Un cambio radical para la contaminación plástica: nuevo material se biodegrada en el agua del océano


Los plásticos, ahora omnipresentes en el mundo moderno, se han convertido en una amenaza creciente para la salud humana y ambiental. 


por la Universidad de California – San Diego


En todo el planeta, la evidencia de contaminación plástica se extiende desde bolsas de supermercado en las profundidades del mar hasta microplásticos en nuestros suministros de alimentos e incluso en nuestra sangre.

En busca de soluciones para contrarrestar el aumento de la basura plástica , los científicos de la Universidad de California en San Diego han desarrollado nuevos materiales biodegradables que están diseñados para reemplazar el plástico usado convencionalmente. Después de probar que sus espumas de poliuretano se biodegradan en abonos terrestres, un equipo interdisciplinario de científicos que incluye al biólogo de UC San Diego Stephen Mayfield y los químicos Michael Burkart y Robert «Skip» Pomeroy ahora han demostrado que el material se biodegrada en el agua de mar. Los resultados se publican en la revista Science of the Total Environment.

Los investigadores están trabajando para abordar un problema de contaminación plástica que ahora se describe como una crisis ambiental global. En 2010, los investigadores estimaron que 8 mil millones de kilogramos de plástico ingresan al océano en un solo año, y se predice una fuerte escalada para 2025. Al ingresar al océano, los desechos plásticos alteran los ecosistemas marinos , migran a ubicaciones centrales y forman giros de basura como el Gran Pacific Garbage Patch, que cubre un área de más de 1,6 millones de kilómetros cuadrados. Estos plásticos nunca se degradan, sino que se descomponen en partículas cada vez más pequeñas y, finalmente, se convierten en microplásticos que persisten en el medio ambiente durante siglos.

Un cambio radical para la contaminación plástica: nuevo material se biodegrada en el agua del océano
Los investigadores estudiaron las espumas de poliuretano sumergidas en el Muelle de Oceanografía de la Institución Scripps. Crédito: Samantha Clements, Instituto Scripps de Oceanografía, UC San Diego

Trabajando con la coautora del estudio Samantha Clements, bióloga marina y buceadora científica del Instituto Scripps de Oceanografía, los investigadores de UC San Diego realizaron una serie de pruebas de sus materiales de poliuretano biodegradables, actualmente utilizados como espumas en los primeros zapatos biodegradables disponibles comercialmente (vendidos por una compañía derivada llamada Blueview )—en el Ellen Browning Scripps Memorial Pier and Experimental Aquarium de Scripps. La ubicación del muelle brindó a los científicos el acceso y una oportunidad única para probar materiales en el ecosistema natural cercano a la costa, que es el entorno exacto donde es más probable que terminen los plásticos rebeldes.

El equipo descubrió que una variedad de organismos marinos coloniza la espuma de poliuretano y biodegrada el material a sus productos químicos iniciales, que son consumidos como nutrientes por estos microorganismos en el medio marino. Los datos del estudio sugieren que los microorganismos, una mezcla de bacterias y hongos, viven en todo el entorno marino natural.

«La eliminación inadecuada de plástico en el océano se descompone en microplásticos y se ha convertido en un enorme problema ambiental», dijo Mayfield, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y director del Centro de Biotecnología de Algas de California. «Hemos demostrado que es absolutamente posible fabricar productos plásticos de alto rendimiento que también pueden degradarse en el océano. Los plásticos no deberían ir al océano en primer lugar, pero si lo hacen, este material se convierte en alimento para microorganismos y no en plástico «. basura y microplásticos que dañan la vida acuática ”.

Un cambio radical para la contaminación plástica: nuevo material se biodegrada en el agua del océano
Se muestra un zapato Blueview sostenible que se biodegrada en agua de mar después de estar sumergido durante 12 semanas. Crédito: Daniel Zhen, Algenesis Inc.

Los zapatos, incluidas las chanclas, el zapato más popular del mundo, constituyen un gran porcentaje de los desechos plásticos que terminan en los océanos y vertederos del mundo. Para probar y analizar completamente sus materiales de poliuretano, desarrollados en UC San Diego durante los últimos ocho años, el estudio reunió a expertos en biología, polímeros y química sintética y ciencias marinas. Las muestras de espuma se expusieron a la dinámica de las mareas y las olas y se rastrearon los cambios moleculares y físicos mediante espectroscopía infrarroja transformada de Fourier y microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron que el material comenzó a degradarse en tan solo cuatro semanas. Luego, los investigadores identificaron microorganismos de seis sitios marinos alrededor de San Diego que son capaces de descomponer y consumir el material de poliuretano.

«Ninguna disciplina por sí sola puede abordar estos problemas ambientales universales, pero hemos desarrollado una solución integrada que funciona en tierra, y ahora sabemos que también se biodegrada en el océano», dijo Mayfield. «Me sorprendió ver cuántos organismos colonizan estas espumas en el océano. Se convierte en algo así como un arrecife microbiano».

La lista completa de coautores del artículo son: Natasha Gunawan, Marissa Tessman, Daniel Zhen, Lindsey Johnson, Payton Evans, Samantha Clements, Robert Pomeroy, Michael Burkart, Ryan Simkovsky y Stephen Mayfield.


Más información: La biodegradación de espumas de poliuretano renovables en ambientes marinos ocurre a través de la despolimerización por microorganismos marinos, 

Science of The Total Environment (2022). doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158761



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