Los microplásticos tienen solución: así es la técnica que los convierte en grafeno para evitar la contaminación

Hasta 50 billones de microplásticos se estiman en los océanos. Ya lo advertía el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) cuando indicaba que los mares reciben unos 13 millones de toneladas de este material cada año, es decir, el equivalente a descargar un camión de basura por minuto. 

Pero, ¿qué son realmente los microplásticos? Como su propio nombre señala, se tratan de pequeños fragmentos de plástico, generalmente de menos de cinco milímetros de tamaño, que resultan de la degradación de productos plásticos más grandes o que son fabricados directamente en estas dimensiones. Se pueden encontrar en el medioambiente, especialmente en los mares, y se han convertido en una grave amenaza.

Su origen se puede dividir en dos. Por un lado, los microplásticos primarios, que son partículas de diseñadas intencionalmente para ser pequeñas. Suelen usarse en productos de cuidado personal, como exfoliantes faciales, dentífricos y otros cosméticos, así como en la producción de plásticos industriales. También se generan a partir del desgaste de productos como neumáticos, fibras sintéticas de ropa —liberadas durante el lavado—, o el transporte de pellets plásticos. 

Por otro lado, los microplásticos secundarios, que se originan a partir de la fragmentación de productos más grandes, como bolsas, botellas, redes de pesca o envases, que se descomponen con el tiempo debido a la exposición solar, el viento o las olas. Porque, pese a que estos artículos se fragmentan, no se degradan completamente y los microplásticos resultan persistentes en el ambiente. 

De hecho, la gran mancha de basura del Pacífico es quizás el ejemplo más notorio de este fenómeno. Se estima que esta gigantesca masa flotante de desechos cubre un área de 1,6 millones de kilómetros cuadrados, el doble del tamaño del estado de Texas. 

La revolucionaria solución

Los métodos tradicionales de reciclaje han demostrado no ser lo suficientemente eficaces en esta lucha, con menos del 10% de los plásticos reciclados en países como Estados Unidos. Sin embargo, un reciente avance publicado por la revista Small Science y realizado por la Universidad de James Cook ha traído consigo una posible solución gracias al desarrollado una técnica para convertir los microplásticos en grafeno, un material de propiedades extraordinarias y con un sinfín de aplicaciones industriales. 

El proyecto, liderado por el doctor Adeel Zafar y el profesor Mohan Jacob, ha creado un proceso revolucionario para hacer lo que era una amenaza, algo de gran valor. Lo hacen a través de un método de síntesis de plasma de microondas de presión atmosférica (APMP). 

Representación esquemática del sistema APMP para la síntesis de grafeno a partir de microplásticos. Small Science

La técnica consiste en triturar los desechos plásticos, que son convertidos en microplásticos, y luego someterlos a un proceso de plasma de microondas. Bajo las condiciones de presión atmosférica, se descomponen en gases como metano y etileno, los cuales, al ser procesados dentro del sistema de plasma, se transforman en grafeno. 

Este material resultante se recolecta en las paredes de los tubos de cuarzo del reactor. De este modo, ofrece una ventaja notable sobre los enfoques anteriores, ya que no requiere condiciones de vacío ni el uso de sustratos o catalizadores, lo que reduce los costos y el impacto ambiental del proceso.

En términos de eficiencia, los resultados son sorprendentes. Según los investigadores, "aproximadamente 30 miligramos de microplásticos pueden producir hasta 5 miligramos de grafeno en tan solo un minuto", una tasa de producción significativamente mayor que las técnicas convencionales de transformación de plásticos. 

Además, este grafeno, de calidad comparable al obtenido a través de métodos más costosos, tiene un potencial de aplicación en campos como la fabricación de sensores, purificación de agua y otras áreas industriales. 

El grafeno

Descubierto en 2004, es una forma de carbono bidimensional compuesta por una sola capa de átomos dispuestos en una estructura hexagonal Además, sus propiedades son únicas: es más duro que el diamante, 200 veces más fuerte que el acero, increíblemente ligero y posee una conductividad eléctrica y térmica extraordinaria. 

Sin embargo, en el contexto que hoy nos trae aquí, el grafeno ofrece una solución doblemente beneficiosa. No solo reduce la cantidad de los microplásticos en los océanos, sino que también genera un nuevo producto de alto valor que puede ser utilizado en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas. 

Un ejemplo de sus utilidades, mencionado en el estudio de Universidad de James Cook, es la capacidad para absorber contaminantes como los ácidos perfluoroalquilados (PFAS), sustancias químicas peligrosas que suelen encontrarse en productos industriales y que son difíciles de eliminar del medioambiente, pero que, en las pruebas con el grafeno, ha demostrado ser hasta 10 veces más eficiente en la absorción de PFAS en comparación con su forma oxidada. 

Ingerir microplásticos

Los microplásticos, de una forma u otra, están constantemente presentes en el día a día. De hecho, según un estudio publicado por la revista Scientific Reports y difundido por la Universidad Autónoma de Madrid, el agua embotellada contiene más microplásticos que la proveniente del grifo. 

Tanto es así que en una investigación de la Universidad de Victoria, declaró que "las personas que beben la cantidad de agua diaria recomendada a través de fuentes embotelladas pueden ingerir 90.000 partículas de microplásticos adicionales al año, en comparación con las 4.000 que ingieren quienes solo consumen agua del grifo".

Sin embargo, el problema no solo se limita a las botellas de agua, también se ha detectado este material en una amplia variedad de alimentos, como el pescado, el marisco o la sal marina. Tal como afirmaba otro reporte realizado en 2019, a través de los alimentos, se puede llegar a consumir 52.000 mp/año, pudiendo incluso aumentar según la dieta en cuestión. 

En concreto, cuando hablamos de la sal, una publicación del National Geographic a partir de un estudio de la Universidad de Incheon en Corea del Sur, asegura que el 90% de estas contenían microplásticos. Y es que estas partículas son absorbidas por el agua durante el proceso de salinización, incrementando aún más el consumo de este material. 

De hecho, el impacto de los microplásticos en la salud de los humanos es una cuestión que ha comenzado a ser objeto de investigación en los últimos años. Aunque no se conocen completamente los efectos a largo plazo, algunas investigaciones preliminares surgieren que estos pueden causar ciertos daños. 

Datos del PNUMA indican que, debido a su pequeño tamaño, pueden atravesar las barreras celulares y acumularse en órganos como los pulmones, el hígado y los riñones. Incluso, se ha llegado a demostrar que las partículas más diminutas —conocidas como nanoplásticos—, "causan cambios de comportamiento en los peces", según el Instituto Leibnitz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Continental.

Además, como estos materiales tienen una alta capacidad de absorber contaminantes orgánicos persistentes, como los pCB (bifenilos policlorados) y los materiales pesados, los microplásticos pueden estar asociados a trastornos hormonales y daños en el sistema inmunológico.