Los plásticos desempeñan un papel muy importante en la agricultura moderna. Por ejemplo, los agricultores pueden utilizar plásticos en forma de films de acolchado, que ayudan a aumentar el rendimiento de los cultivos, mejorar la retención de agua, controlar las malas hierbas y facilitar las tareas agrícolas. Sin embargo, los plásticos convencionales pueden permanecer en el suelo durante años, lo que genera preocupación por su acumulación y por sus efectos a largo plazo sobre la salud del suelo.

Para responder a estas preocupaciones, los plásticos biodegradables se están estudiando cada vez más como una alternativa más sostenible. Entre los más prometedores se encuentran los polihidroxialcanoatos (PHA), bioplásticos producidos de forma natural por microorganismos y biodegradables mediante la actividad microbiana en el medio ambiente.

Pero ¿qué ocurre realmente cuando estos materiales biodegradables llegan al suelo? ¿Se descomponen por completo? ¿Y qué organismos se encargan de este proceso?

Microorganismos del suelo: los impulsores de la biodegradación

El suelo es mucho más que tierra. Es un ecosistema vivo en el que los microorganismos desempeñan funciones esenciales en servicios ecosistémicos como el ciclo de nutrientes y la descomposición de la materia orgánica. Algunos de estos microorganismos también son capaces de degradar plásticos biodegradables como los PHA, utilizándolos como fuente de carbono para crecer y participar activamente en su degradación.

Del laboratorio a la validación en suelo

Identificar microorganismos capaces de degradar PHA y evaluar con qué eficacia actúan bajo diferentes condiciones ambientales es esencial. Los investigadores también necesitan determinar si los procesos de biodegradación observados en condiciones de laboratorio pueden reproducirse en suelos agrícolas reales.

En entornos naturales, los microorganismos interactúan con muchos otros organismos vivos y están expuestos a condiciones cambiantes, como la temperatura, la humedad, la disponibilidad de oxígeno y los niveles de nutrientes. Todos estos factores pueden influir en la velocidad con la que se degradan los plásticos biodegradables.

Dentro del proyecto PHAntastic, se aislaron microorganismos degradadores de PHA a partir de suelos inoculados con PHA, así como cepas seleccionadas previamente descritas en la literatura científica. Estas cepas microbianas se ensayaron en condiciones de laboratorio, tanto en cultivos líquidos como en muestras de suelo que contenían PHA. Estos experimentos son importantes porque las condiciones de laboratorio están mucho más controladas que los entornos reales del suelo.

¿Por qué es importante?

Estudiar la biodegradación implica algo más que observar cambios visibles en los materiales. Los investigadores también necesitan métodos fiables para confirmar que el plástico se está descomponiendo realmente en el suelo.

Fragmento de PHA tras permanecer en el suelo, con signos visibles de degradación.

Esto es complejo porque el suelo es una mezcla de materia orgánica, microorganismos y muchas otras sustancias naturales. Al combinar estudios microbiológicos con seguimiento analítico para cuantificar los PHA restantes en el suelo, los investigadores obtienen una comprensión más clara de lo que ocurre durante la biodegradación. Este enfoque también ayuda a distinguir la biodegradación real de la simple fragmentación de los PHA en partículas más pequeñas.

Estos estudios ayudan a garantizar que los materiales biodegradables no solo sean eficaces durante su uso en suelos agrícolas, sino también seguros para el medio ambiente al final de su ciclo de vida.

Comprender cómo interactúan los plásticos biodegradables con los microorganismos del suelo es esencial para desarrollar materiales más sostenibles para la agricultura. El proyecto PHAntastic está contribuyendo a mejorar el conocimiento sobre el destino ambiental de los productos basados en PHA y su papel en el impulso de una bioeconomía más circular y sostenible.