A pressão para encontrar soluções que possam substituir o petróleo na indústria do plástico levou vários grupos de investigação a explorar caminhos biológicos inovadores. Essas estratégias buscam reduzir a poluição e a dependência de combustíveis fósseis, além de oferecer processos industriais mais limpos e eficientes. Entre as abordagens exploradas estão técnicas de biofabricação que combinam bactérias, enzimas e nutrientes específicos para gerar compostos com propriedades semelhantes às do plástico. A implementação desses métodos propõe mudanças na cadeia de produção industrial e na forma de produzir materiais de maneira sustentável.
Qual é o material capaz de substituir o petróleo na produção de plástico?
O material desenvolvido por investigadores japoneses é o ácido piridindicarboxílico (PDCA), um composto que pode substituir o petróleo na produção de plásticos. É obtido a partir de bactérias e enzimas que convertem nutrientes como a glicose num monómero biodegradável. A sua estrutura química, baseada num anel de piridina com dois grupos carboxilo, permite substituir os monómeros derivados do petróleo na fabricação de PET, sem gerar grandes quantidades de resíduos tóxicos. O PDCA destaca-se pela sua capacidade de se integrar nos processos industriais de forma mais limpa do que os polímeros tradicionais, embora até agora a sua produção em grande escala tenha sido limitada por baixos rendimentos e subprodutos poluentes.
O papel da biotecnologia nesta descoberta japonesa
Investigadores da Universidade de Kobe conseguiram melhorar a síntese do PDCA utilizando Escherichia coli, aumentando sete vezes o seu rendimento em comparação com métodos anteriores. Alguns dos processos biotecnológicos utilizados foram os seguintes:
- As bactérias foram alimentadas com glicose e reforçadas com enzimas específicas.
- O processo reduziu significativamente a geração de resíduos tóxicos.
- Aproveita-se o metabolismo celular para incorporar nitrogénio e produzir o composto do início ao fim.
O bioengenheiro Tanaka Tsutomu, responsável pelo projeto, afirmou: «Procuramos aproveitar o metabolismo celular para produzir o composto sem gerar subprodutos indesejados». Esta abordagem confirma que a biofabricação pode oferecer alternativas eficazes para substituir o petróleo na indústria do plástico.
Soluções técnicas para obstáculos de produção Durante os testes iniciais, surgiu um subproduto nocivo que complicava a estabilidade do processo. Para resolver isso, os cientistas implementaram os seguintes processos:
- Adicionou-se piruvato à cultura.
- Ajustaram-se as condições de crescimento das bactérias.
- Incorporaram-se compostos que neutralizam o peróxido de hidrogénio gerado.
Embora essas medidas tenham estabilizado a produção, persistem dúvidas sobre sua viabilidade econômica em grande escala, um desafio fundamental para que o PDCA possa ser aplicado na indústria em massa.
Aplicações do PDCA e como ele pode substituir o petróleo
O ácido piridindicarboxílico pertence a uma família de compostos heterocíclicos com diversos usos em pesquisa e síntese química:
- Ácido dipicolínico (piridina-2,6-dicarboxílico): resistente ao calor e agente quelante para metais como cromo, zinco e cobre.
- Ácido dinicotinico (piridina-3,5-dicarboxílico): intermediário na síntese farmacêutica e orgânica.
- Ácido 2,4-piridinadicarboxílico: usado na investigação de novos fármacos e estudos antimetastáticos.
No caso do PDCA, a sua principal aplicação industrial é substituir monómeros derivados do petróleo na produção de PET, com menor impacto ambiental e redução de resíduos poluentes. A descoberta do PDCA posiciona a biofabricação como uma opção sólida em relação ao uso de derivados do petróleo. A sua integração na indústria do plástico permitiria:
- Produzir plásticos mais duráveis e sustentáveis.
- Reduzir os resíduos tóxicos associados à fabricação convencional.
- Otimizar processos industriais por meio de rotas metabólicas controladas.
Embora ainda sejam necessárias melhorias técnicas e económicas para a sua produção em grande escala, o ácido piridindicarboxílico representa um avanço tangível na busca por alternativas que substituam o petróleo e reduzam a poluição plástica global.
