierte entonces en una enorme dificultad ambiental.
Los residuos plásticos pueden permanecer durante largos periodos en el medio ambiente y, en lugar de desaparecer completamente, fragmentarse progresivamente en partículas cada vez más pequeñas.
Los microplásticos ya se encuentran en numerosos ecosistemas y constituyen una preocupación creciente para los océanos, la fauna y las cadenas alimentarias. Naciones Unidas estima que más de ocho millones de toneladas de plástico llegan cada año a los océanos.
Pero, mientras nosotros vemos un residuo prácticamente imposible de eliminar, algunos microorganismos parecen contemplarlo de otra manera.
Entre ellos se encuentran los hongos.
Lejos de ser simples organismos asociados a la humedad, la descomposición o los bosques, los hongos poseen una extraordinaria capacidad bioquímica. Secretan enzimas en el exterior de sus células para descomponer materiales complejos y después absorben los compuestos resultantes. Esa estrategia, desarrollada durante millones de años para aprovechar materia orgánica difícil de degradar, podría convertirse en una herramienta de la biotecnología ambiental.
La pregunta que empieza a hacerse la ciencia es fascinante: ¿podríamos aprovechar esa capacidad natural para ayudar a desmontar algunos de los plásticos que nosotros mismos hemos creado?
El hongo que apareció en un vertedero
Uno de los casos que despertó un enorme interés científico se produjo en Islamabad, Pakistán. En 2017, un equipo de investigadores aisló del suelo de un vertedero un hongo identificado como Aspergillus tubingensis y descubrió que era capaz de degradar poliuretano, un polímero utilizado en numerosos productos industriales y de consumo. El estudio, publicado en la revista Environmental Pollution, documentó alteraciones en la superficie del poliuretano y relacionó el proceso con actividades enzimáticas del hongo.
La importancia del hallazgo no estaba simplemente en haber encontrado «un hongo que come plástico». La verdadera noticia era que un organismo natural podía interactuar con un material sintético extremadamente resistente y modificar su estructura.
El descubrimiento también llamó la atención del Real Jardín Botánico de Kew, cuyo informe State of the World’s Fungi de 2018 puso de relieve el enorme potencial todavía desconocido del reino de los hongos. Kew ha destacado posteriormente el caso de Aspergillus tubingensis y la investigación de hongos capaces de actuar sobre determinados residuos plásticos.
La idea resulta especialmente interesante por una razón: los científicos no tuvieron que inventar desde cero una máquina capaz de atacar el polímero. Encontraron el comportamiento en la naturaleza.
¿Cómo puede un hongo atacar un material tan resistente?
Para entender el potencial de estos organismos hay que cambiar ligeramente nuestra forma de imaginar a un hongo.
Cuando pensamos en un hongo solemos visualizar una seta. Sin embargo, gran parte de su vida transcurre mediante una red de filamentos microscópicos denominada micelio. Este entramado puede extenderse por el suelo, la madera, los restos vegetales o cualquier otro sustrato disponible.
El hongo no necesita «morder» físicamente el plástico. Su estrategia es química.
Produce y libera enzimas capaces de romper determinados enlaces presentes en moléculas complejas. En el caso de algunos polímeros, esas enzimas pueden modificar la superficie del plástico y comenzar a fragmentar sus estructuras químicas.
Aquí aparece uno de los aspectos más prometedores de la investigación: quizá el verdadero protagonista del futuro no sea necesariamente el hongo completo, sino las enzimas que produce.
Una revisión científica sobre biodegradación de plásticos mediante hongos ha identificado diferentes familias de enzimas con actividad sobre distintos polímeros. Las lacasas y peroxidasas, por ejemplo, han mostrado resultados interesantes frente a materiales como el polietileno y el PVC, mientras que esterasas, lipasas y cutinasas pueden intervenir en la degradación de PET y poliuretanos.
Esto abre una puerta enorme.
En lugar de imaginar enormes cantidades de hongos creciendo sobre montañas de basura, la industria podría llegar a utilizar enzimas producidas por determinados microorganismos dentro de procesos controlados.
No existe un único «plástico»
Esta precisión es fundamental para comprender qué pueden y qué no pueden hacer los hongos.
Cuando hablamos de plástico solemos utilizar una única palabra para referirnos a materiales químicamente muy diferentes. Polietileno, polipropileno, PET, PVC, poliestireno y poliuretano poseen estructuras distintas y, por tanto, presentan diferentes niveles de resistencia frente a la biodegradación.
Por eso no sería correcto afirmar que «los hongos pueden eliminar el plástico».
Lo que muestran las investigaciones es algo mucho más interesante y realista: determinadas especies de hongos, o las enzimas que producen, pueden atacar determinados polímeros bajo determinadas condiciones.
La investigación más reciente continúa ampliando el catálogo de materiales estudiados. Revisiones científicas recientes señalan evidencias de actividad fúngica sobre polímeros convencionales como polietileno, PET y poliuretano, además de otros materiales, pero también advierten de importantes problemas relacionados con la velocidad del proceso, las condiciones ambientales y la posibilidad de trasladar los resultados de laboratorio a instalaciones industriales.
En otras palabras, el descubrimiento es prometedor, pero todavía queda un largo camino entre una placa de laboratorio y una planta capaz de procesar toneladas de residuos.
Del vertedero al laboratorio
Precisamente los vertederos pueden convertirse en lugares inesperadamente valiosos para los investigadores.
Allí conviven durante años microorganismos con enormes cantidades de residuos. En un ambiente tan extremo, determinados organismos pueden haber desarrollado o seleccionado capacidades que resulten especialmente interesantes para la degradación de materiales artificiales.
Por eso algunos científicos buscan microorganismos directamente donde se acumula el plástico: vertederos, suelos contaminados, instalaciones de tratamiento de residuos e incluso ambientes marinos.
La lógica es sencilla. Si queremos encontrar organismos capaces de interactuar con el plástico, quizá tenga sentido buscar precisamente en aquellos lugares donde el plástico lleva años formando parte del ecosistema.
Una vez encontrado un microorganismo interesante comienza otra etapa mucho más compleja: identificar qué enzimas utiliza, qué genes están implicados, qué condiciones necesita, qué productos genera durante la degradación y cómo se puede acelerar el proceso sin producir nuevos problemas ambientales.
El papel de las enzimas puede ser decisivo
Aquí puede encontrarse una de las grandes oportunidades para la biotecnología.
Una enzima es, en términos sencillos, una molécula capaz de acelerar determinadas reacciones químicas. Si los investigadores consiguen identificar una enzima fúngica capaz de romper eficazmente determinadas estructuras de un plástico, podrían intentar producirla en grandes cantidades y optimizar su actividad.
La ventaja sería enorme.
No sería necesario transportar toneladas de residuos a un ecosistema natural ni liberar grandes cantidades de organismos modificados en el medio ambiente. El proceso podría realizarse dentro de instalaciones industriales cerradas y bajo condiciones controladas.
Además, la ingeniería enzimática podría permitir seleccionar o modificar moléculas para que trabajen mejor a determinadas temperaturas, niveles de pH o concentraciones de residuos.
La investigación actual apunta precisamente en esa dirección. Las revisiones científicas destacan como líneas prioritarias la comprensión de las interacciones entre genes, proteínas, metabolitos y condiciones ambientales, así como la mejora de la eficiencia catalítica mediante ingeniería enzimática y biotecnología.
PET, poliuretano y otros materiales bajo investigación
Uno de los campos que despierta interés es el PET, utilizado ampliamente en botellas y envases.
Algunos hongos producen enzimas como cutinasas, lipasas y esterasas que pueden intervenir en la hidrólisis de determinados enlaces del PET. Los investigadores estudian cómo utilizar esas enzimas para transformar el polímero en moléculas más pequeñas que puedan recuperarse y, potencialmente, volver a utilizarse como materias primas.
En el caso del poliuretano, el ejemplo de Aspergillus tubingensis demostró que determinados hongos pueden actuar directamente sobre este material. El interés industrial es considerable porque el poliuretano aparece en espumas, revestimientos, adhesivos, aislamiento, calzado, componentes de vehículos y numerosos productos.
También se investiga la capacidad de diferentes enzimas fúngicas para actuar sobre otros polímeros. Pero aquí es necesario mantener los pies en el suelo: que una enzima pueda modificar un plástico en condiciones experimentales no significa automáticamente que pueda resolver el problema de los residuos a escala planetaria.
La ciencia está construyendo todavía el puente entre ambas realidades.
¿Podrían los hongos ayudar a reciclar el plástico?
Esta es posiblemente una de las aplicaciones más interesantes.
El reciclaje convencional tiene importantes limitaciones. No todos los plásticos son fáciles de reciclar, muchos productos están fabricados con mezclas de materiales y los procesos de reciclaje pueden degradar progresivamente la calidad del material.
La biodegradación enzimática podría aportar una herramienta complementaria.
Imaginemos un futuro en el que determinados residuos plásticos lleguen a una instalación especializada. Allí podrían ser clasificados, triturados y sometidos a un tratamiento enzimático diseñado específicamente para un determinado polímero.
Las enzimas romperían las cadenas del plástico y generarían moléculas más sencillas que, tras una separación y purificación adecuadas, podrían utilizarse como materias primas para fabricar nuevos productos.
En ese escenario, el objetivo no sería simplemente «hacer desaparecer» el plástico.
Sería recuperar su carbono y sus componentes químicos para volver a incorporarlos al ciclo productivo.
Esto encajaría mucho mejor con el concepto de economía circular.
Pero hay una diferencia enorme entre degradar y reciclar
Esta distinción debería formar parte de cualquier conversación seria sobre hongos y contaminación por plásticos.
Descomponer un plástico no significa necesariamente convertirlo en un producto útil.
Durante la biodegradación pueden generarse moléculas intermedias que deben ser identificadas y estudiadas. También hay que comprobar que el proceso no produzca sustancias tóxicas, que el carbono del polímero no termine simplemente convertido en dióxido de carbono y que los productos finales puedan recuperarse de forma segura.
Por eso, una tecnología verdaderamente sostenible tendría que responder a varias preguntas: qué entra en el proceso, qué microorganismo o enzima interviene, qué productos salen, qué energía necesita el tratamiento y qué destino tienen esos productos.
La investigación actual insiste precisamente en la necesidad de evaluar de manera rigurosa la verdadera biodegradación, porque una reducción física del tamaño del plástico no equivale necesariamente a una eliminación química completa.
Una oportunidad para las empresas
La aparición de estas investigaciones debería interesar especialmente al sector empresarial.
No porque los hongos vayan a sustituir mañana a las plantas de reciclaje, sino porque representan una nueva frontera tecnológica.
Las empresas que trabajan con envases, alimentación, automoción, construcción, textiles, electrónica o gestión de residuos tienen ante sí un problema que va a adquirir todavía mayor importancia: cómo reducir el impacto ambiental de materiales que han sido diseñados para durar.
Invertir en investigación sobre biodegradación enzimática podría convertirse en una estrategia de innovación y no simplemente en una acción de responsabilidad ambiental.
Las compañías podrían colaborar con universidades, centros tecnológicos y laboratorios especializados para identificar enzimas capaces de actuar sobre sus propios residuos. También podrían diseñar productos pensando desde el principio en su futura recuperación.
Esto supone un cambio profundo de mentalidad.
Durante mucho tiempo hemos diseñado productos preguntándonos cuánto durarán.
La economía circular obliga a plantear otra pregunta: ¿qué ocurrirá con ellos cuando dejen de ser útiles?
Diseñar pensando en el final de la vida útil
Aquí es donde la investigación sobre hongos puede tener un efecto indirecto incluso antes de que las tecnologías de biodegradación estén maduras.
Si sabemos que determinados polímeros pueden ser tratados mediante enzimas concretas, podemos comenzar a diseñar materiales que faciliten ese proceso.
El futuro podría pasar por plásticos concebidos desde su fabricación para ser desmontados, separados, reciclados o tratados mediante procesos biológicos específicos.
Esto sería mucho más inteligente que fabricar primero y buscar una solución al residuo décadas después.
Kew también ha investigado el potencial de los hongos para producir alternativas a determinados plásticos convencionales. Entre los ejemplos estudiados se encuentra el uso de Aspergillus terreus para obtener ácido itacónico mediante fermentación, un compuesto que puede emplearse en la fabricación de determinados materiales.
La idea, por tanto, tiene dos caras: utilizar hongos para ayudarnos a degradar determinados residuos y utilizar la biotecnología fúngica para desarrollar materiales más sostenibles desde el principio.
La solución no consiste en sustituir una adicción por otra
Sería un error interpretar estos avances como una autorización para seguir consumiendo plástico al ritmo actual.
Los hongos no pueden convertirse en una excusa para mantener una cultura de usar y tirar.
La primera solución continúa siendo reducir el consumo innecesario, evitar los productos de un solo uso cuando existan alternativas razonables, reutilizar, mejorar la recogida de residuos y aumentar el reciclaje.
La biotecnología debe entrar en escena allí donde todavía existe un problema que las estrategias anteriores no han podido resolver.
Es decir, no deberíamos preguntarnos cómo conseguir que los hongos eliminen todo el plástico que producimos.
Deberíamos preguntarnos cómo producir menos plástico innecesario y, al mismo tiempo, desarrollar tecnologías capaces de gestionar de una manera mucho más inteligente el plástico que inevitablemente seguiremos utilizando.
El gran desafío: pasar del laboratorio a la industria
Esta es probablemente la parte menos espectacular de la historia, pero también la más importante.
Una fotografía de un hongo creciendo sobre un fragmento de plástico puede resultar impresionante. Una instalación industrial procesando miles de toneladas de residuos es un problema completamente diferente.
Los microorganismos necesitan unas condiciones determinadas de temperatura, humedad, pH y disponibilidad de nutrientes. Además, la degradación puede ser demasiado lenta, el plástico puede contener aditivos, colorantes o mezclas de polímeros y los residuos reales suelen ser mucho más complejos que los materiales puros utilizados en un laboratorio.
Las investigaciones recientes identifican precisamente la velocidad de degradación, la variabilidad de las condiciones ambientales y la dificultad de escalar los procesos como algunos de los principales obstáculos que todavía deben resolverse.
Por eso hacen falta más investigaciones, mejores métodos de medición y ensayos a una escala progresivamente mayor.
También debemos proteger a los propios hongos
Hay una ironía importante en todo este asunto.
Estamos descubriendo que los hongos pueden ayudarnos a afrontar algunos de nuestros problemas ambientales mientras los propios hongos están sufriendo las consecuencias de la transformación del planeta.
El cambio climático puede alterar la distribución geográfica, reproducción y actividad de numerosas especies de hongos. Y esto importa mucho más de lo que podría parecer.
Los hongos participan en la descomposición de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes, las relaciones simbióticas con las plantas y el funcionamiento de los ecosistemas. Su papel es mucho más amplio que el de posibles herramientas para tratar residuos.
Por eso no tendría sentido considerar a los hongos únicamente como una nueva tecnología industrial. Son también una parte fundamental de los ecosistemas que necesitamos conservar.
Un reino todavía lleno de incógnitas
Quizá lo más estimulante de esta historia sea que todavía conocemos una pequeña parte de la diversidad fúngica del planeta.
Los investigadores llevan años señalando que existe un enorme territorio por explorar. Cada nueva especie puede contener capacidades bioquímicas desconocidas y, entre ellas, quizá existan enzimas capaces de actuar sobre materiales que actualmente consideramos extremadamente difíciles de degradar.
Eso significa que el próximo avance podría no proceder de una tecnología completamente artificial.
Podría estar escondido en el suelo de un bosque, en un residuo industrial, en un vertedero o en algún ecosistema que todavía no hemos estudiado suficientemente.
Pero encontrarlo será solo el primer paso.
Después habrá que comprenderlo, reproducirlo, comprobar que sea seguro, optimizarlo y conseguir que pueda utilizarse de manera económicamente viable.
Una llamada a la acción para la ciudadanía y las empresas
La investigación sobre hongos nos deja una lección que va mucho más allá de la biología.
La naturaleza lleva millones de años desarrollando mecanismos para transformar sustancias complejas. Nosotros, en apenas unas décadas, hemos creado materiales sintéticos que se acumulan mucho más rápido de lo que somos capaces de gestionarlos.
Tal vez una parte de la solución consista en aprender de nuevo a trabajar con los mecanismos naturales.
Para los ciudadanos, eso significa comprender que el problema no desaparece cuando depositamos un envase en una papelera. Debemos reducir el consumo innecesario, reutilizar siempre que sea posible y separar correctamente los residuos.
Para las empresas, el mensaje debería ser todavía más ambicioso. La investigación sobre biodegradación fúngica y enzimática merece inversión, colaboración científica y proyectos piloto. También merece que los departamentos de innovación incorporen desde el principio la pregunta sobre qué ocurrirá con un producto cuando termine su vida útil.
Y para las administraciones, significa favorecer la investigación, facilitar proyectos de economía circular y establecer marcos que permitan que las tecnologías capaces de reducir la contaminación lleguen realmente al mercado cuando demuestren ser eficaces y seguras.
Los hongos no van a salvarnos solos
Sería tentador terminar esta historia diciendo que los hongos serán la solución definitiva a la contaminación por plástico.
Pero la ciencia no permite afirmarlo todavía.
Lo que sí podemos decir es quizá más interesante: los hongos han demostrado que existen mecanismos biológicos capaces de interactuar con algunos de los materiales que considerábamos extremadamente resistentes. Aspergillus tubingensis es un ejemplo especialmente llamativo, pero las investigaciones posteriores han ampliado la atención hacia numerosas especies y enzimas.
Ahora tenemos que descubrir hasta dónde puede llegar realmente ese potencial.
El plástico no va a desaparecer porque encontremos un hongo capaz de degradarlo. La solución tendrá que combinar reducción del consumo, reutilización, ecodiseño, mejores sistemas de recogida, reciclaje, nuevas tecnologías y, cuando sea viable, herramientas biotecnológicas capaces de transformar los residuos que hoy no sabemos gestionar adecuadamente.
Quizá los hongos no sean los héroes silenciosos que vienen a limpiar el planeta por nosotros.
Quizá sean algo más útil: una pista.
Una pista de que la naturaleza puede contener herramientas que todavía no hemos aprendido a utilizar y de que, frente a uno de los mayores problemas ambientales creados por nuestra propia civilización, investigar, innovar y actuar de manera preventiva puede ser mucho más inteligente que esperar a que el problema sea todavía mayor.
