Imagina poder fabricar todo tipo de plástico a partir de insectos y que los de su especie vuelvan a descomponerlo tras su uso. Es un concepto más cercano a la realidad de lo que pensamos.
Los científicos estadounidenses han logrado avances significativos en el desarrollo de plástico biodegradable a partir de moscas adultas. Estas moscas se crían en grandes cantidades en granjas de insectos alrededor de todo el mundo. Las larvas de estas moscas son ricas en proteínas y otros nutrientes útiles, que se incorporan a la alimentación animal. Para este propósito, se requiere una gran cantidad de insectos inmaduros, larvas. Sin embargo, los insectos adultos no tienen utilidad y se descartan, a pesar de que poseen materiales de construcción interesantes.
Quitina pura
Los investigadores han encontrado ahora una forma de utilizar estos residuos biológicos como materia prima para diversas aplicaciones biodegradables. Sustancias como la quitina se extraen de los cadáveres de los insectos, tras lo cual se convierten en bioplásticos multifuncionales después de unos cuantos trucos químicos ingeniosos.
“Mi departamento lleva 20 años desarrollando métodos para convertir productos naturales, como la glucosa de la caña de azúcar o los árboles, en polímeros degradables y digeribles que, en última instancia, no permanezcan en el medio ambiente”, explica la investigadora principal, Karen Wooley. “Sin embargo, estos productos naturales se extraen de recursos que también se usan para la alimentación, el combustible, en el transporte y en la construcción”.
Por eso, Wooley inició una búsqueda de recursos alternativos que no tuvieran más aplicaciones útiles para encontrar una materia prima aún más sostenible. Un colega le indicó los residuos del cultivo industrial de la mosca soldado negra. Estos insectos tienen una vida corta. Cuando son demasiado viejos para poner huevos, se matan y se desechan. Pero resultan ser un material de base ideal para el equipo de Wooley. “Tomamos residuos biológicos puros y los convertimos en un producto biodegradable útil”, afirma la investigadora Cassidy Tibbetts, de la Universidad A&M de Texas.
Polímero a base de azúcar
En el laboratorio se descubrió que las moscas muertas estaban compuestas principalmente de quitina. Se trata de un polímero no tóxico y biodegradable a base de azúcar que refuerza el exoesqueleto de insectos y crustáceos. Actualmente, ya se extrae de gambas y cangrejos y se utiliza como base para diversas aplicaciones. Tibbetts emplea técnicas similares para extraer la quitina de los cadáveres de insectos y asegurarse de que se produce una forma pura de la sustancia, más pura incluso que la pegajosa sustancia amarilla que se extrae de gambas y cangrejos de la forma convencional. Además, con la quitina procedente de insectos no hay riesgo de alergia a pescados y mariscos.
Otro investigador del equipo de Wooley consiguió entonces convertir la quitina de los insectos en el polímero quitosano. Los polímeros de quitosano resultan ser bioplásticos útiles. Por ejemplo, pueden servir como hidrogel superabsorbente. El investigador ha desarrollado incluso una red de hidrogeles poliméricos en 3D que puede absorber 47 veces su peso en agua en un minuto. Este producto es adecuado para su uso en cultivos herbáceos, donde puede absorber agua durante las tormentas de lluvia y devolverla lentamente a los cultivos durante los periodos secos.
“Aquí, en Texas, o estamos en medio de lluvias torrenciales o de periodos muy secos, hay poco entre medias. Por eso un hidrogel superabsorbente es un gran invento. Y como el gel es biodegradable, desaparece lentamente del suelo e incluso sirve de nutrición para los cultivos”, explica Wooley.
Economía circular
Este verano, los investigadores se embarcaron en un proyecto para descomponer la quitina en pequeñas moléculas de azúcar. Con ello esperan fabricar bioplásticos como el policarbonato y el poliuretano, que normalmente se obtienen a partir de combustibles fósiles. Además de la quitina, hay otras sustancias útiles en los cuerpos de los insectos, a las que el equipo ha echado el ojo. Planean reciclar todo tipo de vitaminas, grasas, ácidos grasos, proteínas y ADN de los insectos muertos.
El insecto como fuente y limpiador
La motivación de Wooley es utilizar el mayor número posible de estos componentes químicos, que acaban desintegrándose de forma natural cuando ya no se necesitan. De este modo, espera contribuir a solucionar la contaminación por plásticos y dar un paso importante hacia una economía sostenible y circular. “El objetivo final es que los insectos se coman los residuos de plástico, tras lo cual podremos recolectarlos de nuevo y utilizar las materias primas para fabricar nuevos plásticos”, explica Wooley. “Los insectos son entonces no solo la fuente, sino también el procesador del plástico desechado”.