¿Por qué tu botella de agua no se recicla al 100 %? La barrera molecular que frena la economía circular del plástico PET

Millones de botellas de agua, envases y fibras sintéticas terminan cada año acumulándose en vertederos o flotando en los océanos. Aunque desde hace tiempo la ciencia busca una solución biológica capaz de descomponer estos residuos, un nuevo estudio acaba de revelar por qué el desafío es mucho más complejo de lo que parecía.

Investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) y del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC) lograron identificar los mecanismos moleculares que bloquean la degradación enzimática del PET cristalino, una de las formas más resistentes del plástico más fabricado del mundo.

El trabajo, publicado en la revista The Journal of Physical Chemistry Letters, explica por qué incluso las enzimas más avanzadas desarrolladas hasta ahora encuentran enormes dificultades para degradar por completo materiales cotidianos como las botellas de plástico o las fibras de poliéster.

El problema está en la estructura del plástico

Durante las últimas dos décadas, la comunidad científica trabajó en el desarrollo de enzimas conocidas como PETasas, capaces de romper el PET y transformarlo nuevamente en sus componentes originales para reutilizarlo. Sin embargo, la mayoría de estas herramientas biológicas sólo funcionan de manera eficiente sobre el llamado PET amorfo, una versión más blanda y desordenada del material.

El inconveniente es que los productos comerciales contienen altos niveles de cristalinidad. En otras palabras, las moléculas del plástico están organizadas de forma extremadamente compacta y ordenada. Esa estructura le otorga resistencia y durabilidad al material, pero al mismo tiempo lo convierte en casi indestructible para las enzimas.

Hasta ahora, los científicos no comprendían con precisión qué sucedía a nivel atómico cuando una enzima intentaba atacar estas estructuras rígidas.

Simulaciones para observar lo invisible

Para resolver ese interrogante, el equipo combinó datos experimentales con simulaciones computacionales de alta precisión. Gracias a estos modelos, pudieron observar cómo las enzimas intentan unirse a pequeños fragmentos de plástico y calcular cuánta energía requiere ese proceso.

“El costo energético es prohibitivo”, explicó Francesco Colizzi, investigador del ICM y del IQAC y autor responsable del estudio.

Según detallan los científicos, el problema no se limita únicamente a que las cadenas de plástico sean difíciles de alcanzar. Además, las moléculas están tan fuertemente empaquetadas entre sí que la enzima carece de la fuerza mecánica suficiente para separarlas y procesarlas.

Colizzi lo resume con una comparación sencilla: “Es como intentar desatar un nudo demasiado apretado. Aunque sepas dónde está el problema, no puedes empezar a moverlo”.

Una hoja de ruta para el reciclaje del futuro

Lejos de representar un callejón sin salida, el descubrimiento ofrece una nueva dirección para la investigación en reciclaje biotecnológico.

Ania Di Pede-Mattatelli, primera autora del estudio e investigadora del ICM-CSIC, destacó la importancia del hallazgo para llevar esta tecnología fuera de los laboratorios.

“Si logramos diseñar enzimas capaces de superar estas barreras energéticas, estaremos mucho más cerca de una verdadera economía circular donde las botellas usadas puedan transformarse nuevamente en botellas de la misma calidad”, señaló.

Actualmente, el equipo ya trabaja junto a socios internacionales para aplicar estos modelos computacionales al desarrollo de nuevas variantes enzimáticas más eficientes.

La meta final es ambiciosa: construir un catálogo de biocatalizadores adaptados a distintos tipos de residuos plásticos y reducir la dependencia global del plástico virgen derivado del petróleo.

Un cambio de paradigma científico

Más allá de sus aplicaciones industriales, el estudio marca un cambio profundo en la forma de abordar el problema del reciclaje plástico. Hasta ahora, gran parte de las investigaciones se concentraban en descubrir qué enzimas funcionaban mejor. Este trabajo, en cambio, pone el foco en comprender por qué dejan de funcionar frente a determinados materiales.

Ese nuevo enfoque podría acelerar el desarrollo de soluciones concretas para uno de los mayores desafíos ambientales del siglo XXI.

Referencia de la noticia

Di Pede-Mattatelli, A., Maria-Solano, M. A., Haisha, O., & Colizzi, F. (2026). "Why Do PETases Struggle with Crystalline PET? Catalytic Ensemble Sampling Reveals Molecular Bottlenecks". The Journal of Physical Chemistry Letters.