La premio Nobel de Química ve factible reemplazar los plaguicidas usados en agricultura por sustancias naturales no tóxicas, donde ha centrado su investigación
Frances H. Arnold (Pittsburgh, EE.UU., 1956) obtuvo en 2018 el Nobel de Química por una novedosa revolución científica consistente en la investigación sobre evolución dirigida. Sus métodos para producir enzimas (encargadas de catalizar todas las reacciones bioquímicas de los organismos vivos) permiten seleccionarlas y mejorarlas, hasta dotarlas de propiedades que no se dan en la naturaleza.
Arnold, catedrática de ingeniería química, bioingeniería y bioquímica en el Instituto de Tecnología de California, ha sido capaz de comprimir el proceso de evolución natural de enzimas, de miles de millones de años, en otro dirigido que dura días o semanas.
Con motivo de la entrega de los premios de la Fundación Princesa de Girona (FPdGi) , Arnold mantendrá hoy un diálogo con la ingeniera química María Escudero Escribano, Premio Investigación Científica de la FPdGi en 2018.
¿En qué áreas puede ser útil su investigación?
Mis métodos se utilizan en todo el mundo para mejorar el rendimiento de las enzimas en todo, desde detergentes para ropa, cosméticos, tratamiento de enfermedades o fabricación de combustible para aviones a partir de recursos renovables. Imagino un mundo en el que la química limpia y eficiente de la naturaleza reemplace los sucios procesos de fabricación humanos. ¿No sería maravilloso fabricar nuestros productos farmacéuticos, cosméticos, combustibles y productos químicos de la misma manera como hacemos la cerveza? ¿No sería maravilloso que los microbios se comieran nuestros desechos plásticos y los convirtieran en nuevos materiales valiosos?
La proliferación de plástico aparece como un problema medioambiental de primer orden en el planeta, pero casi irresoluble en todo el mundo. ¿Crearemos bacterias que se coman los plásticos? ¿Podemos sustituir los plásticos por materiales que no duren tanto en el medio ambiente y se degraden? ¿Crearemos bacterias que se coman los plásticos?
La respuesta es sí. Los plásticos solo llevan en el planeta durante unos 100 años, sin embargo, las bacterias ya están empezando a descubrir cómo los puede degradar. Y podemos ayudarlas acelerando esa evolución. También podemos reciclar estos materiales e inventar nuevos materiales que se degraden más fácilmente.
La naturaleza es un mundo de sorpresas: microbios que viven sin oxígeno o que se alimentan de compuestos tóxicos. ¿Deberíamos buscar en la naturaleza las claves para descontaminar el mundo? ¿O tenemos que hacerlo nosotros mismos?
Los microbios tienen muchísima inventiva y han ideado formas de vivir en todo tipo de entornos. Sin embargo, ellos no necesariamente resuelven los mismos problemas que los humanos necesitan resolver. Me gusta la idea de que podamos recurrir al método de innovación de la naturaleza, que es la evolución, para convertir la naturaleza en nuestro socio colaborador. Los seres humanos todavía tenemos que resolver nuestros propios problemas, pero la naturaleza puede ser parte de esa solución. Podemos ayudar a orientar la naturaleza hacia soluciones que nos beneficien a todos respetando la biodiversidad.
Los seres humanos todavía tenemos que resolver nuestros propios problemas, pero la naturaleza puede ser parte de esa solución.
El petróleo y sus derivados están omnipresentes en nuestra sociedad. ¿Hay alternativas al petróleo?
Creo que tenemos que hacer la transición hacia un balance neto de cero de emisiones de carbono lo antes posible si queremos evitar las peores consecuencias del cambio climático. Por lo tanto, si continuamos extrayendo combustibles fósiles, debemos compensar las emisiones secuestrando carbono. Esto significa bombearlo de nuevo al suelo, mantenerlo en forma de material orgánico en el suelo, convertirlo en productos químicos o incluso fabricar cemento secuestrador de carbono. Hay mucho campo para mejorar la tecnología para secuestrar carbono, así como también para dejar de usar combustibles fósiles. Espero que los científicos jóvenes sigan inventando estos métodos mejorados.
Hay mucho campo para mejorar la tecnología para secuestrar carbono, así como también para dejar de usar combustibles fósiles.
¿Lo cree?
Existen muchas alternativas al petróleo, según la aplicación. El petróleo es un recurso precioso, producto de millones de años de conversión a partir de biomasa. En este momento, simplemente quemamos la gran mayoría de lo que extraemos del suelo, y vertimos el dióxido de carbono y otros contaminantes en nuestra atmósfera cuando generamos electricidad o usamos el petróleo para el transporte. California, que es similar en muchos aspectos a España, se está alejando de los recursos fósiles hacia la electricidad libre de carbono (eólica y solar, por ejemplo) y el transporte. Un gran beneficio de esta transición es la menor contaminación del aire de los automóviles y las plantas de energía.
Usted fundó Provivi, que aplica dispensadores de feromonas contra un gusano que ataca las cosechas. Este perfume tiene como objetivo reducir el apareamiento, y la aparición de nuevas generaciones de larvas. Valore esa experiencia. ¿Pueden los productos químicos alternativos reemplazar el uso de insecticidas?
Cofundé Provivi con dos exalumnos en 2014. Inventamos procesos para hacer feromonas sexuales complejas a muy bajo costo, para que pudieran ser rociadas en campos de maíz, algodón, arroz y soja donde las larvas hacen un daño tremendo. Nuestros productos son naturales y no tóxicos, no dañan a los insectos beneficiosos y no dejan residuos tóxicos que dañen a los humanos. Ya los estamos proporcionando en Kenia, Indonesia, Sudamérica y México, donde los agricultores disfrutan de cultivos de mejor calidad y más rendimiento usando menos insecticidas
Existe una gran preocupación por la ubicuidad de los plaguicidas en los cultivos y los alimentos. ¿Qué soluciones puede aportar la química verde? ¿La solución es solo comer productos orgánicos?
Las feromonas ayudan a los agricultores ecológicos a combatir las plagas (que se alimentan de cultivos) por mediación de los compuestos naturales, y reemplazar a los pesticidas. Producimos feromonas utilizando una química mucho más eficiente, incluidos nuevos procesos biológicos. Las naciones ricas pueden comprar productos orgánicos (ecológicos), pero muchas otras no pueden. Los agricultores de los países más pobres están causando un enorme daño ambiental con los pesticidas y me gustaría que tuvieran alternativas viables, incluidas las feromonas, pero también que llevaran a cabo mejores prácticas agrícolas.
Las feromonas que producimos contra las plagas no dañan a los insectos beneficiosos y no dejan residuos tóxicos que dañen a los humanos. Ya los estamos proporcionando en Kenia, Indonesia, Sudamérica y México, donde los agricultores disfrutan de cultivos de mejor calidad y más rendimiento usando menos insecticidas
¿Y los cultivos transgénicos pueden servir? El problema es que suelen llevar aparejados muchos plaguicidas (usados para matar la malas hierbas que compiten con la planta transgénica en crecimiento)
En algunos casos, las variedades de cultivos modificados genéticamente serán muy útiles para hacer frente a los problemas causados por las plagas y el cambio climático. Los cultivos transgénicos en muchos casos usan menos pesticidas que los cultivos no transgénicos, pero la resistencia está comenzando a aparecer, por ejemplo, en insectos como el gusano cogollero. Estamos ante una batalla constante de la evolución (en el lado de los insectos) y de innovación (del lado humano). Pero, dado que ahora registrar un nuevo insecticida puede costar miles de millones de dólares y llevar muchos años su desarrollo, la evolución parece estar ganando la carrera y necesitamos soluciones completamente nuevas. Veo las feromonas como un gran ejemplo de una solución completamente nueva.
Usted también ha trabajado en el campo de la energía solar, que está teniendo un gran desarrollo. ¿Cómo valora su contribución para mitigar el cambio climático?
¡España es rica en energía solar! Es excelente para el turismo, pero también es excelente para la conversión a energía con bajas emisiones de carbono. ¿Por qué no utilizar este recurso limpio y abundante?
Usted abordará, en la charla en que participa hoy, los grandes desafíos que amenazan la humanidad como el cambio climático y cómo la química aplicada puede aportar soluciones a la contaminación. ¿Cómo valora los Premios Fundación Princesa de Girona?
Es maravilloso reconocer y apoyar el trabajo de científicos jóvenes. Al animarlos a explorar y tomar riesgos, estamos invirtiendo en innovaciones futuras y en el futuro del país.
