Con menos de 5 mm de longitud, los microplásticos son muy difíciles de eliminar manualmente. Pero puede haber un método más eficiente para eliminar este problema de contaminación de nuestros océanos: usar con robots con el tamaño de bacterias.

Investigadores de la Universidad de Química y Tecnología de Praga han desarollado recientemente unos microrobots autopropulsados ​​que pueden nadar sobre los microplásticos y descomponerlos.

Tamaño glóbulo rojo

Estos microrobots, del tamaño de un glóbulo rojo, usan energía solar para moverse a través del agua y desmantelar los microplásticos que encuentran.

En una prueba de concepto, los microbots nadaron con éxito por un laberinto de canales para degradar eficientemente una gama de microplásticos sintéticos:

En general, este estudio de prueba de concepto que utiliza microrobots con poderes inalámbricos híbridos ha demostrado por primera vez la posibilidad de una degradación eficiente de partículas de plástico ultrapequeñas en espacios complejos confinados, lo que puede afectar la investigación sobre tratamientos con microplásticos, con el objetivo final de disminuir los microplásticos. como una amenaza emergente para los seres humanos y los ecosistemas marinos.

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Cada uno de nosotros ingiere entre 74.000 y 121.000 partículas de microplástico por año

El equipo aún necesita investigar más a fondo las capacidades potenciales y los impactos ambientales de estos bots, pero creen que su investigación podría sentar las bases de una nueva forma de degradar los microplásticos. Algo muy necesario habida cuenta de que los microplásticos están en todas partes, desde el lecho marino del Mediterráneo hasta el monte Everest, y pueden tardar cientos de años en degradarse.

Utilizando un nuevo enfoque para ensamblar proteínas vegetales en materiales que imitan la seda a nivel molecular, investigadores de Cambridge han creado un polímero a base de plantas que imita las propiedades de la seda de araña y podría reemplazar a los plásticos de un solo uso en muchos productos.

El resultado es una película independiente similar al plástico, que se puede fabricar a escala industrial. Además, el material es compostable en el hogar, mientras que otros tipos de bioplásticos requieren instalaciones de compostaje industrial para degradarse.

Nuevo producto comercializado

El nuevo producto será comercializado por Xampla, una empresa derivada de la Universidad de Cambridge, y no requiere modificaciones químicas de sus componentes naturales, por lo que puede degradarse de forma segura en la mayoría de los entornos naturales. La compañía presentará una gama de sobres y cápsulas de un solo uso a finales de este año, que pueden reemplazar el plástico que se usa en productos cotidianos.

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Se calcula que el plástico no tardaba tanto en degradarse como se creía: de miles de años a décadas

Los investigadores replicaron con éxito las estructuras encontradas en la seda de araña utilizando aislado de proteína de soja, una proteína con una composición completamente diferente.

Las proteínas tienen una propensión a la autoorganización molecular y el autoensamblaje, y las proteínas vegetales en particular son abundantes y pueden obtenerse de manera sostenible como subproductos de la industria alimentaria. Según explica Tuomas Knowles del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge:

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Una nueva enzima podría permitir el reciclaje infinito del plástico PET común utilizado en botellas de agua y ropa

Descubrimos que una de las características clave que le da a la seda de araña su fuerza es que los enlaces de hidrógeno están dispuestos regularmente en el espacio ya una densidad muy alta.

Un grupo de investigadores ha creado una superenzima que degrada las botellas de plástico seis veces más rápido que antes y que podría usarse para reciclarlas en uno o dos años.

La superenzima, derivada de bacterias que desarrollaron naturalmente la capacidad de alimentarse plástico, permite el reciclaje completo de las botellas. Además, sostienen que combinándola con enzimas que descomponen el algodón también se podría reciclar la ropa.

Aún reciclamos poco

Apenas se recicla un 10 % del plástico en Estados Unidos. Ello se debe a que reciclar plástico no es fácil. Sin embargo, la cosa podría cambiar gracias a este hallazo. Los plásticos pueden tardar cientos de años en degradarse de forma natural en el medio ambiente, pero esta nueva combinación de enzimas puede lograr en cuestión de días.

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Se calcula que el plástico no tardaba tanto en degradarse como se creía: de miles de años a décadas

Estas enzimas diseñadas, descritas en un estudio publicado esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, se derivaron de bacterias que comen plástico descubiertas por primera vez por científicos japoneses en 2016. Esta hazaña es impresionante, pero lenta. Desde su descubrimiento, los investigadores han estado trabajando para mejorar la eficiencia de sus enzimas.

Esta ilustración muestra cómo los investigadores pudieron unir las dos enzimas (MHETasa y PETasa) para crear una nueva súper enzima que descompone el plástico de manera más eficiente que cualquiera de las enzimas por sí solas.

Los investigadores afirman que su 'superenzima' podría usarse para reciclar plástico 'dentro de uno o dos años' porque 'todavía demasiado lento' para ser comercialmente viable.

La superenzima también puede lidiar con el furanoato de polietileno (PEF), un bioplástico que se usa en algunas botellas de cerveza, pero no puede descomponer otros tipos de plástico como el cloruro de polivinilo (PVC).

Los activistas medioambientales señalan que reducir el uso de plástico es clave, pero lo cierto es que las alternativas al plástico suponen otros desafíos. Los materiales fuertes y livianos como el plástico son muy útiles y es el verdadero reciclaje lo que puede permitirnos combatir el problema de la contaminación.

Los microplásticos se definen como fragmentos de plástico de menos de 5 mm, o alrededor de 0,2 pulgadas, de diámetro. Los nanoplásticos son incluso más pequeños, con diámetros inferiores a 0,001 mm. Cada vez más patente en la tierra, el agua y el aire, pero también en órganos y tejidos humanos.

Hasta qué punto estos restos plásticos son nocivos para la salud humana todavía no se sabe, y por ello se ha realizado el siguiente estudio, pues en modelos animales ya se ha constatado que estos restos han sido relaciados con la infertilidad, la inflamación y el cáncer.

Diferentes tipos de plástico

De hecho, ya se sabía, tras analizarse 26 estudios previos, que habida cuenta de las cantidades de partículas microplásticas en peces, mariscos, azúcares agregados, sales, alcohol, agua del grifo o embotellada y aire, el consumo microplástico estimado oscila entre 74.000 y 121.000 partículas por año, dependiendo de la edad y el sexo.

Lo primero que se ha hecho en este nuevo estudio, que Charles Rolsky ha presentado en la Reunión y Exposición Virtual de Otoño de 2020 de la American Chemical Society (ACS), es discriminar sobre distintos tipos de plástico. Para ello, se ha hecho uso de espectrometría micro Raman, lo que permitió detectar docenas de tipos de componentes plásticos dentro de los tejidos humanos, incluidos el policarbonato (PC), el tereftalato de polietileno (PET) y el polietileno (PE).

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Se calcula que el plástico no tardaba tanto en degradarse como se creía: de miles de años a décadas

También se pudo así identificar la cantidad de plástico en cada tejido y órgano, porque los investigadores crearon un software que convirtió la información sobre el recuento de partículas de plástico en unidades de masa y área de superficie.

Los donantes de tejido proporcionaron información detallada sobre su estilo de vida, dieta y exposiciones ocupacionales. Debido a que estos donantes tienen historias tan bien definidas, el estudio proporciona así las primeras pistas sobre posibles fuentes y rutas de exposición a micro y nanoplásticos.

En el estudio se analizaron 47 muestras, así que aún es prematuro aseverar si hay problemas de salud asociados a esta contaminación de plásticos, pero el objetivo del estudio es también uniformizar toda la información y protocolos de recogida de datos al respecto. Por esa razón, se planea la posibilidad de compartir una herramienta online para que otros investigadores puedan informar sus resultados de manera estandarizada.

Este recurso compartido ayudará a construir una base de datos de exposición al plástico para que podamos comparar las exposiciones en órganos y grupos de personas a lo largo del tiempo y el espacio geográfico.

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El oscuro secreto del fuego de una chimenea es que todo lo que tiene de hogareño, lo tiene de malo para la salud

Sea como fuere, no debemos ser alarmistas. El ser humano está continuamente sometido a contaminantes, y ello no es un fenómeno reciente: de hecho, combustibles del pasado, como la quema de madera, han sido fuente de contaminación e intoxicación humana: el humo resultante tiene cientos de compuestos cancerígenos, mutagénicos, teratogénicos o simplemente tóxicos, por eso tener chimenea en casa es equivalente a que la gente fume en casa.

Y si bien ahora son los países asiáticos los más contaminantes, antaño lo fueron los occidentales, que disponían de mayor masa forestal (de hecho, la razón de que en oriente se usen palillos para comer se debe precisamente a que carecían de escaso suficiente combustible en forma de madera para cocinar, como podéis ver a continuación):

No se trata de afirmar que la contaminación por plásticos no sea mala, solo que la persistencia del poliestireno (no de los plásticos más comunes) en el medio ambiente puede ser más corto y más complejo de lo que se cree.

Cuando se expone a la luz solar, en lugar de miles de años como se pensaba anteriormente, este material parece degradarse en cuestión de siglos o incluso décadas. Es lo que sugiere un nuevo estudio realizado por investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI).

Considerar el sol y no solo los microbios

Publicado en Environmental Science and Technology Letters, el estudio muestra que la luz solar no solo hace que los plásticos se descompongan físicamente, sino que también los degrada químicamente en carbono orgánico disuelto y trazas de dióxido de carbono, a niveles demasiado bajos para afectar el cambio climático.

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Hay una cosa que contamina en mayor medida nuestros océanos que el plástico: las colillas de los cigarros

Estudios anteriores se han centrado en gran medida en el papel que juegan los microbios para degradarlos, en lugar de considerar otros factores como la luz solar. El presente estudio también advirtió que los aditivos del poliestireno, que pueden determinar su color, flexibilidad y otras características físicas, juegan un papel importante en la descomposición.

Tal y como explica Collin Ward, químico marino del WHOI y autor principal del estudio:

Considerar cómo ocurre esta transformación será una parte importante de la estimación de la cantidad de plástico que hay en el medio ambiente.

Las tortugas marinas son principalmente depredadores visuales eligen sus alimentos por tamaño y forma, y en este estudio recientemente publicado se encontran pruebas contundentes de que las tortugas verdes prefieren el plástico de ciertos tamaños, formas y colores.

El estudio no pudo determinar qué papel tuvo el plástico en la muerte de las tortugas verdes (Chelonia mydas), si es que hubo alguno.

Determinados plásticos

Científicos de la Universidad de Exeter y la Sociedad para la Protección de las Tortugas (Chipre) examinaron las tripas de las tortugas encontradas en las playas de Chipre para descubrir qué plásticos eran los que mayormente las tortugas confundían con sus alimentos naturales.

Se encontró plástico en todas las tortugas cuyo tracto gastrointestinal completo podría examinarse, y se encontró que una contenía 183 piezas. De las 34 tortugas examinadas, los científicos pudieron examinar el tracto gastrointestinal completo de 19. Todas estas tortugas contenían plástico, con un número de piezas que oscilaba entre tres y 183.

Las tortugas verdes tienen más probabilidades de tragar plástico que se asemeja a su dieta natural de algas. Así pues, las tortugas se sienten atraidas por las longitudes estrechas de plástico en colores naturales como el verde y el negro.

El estudio encontró que las tortugas más pequeñas tienden a contener más plástico, posiblemente porque tienen menos experiencia o porque las elecciones de dieta cambian con la edad y el tamaño.

Según un nuevo estudio publicado en la revista Scientific Reports por parte de Lauren Roman, estudiante de doctorado de IMAS-CSIRO, y sus colegas, los globos o fragmentos de globos son los desechos marinos con mayor probabilidad de causar mortalidad especies marinas salvajes, matando a casi una de cada cinco de las aves marinas que los ingirieron.

Una ave marina que ingiere una sola pieza de plástico tiene un 20% de probabilidad de mortalidad, aumentando al 50% con nueve pedazos y al 100% si ha ingerido 93 trozos.

Plástico blando mortal

¿Por qué los globos son tan peligroso? Porque, si bien el plástico duro representa la gran mayoría de los desechos ingeridos, es mucho menos probable que mate respecto a los plásticos blandos como los globos. Según explica Roman:

Entre las aves que estudiamos, la principal causa de muerte fue el bloqueo del tracto gastrointestinal, seguido de infecciones u otras complicaciones causadas por obstrucciones gastrointestinales (...) si bien los fragmentos de plástico duro pueden pasar rápidamente a través del intestino, es más probable que los plásticos blandos se compacten y causen obstrucciones fatales.

El coautor del CSIRO, Chris Wilcox, dijo que el enfoque adoptado en el estudio se desarrolló por primera vez para las tortugas antes de ser aplicado a las aves marinas. Aunque el estudio muestra que los artículos blandos como los globos son más peligrosos, todos los plásticos representan una amenaza mortal para las aves marinas.

Si las aves marinas comen plástico, su riesgo de mortalidad aumenta, e incluso una sola pieza puede ser fatal. Si bien los plásticos duros tienen menos probabilidades de matar que los plásticos blandos, aún son responsables de más de la mitad de las muertes de aves marinas identificadas en nuestro estudio.

Angelina Arora, de Sydney Girls High School, con solo 16 años estaba preocupada por el plástico que se lanzaba a los océanos, sobre todo por las bolsas de la compra. Por ello, empezó a pensar en cómo fabricar uno que fuera biodegradable.

Probó con diferentes tipos de desechos orgánicos, como las cáscaras de plátano, hasta recurrió a las gambas (camarones) después de darse cuenta de las similitudes entre sus caparazones y el plástico.

Gambas

Según explica la misma Aurora: "Extraje un carbohidrato llamado quitina y lo convertí en quitosano y lo mezclé con fibroína, que es una proteína en los capullos de seda".

Descubrió así que la combinación de los dos productos orgánicos creaba un material similar al plástico que se descomponía 1,5 millones de veces más rápido que los plásticos comerciales, y se descomponía por completo en 33 días.

Su invención le valió el Premio Innovador al mercado en los Premios de ciencia e ingeniería de la Fundación BHP Billiton de 2018 y reconocimiento internacional en la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería de Intel, donde ganó el cuarto premio, así como una beca integral para una prestigiosa universidad de Estados Unidos.

Angelina Arora from CSIRO on Vimeo.

Más de ocho millones de toneladas de plástico ingresan a la corriente de desechos cada año. 91% de ella no se recicla. Eso significa que se encuentra en los vertederos y, finalmente, hace su camino hacia el océano. El plástico tarda 400 años en descomponerse.

No se trata de colecciones de botellas y bolsas de plástico per se, sino de partículas microplásticas que se comprimen entre sí, lo que dificulta su limpieza. Son los desechos de plástico de nuestros océanos.

Para 2050, habrá más plástico en el océano que peces (si no hacemos nada).

Plástico

Más de ocho millones de toneladas de plástico ingresan a la corriente de desechos cada año. 91% de ella no se recicla. Eso significa que se encuentra en los vertederos y, finalmente, hace su camino hacia el océano. El plástico tarda 400 años en descomponerse.

Si bien la mayoría de los microplásticos se acumulan o se posan en toda la superficie, un estudio de las criaturas de las partes más profundas del océano descubrió que muchos, si no la mayoría de los organismos, habían ingerido plástico.

Es lo constatado en un estudio dirigido por Alan Jamieson, de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido. Para realizar el estudio se desarrolló un "módulo de aterrizaje" especial de caída libre específicamente diseñado para la misión. 90 criaturas del fondo del mar fueron capturadas y examinadas en total. La ingestión de plástico varió de 50 a 100% de las muestras. En la Fosa de las Marianas, por ejemplo, la más profunda del mundo a 10.994 metros, se comprobó que el 100% de los organismos habían ingerido fibras plásticas o semisintéticas. Según palabras de Jamieson:

Los organismos de aguas profundas dependen de los alimentos que llueven desde la superficie, lo que a su vez trae consigo muchos componentes adversos, como el plástico y los contaminantes. El fondo del mar no solo es el último sumidero de cualquier material que desciende de la superficie, sino que también está habitado por organismos bien adaptados a un entorno de poca comida y que a menudo comerán casi cualquier cosa.

Con luz solar y la ayuda de un microorganismo ancestral (una cianobacteria), investigadores de la Universidad Estatal de Michigan proponen una nueva forma de producir económicamente plásticos biodegradables.

Las cianobacterias emplean luz solar para producir azúcar de forma natural, y los investigadores las modificaron genéticamente para filtrar constantemente ese azúcar a un medio circundante de agua salada.

Un nuevo enfoque

El enfoque, según explica Taylor Weiss, investigador postdoctoral en el laboratorio Ducat en el Laboratorio de Investigación de Plantas del Departamento de Energía de la Michigan State, evita los combustibles fósiles para la producción y tiene como objetivo reducir el impacto del plástico en el medio ambiente:

Un problema importante es que la mayoría del plástico sintético actual no es completamente biodegradable, por lo que dura cientos de años después de ser descartado, en vertederos y en ecosistemas acuáticos.

Con todo, si bien los investigadores han desarrollado plásticos 100% biodegradables, el proceso todavía es muy costoso.