Limpiar la contaminación plástica con esponjas

microplásticos
Los microplásticos no son los únicos contaminantes que se pueden eliminar con esponjas. Un equipo de investigadores en Vietnam demostró recientemente cómo las esponjas hechas de plantas de lufa también son extraordinariamente efectivas para extraer petróleo del agua. Foto de Vladimir Zuev

Desarrollan esponjas sintéticas capaces de extraer microplásticos y nanoplásticos del agua contaminada

Esponjas. ¿Hay algo que no puedan hacer? Durante milenios, el ser humano ha utilizado esponjas naturales secas para limpiar, pintar y como recipientes para consumir fluidos como agua o miel; incluso las hemos utilizado como dispositivos anticonceptivos.

Ya sean sintéticas o naturales, las esponjas son excelentes para atrapar diminutas partículas en sus numerosos poros. Y, como los científicos de todo el mundo están empezando a demostrar, las formas llenas de cavidades de las esponjas significan que podrían proporcionar una solución a uno de los mayores flagelos de nuestra era: la contaminación por microplásticos.

En agosto, investigadores en China publicaron un estudio que describe el desarrollo de una esponja sintética que elimina rápidamente los desechos plásticos microscópicos. En las pruebas, los investigadores muestran que cuando una solución llena de plástico especialmente preparada se introduce a través de una de sus esponjas, la esponja puede eliminar del líquido tanto los microplásticos como los nanoplásticos aún más pequeños. Estas partículas suelen quedar atrapadas en los numerosos poros de la esponja.

Aunque la efectividad de las esponjas varió en los experimentos, dependiendo en parte de la concentración de plástico y de la acidez y salinidad del líquido, en condiciones óptimas permitieron a los investigadores eliminar hasta el 90 por ciento de los microplásticos. Lo probaron en todo, desde agua del grifo y agua de mar hasta, por qué no, sopa local de comida para llevar.

Las esponjas devoradoras de plástico están hechas principalmente de almidón y gelatina. Las esponjas biodegradables, que se parecen un poco a grandes malvaviscos blancos, son tan livianas que al equilibrar una sobre una flor, los pétalos de la planta quedan erguidos e inflexibles, lo que, según los investigadores, debería hacerlas baratas y fáciles de transportar. En el interior, la estructura de las esponjas se parece menos a un montón de pequeñas cavidades parecidas a burbujas y más a una superficie irregular.

esponja para limpiar microplasticos

Imagen: Una esponja sostenible ultraligera para la eliminación de microplásticos y nanoplásticos

Según Guoqing Wang, químico de materiales de la Ocean University de China y coautor del artículo, la fórmula de la esponja es ajustable. Al ajustar la temperatura cuando se mezclan los dos compuestos, dice, las esponjas pueden volverse más o menos porosas. Esto afecta el tamaño de las partículas recolectadas: las esponjas muy porosas tienen muchos poros muy pequeños, lo que es bueno para atrapar partículas muy pequeñas.

Las esponjas, si alguna vez se producen a escala industrial, dice Wang, podrían usarse en plantas de tratamiento de aguas residuales para filtrar los microplásticos del agua o en instalaciones de producción de alimentos para descontaminar el agua.

También sería posible utilizar esponjas como ésta para atrapar microplásticos en las lavadoras, sugiere Christian Adlhart, químico de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Zúrich (Suiza), que también ha experimentado con la creación de filtros de esponja para recoger microplásticos.

Algunos microplásticos ingresan a los cursos de agua después de ser desprendidos de telas sintéticas cuando se estrujan en el lavado. "Se podría colocar una esponja de este tipo dentro del tambor", dice Adlhart. "Creo que absorbería una gran fracción de las fibras".

Esponjas como ésta funcionan gracias a un dúo de mecanismos, añade. Si el agua pasa activamente a través de una esponja, por ejemplo cuando se aprieta y se libera, las partículas microplásticas quedan atrapadas dentro de los poros de la esponja, como si se juntaran canicas en cubos. Pero incluso cuando la esponja simplemente flota en agua tranquila, las interacciones electrostáticas significan que se adherirán a ella algunas partículas de plástico.

Sin embargo, existen contratiempos en la posible adopción de la esponja. Una, dice Adlhart, es que el almidón y la gelatina son importantes para la industria alimentaria, lo que significa que en el futuro podría haber competencia por los ingredientes clave.

Sin embargo, se pueden fabricar esponjas similares con diferentes materiales. La versión que desarrollaron Adlhart y sus colegas, por ejemplo, utiliza quitosano (un azúcar derivado de los caparazones de los crustáceos) para proporcionar la estructura de la esponja. El quitosano no se usa mucho comercialmente, dice Adlhart, por lo que no enfrentaría la misma competencia.

esponja de nanofibras de quitosano

Imagen: Una esponja de nanofibras de quitosano para la filtración de microplásticos inspirada en las ostras

Adlhart dice que el diseño de su esponja, que implica hilar una matriz de nanofibras de quitosano, se inspiró en la actividad de alimentación por filtración de las ostras, que atrapan partículas en sus branquias mientras bombean agua de mar a través de ellas.

El quitosano, el almidón y la gelatina son todos biodegradables. Sin embargo, el proceso desarrollado por Wang y sus colegas para fabricar su esponja utiliza formaldehído, un compuesto altamente tóxico, y había rastros de este en las propias esponjas. Wang dice que están trabajando para encontrar una alternativa que les permita fabricar una esponja completamente respetuosa con el medio ambiente.

Anett Georgi, química del Centro Helmholtz para la Investigación Ambiental en Alemania, que no participó en la investigación, dice que cuando se trata de limpiar la contaminación microplástica en el océano, la clave es detener el flujo. Deberíamos comenzar, dice, centrándonos en las plantas de tratamiento de aguas residuales que aún no emplean tecnologías que ya existen (como filtros hechos con arena o carbón activado) para eliminar el plástico.

Esto es algo que se podría lograr rápidamente, afirma Georgi: "No tenemos que esperar a que llegue nuevo material". Pero para aplicaciones a menor escala, como la eliminación de microplásticos del suministro de agua doméstico, los nuevos filtros de esponja podrían resultar útiles, sugiere Georgi.

Lo que aún falta, dice Alice Horton del Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido, es la prueba de que cualquiera de estas nuevas tecnologías basadas en esponjas puede ser rentable y exitosa para eliminar los microplásticos del agua a gran escala. Pero algo en lo que confía es que los esfuerzos para eliminar los microplásticos una vez que ya han llegado al océano probablemente estén condenados al fracaso.

"No creo que haya nada que podamos hacer a una escala lo suficientemente grande como para tener algún impacto", dice al respecto. "En primer lugar, tenemos que evitar que llegue allí".

La investigación de Guoqing Wang ha sido publicada en el Journal of Hazardous Materials: An ultra-light sustainable sponge for elimination of microplastics and nanoplastics

Etiquetas: LimpiezaMicroplásticoEsponja

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