Experimentos realizados por cientistas japoneses mostram a degradação de películas de poliéster com enzimas incorporadas após cinco meses a 757 metros de profundidade. Gráficos e imagens microscópicas permitem comparar os materiais modificados com amostras sem enzimas. (Crédito: Huang, Q. et al. / Nature (2026) — DOI: 10.1038/s41586-026-11192-1 — CC BY 4.0.)
Em experimentos no Japão, materiais biodegradáveis perderam quase toda a massa a 757 metros de profundidade. Tecnologia pode ajudar a combater a poluição dos oceanos, mas ainda apresenta limitações.
Imagine um plástico capaz de manter sua resistência durante o uso e, caso acabe no oceano, começar a se decompor por meio de enzimas incorporadas à sua própria estrutura. A ideia parece uma solução futurista para a poluição marinha, mas cientistas japoneses conseguiram demonstrar que esse mecanismo funciona em determinadas condições, inclusive nas profundezas do mar.
Em experimentos realizados no Japão, três tipos de poliéster compostável com enzimas incorporadas perderam quase toda a massa depois de cinco meses a 757 metros de profundidade. Amostras equivalentes, produzidas sem as enzimas, permaneceram praticamente intactas durante o mesmo período.
A descoberta foi apresentada em um estudo publicado em 21 de outubro de 2026 na revista científica Nature. A pesquisa envolveu a Universidade de Tóquio, a Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia Marinha e Terrestre (JAMSTEC) e a Universidade de Gunma.
O trabalho representa um avanço importante porque muitos plásticos comercializados como biodegradáveis ou compostáveis precisam de condições específicas para se decompor. No oceano, principalmente em regiões profundas, essas condições podem simplesmente não existir.
A nova estratégia procura resolver parte desse problema incorporando ao próprio plástico substâncias capazes de iniciar sua decomposição quando entram em contato com a água.
Existe uma diferença importante entre um material ser compostável e conseguir se degradar rapidamente em ambientes naturais.
Muitos plásticos compostáveis foram desenvolvidos para instalações industriais, nas quais temperaturas elevadas, umidade e atividade de microrganismos favorecem a decomposição. No oceano, a situação é bastante diferente.
À medida que a profundidade aumenta, a temperatura geralmente diminui e a pressão cresce. Além disso, determinadas regiões profundas apresentam menor disponibilidade de microrganismos capazes de degradar os polímeros.
Isso significa que um plástico projetado para se decompor em uma unidade de compostagem pode continuar praticamente intacto durante longos períodos se acabar no fundo do mar.
Foi justamente esse comportamento que os pesquisadores japoneses decidiram modificar.
A equipe trabalhou com quatro tipos de poliéster compostável, identificados pelas siglas PBS, PBSA, PCL e PBAT. Esses materiais apresentam estruturas químicas diferentes e, por isso, não respondem da mesma maneira aos processos de degradação.
Em vez de depender apenas dos microrganismos encontrados na água, os cientistas incorporaram enzimas diretamente aos materiais durante sua fabricação.
As enzimas são proteínas capazes de acelerar reações químicas específicas. No experimento, os cientistas utilizaram duas enzimas conhecidas pela capacidade de romper determinadas ligações químicas presentes nos poliésteres: uma lipase, chamada CaLB, e uma cutinase, identificada como HiC.
Essas substâncias foram misturadas aos polímeros durante um processo industrial de extrusão, em temperaturas que variaram de 90 °C a 130 °C. O procedimento permitiu produzir películas finas e pequenas esferas plásticas contendo enzimas distribuídas no interior do material.
O funcionamento é relativamente simples de compreender. Enquanto o plástico permanece seco e em condições adequadas de utilização, a atividade das enzimas fica limitada. Quando a água alcança essas proteínas, elas podem começar a romper as cadeias químicas que formam o polímero.
Esse processo transforma parte do material em compostos menores, alguns solúveis em água, que podem posteriormente ser utilizados por microrganismos.
A proposta, portanto, não é despejar uma substância sobre o plástico já descartado. É fabricar determinados produtos com um mecanismo de degradação incorporado desde o início.
Para verificar se a estratégia funcionaria fora do laboratório, os pesquisadores realizaram testes em diferentes regiões do oceano próximas ao Japão.
As amostras foram instaladas em águas costeiras e no fundo do mar, incluindo locais com profundidades de 757, 855, 1.292 e 5.503 metros.
Parte dos experimentos utilizou o submersível tripulado Shinkai 6500, da JAMSTEC, equipado com braços robóticos capazes de posicionar e recuperar equipamentos científicos no fundo do oceano.
Os resultados mais expressivos apareceram em uma região próxima ao porto de Misaki, a 757 metros de profundidade. Depois de cinco meses, as películas contendo 3% de cutinase HiC apresentaram os seguintes resultados de perda de massa:
Os resultados mostraram que as enzimas continuaram capazes de atuar mesmo em condições de baixa temperatura e pressão elevada. Entretanto, nem todos os materiais se comportaram da mesma maneira.
O PBAT, outro poliéster avaliado, perdeu aproximadamente 12,1% de sua massa durante os cinco meses, enquanto sua versão sem enzima apresentou perda de apenas 1,1%.
Isso demonstra que a eficiência depende diretamente da composição química do plástico e da enzima utilizada.
Também é importante observar que perda de massa não significa, necessariamente, que todo o material tenha sido convertido em água e dióxido de carbono naquele ambiente. Parte da decomposição envolve a formação de compostos menores, cujo destino precisa ser considerado.
Os pesquisadores também investigaram ambientes muito mais extremos. Em uma região do oceano com 5.503 metros de profundidade, as enzimas continuaram apresentando atividade, mas os resultados foram consideravelmente menores.
Após 18 meses, um filme de PBSA com a enzima CaLB apresentou perda de massa de aproximadamente 30,5%, enquanto um filme de PCL perdeu apenas 7,7%. Nos materiais equivalentes sem enzimas, as perdas foram de 1,6% e 3,4%, respectivamente.
A comparação confirma que a estratégia pode acelerar a degradação mesmo em ambientes abissais, mas não garante que os produtos desapareçam rapidamente em qualquer profundidade.
Temperatura, pressão, composição química do polímero e características do ambiente continuam sendo fatores determinantes.
Essa diferença é importante para compreender a real dimensão da descoberta: a tecnologia funcionou em ambientes oceânicos distintos, mas sua eficiência variou bastante entre eles.
Os resultados também foram expressivos nos experimentos realizados em áreas menos profundas.
No porto de Yokosuka, os pesquisadores utilizaram películas contendo apenas 0,1% de cutinase HiC em relação à massa do plástico.
Depois de um mês na água do mar, as amostras apresentaram perdas de massa de 27,4% para o PBS, 100% para o PBSA e 85,5% para o PCL.O resultado chamou atenção porque a quantidade de enzima utilizada foi muito pequena.
Essa característica pode ser relevante para uma eventual produção industrial, já que incorporar grandes quantidades de enzimas aumentaria os custos e poderia prejudicar propriedades mecânicas do material.
Os testes também mostraram que concentrações reduzidas tiveram pouco efeito sobre a resistência inicial dos polímeros. Com 3% de enzima, entretanto, houve redução de resistência e capacidade de alongamento, embora os autores considerem que os materiais ainda poderiam apresentar utilidade prática.
A pesquisa mostra, portanto, uma possibilidade de equilibrar durabilidade durante o uso e degradação quando o material alcança determinadas condições ambientais.
Uma das questões mais importantes da pesquisa envolve o destino dos fragmentos produzidos durante a decomposição.
Quando um plástico se fragmenta em partículas menores, isso não significa necessariamente que deixou de representar um problema ambiental.
Dependendo do material, ele pode simplesmente se transformar em microplásticos, partículas capazes de permanecer no ambiente e entrar nas cadeias alimentares.
Para investigar esse risco, os cientistas também fabricaram pequenas esferas de poliéster contendo enzimas, com dimensões entre 20 e 300 micrômetros.
Após exposição à água marinha, as esferas com enzimas desenvolveram poros e alterações estruturais que não foram observados nos controles sem enzimas.
Os pesquisadores realizaram análises químicas que identificaram produtos solúveis formados pela quebra das cadeias dos polímeros.
Também utilizaram testes de demanda bioquímica de oxigênio, realizados com água marinha costeira, para verificar se os produtos da decomposição poderiam ser consumidos por microrganismos.
Em um desses experimentos, o PBS contendo 0,1% de enzima apresentou biodegradação de 50,9%, medida a partir do consumo de oxigênio associado à conversão microbiana do material. O controle sem enzima apresentou valor de apenas 4,7%.
Esses resultados reforçam que o processo não depende exclusivamente da fragmentação física. Apesar disso, os testes de mineralização foram realizados com água costeira. Eles não demonstram que todas as amostras submetidas ao fundo oceânico foram completamente transformadas em dióxido de carbono, água e biomassa.
Essa distinção será fundamental para futuras avaliações ambientais da tecnologia.
Embora os resultados sejam promissores, a descoberta não significa que cientistas tenham encontrado uma solução capaz de eliminar qualquer tipo de lixo plástico presente nos oceanos.
O estudo envolveu uma família específica de poliésteres compostáveis. Materiais convencionais amplamente utilizados, como polietileno, polipropileno e PET, não tiveram sua rápida degradação marinha demonstrada por esse procedimento.
Também não foi comprovado que os novos materiais possam substituir imediatamente os plásticos utilizados em embalagens, roupas, equipamentos industriais ou outros produtos comerciais.
Ainda será necessário avaliar custos de produção, durabilidade durante o armazenamento, segurança ambiental, fabricação em larga escala e comportamento em diferentes condições reais de descarte.
Os próprios pesquisadores ressaltam que os poliésteres compostáveis ainda costumam apresentar custos superiores aos de materiais plásticos convencionais.
Entre as aplicações que poderão ser investigadas estão linhas de pesca, redes e outros produtos cujo descarte ou perda acidental no ambiente marinho representa uma preocupação.
No entanto, essas possibilidades ainda dependem de desenvolvimento e validação.
O principal avanço da pesquisa está na possibilidade de projetar materiais considerando não apenas suas características durante o uso, mas também o que acontece quando eles deixam de cumprir sua função.
Em vez de depender exclusivamente de instalações específicas de compostagem, determinados plásticos poderiam carregar um mecanismo capaz de facilitar sua decomposição em ambientes naturais.
Isso não elimina a necessidade de reduzir o consumo de materiais descartáveis, ampliar a reciclagem e impedir que resíduos cheguem aos oceanos.
Mas oferece uma nova estratégia para diminuir a persistência ambiental de certos polímeros, especialmente daqueles que podem escapar dos sistemas tradicionais de coleta.
O estudo, intitulado Enzyme-embedded polyesters for accelerated biodegradation in the deep sea, foi publicado na revista Nature em 21 de outubro de 2026, com autoria principal de QiuYuan Huang, da Universidade de Tóquio.
A pesquisa demonstra que enzimas incorporadas durante a fabricação podem acelerar significativamente a degradação de alguns poliésteres compostáveis, mesmo em ambientes oceânicos profundos.
O desafio agora será transformar o resultado experimental em uma tecnologia segura, economicamente viável e capaz de reduzir efetivamente a quantidade de plástico persistente que chega ao meio ambiente.
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