La iniciativa Biopur emplea un consorcio de bacterias como herramienta para la degradación de contaminantes plásticos

· Biopur está utilizando determinadas especies bacterianas pertenecientes mayoritariamente a los géneros Sphingobium spp., Terrimicrobium spp., Moehibacter spp. y Truepera spp, para biodegradar los residuos de espumas de poliuretano. (ver vídeo)

El desarrollo del proyecto Biopur, “Investigación y desarrollo de un sistema de biodegradación de residuos de poliuretano en la industria del mueble”, está mostrando resultados prometedores al haber identificado diversas cepas bacterianas capaces de biodegradar residuos de espumas de poliuretano mediante un procedimiento estandarizado.

Por otro lado, AIDIMME ha desarrollado, además, otro procedimiento propio mediante el que se han determinado especies bacterianas que pueden realizar funciones poliuretanolíticas similares.

Espumas, el quinto residuo plástico en la Tierra

Estos avances se reflejan en los resultados que se presentan a continuación, previos a la finalización de esta ambiciosa y esperanzadora iniciativa que permitiría evitar la acumulación de restos de espumas en espera de su reutilización para otros fines.

En primer lugar, mediante un exhaustivo análisis de imagen, se ha podido observar el impacto de las bacterias seleccionadas sobre las espumas de poliuretano.

Las imágenes por SEM muestran claramente la diferencia entre las espumas de control, incubadas bajo las mismas condiciones, y las espumas de estudio inoculadas con diferentes inóculos bacterianos.

El cracking observado en las espumas inoculadas indica la capacidad poliuretanolítica de este consorcio bacteriano (Figura 1).

PUF CONTROL PUF

PUF BIODEGRADADA

Figura 1. Micrografías SEM de espuma de poliuretano control (izquierda) y espuma poliuretano degradada biológicamente (derecha).

A través de la incubación de unas de las bacterias aisladas en los laboratorios de AIDIMME, con potencial poliuretanolítico, también se han llevado a cabo los mismos análisis de imagen. Los resultados muestran la aparición de grietas en las zonas en la que quedan ancladas las células bacterianas (Figura 2).

PUF CONTROL

PUF BIODEGRADADA A PARTIR BACTERIAS SELECCIONADAS

Figura 2. Micrografías SEM de espuma de poliuretano control (arriba) y espuma poliuretano degradada a partir de aislados bacterianos (abajo).

En cuanto a los valores de biodegradabilidad (Tabla 1), las espumas alcanzan un valor aproximado al IMPRANIL (COVESTRO S.L./ IMCD Iberia), compuesto de PU reconocido como biodegradable.

Este efecto se consigue a través de un pretratamiento y fundamentalmente gracias a la inoculación de un consorcio bacteriano definido por determinadas especies bacterianas pertenecientes mayoritariamente a los géneros Sphingobium spp., Terrimicrobium spp., Moehibacter spp. y Truepera spp.

% de Biodegradabilidad
IMPRANIL30,06
Espuma 127,13
Espuma 229,19
Espuma 329,01
Tabla 1. Valores de % de biodegradabilidad de las espumas pretratadas y degradadas biológicamente (Espuma 1, Espuma 2 y Espuma 3) frente al poliuretano biodegradable IMPRANIL.

En este orden de cosas, del análisis de espectroscopia infrarroja (FTIR) realizado en las espumas de poliuretano tras ser sometidas al tratamiento de degradación biológica, se han evidenciado importantes cambios en los grupos funcionales que lo conforman.

La mayor o menor intensidad registrada de los grupos funcionales identificados mediante la técnica FTIR demuestran la actividad de los microorganismos (procedentes de la EDAR: Quart-Benageber) en presencia de las espumas de poliuretano como única fuente de alimento.

La biodegradación tuvo lugar principalmente por la rotura del grupo carbonilo (Figura 3. Recuadro verde) del enlace éster del uretano, que une el poliol (segmento blando) con el isocianato (segmento duro), y la consiguiente generación de subproductos como potencial fuente de carbono y nitrógeno (Figura 3. Recuadros azul y fucsia), más accesibles y aprovechables por los microorganismos.

Figura 3. Diagrama ilustrativo de la biodegradación de espumas de poliuretano a partir de un consorcio bacteriano.

El avance de resultados de la iniciativa Biopur permite aventurar el inicio de un proceso de mejora para la biodegradación de las espumas, uno de los mayores problemas sobre el impacto medioambiental por su longevidad y volumen, al ser extensamente empleadas en tapicería de uso privado y público, como sillas, sofás, colchones, asientos de coches, aviones, autobuses, barcos, entre otros múltiples objetos y destinos.


Ensayo simulado para la biodegradación de las espumas en el proyecto Biopur

La especialista Lucía Martín explica el proceso del ensayo.

Editado por Ricardo Sáiz en colaboración con Sales Ibiza, Paula Martí, y Lucía Martín.

BIOPUR- INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE UN SISTEMA DE BIODEGRADACIÓN DE RESIDUOS DE POLIURETANO EN LA INDUSTRIA DEL MUEBLE

Número de proyecto: 22300042
Expediente: IMDEEA/2023/19
Duración: Del 01/07/2023 al 30/09/2024
Coordinado en AIDIMME por: IBIZA PALACIOS, Mª DE SALES

Línea de I+D: ECONOMÍA CIRCULAR



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Redacción

AIDIMME