Investigadores de la Universidad Católica utilizaron inteligencia artificial (IA) para rediseñar una enzima natural que degrada el plástico PET y lograron que trabaje a 50 °C con una eficiencia comparable a la de la original a 70 °C.
De acuerdo con un comunicado de la casa de estudios, este trabajo lo lideró el académico César Ramírez, del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica UC.
El PET, o tereftalato de polietileno, es uno de los plásticos más usados del mundo, presente en botellas, envases de alimentos, textiles y fibras. En 2024, de hecho, su producción mundial llegó a unas 26,7 millones de toneladas, generando enormes cantidades de residuos.
Pero ahora, Ramírez y su equipo proponen una solución: “por primera vez diseñamos proteínas en el computador que degradan plástico PET de manera más eficiente a temperaturas más bajas”, explica.
¿Cómo lo hicieron?
Una enzima es una proteína que acelera reacciones químicas. En este caso, el equipo partió de una enzima natural llamada PHL7, conocida por su capacidad de romper el PET en sus componentes básicos.
Con ayuda de la IA, los científicos reescribieron su secuencia de aminoácidos, que son los “ladrillos” que forman una proteína. La idea era conservar su estructura tridimensional, de la que depende su función, y mejorar su desempeño.
Diseñaron 36 variantes por computador y las probaron en el laboratorio. Dos de ellas degradaron el plástico a 50 °C con una eficiencia similar a la de la enzima original a 70 °C.
Bajar la temperatura importa porque calentar menos significa gastar menos energía, uno de los grandes obstáculos para llevar estos procesos a escala industrial. Además, las nuevas variantes favorecieron la producción de MHET, un compuesto intermedio que sirve de materia prima para fabricar PET virgen otra vez.
Degradando el plástico
A diferencia del reciclaje mecánico, que tritura y reprocesa el material, el reciclaje enzimático descompone el plástico en sus compuestos químicos originales. Con ellos se puede fabricar plástico nuevo con propiedades equivalentes a las del virgen, evitando el deterioro que sufre un material reciclado varias veces.
“La gran apuesta del reciclaje enzimático es que permite transformar biológicamente el plástico en los compuestos necesarios para fabricar plástico completamente nuevo y volver a repetir el proceso“, puntualiza Ramírez.
Esta técnica sería útil para residuos difíciles de tratar con métodos tradicionales, como textiles, fibras y envases multicapa. Como cada enzima reconoce materiales específicos, a futuro podrían combinarse varias para actuar sobre mezclas de plásticos, sin separarlos antes. Según el medio, ya hay iniciativas industriales de degradación enzimática de PET en Australia, China y Francia.
El contexto chileno es exigente. Se estima que solo se ha reciclado el 9% del plástico consumido desde que comenzó su producción masiva en 1960. El reporte añade que, pese a las leyes de incentivo, el país tiene una industria incipiente que no logra reciclar todo lo recolectado ni todos los tipos de plástico.
El desafío del nylon
El laboratorio también trabaja con nylon, un material más difícil. Mientras el PET tiene enlaces carbono-oxígeno que algunas enzimas reconocen, el nylon tiene enlaces carbono-nitrógeno, mucho más difíciles de romper. “Las enzimas que degradan PET no degradan nylon”, señala Ramírez, por lo que se necesitan enzimas específicas.
La diferencia se nota en los tiempos. Algunas enzimas optimizadas degradan PET por completo en 16 a 24 horas en condiciones industriales, mientras que las naturales para nylon pueden tardar unos diez días en degradar apenas un 1%.
Por eso el equipo explora el diseño de novo, un método que usa IA generativa para crear enzimas totalmente nuevas a partir de las características del sitio activo, la zona donde ocurre la reacción. “La intención es generar una proteína que nunca ha existido en la naturaleza, pero que haga la función que uno propone”, explica el académico.
En esa línea colabora con el equipo de David Baker, de la Universidad de Washington y ganador del Nobel de Química 2024. El vínculo se reforzó durante un sabático de Ramírez en Seattle entre 2025 y 2026, donde obtuvo resultados preliminares de actividad enzimática sobre derivados del nylon, un primer indicio favorable.
De esa estadía también trajo métodos experimentales para pasar de evaluar entre cinco y diez proteínas por semana a cerca de cien. Eso permitirá revisar más variantes generadas con inteligencia artificial.
Los plásticos más resistentes, como el polietileno y el polipropileno, con enlaces carbono-carbono, siguen siendo para la investigación un desafío de largo plazo.
¿Cómo hicimos esta nota?
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