Analizar el ciclo completo del plástico para combatir la contaminación por microplásticos

Un equipo del laboratorio de investigación del agua de la Universidad Estatal de Utah trabaja en soluciones que abarcan desde el diseño de aditivos más seguros hasta el estudio del transporte y la degradación biológica de los plásticos en el medio ambiente.

La contaminación por plásticos es uno de los grandes desafíos ambientales de nuestro tiempo. Desde su producción hasta su degradación final, estos materiales generan partículas microscópicas que se dispersan por el aire, el agua y el suelo. Con el objetivo de abordar el problema de forma integral, investigadores del Utah Water Research Laboratory de la Universidad de Utah (Estados Unidos) están desarrollando nuevas líneas de investigación que analizan todo el ciclo de vida del plástico: su generación, su transporte en el medio ambiente y su degradación.

El recorrido de una botella de plástico fuera del circuito del reciclaje es bien conocido. Tras su uso, puede acabar en un vertedero, en una cuneta o en un curso de agua. Sin embargo, incluso en su destino final, el plástico no deja de transformarse. La exposición al sol, al viento y al agua provoca su fragmentación progresiva en microplásticos y nanoplásticos, partículas diminutas que liberan sustancias químicas al entorno y pueden afectar a la salud humana y a los ecosistemas.

Aunque el plástico forma parte de innumerables aplicaciones cotidianas, su degradación inevitable hace que la presencia de estas partículas sea cada vez más generalizada. Por ello, los científicos coinciden en que las soluciones deben actuar tanto sobre la contaminación ya existente como sobre el diseño de materiales más seguros en el futuro.

Aditivos más seguros para los plásticos

Una de las líneas de investigación se centra en los aditivos químicos utilizados durante la fabricación del plástico. Muchos productos expuestos al sol —como los faros o los salpicaderos de los automóviles— incorporan estabilizadores ultravioleta (UV) que evitan su deterioro prematuro.

Sin embargo, cuando el plástico se degrada en el medio ambiente, estos compuestos pueden liberarse al suelo o al agua y afectar a los ecosistemas. Según el profesor asistente Kyle Moor, estos aditivos también plantean problemas de sostenibilidad.

Para buscar alternativas más seguras, el equipo está estudiando moléculas presentes de forma natural en las plantas. Sustancias como los flavones —compuestos que protegen a las plantas frente a la radiación solar— podrían desempeñar una función similar en los plásticos sin los efectos negativos de algunos aditivos actuales. Para evaluar su eficacia, los investigadores utilizan sistemas láser que simulan la exposición prolongada a radiación UV.

Cómo se mueven los microplásticos

Otra línea de investigación analiza cómo se desplazan los plásticos en el medio ambiente una vez que se fragmentan. El profesor Yiming Su estudia el transporte de microplásticos y nanoplásticos a través del agua y el suelo.

Los nanoplásticos —partículas de menos de un micrómetro— son especialmente difíciles de detectar y eliminar. Aunque todavía se desconoce completamente su impacto en la salud humana, sí se sabe que pueden transportar sustancias potencialmente tóxicas, como metales pesados o compuestos perfluorados (PFAS).

Entre los estudios realizados, el equipo analizó si las tuberías de PVC utilizadas en redes de agua potable podrían liberar nanoplásticos cuando el agua circula por ellas. Los resultados no detectaron emisiones significativas de micro o nanoplásticos, lo que supone una señal positiva para este tipo de infraestructuras.

No obstante, otras fuentes de microplásticos siguen presentes en los sistemas de agua. Las fibras sintéticas de la ropa liberadas durante el lavado o el desgaste de utensilios de cocina pueden llegar a las plantas de tratamiento de aguas residuales. Aunque gran parte de estas partículas se retiene en los lodos, una fracción permanece en el efluente tratado.

Microplásticos en la agricultura

El agua regenerada procedente de depuradoras puede utilizarse posteriormente para riego agrícola. Para estudiar cómo afectan los nanoplásticos a los cultivos, los investigadores cultivaron lechugas en laboratorio utilizando agua con trazadores que simulaban estas partículas.

Los resultados mostraron que los nanoplásticos pueden ser absorbidos por las plantas, especialmente en hojas más antiguas. Como medida preventiva, los investigadores sugieren retirar las hojas externas antes de consumir ciertas hortalizas.

Además, el equipo investiga el uso de biochar —un tipo de carbón vegetal utilizado como enmienda del suelo— para retener nanoplásticos en el terreno y evitar que lleguen a las plantas. Los primeros resultados apuntan a una reducción significativa de estas partículas en cultivos donde se aplica este material.

El papel de los microorganismos en la degradación

La fase final del ciclo del plástico también es objeto de estudio. La investigadora Joanna (Liyuan) Hou analiza el papel de los microorganismos en la degradación de microplásticos presentes en aguas residuales, aguas superficiales y suelos.

Su trabajo ha revelado que algunos patógenos pueden utilizar los microplásticos como refugio para evadir procesos de tratamiento en las depuradoras. Sin embargo, otros microorganismos podrían desempeñar un papel positivo.

Mediante técnicas de aprendizaje automático y análisis de datos científicos publicados, el equipo ha identificado bacterias con capacidad potencial para degradar plásticos. Estas bacterias aparecen con mayor frecuencia en entornos de aguas residuales y pueden colaborar con otras especies microbianas para descomponer los polímeros en compuestos más simples.

El objetivo a largo plazo es aislar estos microorganismos y aprovechar sus capacidades metabólicas para acelerar la biodegradación de los plásticos.

Hacia soluciones integrales

Los investigadores subrayan que la contaminación por plásticos requiere soluciones en todas las fases de su ciclo de vida: desde el diseño de materiales más seguros hasta la gestión de residuos y el tratamiento ambiental.

Aunque el problema es complejo, la combinación de química sostenible, ingeniería ambiental y biotecnología abre nuevas vías para reducir el impacto de estos materiales. En paralelo, los expertos recuerdan que la reducción del consumo y la reutilización siguen siendo medidas clave para avanzar hacia un futuro más sostenible.